塑胶模具设计与制造基础知识

塑膠模具設計與制造基礎知識何秀定2006/05/20課程內容一.塑膠模具設計步驟二.塑膠模具結构簡介三.模具動作的原理四.模具加工流程一塑膠模具設計步驟1.接受任务书–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。–塑料制件说明书或技术要求。–生产产量。2.分析產品結构&成型機台選用–分析工艺任务书所供的產品圖&技朮要求,確認模具结构类型等。–根据注塑机的相關參數,初步估計模具大小尺寸3.確認模具主要結构–型腔的布置: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。–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。–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）–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。–冷却方式確定–确定主要成型零件，结构件的结构形式–考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸4.绘制模具图A.绘制总装结构图內容:a.模具成型部分结构b.浇注系统、排气系统的结构形式。c.分型面及分模取件方式。d.外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。e.标注型腔高度尺寸(根据需要)及模具总体尺寸。f.辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。g.按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。h.标注技术要求和使用说明。A.绘制总装结构图技术要求:a.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。b.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。c.模具使用，装拆方法。d.防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。e.有关试模及检验方面的要求B.绘制零件图由模具总装图拆画零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。a.图形要求：一定要按比例缩放,视图选择合理,布置得当使加工易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致，图形要清晰.b.标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序：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。c表面粗糙度。d.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。C.校對、審图校对的内容：a.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。b.塑料制件方面塑料的流动、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。c.成型设备方面注射量、注射压力、锁模力够不够,模具的安装、脱模有无问题,注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。d.模具结构方面●分型面位置及精加工精度是否满足需要,开模后是否能保证制件留在有顶出装置的模具一边●脱模方式是否正确,推杆&推管的大小、位置、数量是否合适●模温调节方面,冷却介质的流动线路位置,大小,数量是否合适●制件侧凹的脱模机构是否恰当,例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰●浇注、排气系统的位置，大小是否恰当e.校核加工性能所有零件的结构、视图画法、尺寸标注等是否有利于加工檢討內容:1.產品排位檢討.2.模座規格檢討.3.澆注系統檢討.4.頂出及冷卻系統檢討.5.抽芯結構及行程檢討.組立圖的檢討M10PT14PT145．试模及修模6．整理资料进行归档二.塑膠模具結构簡介1.常用模座結構介紹(常用).兩板模一般分為三板模2.模具機構介紹.單腔式多腔式單腔式多腔式2.1常用模座結構介紹二板模2.1常用模座結構介紹三板模2.1常用模座結構介紹熱澆道模具模具結构主要有以下四部分組成A.澆注系統.B.成型&抽芯機構.C.頂出及回位裝置.D.