塑胶模具

塑膠模具概要注射成型的基本過程注射成型又稱注塑成型﹐熱塑性塑料製品成形的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料均可用此方法成形。注射成型的過程是將顆粒狀或粉狀塑料從從注射機的料斗送入加熱的料筒﹐經過加熱塑化成熔融狀態﹐由螺桿施壓而通過料筒端部的噴嘴注入低溫的﹑閉合的模具型腔中﹐經過冷卻硬化而保持模腔所賦予的型樣﹐開模取得所需注射成型塑件。注射成型的全過程可以分為﹕1）塑化過程2）充模過程3）冷卻凝固過程4）脫模過程二.塑膠注射模具的分類及結構1.塑膠注射模具的分類﹕（1）二板式（2）三板式（3）脫模板式（4）其他1成形零件﹕凹模﹑凹模板﹑型芯﹑側型芯﹑鑲件﹑活動鑲件﹑拼塊﹑螺紋型芯﹑螺紋型環2導向零件﹕導柱﹑推板導柱﹑導套﹑推板導套3推出零件﹕推杆﹑推管﹑推件板﹑推件環﹑推杆固定板﹑推板﹑連接推杆﹑拉料杆﹑推流道板4抽芯（分型）零件﹕斜銷（斜導柱）﹑滑塊﹑側型芯滑塊﹑滑塊導板﹑契緊塊﹑彎銷﹑斜滑塊﹑斜槽導板5支承固定零件﹕定模模座﹑動模模座﹑凹模固定板﹑型芯固定板﹑模套﹑支承板﹑墊塊﹑支架﹑支承柱6定位和限位零件﹕定位圈﹑錐形定位件﹑復位杆﹑限位釘﹑定距拉杆﹑定位銷7冷卻和加熱零件﹕卻水嘴﹑隔板﹑加熱板﹑隔熱板8其他零件﹕澆套口﹑澆口鑲塊﹑流道板﹑二級噴嘴二..塑膠注射模具的結構﹕具體介紹4種塑膠注射模具的結構﹕圖一﹕二板式直澆道推杆推出形式1-定模座板2-定模板3-動模板4-支承板5-墊塊6-推杆固定板7-推板8-動模座板9-型芯10-定位圈11-澆口套12-異柱13-導套14-拉料杆15-推杆16-復位杆17-限位杆圖二﹕二板式直澆道推板推出形式1-定模座板2-定模板3-動模板4-動模板5-支承板6-墊塊7-推杆固定板8-推板9-動模座板10-型芯11-定位圈12-澆口套13-導柱14-導套15-導套16-拉料杆17-復位杆18-推板導柱19-推杆圖三﹕三板式點澆口推杆推出形式1-定模座板2-脫澆道板3-定模板3-動模板4-動模板5-支承板6-墊塊7-推杆固定板8-推板9-動模座板10-型芯11-定位圈12-澆口套13-導柱14-導套15-導套16-推杆17-復位杆18-限位螺釘19-拉杆20-勾料釘21-螺塞22-拉板圖四﹕二板式直澆道側抽芯形式1-定模座板2-定模板3-動模板4-支承板5-墊塊6-推杆固定板7-推板8-動模座板9-型芯10-定位圈11-澆口套12-導柱13-導套14-推管15-型芯16-限位螺釘17-斜銷18-側型芯19-限位塊20-彈簧三塑膠注射模具的設計流程一、型腔的設計1..1.型腔的基本結構所謂型腔(Cavity)是指模具中成形的空腔﹐而該空腔是塑件的負形。型腔的基本形式有五種﹕（1）1)圖a是形成殼體的一般形式﹐定模為凹模﹑動模為型芯。（2）2)圖b是形成有側孔（或側陷槽）的殼體的一般形式﹐除凸﹑凹模外﹐還有從側面抽拔的孔芯（sidecore3)（3）3)圖c是形成中腰上有凸緣的殼體的一般形式﹐凸緣在推板上成形。