模具結構原理

模具結構原理

針點澆口

優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小

缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。

模具結構原理

潛伏澆口

優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小

缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。

模具結構原理

牛角澆口

優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小

缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大﹐頂出困難。

模具結構原理

模具結構原理5﹑澆口設計要點

A﹑避免膠體破裂使成品表面產生噴痕或蛇紋等缺陷。

小澆口正對著大模腔會發生噴射﹐蛇紋﹐折疊﹐包風等現象。

模具結構原理

B﹑考慮取向方位對制品變形的影響。塑膠流動過程中使分子取向﹐造成各向異性﹐并產生取向應力。因此成品會各向收縮不同﹐再加上應力釋放﹐產生翹曲變形。

模具結構原理

C﹑應設置于有利于流動﹐排氣﹐補縮的位置。a.要降低流動阻力﹐澆口應設置在肉厚較厚的地方。

b.澆口應遠離排氣結構﹐要避免排氣通道被過早阻斷。

c.制品最厚的部分往往是最后凝固的地方﹐會出現較大的收縮﹐為了補縮﹐澆口應設在附近。

D﹑澆口的位置要盡量減少溶接痕﹐要避免溶接痕強度太低,要考慮溶接痕位置對成

品強度和外觀的影響。

溶接痕強度較差

成品強度較差

6﹑熱流道

冷流道 熱流道

模具結構原理

•減少廢料

•縮短循環時間

•減少壓力損失

•控制澆口痕跡

•控制塑膠流動

﹑熱流道系統的特點

模具結構原理

單只熱流道---HOT SPRUE

單只閥針熱流道---SINGLE VALVE

多只熱流道—HOT RUNNER

﹑熱流道系統的形式

模具結構原理

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3>

﹑熱流道系統的組成部分

:

模具結構原理

﹑熱流道系統膠口類型分類

A﹑閥膠口

以HUSKY為例模具結構原理

以HUSKY為例

B﹑點膠口

模具結構原理

以HUSKY為例

C﹑直接膠口

模具結構原理

以HUSKY為例

D﹑邊緣膠口

模具結構原理

﹑熱流道的選擇簡單介紹

射出重量﹐塑膠材料﹐膠口位置與痕跡﹐這三個要素彼此影響﹐共同決定熱流道的選擇

模具結構原理

七﹑冷卻系統﹕

模具冷却系统包括﹕冷却水道﹐模具温度控制器及加热组件等。

﹑設置冷卻水路的作用

1﹑控制模溫以提高塑件質量﹐主要表現在﹕對表面光潔度﹑殘余應力﹑結晶度﹑熱彎曲的影響。

2﹑縮短成型周期﹐成型周期80%要用于冷卻﹐模具設計良好的冷卻系統對提高生產率十分必要。

3﹑冷卻大型滑動件避免卡死。

模具結構原理

﹑設置冷卻水路的原則與注意事項

1﹑在模具結構及強度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數量盡量多﹐冷卻才會愈均勻

2﹑水路距型腔表面距離應基本一致﹐且不宜太近或太遠

3﹑當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環4﹑水孔接頭應設在不影響操作的一側﹐最好也不要設計在天地側。

5﹑水孔不宜排布于螺釘正上方

6﹑水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于3mm

7﹑一般不在塑件熔接的地方設置水路﹐避免影響制品強度

8﹑盡量避免從成型面及側壁打水孔

9﹑水孔不可與任何物件干涉

10﹑澆口﹐熱流道附近應加強冷卻﹐通常可使冷卻水先通過澆口附近

11﹑水路不宜過長﹐保証進出冷卻水溫一般5度以內﹐精密件3度內

12﹑制品较厚的部位应特别加强冷却

模具結構原理

﹑手機塑模常用水路排布形式

手機塑件都要求很高品質﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環水路以良好控制模溫﹐提高成品品質。

冷却水道位置取决于于成品的形状和不同的壁厚,原则上冷却水道应设置在塑料自模具热传导困难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具的成型的成品,且尽量排列均匀一致

