一套完整的模具,它涵蓋有多個(gè)相關(guān)系統(tǒng),它們之間相輔相成.只有當(dāng)各系統(tǒng)達(dá)到最佳組合,才能保證模具的正常使用和精度.因模具的結(jié)構(gòu)必須符合產(chǎn)品的要求,不同的產(chǎn)品有不同的要求,而產(chǎn)品存在變化性和多樣性,這就決定了模具的多樣性.一般來說,典型之塑料模具包括:澆注系統(tǒng),頂出系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),排氣系統(tǒng),抽芯系統(tǒng)等.廈門大華偉業(yè)工貿(mào)有限公司期待為您服務(wù)
2.模具設(shè)計(jì)相關(guān)要素
2.1分模面
為使產(chǎn)品從模具中取出,模具必須分成公母模側(cè)兩部分,此分界面稱之為分模面.它有分模和排氣的作用,但因模具精度和成型之差異,易產(chǎn)生毛邊,結(jié)線,有礙產(chǎn)品外觀及精度,選擇分模面時(shí)注意:
不可位于明顯位置而影響產(chǎn)品外觀.開模時(shí)應(yīng)使產(chǎn)品留在有脫模機(jī)構(gòu)的一側(cè).位于模具加工和產(chǎn)品后加工容易處.對(duì)于同軸度要求高的產(chǎn)品,盡可能將型腔設(shè)計(jì)在同一側(cè).避免長(zhǎng)抽芯,考慮將其放在公模開模方向,如一定要有應(yīng)將抽芯機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在公模側(cè).一般不采用圓弧部分分模,這樣會(huì)影響產(chǎn)品外觀.對(duì)于流動(dòng)性好易溢邊之塑料,應(yīng)采用插破方式分型可防治毛邊產(chǎn)生.對(duì)于高度高,脫模斜度小之產(chǎn)品,可取中間分模,型腔分兩邊以有利于脫模.
2.2脫模斜度
為使產(chǎn)品容易從模具中脫出,模具上必須設(shè)置脫模斜度.其大小視產(chǎn)品形狀,塑料,模具結(jié)構(gòu),表面精度和加工方式不同而異.一般為1-3°,在不影響產(chǎn)品外觀和性能之情形下,脫模斜度愈大愈好.
2.2.2 柵格:
柵格形狀,尺寸及肉厚不同應(yīng)有不同的脫模斜度,經(jīng)驗(yàn)公式如下:
0.5(A---B)/H =1/12—1/14
A=大端尺寸 B=小端尺寸 H=高度
柵格節(jié)距在4mm以下之場(chǎng)合,脫模斜度為1/10左右, 柵格肉厚超過8mm,斜度不可過份加大,可在母模側(cè)多留膠位處分模,如柵格段膠位加大,可考慮加大斜度.
2.2.3.加強(qiáng)筋(可改善料流,防止應(yīng)力變形,并起補(bǔ)強(qiáng)作用)
a.縱肋: 0.5(A-B)/H=1/500—1/200
b.底肋: 0.5(A-B)/H=1/150—1/100
c.凸柱: 0.5(大端直徑 – 小端直徑)/H=1/30—1/20(內(nèi)外孔在模具同一側(cè))
母模側(cè):0.5(大端直徑 – 小端直徑)/H=1/50—1/30
公模側(cè):0.5(大端直徑 – 小端直徑)/H=1/100—1/50 (內(nèi)外孔在模具兩側(cè))
注: 母模側(cè)脫模斜度可較公模側(cè)大些,以利于脫模.
2.3肉厚
產(chǎn)品的肉厚會(huì)直接影響到成型周期和生產(chǎn)效率,并會(huì)因肉厚不均引起縮收下陷和應(yīng)力產(chǎn)生,設(shè)計(jì)模具時(shí),決定肉厚應(yīng)注意:產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度是否充分.能否均勻分散沖擊力和脫模力,不發(fā)生破裂.有埋入件時(shí),須防止破裂,是否會(huì)因肉薄產(chǎn)生結(jié)合線而影響強(qiáng)度.盡可能肉厚一致,以防縮收下陷.肉太薄是否會(huì)引起充填不足或阻礙料流.
