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【纯干货】搞懂注塑模具的系统及设计,看这篇文章就够了 ...

2022-12-5 13:23| 发布者: fuwanbiao| 查看: 77| 评论: 0

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简介:一套完好的模具,它涵盖有多个相关系统,它们之间相辅相成。只需当各系统抵达最佳组合,才干保障模具的正常运用和精度。因模具的结构必须契合产品的请求,不同的产品有不同的请求,而产品存在变更性和多样性,这就决 ...


一套完好的模具,它涵盖有多个相关系统,它们之间相辅相成。只需当各系统抵达最佳组合,才干保障模具的正常运用和精度。因模具的结构必须契合产品的请求,不同的产品有不同的请求,而产品存在变更性和多样性,这就决议了模具的多样性。

【纯干货】搞懂注塑模具的系统及设计,看这篇文章就够了 ...


普通来说,典型的塑料模具包含:浇注系统、顶出系统、冷却系统、排气系统、抽芯系统等。本文将针对模具的各个系统作扼要阐明。

模具设计相关要素


1、分模面


为使产品从模具中取出,模具必须分红公母模侧两部分,此分界面称之为分模面.它有分模和排气的作用,但因模具精度和成型之差别,易产生毛边,结线,有碍产品外观及精度,选择分模面时留意:


  • 不可位于明显位置而影响产品外观;
  • 开模时应使产品留在有脱模机构的一侧;
  • 位于模具加工和产品后加工容易处;
  • 关于同轴度请求高的产品,尽可能将型腔设计在同一侧;
  • 避免长抽芯,思索将其放在公模开模方向,如一定要有应将抽芯机构尽量设在公模侧;
  • 普通不采用圆弧部分分模,这样会影响产品外观;
  • 关于活动性好易溢边之塑料,应采用插破方式分型可防治毛边产生;
  • 关于高度高,脱模斜度小之产品,可取中间分模,型腔分两边以有利于脱模。

2、脱模斜度


为使产品容易从模具中脱出,模具上必须设置脱模斜度。其大藐视产品外形,塑料,模具结构,名义精度和加工方式不同而异。普通为1-3°,在不影响产品外观和性能之情形下,脱模斜度愈大愈好。


(1)箱盒和盖:


类型


小于50mm


50—100mm


大于100mm


肤浅件


杯状


S/H


1/30—1/35


1/30—1/60


1/60以下


1/5—1/10


母模侧大于公模侧


(2)栅格:


栅格外形,尺寸及肉厚不同应有不同的脱模斜度,阅历公式如下:


0.5(A-B)/H =1/12-1/14


A=大端尺寸 B=小端尺寸 H=高度


栅格节距在4mm以下之场所,脱模斜度为1/10左右, 栅格肉厚超越8mm,斜度不可过份加大,可在母模侧多留胶位处分模,如栅格段胶位加大,可思索加大斜度。


(3)增强筋(可改善料流,避免应力变形,并起补强作用)


a.纵肋: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(大端直径 – 小端直径)/H=1/30—1/20(内外孔在模具同一侧)


母模侧:0.5(大端直径 – 小端直径)/H=1/50—1/30


公模侧:0.5(大端直径 – 小端直径)/H=1/100—1/50 (内外孔在模具两侧)


注: 母模侧脱模斜度可较公模侧大些,以利于脱模。


3、肉厚


产品的肉厚会直接影响到成型周期和消费效率,并会因肉厚不均惹起缩收下陷和应力产生,设计模具时,决议肉厚应留意:


  • 产品机械强度能否充沛;
  • 能否平均分散冲击力和脱模力,不发作决裂;
  • 有埋入件时,须避免决裂,能否会因肉薄产生分离线而影响强度;
  • 尽可能肉厚分歧,以防缩收下陷;
  • 肉太薄能否会惹起充填缺乏或障碍料流。

以下为常见塑料规范肉厚参考:


塑料


PE


PP


PA


POM


PS


PBT


ABS


PMMA


PVC


PC


AS


肉厚


0.5-3.0


0.6-3.0


0.5-3.0


1.5-5.0


1.2-3.5


0.8-3.0


1.2-3.5


1.5-5.0


2.0-5.0


1.5-5.0


1.2-3.5


4、凸柱


普通为产品上凸出之圆柱,它可增强孔的周边强度,装配孔及部分增高之用.必须避免因肉厚增加构成缩水和因汇集空气构成充填不满或烧焦现象,设计时留意点:


