薄壁包裝盒底注塑模具設計

陶永亮 薛敏杰

(①重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712;②重慶宇海模具有限公司，重慶 402760)

1 產品介紹

由于盒底和盒蓋的厚度相差較大，本文主要討論盒底模具設計為主，盒蓋模具和盒底模具結構大致一樣，盒蓋模具就不在此介紹。

2 模具設計

薄壁注塑件通常是指產品壁厚 1 mm 左右［1］，包裝盒正屬于薄壁注塑件。薄壁塑件模具一般是專用模具，與常規制品模具相比較，薄壁件模具從結構、澆注系統、冷卻系統、排氣系統和脫模系統都有一定的區別。盒底模具采用一模一件的設計，其結構如圖3所示。

模具工作原理是塑件注塑冷卻完畢后，啟動動模后移，由尼龍拉模器18拉著定模框5一起后移，由定模框限位螺釘17對拉開距離定位;定模框限位螺釘17固定在澆口板6上，帶動了澆口板6一起移動，移動距離由澆口板限位螺釘15決定，帶動了整個定模的分型，塑件吸附在動模型芯4上，澆口料頭被澆口板6勒出，可以取出;動模繼續后移，塑機頂桿接觸到頂出墊板28和頂出板27向前運動，由氣動頂出組合12通過進氣道20進氣，A頂出桿1推動勒板3，B頂出桿14，氣動頂出組合一同將盒底塑件頂出動模型芯4的一定位置后，將塑件取出。

3 模具零件設計

為承受薄壁件成型時的高壓，模具有剛度和強度的要求，模具的動、定模板及其支撐板等厚度比通常的模具要厚些，為保證塑件厚薄均勻性，在注塑過程不發生單邊的現象，動、定模型芯和勒板采用止口鎖緊結構進行定位設計，勒板與動模型芯有3°斜度配合，動模型芯與定模型腔有10°斜度止口配合［2］，以保證動、定模型芯和勒板精確的定位，減少對導柱的壓力。模具選用的鋼材必須是耐久的模具鋼。定模模腔、澆口套、動模型芯和勒板高摩擦部位采用 H—13(50～52 HRC)鋼材［3］。模具成型零件采用圓形件，便于加工和控制同心度。

3.1 澆注系統設計

包裝盒采用透明PP制造，PP屬于結晶型塑料，材料流動性比較好。澆口采用針點式澆口，由于針點式澆口附近的剪切速率過高，會造成分子的高度定向，增加局部應力，甚至開裂。為改善這一情況，可將澆口對面壁厚增加并呈圓弧過渡，如圖4所示。同時采用澆口拉桿11將澆口料頭直接與塑件脫離，澆口φ1.6 mm留下的余頭料不會影響盒底底部平整性。澆口板6從澆口拉桿11勒出料頭，保證取澆口的方便。

3.2 冷卻系統設計

薄壁盒底由于厚度薄，容易發生變形。為保證盒底的尺寸穩定性，把收縮和翹曲變形控制在用戶接受的范圍，對模具的冷卻時要確保冷卻均衡，防止因冷卻不均產生較大的殘余應力而導致變形等。動模型芯和定模型腔均采用6處隔板點冷卻方式進行冷卻［4］。如圖5所示。在型芯(型腔)上6－φ16孔，有一定的深度(型芯90深，型腔深80)，中間用2 mm厚度塑料或銅(鋁)件固定在φ16孔中間，冷卻水從水道24右面進去，到了孔頂面水流向隔水板左面流出，再流向另一個φ16孔右面進去，到了孔頂面水流向隔水板左面流出，以此類推，到了最后孔和第1孔中間用鋁件堵頭隔開水道，在鋁件兩邊作出如圖水道，用兩條橡膠圈做密封，防止水流出，型芯和型腔用螺釘緊固板上。

3.3 排氣系統設計

由于薄壁盒底注塑成型后是吸附在動模型芯上，并會有一定的真空狀態，脫模比較困難。設計了氣動頂出組合12，其中有圓錐頂塊用螺釘固定在φ12 mm頂桿上，頂桿針上專門磨去了0.5 mm的1個平面，由進氣道20進氣，通過頂針進入塑件中，一方面是進氣，另一方面進行抽真空操作，保證脫模需要。如圖6所示。頂桿底部有1個橡膠圈進行密封，在裝密封圈后，后面作一塊厚度3 mm墊板，用2個螺釘固定，固定膠圈。

由于填充時間短，注射速度高，模具的充分排氣尤其是流動前沿聚集區的充分排氣非常重要，以防困氣燒焦。在模具勒板與型芯中間、頂桿間隙及分型面作出排氣槽，讓氣體排出。

3.4 脫模系統設計

薄壁盒底壁厚僅有1 mm，脫模斜度小，只有30'。注塑成型后是吸附在動模型芯上，給塑件頂出帶來很多困難。模具設計中采用中心用氣動頂出組合頂出，塑件頂部用6－φ10 mm的頂桿，盒底口用勒板將塑件勒出動模型芯，采用3種組合頂出機構，較好地保證了盒底的頂出動模型芯。

4 結語

由于盒底壁薄，加工模具零件中應保證每個零件的同心度，在總裝中減小累積誤差，避免盒底厚薄不均勻的現象。型芯和型腔的表面粗糙度要好，如果粗糙度不好對脫模很不利。一般取Ra0.1～0.15 mm之間，表面可以鍍0.002 mm硬鉻。盒蓋的模具結構同盒底一樣，兩副模具制造后，經過試模修整后，模具冷卻有效果，頂出機構順利，薄壁包裝盒塑件得到用戶的認同。

［1］顏可輝.薄壁注塑成型技術［J］.上海塑料，2007，138(2):35 －37.

［2］賈潤禮，程志遠.實用注塑模設計手冊［M］.北京:中國輕工業出版社，2004:160－162.

［3］韓健，陳靜波，申長雨，等.薄殼注射成型技術［J］.工程塑料應用，2005，33(10):28 －31.

［4］李德群，唐志玉.中國模具工程大典:第二卷:輕工模具設計［M］.北京:機械工業出版社，2002:472－473.