2.4凸柱
一般為產(chǎn)品上凸出之圓柱,它可增強(qiáng)孔的周邊強(qiáng)度,裝配孔及局部增高之用.必須防止因肉厚增加造成縮水和因聚集空氣造成充填不滿或燒焦現(xiàn)象,設(shè)計(jì)時(shí)注意點(diǎn):
1.其高度以不超過本身直徑之兩倍為宜,否則須增設(shè)加強(qiáng)筋.
2.其位置不宜太接近轉(zhuǎn)角或側(cè)壁,以利于加工.
3.優(yōu)先選擇圓形,以利于加工和料流,如在底部可高出底面0.3—0.5mm.
2.5孔
在多數(shù)產(chǎn)品上都有孔的存在,其主要有三種方法來取得:
1. 在產(chǎn)品上直接成型
2.在產(chǎn)品上先成型預(yù)留孔,再機(jī)加工完成.
3.成型后完全由機(jī)加工鉆孔.
設(shè)計(jì)時(shí)須注意以下幾點(diǎn):
1.孔與孔之間距離須孔徑2倍以上.
2.孔與產(chǎn)品邊緣之距離應(yīng)為孔徑之3倍以上.
3.孔之周邊宜增加肉厚.
4.孔與產(chǎn)品側(cè)壁之距離應(yīng)為孔徑0.75倍以上.
5.孔之直徑在1.5mm以下時(shí),很容易產(chǎn)生彎曲變形,須注意孔深不宜超過孔徑2倍以上.
6.分模面在中間之通孔,為防止偏心,可將不重要一側(cè)之孔徑加大.
2.6螺紋
為裝配之用,產(chǎn)品上有時(shí)會(huì)有螺紋設(shè)計(jì),它可以直接成型,也可以在成型后再機(jī)械加工.對(duì)于經(jīng)常拆卸或受力大之螺紋,則采用金屬螺紋鑲件,設(shè)計(jì)時(shí)注意如下原則:
1.螺距小于0.75mm之螺紋避免使用,最大可使用螺距5mm之螺紋.
2.因塑料收縮原因,避免直接成型長(zhǎng)螺紋,以防螺距失真.
3.螺紋公差小于塑料收縮量時(shí),避免使用.
4.如內(nèi)外螺紋配合,須留0.1—0.4mm之間隙.
5.螺紋部分應(yīng)有1--3°脫模斜度.
6.螺牙不可延長(zhǎng)至產(chǎn)品末端,須設(shè)0.8mm左右之光桿部位.以利于模具加工和螺紋壽命.
7.在一些類似瓶蓋產(chǎn)品上,它會(huì)設(shè)一些豎琨紋,其間距宜大,最小為1.5mm,一般為3.0mm,在分模面設(shè)至少0.8mm平坦部位.
2.7鑲嵌件
為了防止產(chǎn)品破裂,增加機(jī)械強(qiáng)度或作為傳導(dǎo)電流之媒體及裝飾之用,在產(chǎn)品成型時(shí)常埋入鑲嵌件,注意要點(diǎn):
1. 保證鑲件牢靠性,鑲件周圍膠層不能太薄.
2.鑲件和鑲件孔配合時(shí)須松緊合適,不影響取放.
3.為使鑲件與塑料結(jié)合緊密,埋入部分常設(shè)計(jì)成粗糙或凹凸之形狀(壓花.鉆孔.沖彎.切槽.倒扣等).
2.8其它要點(diǎn)
1.加強(qiáng)筋不可太厚,一般不超過肉厚的一半,以防縮水.
2.只要不影響外觀和功能,光面盡量改為咬花面,這樣可減少模具加工難度,增加美感,也可防止縮水產(chǎn)生.
3.在凸柱周邊,可除去部分肉厚,以防止收縮下陷.
4.肉厚較薄之孔,應(yīng)將孔邊及高度增加,以便補(bǔ)強(qiáng).