(1)其高度以不超越自身直径之两倍为宜,否则须增设增强筋;


(2)其位置不宜太接近转角或侧壁,以利于加工;


(3)优先选择圆形,以利于加工和料流,如在底部可高出底面0.3—0.5mm。


5、孔


在多数产品上都有孔的存在,其主要有三种措施来取得:


(1)在产品上直接成型;


(2)产品上先成型预留孔,再机加工完成;


(3)型后完整由机加工钻孔。


设计时须留意以下几点:


(1)孔与孔之间距离须孔径2倍以上;


(2)孔与产品边沿之距离应为孔径之3倍以上;


(3)孔之周边宜增加肉厚;


(4)孔与产品侧壁之距离应为孔径0.75倍以上;


(5)孔之直径在1.5mm以下时,很容易产生弯曲变形,须留意孔深不宜超越孔径2倍以上;


(6)分模面在中间之通孔,为避免偏心,可将不重要一侧之孔径加大。


6、螺纹


为装配之用,产品上有时会有螺纹设计,它能够直接成型,也能够在成型后再机械加工.关于经常拆卸或受力大之螺纹,则采用金属螺纹镶件,设计时留意如下准绳:


1)螺距小于0.75mm之螺纹避免运用,最大可运用螺距5mm之螺纹;


2)因塑料收缩缘由,避免直接成型长螺纹,以防螺距失真;


3)螺纹公差小于塑料收缩量时,避免运用;


4)如内外螺纹配合,须留0.1—0.4mm之间隙;


5)螺纹部分应有1-3°脱模斜度;


6)螺牙不可延长至产品末端,须设0.8mm左右之光杆部位,以利于模具加工和螺纹寿命;


7、在一些相似瓶盖产品上,它会设一些竖琨纹,其间距宜大,最小为1.5mm,普通为3.0mm,在分模面设至少0.8mm平整部位。


7、镶嵌件


为了避免产品决裂,增加机械强度或作为传导电流之媒体及装饰之用,在产品成型经常埋入镶嵌件,留意要点:


1)保障镶件牢靠性,镶件周围胶层不能太薄;


2)镶件和镶件孔配合时须松紧适合,不影响取放;


3)为使镶件与塑料分离紧密,埋入部分常设计成粗糙或凹凸之外形(压花、钻孔、冲弯、切槽、倒扣等)。


8、其它要点


1)增强筋不可太厚,普通不超越肉厚的一半,以防缩水;


2)只需不影响外观和功用,光面尽量改为咬花面,这样可减少模具加工难度,增加美感,也可避免缩水产生;


3)在凸柱周边,可除去部分肉厚,以避免收缩下陷;


4)肉厚较薄之孔,应将孔边及高度增加,以便补强;


5)心芯梢受收缩力影响,产品顶出时易构成决裂,可设置凸边,接受顶出力;


6)转角设R,可改善强度,避免应力集中有利于料流;


7)避免锐角,薄肉部份易使资料充填缺乏;


8)外边有涟漪之产品,为方便后加工,可改为增强边沿;


9)分模面有阶段形时,模具加工不易,思索改为斜线或曲线分模;


10)贯串之抽芯易发作毛病,改为两侧抽芯为佳;


11)因圆形比其它外形加工更易,可降低成本,优先选用;


12)在产品上加蚀文字或图案时,如无特殊请求,尽量设计凹字,便于模具加工。

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浇注系统设计


浇注系统是塑模设计中一重要环节,常分为普通和无流道浇注系统。它跟所用塑料产品外形,尺寸,机台,分模面有密切关系。


设计时留意以下准绳:


1)流道尽量直,尽量短,减少弯曲,光亮度在Ra=0.8-1.6um之间;


2)思索模具穴数,按模具型腔规划设计,尽量与模具中心线对称;


3)当产品投影面积较大时,避免单面开设浇口,以防注射受力不均;


4)浇口位置应去除方便,在产品上不留明显痕迹,不影响产品外观;


5)主流道设计时,避免塑料直接冲击小型芯或小镶件,以免产生弯曲或折断.


