第１期（总第１３１期） Ｎｏ．１（ＳＵＭ Ｎｏ．１３１） 机械管理开发 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ２０１３年２月 Ｆｅｂ．２０１３ 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）Ｏ１—００２１—０２ 、上 ０引 言 型芯压板８压住只能原地旋转，这样制件沿型芯轴向 制品为医用药瓶的瓶 脱出。直到限位钉３３的头部受到凹模７的阻挡，凹模 盖，具有两圈半连续的内 停止运动。 分型面开始快速分型，制品自由跌落，完 螺纹，螺纹大径：５０ ｍｍ，螺 成一次成型过程。 距：３ ｍｍ。制品外表面有 ２脱模系统设计 数个半圆柱形的阻滑纹， 制件螺纹要求精度较高，采用旋转脱模方式，即采 成型时可起止转作用，止 用螺纹型芯旋转，制品后退的方式。考虑到要尽量使 转高度大于螺纹高度，如 模具的结构紧凑、成本低，应该利用开模力作为旋转动 图１。材料是高密度聚乙 力。脱模系统主要由三根轴、一对圆柱齿轮、一对锥齿 烯，属于结晶型热塑性塑 料，熔体流动性能好，易于 图１塑料瓶盖 轮和两对齿轮一齿条构成。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， 注塑成型。下面谈一些成型模具设计和使用方面的 一端用滚动轴承支撑，另一端装有中心齿轮２２，由于 经验。 空间小采用了一端有凸缘的铜轴套２３，既能承受径向 １模具工作过程 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ｌ８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 ｌ一密封圈；２１定位圈；３１浇口套；４－球头拉料杆；５－定模板；６－齿条；７－ 理，制件才能顺利脱模。动定模之间的开模速度与制 凹模板；８－型芯压板；９１凹模底板；１０、１８一锥齿轮；１１、３０、３４一导套；１２一 件脱出速度要很好的配合，才可以达到既能止转又能 动模板；ｌ３一轴承座；１４一轴承端盖；１５一密封圈；１６一齿轮；１７一轴；１９一动 将制件从凹模脱出的效果。设动定模之间的开模速度 模底板；２０一轴承；２１一轴；２２一中心齿轮；２３、２６、２７一轴套；２４一型芯齿轮； 为７３１，制件脱出的速度为７３２，当 １＞ ２时，就意味着 ２５一螺纹型芯；２８一止转镶块；２９一内六角螺栓；３１、３６一导柱；３２一弹簧； 分型面以很快的速度打开，而制品与型芯还没有完全 ３３一限位钉；３５一水嘴 图２模具结构图 脱开，这时止转长度减小或完全没有了，制品就会部分 模具的结构如图２ 一，采用点式浇口，一模两腔， 或全部包在型芯上不能顺利脱出。反过来如果 螺纹型芯成型内螺纹，利用开模力脱模。经过合模、注 ３７１＜７３２，即制件已经从型芯上脱出，但 分型面还没有 塑、保压和冷却后开模，在弹簧３２的作用下， 分型面 打开，分型面之间没有能容纳制件的空间，制品会遭到 先分型，用分流道末端的斜面拉断点浇口，利用球头拉 破坏。当 ＝ 时，动定模之间的开模距离与制件脱 料杆４将凝料拉出脱落，在 分型面分型凹模后退的 出的长度相适应，制件脱出时既不会受到干涉，又不会 同时，齿条也随之后退，当齿条端部的凸肩与定模接触 失去止转无法脱落，因此，７３ ＝ 是制品顺利脱模而 时，齿条停止运动，齿轮１６在开模力作用下开始转动， 又保证质量的条件。 通过锥齿轮１Ｏ、１８和中心齿轮２２，驱动两个型芯齿轮 在模具结构设计中，如何保证 ＝ 。，图３是脱模 ２４转动，从而带动螺纹型芯２５转动，型芯被轴套２７和 机构的原理图，由齿条、齿轮 ，一对锥齿轮 与 、中 收稿日期：２０１２—０７—１６ 作者简介：刘俊萍（１９５７一），女，山东章丘人，副教授，本科，研究方向：塑料成型机械。 ・２ｌ・ 第ｌ期（总第１３１期） 机械管理开发 里 心齿轮 和驱动型芯的齿 轮 组成。开模时假定齿 条不动，在动模向左运动 ．．．就是定模，这种情况下 ｌ》７Ｙ２，现在设两个分型 面如图４，让凹模在 分型 时，齿轮ｌ沿齿条滚动动 定模之间的开模速度： ｌ ＝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 ￣ｄ ｌｎ１ 。 ． （１）Ｊ 式中：ｄｌ、 一齿轮 的 分度圆直径和转速，其他 转速之间的关系为： 图３脱模机构原理图 ２＝，ｚｈ １１３＝ｎ２Ｚ２／ ，／／４＝ ３，ｒ／５＝７／４Ｚ４／磊． （２） ，７ ７一Ｔ 制件脱出的速度为：ｖ：，经整理得：一７．