模具結構原理

IN

OUT

OUT

IN

IN OU

T OU

TOU

T

ININ手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式

進澆點

模具結構原理

•下圖為一模四穴﹐四個INSERT模仁分別排等效水路冷卻﹐保証各穴冷卻效果的一致性。

IN

OUT

OUT

IN

IN

OUT

OUT

IN

模具結構原理

•採用模仁循環水路直接冷卻其它形式:

模具結構原理

冷卻過程熱傳導的最重部份是從水管壁到冷卻介質的熱傳導: 冷卻系統行為受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。

確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是, 無論多大的模具,水孔的直徑不能大於14mm, 否則冷卻難以形成紊流狀況。

一般水孔的直徑可根據制品的平均肉厚來確定。平均肉厚小于2mm時, 水孔的直徑取8~10mm; 平均肉厚為2~4mm時, 水孔的直徑取10~12mm; 平均肉厚為4~6mm時, 水孔的直徑取10~14mm。

手機塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多取8mm,當成品很小時也可取6mm。

﹑水路直徑確定

模具結構原理

﹑水路配件介紹1.止水栓右圖為其實際結構﹐在圖面中我們作如下圖簡化表示,設計時應當注意保証其L值。

模具結構原理

模板 模仁

2.“O”型環選用“O”型環時要比水

孔直徑大一個規格。如常見的Φ 8水路當選P10 “O”型環(如右圖D值大于水孔直徑)﹐ “O”型環裝在模板上(如下圖).

模具結構原理

•溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路:

使用隔板水路時當注意保証水路通道的橫截面積基本一致﹐以保証一致流速與冷卻效果及小的壓力降。

b ba a

a截面積約等于b截面積

3.隔板

模具結構原理

1. 進出水孔間距應在27mm以上才有空間連接水孔接頭。

2. 模仁水孔間距理論應為其直徑的3~5倍。

3. 隔板(噴泉)形式水路頂部距成品應在12mm以上。

4. 因手機塑模設變多﹐為增加入子及頂針方便﹐一般不在成品正下

方排設水路。

5. 冷卻水路的出水口不可正對注射機的拉杆以免造成水管安裝困難

6. 對散熱困難的細長模仁可以使用熱傳導性良好的鈹銅制造。若型

芯較粗時(通常>8mm)﹐可在其內部加入銅棒﹐銅棒一端接到模

板水路。

7. 對與不同的模具﹐可能水路的進出口有不同的要求﹐如雙射模水路的接口必須接在模具的旋轉中心﹐不能接在外側。對于大型模

具(成品是大型平板)﹐公母模側水路應呈井字形排布。

﹑其它實用設計要點

模具結構原理

八﹑頂出系統﹕

制品顶出是注射成型过程中最后一个环节,當制品在模具中固化后﹐需要有一套有效的方式將其從模具中頂出﹐顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的顶出是不可忽视的. 且在頂出中不能使制品變形﹑頂白﹑破裂等損壞制品的現象。這種裝置就是頂出系統﹐頂出系統有如下几類﹕ 1.圓頂針 2.扁頂針 3.套筒 4.頂出塊 5.脫料板 6.斜銷 7.氣頂 。

模具結構原理

在設計頂出系统时應遵守下列原则:

1. 为使制品不致因顶出产生变形﹐破裂,穿孔等,推力点应作用在制品能承受力最大的部位,即刚性好的部位,如筋部,突缘,壳体形制品的壁缘等处。

2. 为避免顶出痕迹影响制品外观,顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表面.对于透明制品尤其要注意顶出位置及顶出形式的选择.

3. 頂出行程一般在制品脫離模具5~~10mm﹐對于簡單﹑大型的制品頂出行程是制品深度的2/3。

4. 回位杆(RP) ﹕在頂杆頂出制品后﹐其頂端會高出模穴許多﹐避免在下次合模前撞壞模仁﹐必須有保護機構﹐所以設置回位杆(RP)﹐也可設置拉回機構和彈簧助其復位。

5. 頂杆端面一般會低或高于模穴面0.05~~0.1mm。是高或是低由要與產發人員協商。

模具結構原理

1.圓頂針圓頂針:為最普遍最簡單的頂出裝置﹐圓頂針及頂針孔都易於加工,因此已被作為標准件而廣泛使用。在加工較長的頂針孔時可采用距公模入子表面一段距離后改為擴孔的方式來減少頂針與模具接觸面.避免發生咬蝕以簡化模具制造.頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性。在成品表面為曲面時應注意圓頂針的防轉。其類型可分為﹕單節頂針和雙節頂針

模具結構原理

2.扁頂針扁頂針:當成品空間較小rib較深﹐不易排部較合適的圓頂針時采用扁頂針﹐一般排部在成品rib的底部。扁頂針孔一般采用線切割加工, 扁頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性,扁頂針的形狀(如圖)R角處增加頂針強度.

