简易模具结构讲义

第一章模具概論第二章模具簡易分類第三章標准型模第四章三板模的簡易結構及應用情況第五章熱流道模具應用情況第六章模具抽芯機構第七章模具分模線(PL線)介紹目錄第一章模具概論1-1模具簡介模具是近代工業產品大量生產所倚借的一項重要工業與技朮。模具制造的精密程度和技朮層次﹐對于生產成品的品質﹐生產原料的有效利用﹐以及生產力的提高等方面﹐均有絕對性的影響。模具業為一切工業之母﹐而模具業又以塑膠模為最大宗。與我們生活息息相關之家電產品﹐資訊產品及汽機車零件中﹐大部分皆為塑膠制品。科技文明之進步﹐人類生活水平不斷提高﹐在工業社會時各種新產品被推陳新出。為達到此目的﹐必須以模具來大量生產﹐以達到尺寸穩定﹐經濟實用的目的。1-2模具的定義模具必須具有堅固的“復制空間”結構體。在操作中﹐它呈密閉空間以確保熱熔脂在射出壓力及速度下﹐充填并擠壓模腔空間時﹐不發生脹裂或溢料。此外還需在適當地方具有透氣孔﹐以便在射出充填的短時間內﹐能讓熔融樹脂快速的取代這個復制空間。在成形周期末了﹐熱熔樹脂已固化時﹐可依分模線處打開﹐在平行開模方向上﹐沒有任何嵌口(UNDERCUT)的情況下﹐將成品頂出來。為了達到上述目的﹐則必須具備下列條件﹕在靜態部分﹕第一章必須有“復制空間”結構體﹐例如模座及心型。第二章射出成形機之鎖定裝置﹕動靜模固定板。第三章頂出成品的裝置﹕頂出前后板﹐頂出梢﹐頂出套筒。第四章導引熱熔樹脂的通路﹕澆口﹐流道﹐注口襯套。第五章固化機構﹕熱塑性樹脂采用冷卻管道。熱固性樹脂采用電熱加熱棒。在動態部分﹕(1)在射出成形機鎖模壓力下﹐模具鋼材須有足夠的抗壓縮強度﹐不會發生塑性變形或被壓碎的情形。(2)在射出成形機射出壓力下﹐模具鋼材在強性變形范圍內的變形量須比樹脂的收縮量小。成品被頂出時﹐不會發生嵌口及表面刮傷的情形。(3)在頂出壓力下﹐頂出銷截面積對頂出銷長度比不可過大﹐以防頂出銷彎曲﹐可采用階段式頂出銷。頂出銷與成品接觸的面積應盡量大﹐以防成品有頂白的情形。(4)特殊結構體需堅固﹐動作行程需確實﹐以防撞壞模具本體﹐滑塊﹐側蕊﹐壓板及旋退裝置。第一章1-3模具的功能(1)定形的功能將熱熔樹脂填滿由模腔及模仁所構成的密閉空間﹐藉熱交換作用,使其固化(或硬化)被“復制”出來。當然﹐一方面復制成品形狀(加入收縮率)﹐另一方面是復制表面之咬花花紋。(2)熱交換功能1)熱塑性塑膠將熱熔樹脂所帶入的熱量﹐利用油冷﹑水冷或空冷方式﹐間接自模仁﹐模座及其它模板處將熱量帶走﹐使其固化。油及水皆系經循環管道流通﹐這其中牽涉到冷卻還度及冷卻極限能力。2)熱固性塑膠將熱熔局部架橋樹脂射入模腔空間后﹐利用電熱方式間接傳給模腔中之樹脂﹐使其發生架橋硬化下來﹐它牽涉到硬化速度﹐硬化極限能力(在模具中)及硬化程度(在模具外)。1-4模具的制作流程1-5模具設計之程序1決定型模穴數及布置必需考慮所用成形機之規格,而后決定,一般情形,成形品產制數量少之場合,成形品大且精度持高之場合,使用有一個型穴或及2～4個型穴之型模.反之,生產量多之場合,以及需要較低成本之場合,使用多數型穴及成組型穴之型模.2決定分模線及流道,澆口由此決定型模之基本構造,成形品廢邊擠出位置,從而亦將成形品之外觀及制造工時決定.3處理低陷部分及決定頂出方法成形品有低陷部分時,先行決定使用何種方法,於成形完成后在型模取出,例如使用分模型模,側向心型,螺紋旋出等型模構造.頂出機構一般采用頂出梢及套筒頂出等構造,但如成形品上不得有頂出梢痕殘留場合及肉厚薄場合,或箱形,杯類形狀物體,使用刮料板方式.再者,成形品為聚乙烯樹脂者,空氣吹出法將被采用.4型穴及心型材料及加工方法之決定基於型模材料之硬度及加工法決定采用壓入法,嵌入法等.再者,此種場合,必需決定壓入線及壓入位置或壓入方向.5溫度控制方法之決定射出成形后,為使成形品之冷卻符合規定,型模溫度必需要加以控制.