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塑胶模具结构及塑胶模具设计流程

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年04月24日浏览:514

我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具,其中塑胶模具使用颇多。近年来,随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,如:家用电器、仪器仪表,建筑器材,汽车工业、日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。关于塑胶模具的相关内容,大家是否想要了解更多呢?下面小编来为大家介绍塑胶模具结构、塑胶模具设计流程。一起来看看吧!

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塑胶模具结构

塑胶模具结构及塑胶模具设计流程

一、塑胶模具结构按功能分

主要由:浇注系统、调温系统、成型零件系统、排气系统、导向系统、顶出系统等组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分,并随塑料和制品而变化,是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度和精度最高的部分。

1、浇注系统:是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

2、成型零件系统:是指构成制品形状的各种零件组合,包括动模、定模和型腔(凹模)、型芯(凸模)、成型杆等组成。型芯形成制品的内表面,型腔(凹模)形成制品的外表面形状。合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。按工艺和制造要求,有时型芯和凹模由若干拼块组合而成,有时做成整体,仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。

3、调温系统:为了满足注射工艺对模具温度的要求,需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注塑模,主要是设计冷却系统使模具冷却(也可对模具进行加热)。模具冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道,利用循环流动的冷却水带走模具的热量;模具的加热除可利用冷却水通热水或热油外,还可在模具内部和周围安装电加热元件。

4、排气系统:是为了将注射成型过程中型腔内的空气及塑胶融化所产生的气体排除到模具外而设立,排气不畅时制品表面会形成气痕(气纹)、烧焦等不良;塑胶模具的排气系统通常是在模具中开设的一种槽形出气口,用以排出原有型腔空气的及熔料带入的气体。

熔料注入型腔时,原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出,否则将会使制品带有气孔、接不良、充模不满,甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下,排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头,也可设在塑模的分型面上。

后者是在凹模一侧开设深0.03-0.2mm,宽1.5-6mm的浅槽。注射中,排气孔不会有很多熔料渗出,因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员,以防熔料意外喷出伤人。此外,也可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙,顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。

5、导向系统:是为了确保动模和定模在合模时能准确对中而设立,在模具中必须设置导向部件。在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件,有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。

6、顶出系统:一般包括:顶针、前后顶针板、顶针导杆、顶针复位弹簧、顶针板锁紧螺丝等几部分组成。当产品在模具内成型冷却后,模具前后模分离打开,由推出机构--顶针在注塑机的顶杆推动下将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出模具开腔和流道位置,以便进行下一个注塑成型工作循环。


二、塑胶模具按结构分一般由模架、模仁、辅助零件、辅助系统、辅助设置、死角处理机构等几个部分组成。

1、模架:一般都不需要我们设计,可以直接从标准模架制造厂商那里订购,大大节约的设计模具所需时间,所以称它为塑胶模具标准模架。它构成了塑胶模具最基本的框架部分。

2、模仁:模仁部分是塑胶模具的核心部分,它是模具里面最重要的组成部分。塑胶产品的成形部分就在模仁里面,大部分时间的加工也花费在模仁上。不过,相对有些比较简单的模具,它没有模仁部分,产品直接在模板上面成形。早期的塑胶模具大都如此,相对比较落后。

3、辅助零件:塑胶模具常用辅助零件有定位环、注口衬套、顶针、抓料销、支撑柱、顶出板导柱导套、垃圾钉等等等,它们有一部分是标准件,可以直接在订购模架时一起订购,也有一部分需要自己设计。

4、辅助系统:塑胶模具的辅助系统有以下四个:浇注系统、顶出系统、冷却系统和排气系统。有时,因为所运用的塑胶材料需加热的温度很高,所以,有的模具还会存在一个加热系统。

5、附助设置:塑胶模具的附助设置有吊环孔、KO孔(顶棍孔)等等。

6、死角处理结构:当塑胶产品有死角的时候,模具还会有一个或多个处理死角的结构。如滑块、斜顶、油压缸等等。在国内大部分书上介绍这种处理死角的机构称之为“抽蕊机构”。

