塑膠成型與模具設(shè)計(jì)

1、塑膠成型與模具注射模具定義1.注塑模的慨念 物料受熱呈熔融狀態(tài),然后,在螺桿或活塞的推動(dòng)下,經(jīng)噴嘴和模具的進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入型腔,經(jīng)充分冷卻后,物料于型腔內(nèi)硬化定型.這個(gè)成型過(guò)程所需的用來(lái)直接成型產(chǎn)品的工具就叫注射模.2.注塑模的基本構(gòu)成模模 具具 組組 成成A. 母母模模 部分部分B. 動(dòng)動(dòng)模模 部分部分C. 頂出頂出 部分部分D. 導(dǎo)導(dǎo)向向 部分部分E. 冷冷卻卻 部分部分F. 流道流道 部分部分G. 支支撐撐 部分部分 注塑模具的構(gòu)造成型模具基本結(jié)構(gòu)及類(lèi)型 模具就外表而言可分為三板模及兩板模，從產(chǎn)品成型又分為標(biāo)準(zhǔn)型與滑塊型,而就其料道特性可分為冷澆道或熱澆道等等. 而模仁的結(jié)構(gòu)就千變?nèi)f化了，除

2、取決于產(chǎn)品的特性外，還要考慮模具零件加工的精度，穩(wěn)定性，時(shí)效性，壽命及成本等。也要考慮成型生產(chǎn)的效率，品質(zhì)，以及修模的方便性，維修成本等?？傊?模具的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的。 多模穴和熱流道模具是提高成型效率的主要措施.。 導(dǎo)柱 4支導(dǎo)套 4支分模線冷卻水道模穴模仁流道定模固定板A板B板支承板模腳動(dòng)模固定板頂出板頂出底板回位銷(xiāo)射出成型機(jī)頂出孔頂針二層構(gòu)成模具（潛進(jìn)膠，邊進(jìn)膠）澆道成形品分模線頂出板射出成型機(jī)頂出孔頂針二層構(gòu)成模具（直進(jìn)膠）流道抓料釘限位螺釘定距拉桿支承柱開(kāi)閉器成形品分模面流道分模面流道流道板三層構(gòu)成模具（點(diǎn)進(jìn)膠）熱流板流道熱流嘴成形品分模線熱流道模具 兩板模兩板模 側(cè)澆口側(cè)澆口,扇形

3、澆口扇形澆口,潛進(jìn)潛進(jìn)膠式澆口膠式澆口,不論模穴數(shù)多不論模穴數(shù)多寡寡,皆可使用皆可使用. 二板模的成品與流二板模的成品與流道道副料副料根根據(jù)據(jù)澆澆口口形式形式可以可以同同時(shí)取出時(shí)取出(例如側(cè)進(jìn)膠例如側(cè)進(jìn)膠),也可以不同時(shí)取出也可以不同時(shí)取出(例如例如潛進(jìn)膠潛進(jìn)膠).兩板模結(jié)構(gòu)圖上固定板母模板公模板公模輔助板模腳下固定板頂針板頂針底板導(dǎo)柱導(dǎo)套回位梢彈簧推板導(dǎo)柱推板導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向型模具結(jié)構(gòu)圖(可動(dòng)側(cè))標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向型模具結(jié)構(gòu)圖(固定側(cè))如圖:滑塊模: 1.應(yīng)注意側(cè)向滑塊承受射出壓力大小的問(wèn)題. 2.滑塊的驅(qū)動(dòng)方式. 3.斜導(dǎo)梢的作用是驅(qū)動(dòng)滑塊外滑的位移.與制品是否產(chǎn)生毛頭無(wú)關(guān). 4.壓塊與滑塊密合的程度直

4、接與毛頭的產(chǎn)生有關(guān).一般壓塊有一體式 與分割式二種,前者加工困難,但強(qiáng)度較佳. 5. 5.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化. . 三板模1.一般用在針點(diǎn)澆口,成品及流道副料分別在不同的模面取出. 2. 一般先取出流道副料,再取出成品. 3.因母模板在導(dǎo)柱上滑動(dòng),因此須加強(qiáng)導(dǎo)柱的精度及強(qiáng)度熱流道模具澆口套定位環(huán)支承銷(xiāo)芯型熔料輔助襯套塑膠制品匣式加熱器熱流道板空氣間隙A板冷卻水道B板頂出銷(xiāo)熱流道模具的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn): 1. 節(jié)節(jié)約約冷冷料料 回回 收收 費(fèi)費(fèi)用用與與 人人 工工 2.節(jié)節(jié)約切約切 除除 冷冷 料料 的的 修修 整整 工工 序序 3. 縮縮 短短 注注 射射 總總 周周 期期 , 有有 利利

