李潤(rùn)娟，張艷霞

(河南廣播電視大學(xué)， 河南 鄭州 450008)

塑料水杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)*

李潤(rùn)娟，張艷霞

(河南廣播電視大學(xué)， 河南 鄭州 450008)

利用UG軟件對(duì)塑料水杯蓋進(jìn)行了產(chǎn)品的三維造型，在對(duì)塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了澆口位置和分型面的選擇，型芯、型腔、模具等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中采用了大量計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)，縮短了開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本。

UG；塑料；注塑模具；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

0 前 言

注塑模具是在模具中注射熔融塑料并冷卻成型出塑料制品的一種模具，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點(diǎn)[1]。塑料水杯蓋是日常生活中常見的塑料制品，常采用注塑模具成型的方法進(jìn)行生產(chǎn)。筆者利用UG軟件對(duì)塑料水杯蓋進(jìn)行了產(chǎn)品的三維造型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了分型面、澆口位置的選擇，型芯、型腔、模具等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中采用了大量的計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)，縮短了開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本。

1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

塑件為塑料水杯蓋，大批量生產(chǎn)，材料采用高壓PE，圖1為該水杯蓋的二維工程圖。

圖1 水杯蓋塑件工程圖

產(chǎn)品精度等級(jí)取MT6，為中等精度等級(jí)。產(chǎn)品成型后，要求外形美觀，表面光滑，無(wú)毛刺，內(nèi)外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕等工藝缺陷。從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)來(lái)看，該塑件為回轉(zhuǎn)體，形狀規(guī)則，壁厚均勻，符合最小壁厚要求，塑件型腔不大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塑件內(nèi)壁無(wú)凸臺(tái)和凹槽，故無(wú)需考慮側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，型芯可設(shè)計(jì)為整體鑲嵌，總之該塑件適合用注塑模具進(jìn)行大批量、高效率生產(chǎn)。該塑件采用UG建模后，其三維造型如圖2所示。

圖2 水杯蓋外形圖

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 澆口位置的選擇

澆口位置的選擇對(duì)塑料制品的質(zhì)量有很大的影響[2]，對(duì)本塑件零件圖分析可知，塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，為規(guī)則的環(huán)形分布。由于圓環(huán)形塑件用切向進(jìn)料可減少熔接痕，提高熔接處強(qiáng)度，且有利于排氣，因此選用切向進(jìn)料。綜上所述將澆口位置設(shè)在φ72外圓與塑件下底面交匯處，這樣既有利于縮短分流道，同時(shí)節(jié)省了材料，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，也有利于一模兩件的設(shè)計(jì)需求。圖3為該塑件的澆口位置示意圖。

圖3 澆口位置示意圖

2.2 分型面的選擇

分型面的選擇是注塑模具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一，分型面的合理選擇對(duì)塑件的成型、脫模、模具結(jié)構(gòu)和制造成本都有影響。根據(jù)分型面的選擇原則結(jié)合實(shí)際塑件形狀將分型面選在水杯蓋的大端底面，這樣塑件可以順利脫模。

2.3 模具型芯和型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于塑件壁厚均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性原則，故選用單分型面注射模，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。單分型面注射模的型腔設(shè)在定模中，型芯設(shè)在動(dòng)模中，動(dòng)模一側(cè)有推出機(jī)構(gòu)用來(lái)推出塑件及流道凝料。結(jié)合塑件的形狀選用整體式型腔，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型的制品質(zhì)量較好同時(shí)減少裝配誤差，不易變形。

型芯的結(jié)構(gòu)根據(jù)塑件內(nèi)形可選用整體鑲嵌式型芯，考慮到加工可行性及經(jīng)濟(jì)性原則型芯與動(dòng)模板采用臺(tái)階連接，如圖5所示。

圖4 型腔的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 型芯的結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于模具型腔在定模部分，型芯在動(dòng)模部分，開模后塑件包緊在型芯上而留在動(dòng)模部分，因此需要推出機(jī)構(gòu)來(lái)將塑件脫出模外，推出機(jī)構(gòu)可采用推板推出或推桿推出。推板推出頂出力均勻不影響塑件的外觀質(zhì)量，但塑件有斜面過渡，推板制造困難。推桿推

出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)、可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部產(chǎn)生較淺的頂出痕但不影響整體外觀，可用砂紙打磨來(lái)消除頂出痕[3]。從以上分析得出該塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)，頂桿直徑不宜過小，應(yīng)有足夠的剛度承受頂出力，以免頂桿在頂出時(shí)彎曲或折斷。本設(shè)計(jì)選用圓柱形頂桿，該頂桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，且能滿足使用要求。

3 模具總體結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1 模具總體結(jié)構(gòu)

該塑件的模具總體結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 模具二維總裝圖

3.2 模具的工作原理

將模具安裝在注塑機(jī)上，定模安裝在注塑機(jī)的定模扳上，動(dòng)模固定在動(dòng)模板上。合模后，先使塑料在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融，而后注射機(jī)通過噴嘴將熔料通過主流道充滿型腔，然后保壓、冷凝后塑件成型，注塑完成。開模時(shí)，動(dòng)模部分隨動(dòng)模板將分型面打開，在注塑機(jī)頂出作用下，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出，然后合模，隨著分型面的閉合，復(fù)位桿也對(duì)頂桿進(jìn)行復(fù)位，然后進(jìn)行下一工作循環(huán)。

4 結(jié) 語(yǔ)

利用UG軟件對(duì)塑料水杯蓋進(jìn)行了產(chǎn)品的三維造型，在對(duì)塑件的尺寸精度、表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了分型面、澆口位置、型芯、型腔、模具等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中采用了計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)，大大縮短了開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本。

[1] 王樹勛，朱亞林，梅 伶.注塑模具設(shè)計(jì)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005.

[2] 俞芙芳.簡(jiǎn)明塑料模具使用手冊(cè)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[3] 沈洪雷，周成彬.塑料注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

Development of Injection Mold for Plastic Cup Cover

LI Run-juan， ZHANG Yan-xia

(HenanRadio&TVUniversity,ZhengzhouHenan450008,China)

The 3D shape of the plastic cup cover is generated by the software UG. Based on the analysis of the structure process of the plastic parts, The gate location and the mould joint are selected，the core and cavity of the mould structure are designed. A large number of computer aided design is used in the course of design, which shorts the development cycle and reduces production cost.

UG; plastic; injection mold design; computer-aided design

2013-12-30

李潤(rùn)娟(1979-)，女，河南三門峽人，講師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的工作。

TG76

A

1007-4414(2014)02-0139-02