6)主流道先预留加工或修正余量,以便保障产品精度。


1、主流道设计


主流道是衔接机台喷嘴至分流道入口处之间的一段通道,是塑料进入模具型腔时最先经过的中央。其尺寸,大小与塑料流速和充模时间长短有密切关系.太大构成回收冷料过多,冷却时间增长,包藏空气增加。易构成气泡和组织涣散,极易产生涡流和冷却缺乏。


普通状况下,主流道会制构成单独的浇口套,镶在母模板上.但一些小型模具会直接在母模板上开设主流道,而不运用浇口套.主流道设计要点:


1)浇口套内孔为圆锥形(2-6°),光亮度在Ra=1.6—0.8um。锥度须恰当,太大构成压力减少,产生濣流,易混进空气产生气孔,锥渡过小会使流速增大,构成注射艰难。


2)浇口套口径应比机台喷嘴孔径大1—2mm,以免积存残料,构成压力降落,浇道易断。


3)普通在浇口套大端设置倒圆角(R=1—3mm),以利于料流。


4)主流道与机台喷嘴接触处,设计成半球形凹坑,深度常取3—5mm。特别留意浇口套半径比注嘴半径大1—2mm,普通取R=19—22mm之间,以防溢胶。


5)主流道尽量短,以减少冷料回收料,减少压力和热量损失。


6)主流道尽量避免拼块结构,以防塑料进入接缝,构成脱模艰难。


7)为避免主流道与高温塑料和射嘴重复接触和碰撞构成损坏,普通浇口套选用优质钢材加工,并热处置。


8)其方式有多种,可视不同模具结构来选择,普通会将其固定在模板上,以防消费中浇口套转动或被带出。


2、分流道设计


分流道是主流道的衔接部分,介于主流道和浇口之间,起分流和转向作用.分流道必须在压力损失最小的状况下,将熔融塑料以较快速度送到浇口处充模,因在截面积相等的条件下,正方形之周长最长,圆形最短。面积如太小,会降低塑料流速,延长充模时间,易构成产品缺料,烧焦,银线,缩水;


如太大易积存过多气体,增加冷料,延长消费周期,降低消费效率.关于不同塑料材质,分流道会有所不同,但有一个设计准绳:必须保障分流道的名义积与其体积之比值最小.即在分流道长度一定的状况下,请求分流道的名义积或侧面积与其截面积之比值最小。


分流道型式有多种,它因塑料和模具结构不同而异,常用型式有圆形,半圆形,矩形,梯形,U形,正六边形,设计时基本准绳:


1)在条件允许下,分流道截面积尽量小,长度尽量短;


2)分流道较长时,应在末端设置冷料穴,以容纳冷料和避免空气进入,而冷料穴上普通会设置拉料杆,以便于胶道脱模;


3)在多型腔模具中,各分流道尽量坚持分歧,长度尽量短,主流道截面积应大于各分流道截面积之和;


4)其名义不请求过份润滑(Ra=1.6左右),有利于保温;


5)如分流道较多时,应思索加设分流锥,可避免熔融塑料直接冲击型腔,也可避免塑料急转弯使塑料平稳过渡;


6)分流道普通采用均衡式方式散布,特殊状况可采用非均衡方式,请求各型腔同时均衡进胶,排列紧凑,流程短,以减少模具尺寸;


7)流道设计时应先取较小尺寸,以便于试模后有修正余量。


普通的流道直径(尺寸)


树脂


流道径(mm)


ABS.AS


4.8~9.5


ACETAL(P.O.M)


3.2~9.5


压克力


8.0~9.5


耐冲击用压克力


8.0~12.7


酢酸塞璐珞


4.8~11.1


IONOMER


2.3~9.5


耐龙


1.6~9.5


PC


4.8~9.5


PB


4.8~9.5


PE


1.6~9.5


PPO


6.4~9.5


PS


3.2~9.5


PVC


3.2~9.5


3、浇口设计


浇口是指流道末端与型腔之间的衔接部分,是浇注系统的最后部分。其作用是使塑料以较快速度进入并充溢型腔。它能很快冷却,封锁。避免型腔内还未冷却的热胶倒流。设计时须思索产品尺寸,截面积尺寸,模具结构,成型条件及塑料性能有关。浇口尽量短小,与产品分别容易,不构成明显痕迹,其类型多种多样,主要有:


浇口的种类及其特性


活动方式


浇口的种类


优点


缺陷


适用﹐其它


非限制浇口


直接浇口


1. 活动性佳


2. 结构简单


3. 适用树脂范围广


1. 无法取多数个


2. 浇口须后加工


3. 加工痕迹大


4. 浇口的粗细会影响成形周期


5. 因残留应力﹐板状物会翘曲


1. 大型及深的容器类


2. 成形机喷嘴径受限者


3. 合流形浇口


限制浇口


侧浇口


1. 残留应力低


2. 浇口尺寸正确(矩形断面)


1.活动阻抗性大


1. 取多数个﹐多点浇口


2. 成形品显目的中央﹐必须避开


堆叠浇口


1.浇口外观不显目


1.浇口加工必须留意


1. 侧浇口的一种


2. 具有某些凹片浇口的特性


凹片(TAB)


1. 具再可塑化才干


2. 残留应力小


1.活动阻抗稍大


1.PVC,PMMA,ABS(其中一种)有效


扇形(FAN)


1. 活动性好


2. 活动面积广﹐平均


3. 因浇口之配向性低


1.浇口加工稍费工时


1.宽大平之板状成形品


图盘形薄膜


1. 活动性佳


2. 圆构成形品的精度良好


1.浇口需后加工


1.圆盘﹐圆筒品(齿轮等)


针点式


1. 具可塑化才干


2. 浇口可自行切断


3. 浇口痕迹小


1. 活动阻抗大


2. 易过热


3. 模具结构复杂


4. 树脂滞留(冷浇道)


5. 有无法适用之树脂


1.取多数个,多点浇口


2.3板模结构,无浇道模


潜伏式


(与针点浇口同)


1. 活动阻抗大


2.加工省事(精修面)


1. 侧浇口之自动化


2.留意2次注道之落下


设计要点:


1)胶口应开设在产品肉厚部分,保障充模顺利和完整;


2)位置应选在使塑料充模流程最短处,以减少压力损失,有利于模具排气;


3)经过模流剖析或阅历,判别产品因浇口位置而产生之分离线处,能否影响产品外观和功用,可加设冷料穴加以处置;


4)细长型芯左近避免开设浇口,以免料流直接冲击型芯,产生变形错位或弯曲;


5)型或扁平产品,倡议采用多点进浇,可避免产品翘曲变形和缺料;


6)量开设在不影响产品外观和功用处,可在边沿或底部处;


7)浇口尺寸由产品大小,几何外形,结构和塑料种类决议,可先取小尺寸再依据试模状况中止修正;


8)模多穴时,相同的产品采用对称进浇方式,关于不同产品在同一模具中成型时,优先将最大产品放在靠近主流道的位置;


9、浇口左近之冷料穴,尽端常设置拉料杆,以利于浇道脱模。


4、热流道


目前浇注系统展开和改进的一个重要方向,就是开发热流道模具.它与普通注射模具的主要区别就是注射成型过程中,浇注系统内之塑料不会冷却拟固,也不会构成浇道与产品一同脱模。因而也称无流道模具,在大型和精密模具设计中,应用已越来越普遍。


它有以下优点:


1)短成型周期,省去剪浇口,修整产品,破碎回收等工序,节约人力,物力,进步消费效率;


2)无冷胶,可减少资料耗费;


3)消费中温度严厉控制,显著进步产质量量,降低次品产生;


4)注系统中塑料一直处于融熔状态,有利于压力传送,可降低注射压力,利于成型;


5)无浇道产生,所以可缩短开模行程,有利于模具和机台寿命。


但热流道模具结构复杂,温度控制请求严厉,需求精密的温控系统,制造成本较高,分歧适小批量消费。


依据不同塑料特性,对热流道模具有不同请求,见下表:


PE


PP


PS


ABS


POM


PVC


PC


井式喷嘴




稍艰难


稍艰难


不可


不可


不可


延长喷嘴







不可


不可


绝热流道




稍艰难


稍艰难


不可


不可


不可


半绝热流道




稍艰难


稍艰难


不可


不可


不可


加热流道









顶出系统设计


产品完成一个成形周期后开模,产品会包裹在模具的一边,必须将其从模具上取下来,此工作必须由顶出系统来完成。它是整套模具结构中重要组成部分,普通由顶出,复位和顶出导向等三部分组成。


1、按动力来分


1)手动顶出:当模具开模后,由人工支配顶出系统顶出产品.它可使模具结构简化,脱模平稳,产品不易变形。但工人劳动强度大,消费率低,适用范围不广。普通在手动旋出螺纹型芯时运用。


