CN105216202B - 一种塑料成型盖的快速冷却模具及螺纹芯的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具技术领域，具体公开了一种塑料成型盖的快速冷却模具，包括螺纹芯，所述螺纹芯设置有第一容置腔，所述第一容置腔装设有成型嵌件，所述成型嵌件与螺纹芯之间还设置有运水调节组件，所述运水调节组件与第一容置腔的内壁之间具有冷却间隙，所述成型嵌件连接有冷却水管，所述运水调节组件设置有入水孔和出水孔，所述冷却水管的冷却水依次通过成型嵌件、入水孔、冷却间隙及出水孔，所述冷却水管的外侧与螺纹芯之间具有与出水孔相通的出水通道，本冷却模具冷却效果好，降低成型周期，提高了生产效率；本发明还提供了一种螺纹芯的加工工艺，本加工具有工艺简单、易于制造和螺纹芯的强度高的优点。

Description

一种塑料成型盖的快速冷却模具及螺纹芯的加工工艺

技术领域

本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种塑料成型盖的快速冷却模具及螺纹芯的加工工艺。

背景技术

随着现代社会的节奏不断加快，人们的日常用品中出现了大量的塑胶制品，由于塑料制品的大规模使用，在未来相当长的一段时间内，其塑料制品依然会作为人们生产生活中重要的组成部分，对于塑料容器来说，由于塑料具有价格便宜、易于成型和使用方便的优点，其越来越广泛的应用在不同的容器行业中，特别是大部分瓶装容器，例如：矿泉水瓶、饮料瓶等，这些瓶子的结构主要由瓶身和防盗盖组成，目前，对于瓶身主要采用吹塑成型，而防盗盖主要有注塑和压塑这两种成型手段，其中注塑成型适用于小批量的生产，其每分钟生产大约为10PCS左右，对于大批量的生产一般采用压塑，其每分钟可以生产900～1000PCS左右的瓶盖，但是，由于压塑设备在生产时，主要依赖于上模与下模的压合成型，然后主要由上模进行冷却并脱模，在现在的生产效率基础上，如果进一步加快生产周期，往往会造成瓶盖冷却不良，进而出现较大的收缩率，影响瓶盖的使用，目前，压塑的生产效率最多仅能达到1100PCS/分钟，有鉴于此，发明人经反复的试验和论证，对模具结构作出了改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种塑料成型盖的快速冷却模具，本冷却模具具有冷却效果好、降低成型周期和提高生产效率的优点；本发明还提供了一种螺纹芯的加工工艺，本加工工艺具有工艺简单、易于制造和螺纹芯的强度高的优点。

为实现上述目的，本发明的一种塑料成型盖的快速冷却模具，包括螺纹芯，所述螺纹芯设置有第一容置腔，所述第一容置腔装设有成型嵌件，所述成型嵌件与螺纹芯之间还设置有运水调节组件，所述运水调节组件与第一容置腔的内壁之间具有冷却间隙，所述成型嵌件连接有冷却水管，所述运水调节组件设置有入水孔和出水孔，所述冷却水管的冷却水依次通过成型嵌件、入水孔、冷却间隙及出水孔，所述冷却水管的外侧与螺纹芯之间具有与出水孔相通的出水通道。

进一步的，所述运水调节组件包括运水件和调节件，所述运水件设置有第二容置腔，所述调节件位于第二容置腔中，所述运水件与调节件之间设置有环形导流槽，所述环形导流槽与入水孔相通，所述调节件设置有用于将通过成型嵌件的冷却水引向环形导流槽的导流通道。

作为优选，所述运水件的外壁均匀分布有若干组运水通道，所述入水孔和出水孔分别设置于运水通道的进水端和出水端。

而进一步的，所述运水通道包括输入段和输出段，所述运水件的一端设置有第一循环水槽，所述运水件的另一端设置有与出水通道相通的第二循环水槽，所述输入段与第一循环水槽相通，所述输出段的一端与第一循环水槽相通，所述输出段的另一端与第二循环水槽相通。

