匡唐清,周慧蘭,彭琛琛

(1.華東交通大學(xué)載運(yùn)工具與裝備省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌330013;2.仁寶電子科技有限公司,江蘇昆山215300)

帶把雙色塑料杯的注塑模設(shè)計(jì)

匡唐清1,周慧蘭1,彭琛琛2

(1.華東交通大學(xué)載運(yùn)工具與裝備省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌330013;2.仁寶電子科技有限公司,江蘇昆山215300)

針對帶把雙色水杯內(nèi)外層包覆結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),采用轉(zhuǎn)盤式雙色注塑機(jī)成型,設(shè)計(jì)了單件兩腔的轉(zhuǎn)盤式絕熱延長噴嘴的雙色注塑模,并詳細(xì)闡述了該模具的總體結(jié)構(gòu)及工作過程。在該模具中,水杯內(nèi)層采用整體型腔,外層采用哈夫型腔,利用液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)哈夫塊的開與合;在定模的半成品成型區(qū)域采用瓣合滑塊來縮短其型腔高度,利用彈簧斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)瓣合滑塊的開與合。實(shí)踐表明,該模具動(dòng)作可靠、成本較低,用該模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)較好。

帶把塑料杯;雙色;注塑模;設(shè)計(jì)

0 前言

隨著人們生活水平的提高,塑料產(chǎn)品不僅要滿足人們的功能需求,還要給人良好的視覺、觸覺感受以及對低成本的追求,因而雙色、甚至多色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。雙色產(chǎn)品是由2種不同顏色的塑料成型的,2種顏色塑料之間有著明顯的界限[1]。雙色塑件不僅具有良好的視覺效果,同時(shí),用不同性能的塑料構(gòu)成塑件相應(yīng)的結(jié)構(gòu),還能使塑件的功能和品質(zhì)得到提高。生活中常見的雙色產(chǎn)品有車燈罩、相機(jī)外殼、手機(jī)外殼、MP3外殼、小刀柄、按鈕、牙刷柄、水杯等。

本文以日常生活中常見的雙色水杯的注射成型模具為例,介紹了雙色產(chǎn)品轉(zhuǎn)盤式成型模具的設(shè)計(jì)方法。

1 塑件工藝分析

由圖1可知,該雙色水杯分為內(nèi)層和外層兩部分,內(nèi)層為圓臺狀,外層包覆在內(nèi)層外表面且?guī)О咽?外層大端直徑98 mm,小端直徑85 mm,高128 mm;內(nèi)、外層壁厚均為1.5 mm,制件總壁厚3 mm;為確保制件在使用過程中內(nèi)外層不脫落,在開口端外層比內(nèi)層高出3 mm并卡住內(nèi)層;內(nèi)層為有色材料,而外層為透明塑料,外層還可做部分鏤空圖案。

圖1 雙色水杯Fig.1 Appearance of the two-color cup

制品內(nèi)層材料選用丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS),ABS具有硬、韌、剛的特性,綜合力學(xué)性能良好,尺寸穩(wěn)定,耐化學(xué)性、電絕緣性好。制品外層材料采用聚碳酸酯(PC),PC具有優(yōu)良的綜合性能,與ABS具有良好的相容性[2]。

為確保成型品質(zhì)和提高生產(chǎn)效率,采用雙色模具自動(dòng)成型。

2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

該模具的設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)要點(diǎn):

(1)注塑機(jī)類型的選擇。雙色注塑機(jī)分為轉(zhuǎn)盤式和轉(zhuǎn)軸式2種[3]:轉(zhuǎn)盤式雙色注塑機(jī)配有動(dòng)模轉(zhuǎn)盤,整個(gè)動(dòng)模安裝在注塑機(jī)轉(zhuǎn)盤上,開模后成品被頂出、半成品在動(dòng)模中隨轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)換位到成品型腔,合模后繼續(xù)成型;轉(zhuǎn)軸式雙色注塑機(jī)配有可伸縮旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸,成型制品非雙色部分的動(dòng)模成型零件作為旋轉(zhuǎn)塊固定在轉(zhuǎn)軸上,開模后成品被頂出、轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)塊伸出并旋轉(zhuǎn),半成品隨其旋轉(zhuǎn)換位縮回成品型腔,合模后繼續(xù)成型。雙色塑料杯為內(nèi)外層包覆式結(jié)構(gòu),適于采用轉(zhuǎn)盤式雙色模在轉(zhuǎn)盤式雙色注塑機(jī)上成型;