5、於於 快快 速速 注注 射射 成成 型型 工工 藝藝的的發(fā)發(fā) 展展. 4. 減減 少少壓壓 力力損損 失失 , 利利 于于 保保 證證 品品 質(zhì)質(zhì) 缺缺點(diǎn)點(diǎn): 1. 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜 2. 要要 求求 嚴(yán)嚴(yán)格格的的溫溫度度控控制制 . 3. 制制 造造 成成 本本 高高 , 不不 適適于于 小小 批批 量量 生生 產(chǎn)產(chǎn)成型零件設(shè)計(jì)考量點(diǎn) 塑件的任何拐角處應(yīng)盡量是圓角,尖角在成型過(guò)程中都阻礙塑料流動(dòng),并產(chǎn)生剪切張力. 孔大肉薄的塑件易變形,應(yīng)在適當(dāng)位置加加強(qiáng)筋,塑件的肉厚應(yīng)盡量均勻,但不易太厚,肉厚太厚會(huì)浪費(fèi)塑料,增加成型周期,易產(chǎn)生縮水，模具上應(yīng)保留修正的余地 總的說(shuō)來(lái),塑件設(shè)計(jì)力求結(jié)構(gòu)合理,

6、易于成型,模具制造方便,外形美觀塑件零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免倒勾 成型模具零件材料的選擇選擇材料的標(biāo)準(zhǔn)是：依據(jù)所設(shè)計(jì)零件的功能要求來(lái)選擇相應(yīng)性能的材料。模座 一般常用S55C來(lái)作MOLDBASS，但常有特殊條件需求時(shí)，亦會(huì)用較高級(jí)之鋼材。 如：特別要求公母模板強(qiáng)度與壽命時(shí)，會(huì)選用P20等。模仁 一般廠內(nèi)的模具較常用SKD61，若有特殊要求。如： 需高韌性則用VIKING。 需高鏡面性則用STAVAX。 需高耐摩耗性則用V4。 需高耐腐蝕性則用RAMAX;S136;2344。 需快速制模只作小量生產(chǎn)則用FDAC,P20一般標(biāo)準(zhǔn)件： 模具中常用到一些業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)件其材質(zhì)若非特別指定，通常為定位環(huán)：S45C。

7、 引料接頭：SKS3，SKD61。 頂針：SKH51，SKD61。 導(dǎo)柱：SUJ2。 導(dǎo)套：SUJ2。模具設(shè)計(jì)步驟A. 檢檢視塑視塑膠膠藍(lán)藍(lán)圖圖(視視圖位正確性與圖位正確性與線條線條.文字的擬清文字的擬清);B. C.A.E的投入的投入(分析分析進(jìn)進(jìn)膠膠點(diǎn)點(diǎn).排氣位置排氣位置.熱熱應(yīng)力應(yīng)力.翹翹曲等流曲等流動(dòng)動(dòng)狀狀態(tài)態(tài));C. 規(guī)規(guī)劃模具劃模具LAYOUT(CAV數(shù)數(shù).進(jìn)進(jìn)膠方式膠方式.頂頂出方式出方式.加工性加工性);D.成型成型機(jī)臺(tái)大小機(jī)臺(tái)大小與與周周邊邊設(shè)設(shè)備備選選用用; E.模具模具設(shè)設(shè)計(jì)工具的計(jì)工具的選選用用(AUTOCAD.PRO/E,UG等等電電腦腦畫(huà)畫(huà)圖圖軟軟件件);F.縮縮水

8、值的水值的確確認(rèn)認(rèn)(不同塑不同塑膠膠有不同的有不同的縮縮水率水率,X.Y.Z軸軸方向方向并并不同不同)G.模座形式模座形式選選用用(三板模三板模,二板?；蚨迥；驘釤崃鞯赖攘鞯赖?;H.模具模具LAYOUT擺擺置置確確認(rèn)認(rèn)(以以專(zhuān)專(zhuān)案方式研案方式研討討,零件零件編編號(hào)號(hào)并確并確認(rèn)認(rèn)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化的化的運(yùn)運(yùn)用用);I.分解模分解模具具成成型型零件零件J.標(biāo)注標(biāo)注尺寸尺寸K.出出圖圖再再確確認(rèn)認(rèn)流道系統(tǒng)A.由主流道由主流道,分流道分流道,澆澆口及冷料穴組成口及冷料穴組成B.流道設(shè)計(jì)之好流道設(shè)計(jì)之好壞壞對(duì)成品之精度對(duì)成品之精度,外外觀觀,生生產(chǎn)產(chǎn)周期周期等等均均有有影響影響.澆口 常見(jiàn)的澆口形式有下列九