5.心芯梢受收縮力影響,產(chǎn)品頂出時(shí)易造成破裂,可設(shè)置凸邊,承受頂出力.
6.轉(zhuǎn)角設(shè)R,可改善強(qiáng)度,防止應(yīng)力集中有利于料流.
7.避免銳角,薄肉部份易使材料充填不足.
8.外邊有波紋之產(chǎn)品,為方便后加工,可改為加強(qiáng)邊緣.
9.分模面有階段形時(shí),模具加工不易,考慮改為斜線或曲線分模.
10.貫穿之抽芯易發(fā)生故障,改為兩側(cè)抽芯為佳.
11.因圓形比其它形狀加工更易,可降低成本,優(yōu)先選用.
12.在產(chǎn)品上加蝕文字或圖案時(shí),如無特殊要求,盡量設(shè)計(jì)凹字,便于模具加工.
3. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是塑模設(shè)計(jì)中一重要環(huán)節(jié),常分為普通和無流道澆注系統(tǒng).它跟所用塑料產(chǎn)品形狀,尺寸,機(jī)臺(tái),分模面有密切關(guān)系.
設(shè)計(jì)時(shí)注意以下原則:
1.流道盡量直,盡量短,減少?gòu)澢鉂嵍仍赗a=1.6—0.8um之間.
2.考慮模具穴數(shù),按模具型腔布局設(shè)計(jì),盡量與模具中心線對(duì)稱.
3.當(dāng)產(chǎn)品投影面積較大時(shí),避免單面開設(shè)澆口,以防注射受力不均.
4.澆口位置應(yīng)去除方便,在產(chǎn)品上不留明顯痕跡,不影響產(chǎn)品外觀.
5.主流道設(shè)計(jì)時(shí),避免塑料直接沖擊小型芯或小鑲件,以免產(chǎn)生彎曲或折斷.
6.主流道先預(yù)留加工或修正余量,以便保證產(chǎn)品精度.
3.1主流道設(shè)計(jì)
主流道是連接機(jī)臺(tái)噴嘴至分流道入口處之間的一段通道,是塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方.其尺寸,大小與塑料流速和充模時(shí)間長(zhǎng)短有密切關(guān)系.太大造成回收冷料過多,冷卻時(shí)間增長(zhǎng),包藏空氣增多.易造成氣泡和組織松散,極易產(chǎn)生渦流和冷卻不足;
如流徑太小,熱量損失增大,流動(dòng)性降低,注射壓力增大,造成成型困難.一般情況下,主流道會(huì)制造成單獨(dú)的澆口套,鑲在母模板上.但一些小型模具會(huì)直接在母模板上開設(shè)主流道,而不使用澆口套.主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn):
1.澆口套內(nèi)孔為圓錐形(2--6°),光潔度在Ra=1.6—0.8um.錐度須適當(dāng),太大造成壓力減少,產(chǎn)生濣流,易混進(jìn)空氣產(chǎn)生氣孔,錐度過小會(huì)使流速增大,造成注射困難.
2.澆口套口徑應(yīng)比機(jī)臺(tái)噴嘴孔徑大1—2mm,以免積存殘料,造成壓力下降,澆道易斷.
3.一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R=1—3mm),以利于料流.
4.主流道與機(jī)臺(tái)噴嘴接觸處,設(shè)計(jì)成半球形凹坑,深度常取3—5mm.特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大1—2mm,一般取R=19—22mm之間,以防溢膠.
5.主流道盡量短,以減少冷料回收料,減少壓力和熱量損失.
6.主流道盡量避免拼塊結(jié)構(gòu),以防塑料進(jìn)入接縫,造成脫模困難.
7.為避免主流道與高溫塑料和射嘴反復(fù)接觸和碰撞造成損壞,一般澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工,并熱處理.
8.其形式有多種,可視不同模具結(jié)構(gòu)來選擇,一般會(huì)將其固定在模板上,以防生產(chǎn)中澆口套轉(zhuǎn)動(dòng)或被帶出.