其实,塑胶模具并不难,不管塑胶产品怎样变化,对于来成形此塑胶产品的模具而言,它的结构无非就是上述的几个方面。而模具之间的差别就在于模具是大还是小?各个附助零件、附助设置、附助系统的位置或者方式不一样。处理死角的方法、结构、大小等有所变化而已。当然,要使设计出来的模具加工简单、装配方便、寿命长、价格适中、成形产品不错,设计经验特别重要。好的经验,可以处理设计、加工当中出现的问题,对待设变也比较有把握。


三、注射机的结构组成:一台通用型注射机主要包括注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统。注射装置主要作用是将塑料均匀地塑化,并以足够的压力和速度将一定量的熔料注入到模具的型腔中。注射装置主要由(螺杆、料筒和喷嘴组成的)塑化部件以及料斗、传动装置、计量装置、注射和移动油缸等组成。

1、合模装置:其作用是实现模具的启闭,在注射时保证成型模具可靠地合紧,以及脱出制品,合模装置主要由前后固定模板、移动模板、连接前后模板用的拉杆、合模油缸、连杆机构、调模装置以及制品顶出装置等组成。

2、液压系统和电气控制系统:其作用是保证注射机按工艺过程预定的要求(压力、速度、温度、时间)和动作顺序准确有效的工作。注射机的液压系统主要由各种液压元件和回路及其它附属设备组成,电气控制系统则主要由各种电器和仪表组成,液压系统和电气系统有机地组织在一起,对注射机提供动力和实现控制。


塑胶模具设计流程

一、接受任务书

成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:

1、经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。

2、塑料制件说明书或技术要求。

3、生产产量。

4、塑料制件样品。

通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。


二、收集、分析、消化原始资料

收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。

1、消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。

2、消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。

3、确定成型方法

采用直压法、铸压法还是注射法。

4、选择成型设备

根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。

5、具体结构方案

(1)确定模具类型

如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式)、铸压模、注射模等。

(2)确定模具类型的主要结构

选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的型腔数,在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状,表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低,生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。


三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多,很复杂:

1、型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。对于注射模来说,塑料制件精度为3级和3a级,重量为5克,采用硬化浇注系统,型腔数取4-6个;塑料制件为一般精度(4-5级),成型材料为局部结晶材料,型腔数可取16-20个;塑料制件重量为12-16克,型腔数取8-12个;而重量为50-100克的塑料制件,型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个,16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件,最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。

2、确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工,排气、脱模及成型操作,塑料制件的表面质量等。

3、确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小)。

4、选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出),决定侧凹处理方法、抽芯方式。

5、决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。

6、根据模具材料、强度计算或者经验数据,确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。

7、确定主要成型零件,结构件的结构形式。

8、考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。

以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。


四、绘制模具图

1、要求按照国家制图标准绘制,但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前,应绘制工序图,并要符合制件图和工艺资料的要求。

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2、由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明"工艺尺寸"字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行其他机械加工,那么工序图就与制件图完全相同。

3、在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。

4、绘制总装结构图:绘制总装图尽量采用1:1的比例,先由型腔开始绘制,主视图与其它视图同时画出。

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五、模具总装图应包括以下内容:

1、模具成型部分结构。

2、浇注系统、排气系统的结构形式。

3、分型面及分模取件方式。

4、外形结构及所有连接件,定位、导向件的位置。

5、标注型腔高度尺寸(不强求,根据需要)及模具总体尺寸。

6、辅助工具(取件卸模工具,校正工具等)。

7、按顺序将全部零件序号编出,并且填写明细表。

8、标注技术要求和使用说明。


六、模具总装图的技术要求内容:

1、对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。

2、对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应

不大于0、05mm模具上、下面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

3、模具使用,装拆方法。

4、防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。

5、有关试模及检验方面的要求。


七、绘制全部零件图

由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。

1、图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小。视图选择合理,投影正确,布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。