冷卻系統2.2模具機構介紹A.澆注系統:主流道、分流道、澆口、冷料井主流道:α=2~5度d=噴嘴孔徑＋1(mm)R=噴嘴球面半徑+(2~3)mmH=(1/3~2/5)R,一般取3~5mm分流道:dRHα圓形流道熱量損失小流動阻力小,效果最佳加工較難梯形流道熱量損失較小流動阻力較小,效果良加工易U形流道熱量損失較小流動阻力小,效果佳加工易矩形流道熱量損失大流動阻力大,效果不良加工易?dbα=5°~10°hbα=5°~10°hR澆口:直接澆口、側澆口、點澆口、潛伏澆口、爪式澆口圖示說明直接澆口特點由注入口直接進料優點充填性能好,壓力損失小,不需加工流道缺點水口與產品不易分開,影響外觀,澆口附近冷卻慢,殘留應力大,平淺塑件易變形用途适用于体積較大的深殼形塑件,不适合小塑件圖示說明點澆口特點截面尺寸很小的澆口(0.5mm~1.5mm)優點澆口殘痕小,產品易后加工,澆口位置不受限制缺點壓力損失較大,模具加工复雜,用途對熱穩定性塑料較適用圖示說明側澆口特點由模穴的側面或邊緣進膠，最通用之澆口優點模具易加工,成型品尺寸精確,能相對獨立控制充填速度及凍結時間．缺點去除澆口留下痕跡,影響外觀,壓力損失大用途适用于大部分塑件ltbt=0.5~2.0mmb=1.5~5.0mml=0.7~2.0mm圖示說明扇形澆口特點側澆口的另一變異,在模穴處的澆口寬度較大優點使型腔充填均勻,減少融合處,成品外觀良好缺點澆口殘痕較大,澆口切除困難影響外觀用途适用于大面積之薄壁塑件ltbt=0.25~1.0mmb=6.0mm以上l=1.0~1.3mmL=6.0mmL圖示說明爪形澆口特點進料均勻優點圓周上各處流速大致相等,可避免偏芯缺點去除澆口較困難用途适用于筒形塑件冷料井：容納澆注系統流道中料流前端冷料Z形反錐度形?dd+1.5~2淺圓環槽形Ｂ.成型部件＆抽芯机构●分型面的選取原則:1.分型面的痕跡不能影響產品外觀2.不要設在產品外表面或圓弧的轉角處3.有利于產品脫模,確保開模后產品留于動模側.4.把要求同心的部分放在同一側5.有利于澆口的＆冷卻系統的設計6.有利于模具的加工,特別是型腔的加工●分型面的几种拆法：分型面上必須有平台定位；如下圖P.L此分型平面與開模方向垂直,直延伸成P.L面平面分型斜面分型P.L此种分型不可以P.L留兩處平台定位P.L使用對插防滑定位曲面分型P.L延成品曲面延伸后再做出平台●抽芯机构:滑塊抽芯滑塊行程大於扣位3到5mm斜銷行程大於扣位1到2mm斜銷抽芯C.頂出及回位裝置●頂出機構的選用原則1.使塑件脫模不發生變形2.推杆的分布要合理3.推杆的強度及剛性要足夠,頂出時不能變形4.推杆的位置不能影響產品外觀5.脫模機構的運動應保証安全、靈活、可靠●回位裝置一般推杆的回位,由复位杆使推出板回到原位;但當設計有活動型芯的脫模機構時,合模有相互干擾時,在模具合模前應使推杆先复位.,以避免撞壞模具.●頂出及回位裝置的几种結构強回機構中板推出機構二次頂出冷卻水道的設置形式D.冷卻系統一般為水孔邊距型腔表面為10~15mm三.模具動作的原理二板模動作原理1.公模側在成型機的拉動下與母模側分開,分開到設定距離時停止不動.2.在成型機脊桿地推動下,頂出板帶動頂出機構將成品頂出.3.在成型機地推動下,公模側向母模側運動,公母模完全合緊後,成型機上的噴嘴與模具上的注口襯套密合,開始注塑.三板模動作原理1.母模板隨著公模板一起向後運動,運動到設定距離時,被小拉桿限位塊擋住,由于母模板隨注塑機繼續向後運動,這樣小拉桿也被帶動,它又帶動剝料板運動將料頭打下.2.成型機繼續向後運動,拉力不斷增大,超過開閉器鎖緊力.母模板與公模板分開3.在脊桿地推動下,頂出板帶動頂出機構(頂針,頂桿,斜稍)開始頂出運動,將成品頂出4.在成型機地推動下,公模側向母模側運動,公模板壓向母模板和剝料板,最後完全合緊,成型機上的噴嘴與模具上的注口襯套密合,開始注塑.四.模具加工流程產品結構設計做手板&評估模具設計OK准備模架CNC編程詳細設計工藝設計準備標准件CNC粗加工CNC精加工EDM電加工線切割自備件加工CHKMasterDesigenMachiningMaster檢測鉗工Fit模試模CHK開框螺絲、唧嘴、頂針、彈簧等●電极的計算如右圖產品的外形尺寸A、a,試計算對應電极尺寸A’、a’.(縮水率為0.5%,火花間隙為0.15mm/雙邊)A’=Ax(1+0.5%)-0.15a’=ax(1+0.5%)+0.15aA●試模前的模具檢查1.外觀檢查a.模具的閉合高度,安裝尺寸,開模距離是否符合設備要求b.模具外露部分應無棱角,標示合模方向標記c.成型零件,澆注系統等表面光洁,有無塌陷,傷痕等.d.各活動部件配合、起止位置的定位是否正確可靠.e.型腔各部分尺寸是否符合圖面要求.f.吊環安裝孔是否可靠2.空運轉檢查a.各活動件、組件是否運動靈活、安全可靠.b.冷卻系統是否暢通,有無漏水現象c.頂出行程是否正確d.開模行程是否足夠