2)机动顶出:经过注射机动力或加设之马达来推进脱模机构顶出产品,它可经过机台上的顶杆推顶针板,来抵达脱模目的。也可在公母模板上装置定距拉杆或链条,靠开模力拖动顶出机构顶出产品,调模时必须留意控制开模行程,适用于顶出系统在母模侧之模具。


3)液压顶出:在模具上装置专用油缸,由注射机控制油缸动作,其顶出力速度和时间都可经过液压系统来调理,可在合模之前顶出系统先回位。


4)气动顶出:应用紧缩空气在模具上设置气道和细小的顶出气孔,直接将产品吹出。产品上不留顶出痕迹,适用于薄件或长筒形产品。


2、按模具结构分


可分为一次顶出机构,二次顶出机构,母模顶出机构,浇注系统顶出机构,螺纹顶出机构等。


设计准绳:


1)选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边;


2)顶出力和位置均衡,确保产品不变形,不顶破;


3)顶针须设在不影响产品外观和功用处;


4)尽量运用规范件,保险,牢靠有利于制造和改换。


顶出系统方式多种多样,它与产品之外形,结构和塑料性能有关,普通有顶杆,顶管,推板,顶出块,气压,复合式顶出等。


3、顶杆


它是顶出机构中最简单,最常见的一种方式,其截面积方式主要有如下:


圆形:因圆形制造加工和修配方便,顶出效果好,在消费中应用最普遍。但圆形顶出面积相对较小,易产生应力集中,顶穿产品,顶变形等不良。在脱模斜度小,阻力大等管形,箱形产品中尽量避免运用。当顶杆较细长时,普通设置成台阶形的有托顶针,以增强刚度,避免弯曲和折断。


设计要点:


1)顶出位置应设置在阻力大处,不可离镶件或型芯太近,关于箱形类等深腔模具。侧面阻力最大,应采用顶面和侧面同时顶出方式,以免产品变形顶破。


2)产品阻力均衡时,顶杆应对称设置,使受力均衡。


3)当有细而深之增强筋时,普通在其底部设置顶杆。


4)若模具上有镶件,顶针设在其上效果更佳。


5)在产品进胶口处避免设置顶针,以免决裂。


6)当产品名义不允许有顶出痕迹时,可设置顶出耳再剪除。


7)关于薄肉产品在分流道上设置顶针,即可将产品带出。


8)顶针与顶针孔配合,普通为间隙配合.如太松易产生毛边,太紧易构成卡死.为利于加工和装配,减少摩擦面,普通在模仁上预留10—15mm之配合长度,其他部分扩孔0.5—1.0mm成逃孔。


9)为避免顶针在消费时转动,须将其固定在顶针板上,其方式多种多样,须依据顶针大小,外形,位置来细致肯定,在此不逐一罗列。


10)顶出系统托模以后在中止下一周期消费时,必须退回原处,其方式主要有强迫回位,拉杆回位,弹簧回位,油缸等。


4、顶管


又叫司筒或套筒顶针,它适用于环形筒形或带中心孔之产品顶出。由于它是全周接触,受力平均,不会使产品变形,也不易留下明显顶出痕迹,可进步产品同心度。但关于周边肉厚较薄之产品避免运用,以免加工艰难和强度削弱,构成损坏。


5、推板


此方式适用于各种容器,箱形,筒形和细长带中心孔之薄件产品。它顶出平稳平均,顶出力大,不留顶出痕。普通会有固定衔接,以免消费中或托模时将推板推落。但只需导柱足够长,严厉控制托模行程,推板也可不固定。


推板与型芯之间的配合须顺畅,避免摩擦或卡死,也必须避免塑料渗入间隙中,当产品为盲孔时,会因真空吸附构成脱模艰难和产品变形,普通会在公模上设置一菌形阀,在顶出时菌形阀翻开,进入空气,使脱模顺畅。它可用弹簧回位,也可跟顶出装置连在一同兼作顶杆作用。


6、顶出块


有些带突缘或尺寸较大之产品,为便于加工和脱模,常设计成顶出块方式顶出。大多其平面为分模面,下面有两支或数支较大直径顶杆衔接,顶出面积较大,平稳.在有成形面和尺寸较大之模具中应用较普遍。