（4）4)圖d是形成上下兩端有凸緣的中孔體的一般形式﹐凸緣在左右分開的瓣合塊成形。（5）5)圖e是形成有雙向凸凹的塑件的一般形式﹐雙向凸凹由定模和動模同時成形。1.凹模2.凸模圖a图a1.凹模2.凸模3.孔芯图b图b1.凹模4.推板2.凸模图c图c图c.!1.凹模2.凸模3孔芯5.瓣合块2.凸模3孔芯图c图d!凸凹模孔芯凸凹模图d.型腔構成的要點是﹕使塑件開模后留在動模一側。1.型腔數目的決定每一副模具中﹐型腔數目的多少與下列條件有關系。（1）塑件尺寸精度（2）模具制造成本（3）注塑成形的生產效益（4）制造難分型面的選擇分型面為定模與動模的分界面。選擇分型面時﹐應從一下几個方面考慮﹕（1）使塑件在開模后留在動模上（2）分型面的痕跡不影響塑件的外觀（3）澆注系統﹐特別使澆口能合理的安排（4）使推杆痕跡不露在塑件外觀表面上（5）使塑件易于脫模（6）有利于排氣（7）模具易于加工合理选择分型面举例一合理不合理分型面選擇應使塑件在開模時留有頂出機構的那部分﹐通常是在動模部分。當塑件外有凹凸槽﹐內有嵌件時﹐由于嵌件不收縮會造成粘附在型腔內﹐因此型腔考慮在動模部分有利于脫模合理不合理举例二有利于抽芯當塑件有側面孔而需要設置抽芯機構時抽芯機構應盡可能放在動模部分﹐避免定模抽芯﹐以簡化結構。避免長型芯抽芯的分型面举例三.合理不合理采用圓弧部分型﹐不能証塑件表面質量保証塑件外觀動模定模動模定模举例四:合理不合理有非平面的邊緣時﹐盡可能改變脫模方向举例五:合理不合理有利于成形防止溢料動模定模動模定模當塑件在分型面上投影面積大時﹐會造成縮模困難﹐產生嚴重溢料举例六合理不合理對有同心度要求的塑件﹐選擇分型面應盡可能將型腔設計在分型面同一側有利于塑件質量動模定模動模定模脱模斜度規律及成形收縮率3.脫模斜度一般在產品沒有特殊要求的條件下﹐應選用2°的脫模斜度作為標准斜度。脫模斜度的一般規律為﹕（1）硬脂塑料比軟脂塑料的脫模斜度大﹔（2）塑件的壁厚大時﹐成形收縮大﹐脫模斜度要大﹔（3）形狀復雜的部分要比形狀簡單的部分需要較大的脫模斜度﹔（4）型腔的深槽部分---如加強筋﹑凸臍等﹐需要較大的脫模斜度。一般為3°～5°﹔脫模斜度的取得規律為﹕（1）凹模以大端為准﹐斜度由小端取得。但圖樣上尺寸標注以小端為准。（2）凸模以小端為准﹐斜度由大端取得。但圖樣上尺寸標注以大端為准。4.成形收縮率理論的成形收縮率是型腔在20℃溫度下的容積與塑件在20℃溫度下的體積之比﹐即﹕成形收縮率＝塑件在20℃溫度下的體積／型腔在20℃溫度下的容積。