模具的基本结构。
模具的基本结构包括:浇注系统、塑件成型零件、抽芯机构、顶出机构(脱模机构)、导向与定位系统、排气系统、温度调节系统。
浇注系统的组成:主流道、分流道、浇口、冷料井。
主流道:与注塑机喷嘴在同一条轴线上,连接喷嘴与分流道。
浇注系统。设计要点:
1) 主流道与喷嘴的接触部位设计成半球形凹槽:sr=sr0+1~2mm; h=3~5mm; sr0— 注射机喷嘴头球面半径。
2) 主流道的小端直径d=d0+0.5~1mm; d0— 注射机喷嘴直径。
3) 浇口套的表面粗糙度为ra=0.8m;
4) 主流道的锥角通常取2~4;tanα=(d-d)/2l;
5) 主流道的长度尽可能短,l≤60mm;
6) 浇口套通常采用优质合金钢制造,也可以选用t8,t10,要有足够的硬度,但是硬度要低于喷嘴硬度以免喷嘴破坏;
7) 浇口套与定位圈,小型模具可设为整体式,当浇口套的底部与塑料熔体接触面积较小时可以不设固定装置,反之,可用螺钉固定。
分流道:分流道是主流道与浇口的通道,一般设在分型面上。
设计原则:1) 保证塑料流经过时压力损失与温度损失要小;
2) 分流道的固化时间要稍后于制品的固化时间,利于压力传递与保压;
3) 保证塑料迅速均匀地进入各个型腔;
4) 长度尽可能短,容积尽量小;
5) 便于加工及道具选择;
截面形式:横截面大,表面积小为原则,s/l=流道效率,s— 六道横截面积;l— 流道横截面周长;
圆形截面、半圆形截面、梯形截面。
分流道横截面的确定方法:3种,查表,经验公式,估算;
分流道的布置:平衡式布置,非平衡式布置。
平衡式:从主流道到各个型腔的分流道的截面形状、尺寸、长度均相等;
平衡式:辐射式、单排列式、y形、x形、h形;
非平衡式:长度不同,浇口形状不同。
浇口设计:浇口:连接分流道与型腔的细短通道。
浇口类型:1) 直浇口:位于模具中心,适用于大型塑件或深腔塑件;
2) 扇形浇口:适用于成型较大的薄片状塑件及流动性较差的、透明塑件;
3) 牛角/香蕉浇口:适用于外观要求高,残余痕迹小的塑件,成型顶出时自动断料,压力损失较大,顶出困难。
4) 潜伏式浇口:位于塑件的外表面、内表面、端面、背面,可实现自动切断浇口凝料;
5) 点浇口:成型时自动断料,残余痕迹小。
6) 侧浇口:设在分型面上,适用于一模多腔,7) 热流道浇口;
8) 其它浇口;
冷料井:设在主流道的末端,分流道尽头延长一段,冷料井的直径一般为流道直径的1.5倍。
脱模(顶出)机构。
设计原则:1) 塑件滞留于动模;
2) 保证塑件不变形损坏;
3) 力求良好的塑件外观;
顶出机构的基本形式:
1) 顶杆顶出机构:直顶杆,阶梯顶杆,扁形顶杆;
2) 顶管顶出:适用于中心有圆孔或环形轴类零件;
3) 推板顶出机构:适用于薄壁容器及罩轮形塑件;
4) 顶块顶出机构:适用于对平面度要求较高的平板状塑件或不允许有顶出痕迹的塑件;
5) 气动顶出机构:适用于薄壁腔深的塑件,塑件无顶出痕迹;
6) 强制顶出系统:适用于塑件内外表面有凹凸形环或槽的塑件,利用塑件弹性胀缩将凸凹部分顶出;
模具的导向和定位系统。
定位系统:基本形式:
模板定位:导柱、导套和定位块。
模仁定位:凸台和凹坑。
紧缩块:导向系统:
基本形式:动、定模模板的导柱和导套。
顶出机构的推板导柱和导向、回程杆。
支撑机构。作用:防止动模板翘曲变形的机构。
基本形式:支点、垫板。
复位机构。定义:模具闭合时,使顶出系统的各个顶出原件恢复到原来位置。
基本形式:复位杆复位和弹簧复位。