作为优选，所述成型嵌件设置有环形冷却槽和与环形冷却槽相通的进水孔，所述导流通道为倾斜式通道，所述倾斜式通道一端与环形冷却槽相通，所述倾斜式通道的另一端与环形导流槽相通。

进一步的，所述第一容置腔的壁厚为0.35~1.05mm。

进一步的，所述成型嵌件的底部与螺纹芯之间设置有内塞成型腔，所述成型嵌件还设置有用于向内塞成型腔吹气的脱模机构。

作为优选，所述脱模机构包括吹气管，所述吹气管嵌设于冷却水管中，所述吹气管的出口端设置有密封槽，所述密封槽装设有密封环，所述成型嵌件设置有分气槽和与分气槽相通的若干个排气孔，所述吹气管的出口端与成型嵌件连接并与分气槽相通，所述成型嵌件的外圆周表面设置有环形气槽，所述环形气槽与内塞成型腔之间具有逸气间隙。

进一步的，所述成型嵌件、运水调节组件均与螺纹芯螺纹连接。

一种螺纹芯的加工工艺，所述加工工艺包括如下步骤：

S1．将原料进行粗加工成型并预留加工余量，形成螺纹芯半成品；

S2．将螺纹芯半成品进行热处理；

S3．精加工螺纹芯半成品的外形；

S4．对螺纹芯半成品的外表面进行高温镀钛处理；

S5．精加工螺纹芯半成品的内壁；

S6.加工完成。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的一种塑料成型盖的快速冷却模具，本冷却模具在工作时，冷却水从冷却水管送入，然后依次通过成型嵌件、入水孔、冷却间隙及出水孔，由于冷却间隙位于运水调节组件与第一容置腔的内壁之间，所以，冷却水可以快速的对螺纹芯形成冷却作用，其冷却效果好，降低成型周期，提高了生产效率；本发明还提供了一种螺纹芯的加工工艺；利用本加工工艺有利于对薄壁型的螺纹芯的加工控制，加工过程中，不易变形，其工艺简单、易于制造和螺纹芯的强度高。