影響成形收縮的有以下因素﹕影響成形收縮的有以下因素﹕收　縮　率方向性收縮差無定型塑料比結晶性材料小比結晶性材料小結晶度大大大熱膨脹系數大大－易吸水﹐含揮發物多大－含玻璃纖維及礦物填料小方向性明顯﹐收縮差大包緊型芯直徑方向小－與型芯平行方向大－薄　壁小大厚　壁大－內　孔大－外　形小－形狀復雜小－形狀簡單大－有　鑲　件小小進料口截面大小大與料流平行方向大－與料流垂直方向小－距進料口近部分小大距進料口遠部分大－模溫不均－大非限制進料口小大限制進料口大小料溫高料溫收縮變小﹐但料溫繼續升高到某值后﹐收縮隨料溫再升高也隨之增大－注射壓力高小大模溫高大－冷卻速度快小大閉模時間長﹐冷卻時間長小大結晶性塑料﹐經退火處理小小注射速度高對收縮影響小﹐略微有增大傾向－保壓補縮作用大小大脫模慢小小填充時間長小大柱塞式注射機大小成　形　條　件影　響　因　素塑料品種塑　件　形　狀模　　具影響成形收縮有以下因素3.排氣和溢料A.排氣槽排氣槽的位置應按以下几項原則選定﹕（1）流程的最終點﹔（2）兩股料流的匯合點﹔（3）型腔內容易滯留空氣的部位﹔（4）型腔中盲孔的底部﹔排氣槽的做法﹕（1）利用分型面排氣﹔（2）推杆排氣﹔（3）多層拼合鑲件的排氣﹔（4）鑲件排氣﹔溢料槽熔體在型腔內的流動路徑﹐往往有多股匯流現象—主要由于型芯的阻擋。匯流時﹐流體前鋒威面的溫度下降﹐黏度增大﹐往往不能很好的融合﹐造成分離﹐影響塑件的強度。為了避免弊病﹐有時要在料流匯合處設置溢料槽。7.側陷槽（Ｕｎｄｅｒｃｕｔ）的處理當塑件在垂直方向上有凸起﹑凹陷﹑孔﹑文字﹑圖案時﹐就成為脫模時的阻礙。當側陷槽大而深時﹐或面積大而不深時﹐應該用側抽芯﹑或垂直分型結構處理。當側陷槽面積小而不深時﹐可以用以下方法處理。（1）強制脫模（2）使用成形推杆脫模一、澆注系統澆注系統分為冷流道系統﹑熱流道系統或兩者結合的流道系統。澆注系統是由主澆道﹑分澆道﹑澆口﹑冷料穴等組成。1.澆注系統的設計原則。在設計澆注系統時應考慮以下有關因素﹕（1）塑件成形特性（2）塑件大小及形狀（3）模具成型塑件的型腔數（4）塑件的外觀（5）注射機安裝模板大小（6）成形效率（7）冷料2.澆口的分類直接澆口﹕其形式是塑料通過澆口直接注射到塑件上。其優點是壓力損失小﹐節約塑料﹐模具結構簡單。限制澆口﹕其形式是澆道與型腔間采用一段距離很短﹐截面很小的澆口相連接。限制澆口的優點是﹕（1）殘余應力小﹐可防止塑件破裂﹑翹曲﹑變形。（2）型腔內實際壓力小﹐可成形較大投影面積的塑件。（3）由于澆口在摩擦作用﹐可提高料溫減少流痕。另外料流流速高﹐有利于填充。（4）縮短成形周期。（5）對于多型腔模具﹐可調節澆口截面積﹐以保証各型腔同時充滿。（6）去除澆口方便﹐塑件上殘留痕跡小。限制澆口的缺點是﹕（1）料流阻力大﹐注射壓力損失大。（2）料道增長﹐料溫易下降﹐消耗塑料多。（3）保壓補縮作用小﹐易出現縮孔﹐尤其是在進料口附近。澆注系統澆注系統﹕直接澆口簡圖﹕簡圖及特性直接澆口1.適宜于成形體積較大的深殼體形塑件﹐不適宜于小件2.單腔可用兩板模﹐多腔時應用三板模3.澆口處冷卻緩慢﹐多易生縮孔﹐且應力集中側澆口簡圖及特性﹕側澆口簡圖及特性﹕1.形狀簡單﹐便于加工﹐而且尺寸精度容易保証2.試模時﹐如發現不適當﹐容易及時修改3.能相對獨立地控制充填速度與封閉時間4.可用于各種塑料5.對于殼體類塑件﹐流動充填效果較佳6.必須進行去澆口處理﹐增加成本。側澆口潛伏澆口﹕1.