W

入子

規格參考為

扁頂針

模具結構原理

3.套筒套筒(頂管):當成品有boss時使用﹐一般排部在成品boss的底部。

成品

套筒內芯

套筒外壁

螺釘鎖固形式壓板形式

模具結構原理

4.頂出塊在一些模具中,由於成品的側壁太深,極易包裹模仁產生很大脫模力.為

使成品易於脫模使用頂出塊配合頂針的頂出結構。

此側壁太深

模具結構原理

5.脫料板脫料板頂出適用於筒形塑件,薄壁容器以及各種罩殼形塑件的脫模頂出.這種頂出機構的主要特點是頂出力均勻,平穩,頂出力大,塑件不易變形,而且表面不留頂出痕跡,結構也比頂管脫模機構簡單,不需設置復位裝置,合模時靠母模板分形面的推力即可使頂出機構復位.這種結構的缺點是型腔和型芯需分別設在公模和母模上,成型出塑件外形與內孔間的同心度較低。

脫料板

模具結構原理

6.斜銷當成品中使用斜銷較多且其它地方不易排頂針時就可直接用斜銷來頂出成品。

斜銷

模具結構原理

7.氣頂氣頂出方式不論是在公模部份或母模部分，其頂出都很方便，不需要安裝推板.在頂出過程中整個制品各部均受同樣地的壓力,所以即便是軟的塑料,也可以在不發生變形的條件下脫離模具,通常氣頂出要求脫模斜度最小大於2∘。對於形狀復雜需要較大脫模力的制品，則無法滿足其要求。

彈簧

密封圈

空氣

90° ~120

制品

模具結構原理

模具結構原理

九﹑排氣系統

1﹑排氣結構的作用

在塑料熔體填充注射模腔的過程中﹐模腔內除了原有的空氣外﹐還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發而成的水蒸氣﹑塑料局部過熱分解產生的低分子揮發性氣體﹑塑料助劑揮發(或化學反應)所產生的氣體以及熱固性塑料交聯硬化釋放的氣體。這些氣體如果不能被排出模腔﹐將會影響制品成型以及脫模后的質量。因此﹐在設計模腔結構與澆注系統時﹐必須考慮如何設置排氣結構﹐以保証制品不因排氣不良而發生質量問題。