附图说明

图1为本发明冷却模具的立体图。

图2为本发明冷却模具的剖视图。

图3为图2的A处放大图。

图4为图3的B处放大图。

图5为本发明螺纹芯的剖视图。

图6为本发明成型嵌件的立体图。

图7为本发明成型嵌件的剖视图。

图8为本发明运水件的立体图。

图9为本发明调节件的立体图。

图10为本发明吹气管的立体图

图11为本发明螺纹芯的加工工艺流程图。

附图标记包括：

螺纹芯--1， 第一容置腔--11， 成型嵌件--2，

环形冷却槽--21， 进水孔--22， 分气槽--23，

排气孔--24， 环形气槽--25， 运水调节组件--3，

运水件--31， 入水孔--311， 出水孔--312，

第二容置腔--313， 第一循环水槽--314， 第二循环水槽--315，

调节件--32， 导流通道--321， 环形导流槽--33，

运水通道--34， 输入段--341， 输出段--342，

冷却间隙--41， 出水通道--42， 逸气间隙--43，

冷却水管--5， 内塞成型腔--6， 脱模机构--7，

吹气管--71， 密封槽--72， 密封环--73，

延伸管--8， 引出接头--81， 引出孔--82。

具体实施方式

下面结合附图本发明进行详细的说明。

参见图1至图10，一种塑料成型盖的快速冷却模具，包括螺纹芯1，所述螺纹芯1设置有第一容置腔11，所述第一容置腔11装设有成型嵌件2，所述成型嵌件2与螺纹芯1之间还设置有运水调节组件3，所述运水调节组件3与第一容置腔11的内壁之间具有冷却间隙41，所述成型嵌件2连接有冷却水管5，所述运水调节组件3设置有入水孔311和出水孔312，所述冷却水管5的冷却水依次通过成型嵌件2、入水孔311、冷却间隙41及出水孔312，所述冷却水管5的外侧与螺纹芯1之间具有与出水孔312相通的出水通道42。本模具的工作原理是：所述冷却水管5与外部连接，工作时，冷却水从冷却水管5送入，然后依次通过成型嵌件2、入水孔311、冷却间隙41及出水孔312，由于冷却间隙41位于运水调节组件3与第一容置腔11的内壁之间，所以，冷却水可以快速的对螺纹芯1形成冷却作用，其冷却效果好，降低成型周期，提高了生产效率；当冷却水从出水孔312输出时，继而进入出水通道42，该出水通道42的输出端设置有延伸管8，所述延伸管8的尾端连接有引出接头81，该引出接头81设置有引出孔82，该引出孔82一般可设置有螺纹孔或快速卡接孔，从而有利于水管的连接，冷却水从出水通道42进入延伸管8中，然后在延伸管8的尾端设置的引出接头81的引出孔82输出至外部；综上所述，利用本模具进行压塑成型时，使生产周期由原来的2.5秒降低至2.2秒，同时，降低了缩水比率，能明显提高生产效率。

在本技术方案中，所述运水调节组件3包括运水件31和调节件32，所述运水件31设置有第二容置腔313，所述调节件32位于第二容置腔313中，所述运水件31与调节件32之间设置有环形导流槽33，所述环形导流槽33与入水孔311相通，所述调节件32设置有用于将通过成型嵌件2的冷却水引向环形导流槽33的导流通道321。装配时，将调节件32装于第二容置腔313中，冷却水从导流通道321进入环形导流槽33，将整个环形导流槽33中都充满冷却水，冷却水在一定的水压作用下进入入水孔311，从而将冷却水与螺纹芯1的内壁接触实现冷却，本运水组件利用导流通道321将冷却水集中形成较大的水压，在环形导流槽33中实现均匀分散冷却水，达到模具的均匀冷却作用，从而使产品的成型控制更准确，其缩水率保持基本一致。

进一步的说，所述运水件31的外壁均匀分布有若干组运水通道34，所述入水孔311和出水孔312分别设置于运水通道34的进水端和出水端。在本方案中，所述运水通道34共有八组，其每一组运水通道34均设置有入水孔311和出水孔312。冷却水沿着运水通道34运动，对螺纹芯1形成较佳冷却效果，当然，根据模具尺寸的差异，本领域技术人员在本方案的启示下，亦容易想到增加更多数量的运水通道34，故，在此不在一一表述。

对于运水通道34，具体地说，所述运水通道34包括输入段341和输出段342，所述运水件31的一端设置有第一循环水槽314，所述运水件31的另一端设置有与出水通道42相通的第二循环水槽315，所述输入段341与第一循环水槽314相通，所述输出段342的一端与第一循环水槽314相通，所述输出段342的另一端与第二循环水槽315相通。冷却水从入水孔311进入输入段341向下运动，进入第一循环水槽314，在第一循环水槽314中的冷却水进入输出段342，冷却水从输出段342进入第二循环水槽315，而第二循环水槽315的冷却水进入出水通道42中，随之进行输出，由于本方案中设置有第一循环水槽314和第二循环水槽315，第一循环水槽314有利于冷却水的积聚和循环，而第二循环水槽315可使冷却水均匀的进入出水通道42中，避免出现较大压力或出水不畅的问题。

而进一步的，所述成型嵌件2设置有环形冷却槽21和与环形冷却槽21相通的进水孔22，所述导流通道321为倾斜式通道，所述倾斜式通道一端与环形冷却槽21相通，所述倾斜式通道的另一端与环形导流槽33相通。在成型时，所述成型嵌件2会与热熔塑胶大面积的直接接触，从而使成型嵌件2的温度升高，在本方案中，冷却水从进水孔22进入，在调节件32的阻挡作用下进入环形冷却槽21，利用环形冷却槽21可直接冷却成型嵌件2，再利用倾斜式通道将冷却水引入环形导流槽33中，进而对螺纹芯1进行冷却，本方案利用一套冷却系统可同时对螺纹芯1和成型嵌件2进行冷却，一举两得，冷却效果佳。