與點澆口基本相同﹐但能在脫模時自動切斷2.可隱藏在外表不露的部位﹐使澆口痕跡不外3.加工比較難4.澆口處易磨損潛伏澆口壁厚的60~80分型面分流道澆口直徑二級分流道點澆口﹕1.澆口位置能比較自由地選定﹐不受限制2.剪切速率高﹐能使流程比增大。但剪切速率過高時﹐澆口附近易引起熔體破裂﹐白化3.多點進料或多腔時﹐容易進行平衡4.澆口必須用三板模切斷5.可用于熱澆道6.澆口附近變形小7加工比較難點澆口單點澆口薄膜澆口﹕環形澆口1﹑澆口寬度大﹐使型腔充填均勻﹐避免過多融合處。2﹑適用于某些不宜用其他形式澆口的塑件。3﹑依形式不同﹐可分為環形﹑盤形﹑扇形澆口薄膜澆口薄膜澆口梯形分流道環狀澆口主流道梯形分流道薄膜澆口﹕盤形澆口扇形澆口薄膜澆口1.澆口寬度大﹐使型腔充填均勻﹐避免過多的融合處2.適用于某些不宜用其他形式澆口的塑件3.依形式不同﹐可分為環形澆口﹐盤形澆口﹑扇形澆口爪式澆口﹕爪式澆口型芯1.適用于筒形件的進料﹐可避免偏芯2.去澆口較麻煩側隙澆口﹕側隙澆口1.適用于辦合分型的筒管形塑件2.可作為多層型腔的進料3要去澆口護耳式澆口護耳進料口1.適用于有機玻璃﹐聚苯乙烯等透明材料要求透明效果好﹐無流動痕跡2.注射壓力大阻尼澆口﹕阻尼澆口1.僅用于硬質聚氯乙烯塑料。阻尼作用使熔體因摩擦而升溫﹐增加其流動性3﹑需要較大的注射壓力﹐過大時留有殘余應力澆口尺寸澆口尺寸確定的主要依據是﹕制品的重量﹑澆口的長度和壁厚（流長）。這些因素都會影響充模時的壓力要求和熱應力以及剪切應力。基于這些考慮﹐在澆注系統的布置中﹐都會遵循以下建議來滿足對成形的壓力要求。壓力要求﹕（1）澆注系統﹕壓力降＜３００ｂａｒ（2）澆口﹕壓力降＜５０ｂａｒ（3）模腔﹕壓力降＜６５０ｂａｒ在一般情況下的澆口尺寸的確定原則為﹕澆口尺寸＝２／３壁厚五冷卻系統模具的冷卻系統一般以水冷為主。其冷卻水道的布置方式如圖﹕外連結直通式﹕外連結直通式1.最簡單﹐用塑料管和水管接頭從外部連接﹐可以連結成單路循環或多路并行循環優點﹕加工容易﹐便于檢查有無堵塞缺點﹕外連接太多﹐容易碰壞內循環式﹕內循環式出口入口堵塞密封圈1﹑在型腔外周鑽直通水道﹐然后用堵頭堵住不需要處構成內循環﹐可以多層優點﹕接口少﹐模具體外周整齊缺點﹕1.）堵頭不嚴時易漏泄2）有堵塞時不易檢查平面盤旋式﹕平面盤旋式密封圈出口1.在開放的平面上做出螺旋槽﹐然后用另一嵌件封堵﹐適用于大形型芯優點﹕冷卻效果好缺點﹕密封如果不良﹐容易引起漏泄立體循環式﹕立體循環式出口出口在圓柱形或矩形周圍做出水道﹐然后用另一相配嵌件封堵﹐適用于大形型芯及型腔優缺點﹕同上。入口入口立管噴淋式﹕立管噴淋式入口出口型芯管在型芯內用一芯管進行冷卻液﹐從管中噴出后﹐自其四周流出﹐適用于型芯﹐依型芯截面積大小﹐可以設一組或多組優點﹕冷卻效果好缺點﹕制造比較難用熱管導熱式﹕用熱管導熱式型芯熱管冷卻液熱管（HEATPIPE)是一種特制的散熱用標准件﹐將它的一端插入小直徑型芯中吸熱﹐另個一端置于循環冷卻液中散熱﹐