(2)流道系統(tǒng)類型的選擇。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn),在雙色注射成型中半成品應(yīng)不帶流道冷凝料,一般雙色模具會(huì)采用熱流道系統(tǒng),而熱流道的應(yīng)用會(huì)使模具結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,成本也會(huì)較大幅度的增加。為降低雙色塑料杯的生產(chǎn)成本,并最大限度地降低原料損耗、保證產(chǎn)品成型品質(zhì),此模具采用空氣絕熱延長噴嘴,點(diǎn)澆口進(jìn)料;

(3)模具型腔布局。為保證成品的品質(zhì),簡化模具結(jié)構(gòu),該模具結(jié)構(gòu)采用一出一、兩腔布置,型腔布局示意圖如圖2所示;

圖2 型腔布局示意圖Fig.2 Layout of the cavity

(4)型腔的設(shè)計(jì)。在轉(zhuǎn)盤式雙色注塑模中,兩動(dòng)模具有互換性,因而其型芯、脫模頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)完全一致。成品與半成品的差異就在于其定模型腔上的差異。該雙色水杯內(nèi)層結(jié)構(gòu)簡單,為圓臺狀,其成型型腔采用整體式;因成品帶有把手,因此成品型腔采用哈夫式,利用液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)哈夫塊的開與合。半成品的高度比成品要矮3 mm,因此在定模的半成品成型區(qū)域采用瓣合滑塊來縮短其型腔高度,利用彈簧斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)瓣合滑塊的開與合;

(5)冷卻水道的布置。在定模側(cè),半成品型腔的冷卻水道采用多層“回”型布置;成品型腔由于是哈夫式,因而,在哈夫塊中其冷卻水道為多層“幾”型布置。在動(dòng)模側(cè),型芯采用螺旋槽鑲件冷卻回路冷卻。但由于動(dòng)模要180°回轉(zhuǎn),所以動(dòng)模側(cè)的進(jìn)出水口不能在模具外側(cè),只能設(shè)在中間,連接水管通過注塑機(jī)轉(zhuǎn)盤、動(dòng)模固定板的中心孔接入;

(6)頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證制件的內(nèi)表面品質(zhì),也為了便于在型芯內(nèi)布置螺旋式水道,因此不可采用頂桿頂出,而采用推件板推出。由于只有成品才能頂出,半成品還需轉(zhuǎn)到成品型腔繼續(xù)成型,因此轉(zhuǎn)盤式注塑模在開模時(shí)只有成品區(qū)才有頂出脫模動(dòng)作。因而脫模頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)相應(yīng)地分成兩部分,可單獨(dú)控制動(dòng)作;

(7)注塑機(jī)型號的選擇。根據(jù)模具大小及模具動(dòng)作的要求,選擇富強(qiáng)鑫(寧波)機(jī)器制造有限公司的FB-260R型轉(zhuǎn)盤式精密雙色注塑機(jī),該注塑機(jī)有兩套可獨(dú)立控制的水平注射單元,兩套獨(dú)立控制的頂出系統(tǒng)。