在本技术方案中，所述第一容置腔11的壁厚为0.35~1.05mm。由于螺纹芯1的外表面具有成型螺纹凹槽，所述螺纹芯1的外表面至第一容置腔11的壁厚D1为1.05mm，所述成型螺纹凹槽至第一容置腔11的壁厚D2为0.35mm。这样，可以使冷却间隙41中的冷却水尽可能近的靠近成型产品，对成型产品达到最佳的冷却效果。

通常，大量的瓶盖为了方便和节省成本，均会考虑在瓶盖的内部直接一体成型带有内塞的瓶盖，故，在本技术方案中，所述成型嵌件2的底部与螺纹芯1之间设置有内塞成型腔6，所述成型嵌件2还设置有用于向内塞成型腔6吹气的脱模机构7。压塑成型时，利用脱模机构7可以使成型产品快速的模具分离。

具体地说，所述脱模机构7包括吹气管71，所述吹气管71嵌设于冷却水管5中，所述吹气管71的出口端设置有密封槽72，所述密封槽72装设有密封环73，所述成型嵌件2设置有分气槽23和与分气槽23相通的若干个排气孔24，所述吹气管71的出口端与成型嵌件2连接并与分气槽23相通，所述成型嵌件2的外圆周表面设置有环形气槽25，所述环形气槽25与内塞成型腔6之间具有逸气间隙43。当压塑成型后，所述吹气管71通入压缩空气，压缩空气进入分气槽23，随之进入排气孔24，而于成型嵌件2的外圆周设置有环形气槽25，压缩空气在环形气槽25通过逸气间隙43将成型产品吹出，实现脱模；由于本吹气管71设置于冷却水管5中，所述密封环73还能有效的防止冷却水渗入分气槽23中，有效的避免了漏水问题，提高了模具的可靠性。

在本技术方案中，所述成型嵌件2、运水调节组件3均与螺纹芯1螺纹连接。这种螺纹连接的方式有利于模具的制造和组装，同时，其连接稳固，适用于高速成型生产。

参见图11，本发明还提供了一种螺纹芯的加工工艺。

实施例一。

本加工工艺包括如下步骤：

S1．将原料进行粗加工成型并预留加工余量，形成螺纹芯半成品；此时，由于原料的内应力较大，在本步骤中，所述螺纹芯半成品的内壁余量为1.2mm，其余部分的加工余量为0.4mm，这样可以防止螺纹芯半成品的内部因内应力较大出现加工变形；

S2．将螺纹芯半成品进行热处理；所述热处理依次包括淬火、第一次高温回火、第二次高温回火、第三次高温回火及深度快速冷却，所述淬火后使螺纹芯半成品的硬度达到48HRC，所述第一次高温回火、第二次高温回火和第三次高温回火的温度均为570摄氏度，所述深度快速冷却的温度为-180摄氏度，冷却时间为1.8小时；

S3．精加工螺纹芯半成品的外形；在本步骤中，对螺纹芯半成品的外形：成型螺纹、扣位面等作精加工；

S4．对螺纹芯半成品的外表面进行高温镀钛处理；所述高温镀钛的温度为360~420摄氏度之间，由于在S3步骤中需对螺纹芯半成品进行进一步的精加工，所以，螺纹芯半成品又进一步产生不同程度的内应力，所述镀钛处理不但可以提高螺纹芯半成品的外表面硬度和刚度，在高温镀钛的过程中，还可以实现热处理过程，从而消除精加工工序中所产生的内应力，达到一举两得的效果；

