塑料螺纹瓶盖模具设计

第1期（总第131期）机械管理开发

2013年2月No.1（SUM No.131）MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Feb.2013

0引言

制品为医用药瓶的瓶盖，具有两圈半连续的内螺纹，螺纹大径：50mm ，螺

距：3mm 。制品外表面有

数个半圆柱形的阻滑纹，成型时可起止转作用，止转高度大于螺纹高度，如图1。材料是高密度聚乙烯，属于结晶型热塑性塑料，熔体流动性能好，易于

注塑成型。下面谈一些成型模具设计和使用方面的经验。

1

模具工作过程

1 2 3 4 5 6 78A A B B 9282726252423222120

1-密封圈；2-定位圈；3-浇口套；4-球头拉料杆；5-定模板；6-齿条；7-凹模板；8-型芯压板；9-凹模底板；10、18-锥齿轮；11、30、34-导套；12-动模板；13-轴承座；14-轴承端盖；15-密封圈；16-齿轮；17-轴；19-动

模底板；20-轴承；21-轴；22-中心齿轮；23、26、27-轴套；24-型芯齿轮；25-螺纹型芯；28-止转镶块；29-内六角螺栓；31、36-导柱；32-弹簧；

33-限位钉；35-水嘴

图2模具结构图

模具的结构如图2[1，2]

，采用点式浇口，一模两腔，螺纹型芯成型内螺纹，利用开模力脱模。经过合模、注塑、保压和冷却后开模，在弹簧32的作用下，A 分型面先分型，用分流道末端的斜面拉断点浇口，利用球头拉料杆4将凝料拉出脱落，在A 分型面分型凹模后退的同时，齿条也随之后退，当齿条端部的凸肩与定模接触时，齿条停止运动，齿轮16在开模力作用下开始转动，通过锥齿轮10、18和中心齿轮22，驱动两个型芯齿轮24转动，从而带动螺纹型芯25转动，型芯被轴套27和

型芯压板8压住只能原地旋转，这样制件沿型芯轴向

脱出。直到限位钉33的头部受到凹模7的阻挡，凹模

停止运动。B 分型面开始快速分型，

制品自由跌落，完成一次成型过程。2脱模系统设计

制件螺纹要求精度较高，采用旋转脱模方式,即采用螺纹型芯旋转，制品后退的方式。考虑到要尽量使模具的结构紧凑、成本低，应该利用开模力作为旋转动力。脱模系统主要由三根轴、一对圆柱齿轮、一对锥齿轮和两对齿轮-齿条构成。轴17两端用滚动轴承支撑，受力均匀并且转动阻力小。轴21上装有锥齿轮，一端用滚动轴承支撑，另一端装有中心齿轮22，由于空间小采用了一端有凸缘的铜轴套23，既能承受径向力，又可承受轴向力。同样螺纹型芯25也用一对轴套26、27支撑。中心齿22与型芯齿轮24的齿数比为2.5:1，锥齿轮18与锥齿轮10的齿数比为2:1，齿条长度大于制品脱出时齿轮16滚动的长度。镶块28成型瓶盖外表面的阻滑纹并在脱模时起止转作用，为方便凹模的加工，做成镶块嵌在凹模中。3脱模过程分析

脱模时螺纹型芯只旋转，制件后退，由凹模止转，螺纹型芯与制件之间是螺纹副关系。正是依据这个原理，制件才能顺利脱模。动定模之间的开模速度与制件脱出速度要很好的配合，才可以达到既能止转又能将制件从凹模脱出的效果。设动定模之间的开模速度为v 1，制件脱出的速度为v 2，当v 1＞v 2时，就意味着B 分型面以很快的速度打开，而制品与型芯还没有完全脱开，这时止转长度减小或完全没有了，制品就会部分或全部包在型芯上不能顺利脱出。反过来如果