3 模具總體結(jié)構(gòu)及工作過程

該模具的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。模具工作過程為:(1)成型時(shí),半成品型腔注入的材料為ABS,成品型腔注入的材料為PC;(2)成型完畢后開模,動(dòng)模向后運(yùn)動(dòng),在彈簧16、頂銷17的作用下,I分型面分型,瓣合滑塊8在壓縮彈簧31的作用下向外移動(dòng);成品哈夫塊20脫離楔緊塊36后在液壓缸39的作用下分型;在導(dǎo)柱限位塊6碰到半成品型腔板9時(shí),II分型面分型,半成品和成品隨型芯18從型腔中脫出;動(dòng)模達(dá)到開模行程后停止移動(dòng),在成品成型側(cè)注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)推動(dòng)推板2帶動(dòng)頂桿25、推件板21將成品推出。而在半成品側(cè)注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)無動(dòng)作,保證半成品箍在型芯上;(3)推出動(dòng)作結(jié)束后,注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)回縮,然后注塑機(jī)的轉(zhuǎn)盤開始旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)動(dòng)模旋轉(zhuǎn)180°后停止,半成品隨型芯18轉(zhuǎn)換到了成品成型側(cè),已伸出的脫模機(jī)構(gòu)21、25和2也轉(zhuǎn)到了半成品成型側(cè);(4)合模時(shí),動(dòng)模向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)成品哈夫塊20在液壓缸39的作用下合模;當(dāng)推件板21碰到半成品型腔板9后推動(dòng)頂桿25、推板2等復(fù)位,II分型面閉合;動(dòng)模繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),瓣合滑塊8在斜導(dǎo)柱33的作用下向內(nèi)移動(dòng)合上,動(dòng)模繼續(xù)移動(dòng),直到I分型面閉合,成品哈夫塊20也被楔緊塊36壓實(shí),合模動(dòng)作完成。此時(shí)半成品在成品型腔中,半成品型腔為空,繼續(xù)下一次的注塑。

圖3 模具結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure of the mould

4 結(jié)論

(1)對于雙色制件,若為內(nèi)外包覆式結(jié)構(gòu),宜采用轉(zhuǎn)盤式雙色注塑機(jī);

(2)在雙色注塑模中,如果半成品/成品為單型腔時(shí),可采用絕熱延長噴嘴以簡化模具結(jié)構(gòu),降低模具成本;

(3)轉(zhuǎn)盤式雙色注塑模的頂出脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)按半成品側(cè)和成品側(cè)相應(yīng)地分成兩部分,只有成品側(cè)的頂出機(jī)構(gòu)受注塑機(jī)控制頂出,且在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)前注塑機(jī)頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)縮回;

(4)該雙色水杯注塑模動(dòng)作可靠,成本相對于熱流道雙色模降低很多,制品品質(zhì)也較好。

[1] 唐志玉,徐佩弦.塑料塑件設(shè)計(jì)師指南[M].北京:國防工業(yè)出版社,1993:273.

[2] 何躍龍,楊衛(wèi)民,丁玉梅.多色注射成型技術(shù)最新進(jìn)展[J].中國塑料,2009,23(1):105-110.

[3] 匡唐清,李樹楨,黃創(chuàng)業(yè).雙色牙刷柄的注塑模設(shè)計(jì)[J].中國塑料,2008,22(11):75-77.

Design of Injection Mould for Two-color Cups with Handles

KUAN G Tangqing1,ZHOU Huilan1,PEN G Chenchen2

(1.Key Laboratory of Conveyance and Equipment,Ministry of Education,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China;2.Renbao Elec-Tech(Kunshan)Co,Ltd,Kunshan 215300,China)

A two-cavity,two-component injection mould with turn plate adiabatic extension nozzle was designed for production of two-color handled cups.Key issues of the design,structure and working process of the mould were introduced.The inner of the cup was molded in a whole cavity and the outer was molded in half-type cavity.The half split blocks were moved by hydraulic mechanism.The half split sliding blocks were used to shorten the height of cavity of semi products and the blocks were moved by slanted guide pillar core pulling mechanism.It was proved that the movement of the mold was reliable with low cost and the quality of the products was good.

cup with a handle;two-color;injection mould;design

TQ320.66+2

B

1001-9278(2010)02-0100-03

2009-08-06

載運(yùn)工具與裝備省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(01306016/07JD06)

聯(lián)系人,kuangtq@yahoo.cn