為此目的,可用水,冷卻液,空氣等通入於型模,以此決定使用何種冷卻方式.1-6何謂優良模具1能符合成形品所要求之形狀及尺寸精度者能獲得成形品設計特色及有充份機能,並必需亦能使成形品符合規定之尺寸精度.2成形品事后之加工及2次加工能減至最少成形品不必要再作加工,再者,孔、貫通孔或槽等都盡可能在型模成形中一起成形.3型模構造能有良好之成形能率能有短時間射出作用之流道系統.成形品冷卻快速.頂出作用迅速確實.流道、澆口去除容易.4構造堅固耐久磨耗,損傷少,長時間連續運用亦不致引起故障.5構造適當,縮短制作時間,降低制作費用滿足上述各項條件,但在制作上亦應節省浪費,能有加工時少之型模構造.第二章塑膠模具分類不同的塑料成型方法需要不同的塑料成型模具﹐常用的有如下几種﹕注射成型模具﹑壓制成型模具﹑擠出成型模具﹑中空成型模具﹑泡沫成型模具。(一)注射成型模具注射成型模具是將料狀或粉狀塑料經注射成型機的料斗加到加熱的料筒內﹐塑料受熱熔融﹐在注射機的螺杆或活塞的壓力下﹐經噴嘴進入模具型腔﹐塑料充滿型腔﹐在模具內硬化定型﹐脫模后得到具有一定形狀的塑件。注射成型所用的模具就叫注射成型模具。注射成型是用于熱塑性塑料成型的一種重要方法﹐近年來也成功地用于某些熱固性塑料的成型。(二)壓制成型模具(又名壓膠模具﹐或壓塑模具)壓塑成型是各種塑料成型方法中最早被采用的加工方法。壓塑時﹐將經過計量的塑料﹐加在模具的型腔中﹐然后閉合模具﹐把模具放在加熱板之間加壓﹐使材料發生軟化并呈流動狀態﹐直到充滿到模具型腔的微細部位為止﹐待到塑料完全硬化定型﹐經脫模得到塑件壓制成型主要用于成型熱固性塑料的成型。(三)壓鑄成型模具(又名擠膠模具﹐或擠塑模具)壓鑄成型是將塑料加入預熱的加料室(腔)中﹐加熱到軟化溫度﹐使其塑化﹐然后﹐用柱塞將軟化材料經澆注系統擠壓入密閉的模具型腔中固化成型。壓鑄成型用于熱固性塑料的成型﹐由于其生產率低﹐它逐漸被熱固性塑料注射成型模具代替。(四)擠出成型模具擠出成型是將塑料放在加熱筒中加熱﹑混煉﹐使其塑化﹐再通過螺杆使材料通過具有特定斷面形狀的口模擠出﹐然后在較低溫度下定型﹐以得到所需斷面形狀的連續型材。此法能加工几乎所有的熱塑性塑料和部分熱固性塑料。(五)吹塑中空成型模具將擠出或注射出來的尚未處于塑化狀態的管狀坯料趁熱放到模具或成型腔內﹐立即在管狀坯料的中心通以壓縮空氣﹐使管坯膨脹而緊貼于模具型腔壁上﹐冷卻硬化得到中空制品。此法主要用于聚乙烯﹑聚丙烯等制作瓶子容器之類的塑料制品。(六)泡沫塑料成型模具發泡成型是把可發性樹脂顆料直接充填入模具﹐經過蒸汽加熱膨脹﹐使顆料自身彼此互相熔合而成為一個泡沫狀的整體﹐隨后停止供氣﹐通以冷水﹐模具均勻地冷卻﹐塑料定型硬化后開模取出。其中我們應用最廣泛的是注塑模﹐現在我們公司的塑膠模具都是注塑模具﹐而我們口頭所就的塑模也都是指注射成型模具﹐現在簡述一下注塑模的分類﹕第一章按分型次數來分﹐我們把注塑模分為單分型面模具(兩板模)和雙分型面模具(三板模)第二章按澆注系統是否加熱分為﹕冷流道﹑熱流道等第三章還有一種分類方法是按產品的不同分為玩具模﹑機殼模等等﹐此種分類是模具行業內通用的說法在下面的章節中﹐將簡述一下標准型模﹐三板模及熱流道模具的結構及應用范圍與范例。第三章標准型模注射模是熱塑性塑料模具中常用的一種﹐它具有生產效率高﹑勞動強度低﹑模具壽命長﹑并可成型形狀較為復雜的塑件等優點。上一章有講過其簡單分類﹐以下將簡述的是標准型模的基本結構﹐具體圖例如下頁所示。S50CSPRUEBUSHING膠口襯套S45C母模板P20(ABS,PC+ABS,HIPS);SKD61,H13(全硬模)HRC48~52420,S136(PVC);1.2316,420圓PIN入子SKD61EJECTORPLATE下頂出板SK3WEARBLOCKSTOPPINS45C耐磨塊停止梢SKD61斜頂SK-3熱處理HRC42°~46°斜頂滑座LEAFTERSET上頂出板EJECTORRETPLATES50CS50CLEAFTERDOWELSPIN表面滲氮HRC48°~52°SKD61,SUJ2熱處理HRC58°