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膏霜瓶注射模设计

时间:2021-02-07   来源:《模具工业》   作者:管建军,陈其发,王 军   浏览次数:171

管建军,陈其发,王 军 

(上海上荣包装技术有限公司) 

摘要:通过对化妆品膏霜瓶的材料、结构和生产批量等进行分析,介绍其注射模的设计要点,阐述模具 分型、排气系统、推出机构及冷却系统的设计思路。实践表明,模具推出机构运行可靠,排气设计合理, 生产的塑件表面质量好、尺寸稳定。 

关键词:膏霜瓶;注射模;推出机构;冷却;工艺分析

 

0 引言

随着经济的高速发展,化妆护肤品逐渐成为生活中的日常消费品,在充满竞争的化妆品消费市场,新颖的化妆品包装是吸引消费者购买的主要原因之一,也是化妆品价值体现的重要形式,即使存在大量广告其包装也是有说服力的推销。在购买化妆品时首先引起消费者注意的是外包装,因此包装设计十分重要。膏霜瓶常用于护肤品的包装,有塑料与玻璃2类,膏霜瓶结构如图1所示。

1 工艺分析

膏霜瓶表面要求:外表面美观,成型后内、外壁表面光滑,表面粗糙度值为Ra0.1~0.2μm,不允许有可见的黑点、浇口痕、缩痕、表面流痕、熔接痕、变形、裂纹和填充不足等缺陷。尺寸要求:外径为(φ71.5±0.25)mm,内孔为(φ60±0.2)mm。功能要求:塑件与盖子旋转顺畅,组装后可以保护容器内物质不受污染。膏霜瓶材料为PETG,其透明性可以让消费者直观容器内容物,优良的抗冲击性、韧性,保证使用过程不易破损,还具有耐强酸、强碱性能,但流动性差、黏度高。模具要求成型塑件的零件表面光亮、流道顺畅、排气设计合理。塑件是透明体,质量为80g,容量为115mL,最小壁厚为1.55mm,最大壁厚为5.9mm。所有连接处均采用圆角过渡,避免产生应力集中和裂纹。

2 模具设计

2.1 模具结构分析

塑件为大批量生产、模具使用寿命为100万次,为了降低生产成本,模具设计1模4腔结构,采用平衡布局排列,流动平衡分析如图2所示。从图1可知,塑件口部有螺纹,设计需要滑块分型。PETG收缩率为1.005,流动性差,为了方便熔体成型,采用针阀式HUSKY热流道,不需要人工修剪,定模设计成镶件结构,利用镶件间隙加强排气。定模成型塑件外观面,在不粘模损伤塑件的前提下拔模斜度设计为1.5°,动模拔模斜度设计为1°。塑件包紧力较大,若使用推板推出可能造成口部翻边或塑件内部变形。综上所述,模具分两段推出,第一阶段滑块与推杆同步推出一定距离;第二阶段塑件脱离型芯后由推杆推出,模具结构如图3所示。

2.2 模具分型

螺纹滑块在动模分型,塑件在定模成型,同时在定模底部拆分镶件加强排气与冷却,如图4所示。

2.3 成型零件设计

型芯部件分别是滑块、推块、动模型芯、水路镶件,滑块与推杆斜面配合定位,螺旋的水路镶件可以充分冷却塑件,如图5所示。

型腔部分包含:定模型腔板、定模镶件与热流道系统。成型镶件上设计水路可以加强热流道及塑件底部的热交换,防止浇口处结晶发白,如图6所示。

2.4 冷却系统

注射成型时模具温度直接影响熔体填充和塑件成型质量,良好的冷却系统会缩短成型周期、提高生产效率。由于成型的塑件壁较厚,采用热流道系统调节模具温度,型腔镶件水路与定模水路设计成并联结构,如图7所示。按模具排布结构2个型腔设置1组水路,定模镶件与定模共4组水路,如图8所示,可以单独微调型腔内的温度。动模型腔采用单独4组水路,动模型芯水路如图9所示,冷却水从顶面进入,螺纹口部流出,增强冷却效果。