v 1＜v 2，

即制件已经从型芯上脱出，但B 分型面还没有打开，分型面之间没有能容纳制件的空间，制品会遭到

破坏。当v 1=v 2时，

动定模之间的开模距离与制件脱出的长度相适应，制件脱出时既不会受到干涉，又不会失去止转无法脱落，因此，v 1=v 2是制品顺利脱模而又保证质量的条件。

在模具结构设计中，如何保证v 1=v 2，

图3是脱模机构的原理图，由齿条、齿轮Z 1,一对锥齿轮Z 2与Z 3、中

收稿日期：2012-07-16

作者简介：刘俊萍（1957-），女，山东章丘人，副教授，本科，研究方向：塑料成型机械。

塑料螺纹瓶盖模具设计

刘俊萍

（太原理工大学机械工程学院，山西

太原

030024）

摘要：通过对塑料螺纹瓶盖的结构分析，设计出了一套成型模具。重点对制品脱出过程进行了分析，推导出动、

定模之间的开模速度与制件旋出速度之间的关系，阐述了实际应用中采取的措施，对同类模具设计有参考价值。关键词：双分型面；螺纹脱出；注塑模中图分类号：TM161+.23

文献标识码：A

文章编号：1003-773X （2013）01-0021-02

图1塑料瓶盖·

·21

第1期（总第131期）机械管理开发2013年2月

心齿轮Z4和驱动型芯的齿

轮Z5组成。开模时假定齿

条不动，在动模向左运动

时，齿轮1沿齿条滚动动

定模之间的开模速度：

v1=πd1n160.（1）

式中：d1、n1—齿轮Z1的

分度圆直径和转速，其他

转速之间的关系为：

n2=n1,n3=n2Z2/Z3, n4=n3,n5=n4Z4/Z5.（2）制件脱出的速度为：V2，经整理得：v1v2=Z3Z5πd1

Z2Z4l.式中：l为螺纹螺距，如果要求v1=v2，则必须使：Z3Z5πd1/Z2Z4l=1.分析上式不难发现，分子是各被动齿轮的齿数与齿轮Z1沿齿条转一圈的周长πd1的乘积，分母是各主动齿轮的齿数与型芯螺距l的乘积，要满足上式是很困难的，因为πd1远远大于l.而齿轮的齿数比是有一定范围的，结构设计时必然受到限制，过度减小各被动齿轮的齿数或增大各主动齿轮的齿数都是不现实的。问题实质上是动、定模之间的开模速度v1太大了，远远大于制件脱出的速度v2,既然v1太大，就应当想办法减小，前面是假定齿条不动的情况，凹模

就是定模，这种情况下

v1≫v2，现在设两个分型

面如图4，让凹模在A分型

面打开时也处于运动状态

来补偿速度差，凹模的运

动有效地减小了动模与定

模之间的相对开模速度

v1，创造了有利条件，充分

满足顺利脱模的条件，确

保制件的成型质量。

笔者建议以下情况都应采用两个分型面，一是同类模具采用侧面浇口，只有一个分型面；二是对止转长度较短而螺纹圈数较多的制件。

4结束语

螺纹成型的关键是保证止转，使制件顺利脱出。而明确动、定模之间的开模速度与制件脱出速度之间的关系是非常重要的，笔者在这方面做了一定的尝试，对同类模具设计有一定的参考价值和借鉴作用。

参考文献

[1]沈开智.塑料成型模具[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

[2]塑料模具手册编写组.塑料模具手册[M].北京:机械工业出

版社,1993.

A

B

1

2

3

1-定模板；2-凹模；3-动模板

图4凹模差动

图3脱模机构原理图

Design of Injection Mould for Plastic Screw Cap

LIU Jun-ping

(School of Mechanical Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan030024,China)

Abstract：Based on analyzing a plastic screw cap for structure,a set of shaping mould was designed.Much of the attention was put on the pro⁃cess of taking the plastic screw cap off the mould.The relationship between the speed of opening fixed and moving parts and the speed of tak⁃ing off caps was deducted.Measures in practice were given.This paper provides some valuable references for design of similar moulds.

Key words：double parting surface;taking off screw;injection mould

·

·22