S5．精加工螺纹芯半成品的内壁；由于在S4步骤中消除了S3步骤中所产生的内应力，故在本步骤中再对螺纹芯半成品的内壁进行加工，从而得到较薄的内壁，所述螺纹芯的壁厚为0.35~1.05mm；由于螺纹芯的外表面具有成型螺纹凹槽，所述螺纹芯的外表面至第一容置腔的壁厚为1.05mm，所述成型螺纹凹槽至第一容置腔的壁厚为0.35mm；

S6.加工完成。

实施例二。

本加工工艺包括如下步骤：

S1．将原料进行粗加工成型并预留加工余量，形成螺纹芯半成品；此时，由于原料的内应力较大，在本步骤中，所述螺纹芯半成品的内壁余量为1.6mm，其余部分的加工余量为0.5mm，这样可以防止螺纹芯半成品的内部因内应力较大出现加工变形；

S2．将螺纹芯半成品进行热处理；所述热处理依次包括淬火、第一次高温回火、第二次高温回火、第三次高温回火及深度快速冷却，所述淬火后使螺纹芯半成品的硬度达到49HRC，所述第一次高温回火、第二次高温回火和第三次高温回火的温度均为580摄氏度，所述深度快速冷却的温度为-190摄氏度，冷却时间为2.0小时；

S3．精加工螺纹芯半成品的外形；在本步骤中，对螺纹芯半成品的外形：成型螺纹、扣位面等作精加工；

S4．对螺纹芯半成品的外表面进行高温镀钛处理；所述高温镀钛的温度为360~420摄氏度之间，由于在S3步骤中需对螺纹芯半成品进行进一步的精加工，所以，螺纹芯半成品又进一步产生不同程度的内应力，所述镀钛处理不但可以提高螺纹芯的外表面硬度和刚度，在高温镀钛的过程中，还可以实现热处理过程，从而消除精加工工序中所产生的内应力，达到一举两得的效果；

S5．精加工螺纹芯半成品的内壁；由于在S4步骤中消除了S3步骤中所产生的内应力，故在本步骤中再对螺纹芯半成品的内壁进行加工，从而得到较薄的内壁，所述螺纹芯的壁厚为0.35~1.05mm；由于螺纹芯的外表面具有成型螺纹凹槽，所述螺纹芯的外表面至第一容置腔的壁厚为1.05mm，所述成型螺纹凹槽至第一容置腔的壁厚为0.35mm；

S6.加工完成。

实施例三。

本加工工艺包括如下步骤：

S1．将原料进行粗加工成型并预留加工余量，形成螺纹芯半成品；此时，由于原料的内应力较大，在本步骤中，所述螺纹芯的内壁余量为1.8mm，其余部分的加工余量为0.6mm，这样可以防止螺纹芯的内部因内应力较大出现加工变形；

S2．将螺纹芯半成品进行热处理；所述热处理依次包括淬火、第一次高温回火、第二次高温回火、第三次高温回火及深度快速冷却，所述淬火后使螺纹芯半成品的硬度达到50HRC，所述第一次高温回火、第二次高温回火和第三次高温回火的温度均为590摄氏度，所述深度快速冷却的温度为-200摄氏度，冷却时间为2.2小时；

S3．精加工螺纹芯半成品的外形；在本步骤中，对螺纹芯半成品的外形：成型螺纹、扣位面等作精加工；

S4．对螺纹芯半成品的外表面进行高温镀钛处理；所述高温镀钛的温度为360~420摄氏度之间，由于在S3步骤中需对螺纹芯半成品进行进一步的精加工，所以，螺纹芯半成品又进一步产生不同程度的内应力，所述镀钛处理不但可以提高螺纹芯的外表面硬度和刚度，在高温镀钛的过程中，还可以实现热处理过程，从而消除精加工工序中所产生的内应力，达到一举两得的效果；