7、气压顶出


当产品为深腔薄肉件时,用紧缩空气顶出,简单而有效.可在公模仁上设置一些细小进气孔,也可设置菌形杆,开模后通入5—6个大气压之紧缩空气,使弹簧紧缩开启阀门,高压空气进入产品与公模仁之间,使产品脱模.但关于箱形产品,因气体进入会使侧壁横向抠张,而使空气漏掉,这时应配与推板配合运用。


8、复合顶出


受产品外形影响,多数模具采用两种以上顶出方式,以便抵达理想的顶出效果,细致方式须依据产品和模具结构来定,在此不作细致叙说。


9、其它顶出方式


9.1 点状进胶浇道自动零落


点浇口在母模一边,为取出胶道,须加设一分型面.开模后普通由人工取出胶道,构成操作省事,消费率降低,为顺应自动化消费,最好设计成自动零落装置,使胶道在顶出时自动零落。


a.侧凹拉断 在分流道止境钻一斜孔,开模后拉出胶道,由中心顶杆顶出;


b.拉料杆拉断 由拉料杆拉出胶道,开模一定行程后限位杆带动推板将胶道推落;


c.母模推板推脱 开模时母模板与母模推板先分型,胶道留在母模板与母模一同移动一定行程后,限位杆限制推板移动,推板与模板分开,胶道被拉断而自动零落;


d.顶针拉断 关于细长深腔模具,可在母模设置一顶出系统,开模后以限位杆行程使顶针反向顶出胶道,产品由推板推出,此方式与开模行程有关,应用较特殊。


9.2母模侧顶出方式


普通的产品都会留在公模侧顶出,但有些产品因外形特殊或产品特殊请求,顶出装置必须设在母模。因母模是固定的机台,顶杆无法作用在顶板上,必须借助开模力或外力来完成,常见的有油缸,电动,拉勾等。


9.3螺纹顶出


因螺纹与普通产品外形特殊,必须旋转顶出或侧向脱模,依据产品复杂水平和产量,普通有采用手动和机动两种方式。


1)强迫脱螺纹


a. 关于自身弹性强之塑料(PP、PE),可应用其弹性中止强迫脱模而不会损坏螺牙;


b. 用具有弹性的珪橡胶做成螺纹型芯,开模时用弹簧先退出型芯中顶杆,使橡胶型芯产生向内收缩,再用顶针将产品脱出.此方式能简化模具结构,但橡胶型芯寿命较短,只适用于小批量消费;


c. 有些螺纹可经过半世故块或型环成形,用两个对半滑块合起来组成完好螺纹或产品顶出后用手。


2)电机将螺纹旋出


螺纹脱出时必须作相对转动,模具上必须求有止转装置来保障。


a. 外部止动 模具母模设有止转花纹,公模仁回转时产品可自动零落;


b. 内部止动 有内螺纹之产品在公模仁顶面设置止转方式,脱模时止动模仁旋转并轴向顶出螺纹可脱出,留意止动模仁螺距必须与产品螺距分歧;


c. 产品端面止动 在产品端面设置止动小凸点,型芯旋转时推板将产品顶出。


小型产品有侧浇口时,只顶出胶道也可将产品带出,但关于软性塑料则避免运用。


型芯旋转驱动方式:常用的有人工,电动,油缸,气缸,液压马达及大螺距丝杆螺母驱动等方式,普通来讲,旋转机构在设计时,产品有几扣螺纹,螺纹型芯就必须转几圈。


冷却系统


冷却系统之设计规则 设计冷却系统的目的在于维持模具恰当而有效率的冷却。冷却孔道应运用规范尺寸,以方便加工与组装。设计冷却系统时,模具设计者必须依据塑件的肉厚与体积决议下列设计参数:冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与冷却系统之设计规则。


设计冷却系统的目的在于维持恰当而有效率的冷却。冷却孔道应运用规范尺寸,以方便加工与组装。设计冷却系统时,模具设计者必须依据塑件的肉厚与体积决议下列设计参数:冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与衔接、以及冷却剂的活动速率与热传性质。


1、冷却管路的位置与尺寸


要维持经济有效的冷却时间,就应避免塑件肉厚过大。塑件所需的冷却时间随其肉厚增加而急速增长。塑件肉厚应该尽可能维持平均。冷却孔道最好设置是在公模块与母模块内,设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。