3.2分流道設(shè)計(jì)
分流道是主流道的連接部分,介于主流道和澆口之間,起分流和轉(zhuǎn)向作用.分流道必須在壓力損失最小的情況下,將熔融塑料以較快速度送到澆口處充模,因在截面積相等的條件下,正方形之周長(zhǎng)最長(zhǎng),圓形最短.面積如太小,會(huì)降低塑料流速,延長(zhǎng)充模時(shí)間,易造成產(chǎn)品缺料,燒焦,銀線,縮水;
如太大易積存過多氣體,增加冷料,延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)效率.對(duì)于不同塑料材質(zhì),分流道會(huì)有所不同,但有一個(gè)設(shè)計(jì)原則:必須保證分流道的表面積與其體積之比值最?。丛诜至鞯篱L(zhǎng)度一定的情況下,要求分流道的表面積或側(cè)面積與其截面積之比值最?。?/p>
分流道型式有多種,它因塑料和模具結(jié)構(gòu)不同而異,常用型式有圓形,半圓形,矩形,梯形,U形,正六邊形,設(shè)計(jì)時(shí)基本原則:
1.在條件允許下,分流道截面積盡量小,長(zhǎng)度盡量短.
2.分流道較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)在末端設(shè)置冷料穴,以容納冷料和防止空氣進(jìn)入,而冷料穴上一般會(huì)設(shè)置拉料桿,以便于膠道脫模.
3.在多型腔模具中,各分流道盡量保持一致,長(zhǎng)度盡量短,主流道截面積應(yīng)大于各分流道截面積之和.
4.其表面不要求過份光滑(Ra=1.6左右),有利于保溫.
5.如分流道較多時(shí),應(yīng)考慮加設(shè)分流錐,可避免熔融塑料直接沖擊型腔,也可避免塑料急轉(zhuǎn)彎使塑料平穩(wěn)過渡.
6.分流道一般采用平衡式方式分布,特殊情況可采用非平衡方式,要求各型腔同時(shí)均衡進(jìn)膠,排列緊湊,流程短,以減少模具尺寸.
7.流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸,以便于試模后有修正余量.
3.3澆口設(shè)計(jì)
澆口是指流道末端與型腔之間的連接部分,是澆注系統(tǒng)的最后部分.其作用是使塑料以較快速度進(jìn)入并充滿型腔。它能很快冷卻,封閉.防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱膠倒流.設(shè)計(jì)時(shí)須考慮產(chǎn)品尺寸,截面積尺寸,模具結(jié)構(gòu),成型條件及塑料性能有關(guān).澆口盡量短小,與產(chǎn)品分離容易,不造成明顯痕跡,其類型多種多樣。
設(shè)計(jì)要點(diǎn):
1.膠口應(yīng)開設(shè)在產(chǎn)品肉厚部分,保證充模順利和完全.
2.位置應(yīng)選在使塑料充模流程最短處,以減少壓力損失,有利于模具排氣.
3.通過模流分析或經(jīng)驗(yàn),判斷產(chǎn)品因澆口位置而產(chǎn)生之結(jié)合線處,是否影響產(chǎn)品外觀和功能,可加設(shè)冷料穴加以解決.
4.細(xì)長(zhǎng)型芯附近避免開設(shè)澆口,以免料流直接沖擊型芯,產(chǎn)生變形錯(cuò)位或彎曲.
5.型或扁平產(chǎn)品,建議采用多點(diǎn)進(jìn)澆,可防止產(chǎn)品翹曲變形和缺料.
6.量開設(shè)在不影響產(chǎn)品外觀和功能處,可在邊緣或底部處.
7.澆口尺寸由產(chǎn)品大小,幾何形狀,結(jié)構(gòu)和塑料種類決定,可先取小尺寸再根據(jù)試模狀況進(jìn)行修正.
8.模多穴時(shí),相同的產(chǎn)品采用對(duì)稱進(jìn)澆方式,對(duì)于不同產(chǎn)品在同一模具中成型時(shí),優(yōu)先將最大產(chǎn)品放在靠近主流道的位置.
9.澆口附近之冷料穴,盡端常設(shè)置拉料桿,以利于澆道脫模.