S5．精加工螺纹芯半成品的内壁；由于在S4步骤中消除了S3步骤中所产生的内应力，故在本步骤中再对螺纹芯半成品的内壁进行加工，从而得到较薄的内壁，所述螺纹芯的壁厚为0.35~1.05mm；由于螺纹芯的外表面具有成型螺纹凹槽，所述螺纹芯的外表面至第一容置腔的壁厚为1.05mm，所述成型螺纹凹槽至第一容置腔的壁厚为0.35mm；

S6.加工完成。

综上所述，利用本加工工艺有利于对薄壁型的螺纹芯的加工控制，加工过程中，不易变形，其工艺简单、易于制造和螺纹芯的强度高。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种塑料成型盖的快速冷却模具，包括螺纹芯（1），其特征在于：所述螺纹芯（1）设置有第一容置腔（11），所述第一容置腔（11）装设有成型嵌件（2），所述成型嵌件（2）与螺纹芯（1）之间还设置有运水调节组件（3），所述运水调节组件（3）与第一容置腔（11）的内壁之间具有冷却间隙（41），所述成型嵌件（2）连接有冷却水管（5），所述运水调节组件（3）设置有入水孔（311）和出水孔（312），所述冷却水管（5）的冷却水依次通过成型嵌件（2）、入水孔（311）、冷却间隙（41）及出水孔（312），所述冷却水管（5）的外侧与螺纹芯（1）之间具有与出水孔（312）相通的出水通道（42），出水通道（42）的输出端设置有延伸管（8）。

2.根据权利要求1所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述运水调节组件（3）包括运水件（31）和调节件（32），所述运水件（31）设置有第二容置腔（313），所述调节件（32）位于第二容置腔（313）中，所述运水件（31）与调节件（32）之间设置有环形导流槽（33），所述环形导流槽（33）与入水孔（311）相通，所述调节件（32）设置有用于将通过成型嵌件（2）的冷却水引向环形导流槽（33）的导流通道（321）。

3.根据权利要求2所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述运水件（31）的外壁均匀分布有若干组运水通道（34），所述入水孔（311）和出水孔（312）分别设置于运水通道（34）的进水端和出水端。

4.根据权利要求3所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述运水通道（34）包括输入段（341）和输出段（342），所述运水件（31）的一端设置有第一循环水槽（314），所述运水件（31）的另一端设置有与出水通道（42）相通的第二循环水槽（315），所述输入段（341）与第一循环水槽（314）相通，所述输出段（342）的一端与第一循环水槽（314）相通，所述输出段（342）的另一端与第二循环水槽（315）相通。

5.根据权利要求2所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述成型嵌件（2）设置有环形冷却槽（21）和与环形冷却槽（21）相通的进水孔（22），所述导流通道（321）为倾斜式通道，所述倾斜式通道一端与环形冷却槽（21）相通，所述倾斜式通道的另一端与环形导流槽（33）相通。

6.根据权利要求1所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述第一容置腔（11）的壁厚为0.35~1.05mm。

7.根据权利要求1所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述成型嵌件（2）的底部与螺纹芯（1）之间设置有内塞成型腔（6），所述成型嵌件（2）还设置有用于向内塞成型腔（6）吹气的脱模机构（7）。

8.根据权利要求7所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述脱模机构（7）包括吹气管（71），所述吹气管（71）嵌设于冷却水管（5）中，所述吹气管（71）的出口端设置有密封槽（72），所述密封槽（72）装设有密封环（73），所述成型嵌件（2）设置有分气槽（23）和与分气槽（23）相通的若干个排气孔（24），所述吹气管（71）的出口端与成型嵌件（2）连接并与分气槽（23）相通，所述成型嵌件（2）的外圆周表面设置有环形气槽（25），所述环形气槽（25）与内塞成型腔（6）之间具有逸气间隙（43）。

9.根据权利要求1~8任一项所述的一种塑料成型盖的快速冷却模具，其特征在于：所述成型嵌件（2）、运水调节组件（3）均与螺纹芯（1）螺纹连接。