通常,钢模的冷却孔道与模具名义、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的1~2倍,阅历请求,钢材冷却孔道要维持1倍直径的深度,铍钢合金要1.5倍直径的深度,铝材要2倍直径的深度。冷却孔道之间的间距应维持3~5倍直径。冷却孔道直径通常为10~14 mm(7/16~9/16英吋)。

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2、活动速率与热传


塑件两侧的温度应维持在最小的差别,紧配塑件温差应维持在10℃以内。当冷却剂之活动从层流转变为扰流,热传效果变佳。层流在层与层之间仅以热传导传热;扰流则以径向方向质传,加上热传导和热对流两种方式传热,结果,热传效率显者增加。应留意确保冷却管路之各部份的冷却剂都是扰流。


当冷却剂抵达扰流活动状态后,流速的增加关于热传的改善很有限,所以,当雷诺数超越10000时,就不须再增加冷却剂的活动速率,否则,只会小幅地改善热传,却构成冷却管路的高压力,需求更高的帮浦费用。


冷却剂会向阻力最低的途径活动。有时分能够尝试运用限流塞将冷却剂引导流向热负荷较高的冷却孔道。气隙会降低热传效率,因而,应尝试消弭镶埋件与模板之间的气隙,以及冷却管路内的气泡。


模流剖析软件的冷却剖析能够辅佐发现与修正静止冷却管路和快捷方式冷却管路,以及冷却管路的高压力降。


排气系统


注塑模的排气是模具设计中的一个重要问题,特别是在快速注塑成型中对注塑模的排气请求就愈加严厉。


1、注塑模中气体的来源


1)浇注系统和模具型腔中存有的空气。


2)有些原料含有未被单调扫除的水分,它们在高温下气化成水蒸气。


3)由于注塑时温渡过高,某些性质不稳定的塑料发作合成所产生的气体。


4)塑料原料中的某些添加剂挥发或相互发作化学反响所生成的气体。


2、注塑模的排气不良,将会给塑件的质量等诸多方面带来一系列的危害。主要表示如下:


1)在注塑过程中,熔体将取代型腔中的气体,假如气体排出不迭时,将会构成熔体充填艰难,构成注射量缺乏而不能充溢型腔;


2)扫除不畅的气体会在型腔内构成高压,并在一定的紧缩水平下渗人塑料内部,构成气孔、组织疏松、空泛、银纹等质量缺陷;


3)由于气体被高度紧缩,使得型腔内温度急剧上升,进而惹起周围熔体合成、炙烤、使塑件呈现部分碳化和烧焦现象。它主要出往常两股熔体的合流处,死角及浇口凸缘处;


4)气体的扫除不畅,使得进入各型腔的熔体速度不同,因而,易构成活动痕和熔合痕,并使塑件的力学性能降低;


5)由于型腔中气体的障碍,会降低充模速度,影响成型周期,降低消费效率。


3、排气槽设计要点


1)排气槽尽量放在分型面的凹模一边,方便模具的制造与清算;


2)尽量设在料流末端和塑件壁厚较大部分;


3)排气方向不应朝向操作人员,并应加工成曲线或折弯状态,以免气体放射时烫伤工人;


4)排气槽宽度常取1.5-6mm,槽深0.02-0.05mm,以塑料不进入排气槽为宜。


4、排气系统的方式


(1)开设排气槽


排气槽通常开设在型腔一侧,盘绕型腔开设或在熔体最后充溢部位。


排气通道尺寸:


排气道A 深:0.01~0.02mm 宽:3~5mm 长:普通3~5mm;


排气道B 深:0.05~0.08mm 宽:3~5mm或更大 长:依据需求而定;


排气道C 深:可取1mm 宽:可大于5mm 长:连通至模板边疆。


分型面排气

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模具流道排气

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(2)抽真空排气


这种方式请求模具的分型面温和要好,经过气孔将模腔内放入气体抽净。但需求配备抽真空设备,增加模具成本,普通不采用。


(3)应用间隙排气


1)镶拼零件的配合面间隙,如型腔、型芯镶块;


2)侧向抽芯零件间隙;


3)顶出零件配合间隙(推杆、块);