9、種:1.側(cè)澆口(Side Gate)2.搭接澆口(Over lap Gate)3.直接澆口(Direct Gate)4.針點(diǎn)澆口(Pin Point Gate)5.耳式澆口(Tab Gate)6.扇狀澆口(Fan Gate)7.環(huán)狀澆口(Ring Disc Gate)8.膜狀澆口(Film Gate)9.潛進(jìn)式澆口(Submarine Gate)流道流道設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)滿足應(yīng)滿足下列四下列四點(diǎn)點(diǎn)要求要求a.低低 流流 動(dòng)動(dòng) 阻阻 抗抗 b.成成 型型 周周 期期 短短c.均均 一一 的的 填填 充充 d.后后 處處 理理 容容 易易流道流道狀狀態(tài)的態(tài)的選選擇擇 下下圖圖所示所示為為各各種種流道之流道

10、之?dāng)鄶嗝嫘蚊嫘螤顮?一般以一般以流道截面流道截面積與積與流道周流道周長(zhǎng)長(zhǎng)比比值值來(lái)表示流道之效率來(lái)表示流道之效率,由由圖圖知以知以圓圓形形之效率最高之效率最高,但基但基于于加工性的加工性的考考慮慮,則則以梯形以梯形,半半圓圓形之使用形之使用較較廣廣.形狀圓形 半圓 變形半圓 梯形 正六角形 U形 示意圖斷面積 外周流動(dòng)效率比較圓形U形(變形半圓)正六角形梯形半圓成品排列 形狀,大小,滑塊結(jié)構(gòu) 澆口位置加工方法成品取出方法,取出方向脫模深度 外觀面分模線及分模面設(shè)計(jì)1)投影面積大小比較2)外觀面要求3)R位置,R有無(wú)4)成型方向5)成品附著,頂出問(wèn)題6)滑塊結(jié)構(gòu)7)靠破面,插破面設(shè)計(jì)8)加工方法

11、9)接觸面大小,壓力,硬度,精度(防止毛頭產(chǎn)生)10)研磨保養(yǎng)方法流道平衡 指在多模穴模具中由引料指在多模穴模具中由引料接接頭頭入口至多模穴入口至多模穴 的尾端的尾端所造成的所造成的壓壓力力損損失均相失均相 同同,壓壓力力損損失相同才可使各模失相同才可使各模穴同時(shí)被穴同時(shí)被填填滿滿,如此可避如此可避免免因因 不同時(shí)不同時(shí)飽飽模而造成之過(guò)模而造成之過(guò)飽模之飽模之現(xiàn)現(xiàn)象象,有助有助于于成品品成品品質(zhì)質(zhì)之改善之改善. 成成型型模模具的核心技術(shù)就是具的核心技術(shù)就是如何控制溫度場(chǎng)與流動(dòng)力如何控制溫度場(chǎng)與流動(dòng)力場(chǎng)的平衡場(chǎng)的平衡.產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品流道流道導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 模具中的導(dǎo)柱

12、,回位梢,推板導(dǎo)柱等主要作用就是導(dǎo)向作用,以便于公.母模合模,頂針順利頂出及復(fù)位冷卻系統(tǒng) 模具的有效模具的有效冷冷卻卻,就是將就是將熱熱熔融熔融狀狀態(tài)的塑料態(tài)的塑料傳傳給模給模具的具的熱熱量量,盡盡可能迅速地全部可能迅速地全部導(dǎo)導(dǎo)出出冷冷 卻卻 方方 法法 A.水冷水冷卻卻 B.空空氣氣冷冷卻卻 C.冷冷凍凍水冷水冷卻卻 D.油冷油冷卻卻頂出機(jī)構(gòu) 開(kāi)開(kāi)模時(shí)能使塑件模時(shí)能使塑件從從公公模上模上順順利而利而迅速地全部迅速地全部頂頂出出,并完并完全脫離模具全脫離模具 頂頂出方式出方式 A.一段一段頂頂出出 B.二段二段頂頂出出 C.延延遲遲動(dòng)作動(dòng)作頂頂出出頂頂出出類(lèi)類(lèi)型型 A.頂頂板板頂頂出出 B.