2.5 推出机构

推出机构如图10所示。动模固定板6与动模座板7采用螺钉固定,动模板5通过限位钉与弹簧连接动模固定板6,动模座板7、定模座板1固定在注塑机上。开模时,注塑机顶杆带动动模座板7向后运动,动模板5与动模固定板6之间由于有复位弹簧及螺纹包紧力大于定模板4与动模板5之间的摩擦力,定模板4、动模板5先在PL1处打开,塑件从定模中先脱离。动模板继续向后运动,当定模板4、动模板5间距达到拉杆设定的距离后,机械手向下运动并吸住塑件,动模座板7在注塑机顶杆的作用下继续向后运动,复位弹簧被强制压缩,动模板5、动模固定板6在PL2处开始分型,塑件脱离动模型芯,由于斜导柱安装在动模固定板6上,驱动滑块向外运动,螺纹滑块安装在滑块上,螺纹滑块跟随滑块运动,但在动模板5、动模固定板6刚开始分离时,滑块和推板、推杆共同推出塑件,故推出面积大,受力均匀,塑件口部不会变形,开模一定距离后,螺纹滑块打开的距离变大,塑件已经松开,推出力变小。塑件脱离动模型芯与螺纹滑块后,机械手向上运动,并将塑件抓到传送带上。此时开始合模,动模固定板6、动模座板7向前移动,动模板5在复位弹簧的作用下保持不动,动模板5和动模固定板6先合模。动模板5与动模固定板6合模后,动模板5、动模固定板6、动模座板7共同向前移动,定模板4、动模板5开始合模,直至合模完成,然后高压锁模,完成一个注射循环。

2.6 排气系统

成型过程中,模具内的空气必须排出。PETG材质流动性差,在螺杆中的剪切力大,合理的排气设计可以避免困气造成成型塑件出现流痕、熔接痕,降低注射压力,缩短注射时间、保压时间和成型周期,消除塑件的内应力,防止产生变形和翘曲,在型腔分型面、定模镶件与动模型芯均开设排气槽,如图11与图12所示。

3 模具调试

3.1 准备工作

根据模具的尺寸和塑件质量,选择FNX280Ⅲ注塑机,锁模力为2.8×103kN。根据PETG材质特性,将其在65℃预干燥3~4h,融化温度设置在220~240℃;为保证模具型芯与塑件冷却充分,采用20℃的冷却水冷却,避免塑件表面产生收缩。因塑件外表面为高光镜面,型腔温度设置为50℃,以保证熔体在型腔内流动。

3.2 初始状态

将锁模力预设为70%后安装并调试模具,采用高压低速注射,前期先分别以10%、30%、50%、70%的料量注射,检查各段的熔料填充平衡是否符合要求。

3.3 调试状态

注射料量比例为90%时,成型塑件近于饱满状态,检查型腔的排气效果,适量增大保压压力,观察塑件表面收缩情况与塑件分型面的变化,直至成型脱模后塑件表面饱满不缩水,同时观察塑件分型面是否有飞边产生。

3.4 稳定状态

适当的保压压力与稳定的冷却时间配合可保证塑件成型质量良好,要求设备全自动稳定成型,连续注射数次,观察模具开闭、导柱进出、滑块移动、拉杆开合与复位是否顺畅。

3.5 试模改善

初次试模发现塑件表面存在熔接痕,因为塑件底部投影面积大,内壁较厚,影响了熔料平衡流动。解决方案为设置排气槽、降低注射速度、加大热流道与注塑机喷嘴注射孔的直径,再次试模后熔接痕消失。

4 结束语

设计膏霜瓶模具时根据膏霜瓶结构特点和材料特性、设计规划了模具分型、排气系统、推出机构、冷却系统。经过生产实践验证,模具动作平稳、可靠,解决了PETG塑件表面熔接痕、银纹等现象,达到了预期的生产效果,为类似的模具设计提供了参考。

参考文献(略)

 
 
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