模具結構原理

2﹑排氣槽的形式

排氣槽最好加工成彎曲狀﹐其截面由細到粗逐漸加大。這樣可以降低塑料熔體從排氣槽溢出時的動能﹐同時還能降低塑料熔體溢出時的流速以防發生工傷事故。

3﹑排氣槽的開設位置

一般需要在試模后才能確定下來﹐但對大型模具也往往需要在試模前開好排氣槽﹐經試模后再行修制。

開設位置遵循原則﹕

A﹑排氣槽不應朝向機器操作側開設﹐以防因溢料發生工傷事故。

B﹑排氣槽應盡量開設在塑料熔體最后才能充填的模腔部位﹐如流道或冷料穴的終端。

C﹑排氣槽最好開設在分型面上﹐這樣可使排氣槽處溢出的塑料飛邊隨制品一起脫模。

D﹑為了便于模具加工以及清模方便﹐排氣槽應盡量開設在凹模一側。

模具結構原理

4﹑排氣槽的尺寸

排氣槽的寬度可取1.5-6MM﹐深度以塑膠熔體不溢進排氣槽為宜﹐其數值與熔體粘度有關﹐一般可在0.02-0.05MM范圍內選擇。

0.03

0.01-0.03

0.01-0.03

0.01

排氣槽深度

丙烯酸共聚物

聚甲醛

聚碳酸脂

聚

塑 料

0.03

0.02

0.01-0.02

0.02

排氣槽深度

ABS

聚苯乙烯

聚丙烯

聚乙烯

塑 料

5﹑間隙排氣

對與中小模具﹐可以利用分型面間隙或其他配合間隙進行排氣﹐而不另設排氣槽。

利用間隙排氣時﹐間隙大小和排氣槽一樣﹐以不產生溢料現象為宜﹐其數值與熔體粘度有關﹐通常可在0.02-0.05MM內選擇。

模具結構原理

十﹑三板模基本結構

典型的三板模比我們常用的兩板模多一塊剝料板﹐多二次分型(共三次分型)﹐在母模板與公模板之間裝有開閉器(分塑膠與機械兩種)﹐這種裝置必須在外加拉力達到一定值時才會使公母模板分開﹐以保證在三板模中公,母模板不首先分開。

模具結構原理

1﹑三板模標准形式

模具結構原理

2﹑三板模簡易形式

模具結構原理

與二板模(大水口)相比較﹐在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的剝料板﹐可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出。

定位環注口襯套

大拉杆

小拉杆

撥塊

開閉器公模仁

公模板

上頂出板

下頂出板

支撐柱

上固定板

剝料板

母模板

母模仁

成品

導柱

回位銷

模腳

下固定板

滑塊

3﹑三板模(小水口)結構介紹

料頭

定位塊

定位塊

模具結構原理

4﹑開模過程

常用三板模有三次分型﹐第一次在剝料板與母模板之間﹐第二次在剝料板與上固定板之間,第三次在母模板與公模板之間。

(1)﹑當公模側起初受到注塑機的拉力時﹐公母模板之間由於裝有開閉器﹐而剝料板與母模板之間沒有任何連結和阻礙 (多數情況下小拉桿上還裝有彈簧)﹐這時在拉力作用下剝料板與母模板首先分開﹐母模板隨著公模板一起向後運動﹐運動到設定距離(大于料頭長度)時﹐被小拉桿限位塊擋住﹐由於母模板隨注塑機動模側繼續向後運動﹐這樣小拉桿也被帶動﹐它又帶動剝料板運動一個設定距離(常為8mm)﹐以便將料頭打下﹐這個設定距離運動完後﹐小拉桿和母模板都停止運動。

(2)﹑注塑機動模側繼續動模側向後運動﹐拉力不斷增大﹐超過開閉器鎖緊力﹐母模板與公模板分開﹐分開到設定距離時停止不動。

(3).在擊桿的推動下﹐頂出板帶動頂出機構(頂針﹑斜稍等)開始頂出動作﹐將成品頂出(自動落下或由機械手取走)。

模具結構原理

剝料板行程小拉杆行程

模具結構原理

合模過程

(1)在注塑機的推動下﹐公模側向母模側運動﹐若頂出板沒有被預先拉回﹐RP最先接觸母模板﹐在反作用力下﹐頂出板在RP的帶動下回位。(2)公模板壓向母模板和剝料板﹐最後完全合緊﹐注塑機上的噴嘴與模具上的注口襯套密合(為防止噴嘴流涎及拉絲﹐加工中為保持密合),﹐開始注塑。

當頂出板上有拉回(或急回)機構時﹐在合模前﹐頂出板被注塑機(或急回機構)強制回位﹐一般情況也由彈簧力彈回。

這樣就完成塑膠模具的整個運動周期。

急回機構

模具結構原理

5﹑三板模應用范圍

A﹑一模一穴且要求側澆口進料或點進澆的大中型成品

如右圖所示﹐由于成品較大﹐必需設置圖示的橫流道﹐因此需用三板模結構方可取出料頭

橫流道

進澆處

模具結構原理B﹑一模多穴且求點澆口進料的成品C﹑一模一穴要求多點進料的成品

模具結構原理

6﹑三板模的優缺點

A﹑澆口的位置可依成品形狀找到最優處

B﹑澆口可以使用針點進澆來自動切斷

C﹑流道面積大﹐制品廢料多

D﹑模具分模行程大﹐而且不穩定﹐需用較大的成型機

E﹑成型過程中壓力損失大

F﹑模具構造復雜﹐價格高﹐容易出故障。