抽芯机构。抽芯机构:用于不能直接脱模的部位,完成侧向活动型芯抽出与复位的机构。
基本方法:滑块:倒钩处理方式,利用开模力和合模进行侧向分型、抽芯及复位机构。
驱动方式:斜导块、斜导柱和型槽。
滑块种类:内滑块、斜滑块、定模滑块、**滑块和哈夫滑块等。
温度调节系统。
冷却。媒介:水冷却,油冷却,风冷却。
位置:模板冷却、模仁冷却、镶件/滑块冷却、铍铜/铝合金冷却。
加热。加热棒:加热棒排布。
要均匀合理,合理计算发热功率,加热棒安装需与模具安装紧密配合。
冷却形式:1) 简单流道式:
2) 螺旋式:型芯较高时,冷却效率高。
3) 隔水片:冷却孔中加入一片隔片将其分割成两个半圆形回路。
4) 冷却管/喷淋管:适用于细长凸模。
5) 铍铜/铝合金冷却:需要与水路相连。
6) 风冷却:适用于凸模直径或宽度小于3mm的情况。
冷却设计原则:
1) 动、定模要分别冷却。
2) 塑件的壁厚越厚,冷却水管孔径越大。
3) 冷却水孔越多,冷却越均匀。
4) 冷却通道可以穿过模板与镶件的交界面,但是不能穿过镶件与镶件的交界面。
5) 浇口处加强冷却。
6) 冷却水孔至型腔的表面距离相等。
7) 应降低进水与出水的温差。
8) 标记出冷却水流方向。
9) 合理确定冷却水管接头的位置。
排气系统。排出气体的种类:自然气体、水蒸气、低分子化合物的挥发气体及添加剂分解所产生的气体。
设计要点:1) 迅速、有序及通畅,排气速度要与注射速度相适应;
2) 排气槽应尽量设在塑料流的末端;
3) 设在主分型面的凹侧。
4) 设在塑件较厚的位置。
5) 设在便于清模的位置。
6) 应避开操作区。
排气位置和形式:
1) 分型面上自然排气。
2) 顶杆处排气。
3) 侧型芯的装配间隙排气。
4) 分型面上熔体流动的末端,凹模一侧设排气槽。
5) 采用粉末烧结的和金块来排气。
排气不良产生的缺陷:
1) 局部碳化、烧焦。
2) 气孔、孔洞及组织疏松。
注塑机吨位选择。
注射容量(公称注射容量):螺杆做一次最大行程所注射的塑料体积,表征了注塑机的注塑能力。
v塑=塑件总容积+浇注系统容积。
v注=注射机的注射容量。
v塑≤0.8v注。
最大成型面积:
f锁》f型。
f锁— 注射机的最大锁模力。
f型— 动模板上所承受的最大压力。
f型=p型×s=r×p机×s
p机— 注射机最大注射压力/mpa
s— 塑件在分型面上的总投射面积。
r— 损耗系数,0.25~0.5
模具的闭合高度。
hmin≤h≤hmax
h — 模具的闭合高度。
hmin— 注射机的最小闭合高度。
hmax— 注射机的最大闭合高度。
hmax=hmin+l
l— 螺杆可调长度;
s≥h1+h2+5~10mm (卧式、立式注射机)
h1— 脱模距(塑件高度+浇口高度)
h2— 模具高度。
s— 注射机允许开模行程。
分型面。定义:动模与定模在闭合状态下能够接触的部分。
分型面的选择原则:
1) 符合塑件脱模的基本要求,位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;
2) 分型线不影响塑件外观,分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。
3) 确保塑件留在动模一侧。
4) 确保塑件质量。
5) 尽量避免形成侧孔。
6) 满足模具锁紧要求。
7) 合理安排浇注系统。
8) 有利于模具加工。
2 模具结构
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