4)分型面间隙(粗糙度普通)应用间隙排气时,运用时间长了,间隙可能梗塞,应定期清算,坚持畅通。


(4) 应用多孔金属排气


近年来新展开的一种内部具有平均的相互连通的孔隙结构的金属资料--多孔金属,对模具型腔的排气具有很好的效果。当型腔某些部位排气艰难时,可循用多孔金属制造型腔镶块,排气效果十分明显。模具运用时应留意维护与清算,坚持气孔畅通。


(5) 混合排气


通常是开设排气通道和间隙排气混用。


塑料的溢边值与排气间隙,排气系统应保障气体顺利逸出,塑料熔体不能流出。


塑料资料的溢边值可分为如下三种:


低粘度资料不产生医疗的间隙为:0.01~0.03mm;


中粘度资料不产生医疗的间隙为:0.03~0.05mm;


高粘度资料不产生医疗的间隙为:0.05~0.08mm。


常用资料的模具排气间隙如下:


资料


排气间隙


PE


0.015mm


PA


0.01mm


PP


0.015mm


PS


0.015mm


PC


0.01~0.025mm


POM


0.01~0.025mm


PET


0.01~0.03mm


ABS


0.025mm


抽芯系统


当塑料制品侧壁带有通孔凹槽,凸台时,塑料制品不能直接从模具内脱出,必须将成型孔,凹槽及凸台的成型零件做成活动的,称为活动型芯。完成活动型抽出和复位的机构叫做抽苡机构。


1、抽芯机构的分类


(1)机动抽芯


开模时,依托注射检的开模动作,经过抽芯机来带活动型芯,把型芯抽出。机动抽芯具有脱模力大,劳动强度小,消费率高和操作方便等优点,在消费中普遍采用。按其传动机构可分为以下几种:斜导柱抽芯,斜滑块抽芯,齿轮齿条抽芯等。


(2)手动抽芯


开模时,依托人力直接或经过传送零件的作用抽出活动型芯。其缺陷是消费,劳动强度大,而且由于遭到限制,故难以得到大的抽芯力、其优点是模具结构简单,制造方便,制造模具周期短,适用于塑料制品试制和小批量消费。因塑料制品特性的限制,在无法采用机动抽芯时,就必须采用手动抽芯。手动抽芯按其传动机构又可分为以下几种:螺纹机构抽芯,齿轮齿条抽芯,活动镶块芯,其他抽芯等。


(3)液压抽芯


活动型芯的,依托液压筒中止,其优点是依据脱模力的大小和抽芯距的长短可改换芯液压装置,因而能得到较大的脱模力和较长的抽芯距,由于运用高压液体为动力,传送平稳。其缺陷是增加了操作工序,同时还要有整套的抽芯液压装置,因而,它的运用范围遭到限制,普通很小采用。


2、斜导柱抽芯机构设计准绳


1)活动型芯普通比较小,应坚固装在滑块上,避免在抽芯进松动滑脱。型芯与滑块衔接有一定的强度和刚度。


2)滑块在导滑槽中滑动要平稳,不要发作卡住,跳动等现象。


3)滑块限位装装置要牢靠,保障开模后滑块中止在一定而不恣意滑动。


4)避免滑块设在定模的状况下,为保障塑料制品留在定模上,开模前必须先抽出侧向型芯,最好采取定向定距拉紧装置。


3、斜滑块抽芯机构设计


塑料制品侧面的凹穴或凸台较浅,所需的抽芯距不大,但所需的脱模力较大时,可选用斜滑块抽芯结构。这种斜滑块抽芯结构的特性是:当推杆推进斜滑块时,推杆及抽芯(或分型)动作同时中止。


因斜滑块刚性好,能接受较大的脱模力,因而,斜滑块的斜角比斜导柱的斜角稍大,普通斜块的斜角不能大于30°,否则易发作毛病。斜滑块推出长度普通不超越导长度的2/3,假如太长,会影响斜滑块的导滑。由于斜块抽芯结构简单,保险牢靠,制造比较方便。因而,在塑料射模具中应用普遍。


1)斜滑块的导滑及组合方式。按导滑部分外形可分为矩形,半圆形和燕尾形。


2)斜滑块的组合方式 斜滑块的组合,应思索抽芯方向,并尽量坚持塑料制品的外观美不使塑料制品名义留有明显的痕迹。同时还要思索滑块的组合部分有足够的强度。假如塑料制品外形有转机处,则斜滑块的拼缝线应与塑料制品的折线重合。



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