２１＝—／￣３ Ｚ， ５ ｑｒ ａ１． ７Ｊ２ ２ ４ 式中：，为螺纹螺距，如果要求 ＝ 。，则必须使： １Ｔ ／Ｚ２ ＝１．分析上式不难发现，分子是各被 动齿轮的齿数与齿轮 沿齿条转一圈的周长叮ｒ 的乘 积，分母是各主动齿轮的齿数与型芯螺距 的乘积，要 满足上式是很困难的，因为叮ｒ 远远大于 ．而齿轮的 齿数比是有一定范围的，结构设计时必然受到，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 太大了，远远大于制件脱出的速度 ，既然 太大， 就应当想办法减小，前面是假定齿条不动的情况，凹模 模之间的相对开模速度 创造了有利条件，充分 １一定模板；２一凹模；３－动模板 满足顺利脱模的条件，确 图４凹模差动 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． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｕｌｄ ｆｏｒ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｃｒｅｗ Ｃａｐ ＬＩＵ Ｊｕｎ—ｐｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４，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 ・Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ ｓ ￡ ￡ ￡ ￡．毫曼．ｓ￡．ｓ ．毫 曼．ｓ ．ｓ ．ｓ ．昱 Ｓ ．昱当 蔓 已 Ｓ Ｓ已 已 （上接第２０页） 前诊断设备的故障，防患于未然，基于振动的故障诊断 可以为设备维护者提供一个准确的分析判断，从而能 够对设备做到预知保养与维修。基于振动的故障诊断 方法提高了设备的作业率，延长了设备的使用寿命， 降低了设备全寿命周期费用，减少了企业设备运行 成本 １。 参考文献 【２】．机械故障诊断技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２０１１． 【３】 杨建刚．旋转机械振动分析与工程应用【Ｍ】．北京：中国电 力出版社，２００７． 『４】李舜酩，李香莲．振动信号的现代分析技术与应用【Ｍ］．北 京：国防工业出版社，２００８． 【５】夏智富．高速离心泵振动故障诊断与分析［Ｊ】．炼油与化工， ２０１０（５）：２８－３０． 『６】 张梅军．机械状态检测与故障诊断［Ｍ】．北京：国防工业出 版社，２００８． ［１１黄志坚，高立新．机械设备振动故障检测与诊断【Ｍ】．北京： 化学工业出版社，２０１０． Ａｎａｌｙｓｉｓ－Ｂａｓｅｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ Ｐｕｍｐ ｏｆ ＤＹ２５－３０×３ ｔｙｐｅ ＷＡＮＧ Ｄ ．ＧＥ Ｙｕｎ （１．Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋａｒａｍａｙ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｄｕｓｈａｎｚｉ ８３３６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｒｅ ｍａｎｙ，ｗｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇ— ｎｏｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｕｌｄ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｖｅｒｗｅｉｇｈｔ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ｕｓｉｎｇ ＰＤＥＳ—Ｅ ｓｔａｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒ，ｄｅｔｅｒ－ ｍｉｎｅ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＤＹ２５－３０×３；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ・２２・