2、标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。

3、表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注"其余3、2。"其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

4、其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求,表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。


八、校对、审图、描图、送晒

(一)自我校对的内容是

1、模具及其零件与塑件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度,结构等是否符合塑件图纸的要求。

2、塑料制件方面

塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口,脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足,加工是否简单,成型材料的收缩率选用是否正确。

3、成型设备方面

注射量、注射压力、锁模力够不够,模具的安装、塑料制件的南芯、脱模有无问题,注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。

4、模具结构方面

(1)分型面位置及精加工精度是否满足需要,会不会发生溢料,开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。

(2)脱模方式是否正确,推广杆、推管的大小、位置、数量是否合适,推板会不会被型芯卡住,会不会造成擦伤成型零件。

(3)模具温度调节方面。加热器的功率、数量;冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

(4)处理塑料制件制侧凹的方法,脱侧凹的机构是否恰当,例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。

(5)浇注、排气系统的位置,大小是否恰当。

5、设计图纸

(1)装配图上各模具零件安置部位是否恰当,表示得是否清楚,有无遗漏;

(2)零件图上的零件编号、名称,制作数量、零件内制还是外购的,是标准件还是非标准件,零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量,模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

(3)零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误,不要使生产者换算。

(4)检查全部零件图及总装图的视图位置,投影是否正确,画法是否符合制图国标,有无遗漏尺寸。

6、校核加工性能

(所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标'等是否有利于加工);

7、复算辅助工具的主要工作尺寸

(二)专业校对原则上按设计者自我校对项目进行;但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。描图时要先消化图形,按国标要求描绘,填写全部尺寸及技术要求。描后自校并且签字。

(三)把描好的底图交设计者校对签字,习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查,会签、检查制造工艺性,然后才可送晒。

(四)编写制造工艺卡片

由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片,并且为加工制造做好准备。在模具零件的制造过程中要加强检验,把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后,由检验员根据模具检验表进行检验,主要的是检验模具零件的性能情况是否良好,只有这样才能俚语模具的制造质量。


九、试模及修模

1、虽然是在选定成型材料、成型设备时,在预想的工艺条件下进行模具设计,但是人们的认识往往是不完善的,因此必须在模具加工完成以后,进行试模试验,看成型的制件质量如何。发现总是以后,进行排除错误性的修模。

2、塑件出现不良现象的种类居多,原因也很复杂,有模具方面的原因,也有工艺条件方面的原因,二者往往交只在一起。在修模前,应当根据塑件出现的不良现象的实际情况,进行细致地分析研究,找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变,所以一般的做法是先变更成型条件,当变更成型条件不能解决问题时,才考虑修理模具。

3、修理模具更应慎重,没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件,就不能再作大的改造和恢复原状。


十、整理资料进行归档

模具经试验后,若暂不使用,则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等,涂上黄油或其他防锈油或防锈剂,关到保管场所保管。

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上述是小编为大家介绍的塑胶模具结构、塑胶模具设计流程。当然,大家要注意,不要只看价格,要从质量、周期、服务全方位考虑。模具种类很多,大致可分为十大类。根据零件材料、物理化学性能、机械强度、尺寸精度、表面光洁度、使用寿命、经济性等不同要求,选择不同类型的模具成形。精度要求高的模具需要使用高精度的数控机床加工,而且模具材质、成形工艺都有严格要求,还需使用CAD/CAE/CAM模具技术去设计、分析。有些零件由于成型时有特殊要求,模具还需使用热流道,气辅成型,氮气缸等先进的工艺。制造厂家应具备数控、电火花、线切割机床及数控仿型铣设备,高精度磨床,高精度三座标测量仪,计算机设计及相关软件等。一般大型冲压模具(如汽车复盖件模具)要考虑机床是否有压边机构,甚至边润滑剂、多工位级进等。除冲压吨位还要考虑冲次、送料装置、机床及模具保护装置。

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