-62°銷定位SKD61P20,NAK80,FDACP20(ABS,PC+ABS,HIPS);SKD61,H13(全硬模)HRC48°~52°COREPLATEA06S50C公模板COREINSERTB02圓PIN入子公模入子公模仁NAK80(透明料);420,S136(PVC);SKD61(NAK80),表面氮化P20,NAK80大滑塊B03SLIDE小滑塊滑塊SUJ2LEADERPIN熱處理HRC58°~60°水口拉桿A02RUNNERSTRIPPERS50C剝料板球面熱處理HRC58°~60°S50C支撐柱SUPPORTPILLAR與公模仁同頂塊水頭管接STRIPPERBLOCKBUTTOMCLAMPINGPLATE公模固定板限位塊S45CS50CSTOPRING頂桿腳墊S50C熱處理HRC58°~60°SKD61.SUJ2SUPPORTBLOCKPLUGLEADERPINSKD61頂針氮化處理HV900°-1100°EJECTORPIN導柱熱處理HRC58°~60°熱處理HRC52°~55°SUJ2STRIPPERBLOCKGUIDEPIN定位塊YK30STRAIGHTSIDEINTERLOCKS油壓缸回位銷SUJ2熱處理HRC48°~52°表面研磨OILCYLINDERRETURNPIN成品熱處理HRC58°~60°PRODUCTCAVITYINSERT母模仁撥塊熱處理HRC58°~62°SK3ANGLEPIN小拉桿SCM-435NAK80(透明料);CAVITYPLATEPULLRODS50C,1050LOCATINGRING定位圈RUNNERLOCKPINSKD61拉料梢TOPCLAMPINGPLATE母模固定板導套熱處理HRC48~52表面研磨LEADERBUSHINGS50CSUJ2熱處理HRC38°~44°熱處理HRC45°~48°第四章三板模的簡易結構及應用情況4.1三板模的簡易結構1.三板模是利用母模板與母模固定板之間﹐另外加裝一塊膠道剝板﹐當模具開啟時﹐利用膠道剝板的推力﹐先將豎澆道(SPRUE)與噴嘴連接處拉斷.當模具開啟至某一行程時成品掉落﹐同時與豎澆道剝離﹐而達到豎澆道與成品分別自動落料的目的2.在三板模上分流道的拉料及脫落機構正好與兩板模上拉料﹑頂出系統相反﹐其澆注系統必須留在母模一側﹐然后再將其推出.圖(4.1)是三板模澆注系統的拉料及頂出系統.開模時﹐模具首先沿I-I分型面分型﹐拉料杆5將澆注系統拉向母模一側﹐并使澆口與成品剝離.當開模至L1時﹐拉杆2拉動膠道剝板3使流道脫開拉料杆5﹐由限位螺釘1限位﹐隨后由膠道剝板將澆注系統彈落.繼續開模至L2時﹐模具沿II-II分型面分型﹐成品留于公模﹐由成品推板將成品頂出.圖(4.2)是三板模開模情況.L14.14.24.2三板模的應用情況在這人工費用高的時代﹐三板模模具更加普遍﹐因它能自動分開豎澆道與成品﹐尤其是成品小﹐模穴多﹐成形量多的場合﹐很適合使用三板模模具生產。以下是三板模應用的兩種實例.1.圖(4.3)是在三板模上采用二次澆口的形式.它的一次澆口設置在母模板與膠道剝板之間的分流道處.在第一次開模時﹐一次澆口出被拉斷﹐主流道及水平分流道由膠道剝板使其脫離母模.二次澆口是側澆口.模具沿第二分型面開模時﹐成品﹑二次澆口及其分流道系統留于公模﹐隨后由頂出系統頂出.這種情況在模具設計中比較常見.2.圖(4.4)是在三板模上采用三點進澆的形式.在一個成品上設計三個點澆口﹐其目的是減少成品變形﹐保証成品的精度.4.34.4圖(4.4)三板模上采用三點進澆形式5-1熱澆道模具概論:何謂熱澆道?在塑膠射出成形時﹐得利用方法保持豎澆口﹐橫澆道之塑膠于熔融狀態﹐脫模時﹐仍保持在塑模中﹐此即謂熱澆道射出成形。為何需用熱澆道?(1)成本﹕因采用熱澆道時﹐無廢料產生﹐可大為降低材料成本及處理費用﹐又可縮短射出時間﹐降低成本。(2)品質﹕因使小澆口﹐成品內應力小﹐外觀良好﹐又無二次料之循環使用﹐塑料不致劣化﹐各成形品溫度