薄壁包装盒底注塑模具设计

陶永亮 薛敏杰

(①重庆川仪工程塑料有限公司，重庆 400712;②重庆宇海模具有限公司，重庆 402760)

1 产品介绍

由于盒底和盒盖的厚度相差较大，本文主要讨论盒底模具设计为主，盒盖模具和盒底模具结构大致一样，盒盖模具就不在此介绍。

2 模具设计

薄壁注塑件通常是指产品壁厚 1 mm 左右［1］，包装盒正属于薄壁注塑件。薄壁塑件模具一般是专用模具，与常规制品模具相比较，薄壁件模具从结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统都有一定的区别。盒底模具采用一模一件的设计，其结构如图3所示。

模具工作原理是塑件注塑冷却完毕后，启动动模后移，由尼龙拉模器18拉着定模框5一起后移，由定模框限位螺钉17对拉开距离定位;定模框限位螺钉17固定在浇口板6上，带动了浇口板6一起移动，移动距离由浇口板限位螺钉15决定，带动了整个定模的分型，塑件吸附在动模型芯4上，浇口料头被浇口板6勒出，可以取出;动模继续后移，塑机顶杆接触到顶出垫板28和顶出板27向前运动，由气动顶出组合12通过进气道20进气，A顶出杆1推动勒板3，B顶出杆14，气动顶出组合一同将盒底塑件顶出动模型芯4的一定位置后，将塑件取出。

3 模具零件设计

为承受薄壁件成型时的高压，模具有刚度和强度的要求，模具的动、定模板及其支撑板等厚度比通常的模具要厚些，为保证塑件厚薄均匀性，在注塑过程不发生单边的现象，动、定模型芯和勒板采用止口锁紧结构进行定位设计，勒板与动模型芯有3°斜度配合，动模型芯与定模型腔有10°斜度止口配合［2］，以保证动、定模型芯和勒板精确的定位，减少对导柱的压力。模具选用的钢材必须是耐久的模具钢。定模模腔、浇口套、动模型芯和勒板高摩擦部位采用 H—13(50～52 HRC)钢材［3］。模具成型零件采用圆形件，便于加工和控制同心度。

3.1 浇注系统设计

包装盒采用透明PP制造，PP属于结晶型塑料，材料流动性比较好。浇口采用针点式浇口，由于针点式浇口附近的剪切速率过高，会造成分子的高度定向，增加局部应力，甚至开裂。为改善这一情况，可将浇口对面壁厚增加并呈圆弧过渡，如图4所示。同时采用浇口拉杆11将浇口料头直接与塑件脱离，浇口φ1.6 mm留下的余头料不会影响盒底底部平整性。浇口板6从浇口拉杆11勒出料头，保证取浇口的方便。

3.2 冷却系统设计

薄壁盒底由于厚度薄，容易发生变形。为保证盒底的尺寸稳定性，把收缩和翘曲变形控制在用户接受的范围，对模具的冷却时要确保冷却均衡，防止因冷却不均产生较大的残余应力而导致变形等。动模型芯和定模型腔均采用6处隔板点冷却方式进行冷却［4］。如图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)，中间用2 mm厚度塑料或铜(铝)件固定在φ16孔中间，冷却水从水道24右面进去，到了孔顶面水流向隔水板左面流出，再流向另一个φ16孔右面进去，到了孔顶面水流向隔水板左面流出，以此类推，到了最后孔和第1孔中间用铝件堵头隔开水道，在铝件两边作出如图水道，用两条橡胶圈做密封，防止水流出，型芯和型腔用螺钉紧固板上。

3.3 排气系统设计

由于薄壁盒底注塑成型后是吸附在动模型芯上，并会有一定的真空状态，脱模比较困难。设计了气动顶出组合12，其中有圆锥顶块用螺钉固定在φ12 mm顶杆上，顶杆针上专门磨去了0.5 mm的1个平面，由进气道20进气，通过顶针进入塑件中，一方面是进气，另一方面进行抽真空操作，保证脱模需要。如图6所示。顶杆底部有1个橡胶圈进行密封，在装密封圈后，后面作一块厚度3 mm垫板，用2个螺钉固定，固定胶圈。

由于填充时间短，注射速度高，模具的充分排气尤其是流动前沿聚集区的充分排气非常重要，以防困气烧焦。在模具勒板与型芯中间、顶杆间隙及分型面作出排气槽，让气体排出。

3.4 脱模系统设计

薄壁盒底壁厚仅有1 mm，脱模斜度小，只有30'。注塑成型后是吸附在动模型芯上，给塑件顶出带来很多困难。模具设计中采用中心用气动顶出组合顶出，塑件顶部用6－φ10 mm的顶杆，盒底口用勒板将塑件勒出动模型芯，采用3种组合顶出机构，较好地保证了盒底的顶出动模型芯。

4 结语

由于盒底壁薄，加工模具零件中应保证每个零件的同心度，在总装中减小累积误差，避免盒底厚薄不均匀的现象。型芯和型腔的表面粗糙度要好，如果粗糙度不好对脱模很不利。一般取Ra0.1～0.15 mm之间，表面可以镀0.002 mm硬铬。盒盖的模具结构同盒底一样，两副模具制造后，经过试模修整后，模具冷却有效果，顶出机构顺利，薄壁包装盒塑件得到用户的认同。

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

［2］贾润礼，程志远.实用注塑模设计手册［M］.北京:中国轻工业出版社，2004:160－162.

［3］韩健，陈静波，申长雨，等.薄壳注射成型技术［J］.工程塑料应用，2005，33(10):28 －31.

［4］李德群，唐志玉.中国模具工程大典:第二卷:轻工模具设计［M］.北京:机械工业出版社，2002:472－473.