13、頂頂套套頂頂出出 C.頂頂桿桿頂頂出出注塑的相關(guān)知識(shí)注塑的相關(guān)知識(shí)成型機(jī)：（成型機(jī)：（MACHINE） 塑膠零件大量生產(chǎn)的品質(zhì)穩(wěn)定性與精密度取決于成型機(jī)的每次注射各項(xiàng)成型參數(shù)穩(wěn)定性，再者一些特殊的成型法亦取決于成型機(jī)功能(例如INSERT MOLDING與OVERMOLDING)。成型技術(shù)：（MOLDING） 有了良好的硬體，也必需有良好的軟體來(lái)搭配，而成形技術(shù)就是我們的軟體，有時(shí)硬體的不良尚可由優(yōu)良的軟體來(lái)解決,比如模溫,注射時(shí)間,壓力,保壓時(shí)間,注射行程等,如何找到它們最佳組合,是成型的永恒問(wèn)題。產(chǎn)品設(shè)計(jì)：（MANUFACTURING） 雖然制造技術(shù)的好壞非常重要，但一個(gè)產(chǎn)品的源頭設(shè)計(jì)卻已

14、主宰了生死大關(guān)(例如產(chǎn)品厚薄不均.直角等都會(huì)造成結(jié)構(gòu)性的翹曲與縮水).射出成型的原理射出成型的原理 射出成型法范圍極廣，但就其原理而言是以熔融，流動(dòng)，固化熔融，流動(dòng)，固化三個(gè)基本過(guò)程來(lái)變化。射出成型法是塑膠成型法中最具代表性的加工方式，因其最具合理化，且生產(chǎn)性高,是可生產(chǎn)高品質(zhì)成型品的方法。 成型工藝流程圖合合 模模高壓鎖模高壓鎖模頂 出（脫模）（塑膠）射出（塑膠）射出熔熔 膠膠保保 壓壓開(kāi)開(kāi) 模模松松 退退冷冷 卻卻產(chǎn)品成型三個(gè)階段工程工程熔融流 動(dòng)凝 固螺桿回轉(zhuǎn)螺桿回轉(zhuǎn)射出射出保壓保壓冷卻冷卻取出取出主要主要條件條件料管溫度料管溫度螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速螺桿背壓螺桿背壓射出速度射出速度射出壓力射

15、出壓力模具溫度模具溫度保壓壓力保壓壓力保壓時(shí)間保壓時(shí)間模具溫度模具溫度冷卻時(shí)間冷卻時(shí)間材料材料特性特性粘度的溫度依粘度的溫度依存度存度粘度的速度粘度的速度依存度依存度成形收縮成形收縮固化速度固化速度結(jié)晶化速度結(jié)晶化速度不允許龜裂不允許龜裂模具模具構(gòu)造構(gòu)造 排排 氣氣 澆澆 口口 研研 磨磨表面溫度熱表面溫度熱傳導(dǎo)率不對(duì)傳導(dǎo)率不對(duì)稱之變形防稱之變形防止止冷卻水管路構(gòu)造冷卻水管路構(gòu)造脫模角度脫模角度不良不良現(xiàn)象現(xiàn)象強(qiáng)強(qiáng) 度度銀銀 條條流痕流痕熔合線熔合線光澤度光澤度短短 射射凹凹 陷陷尺尺 寸寸毛毛 邊邊澆口裂痕澆口裂痕變變 形形脫模不良脫模不良擦擦 傷傷白白 化化（頂白）（頂白）影響成型的五大因素壓力壓力 儲(chǔ)料時(shí)的背壓 射出時(shí)的射壓力 冷卻時(shí)的保壓 頂出與開(kāi)關(guān)模時(shí)的壓力速度速度 儲(chǔ)料時(shí)的螺桿轉(zhuǎn)速 射出時(shí)的射速 頂出與開(kāi)關(guān)模時(shí)的速度溫度溫度 原料的干燥溫度 原料的成形溫度 模具的使用溫度 時(shí)間時(shí)間 射出的時(shí)間 保壓時(shí)的時(shí)間 冷卻時(shí)的時(shí)間 整個(gè)cycle的時(shí)間行程行程 儲(chǔ)料時(shí)的計(jì)量位置 射出時(shí)的壓力切換位置 頂出與開(kāi)關(guān)模時(shí)的位置 上述五項(xiàng)條件的應(yīng)用技術(shù)深深地影響到成型品的“成本”與“品質(zhì)”。 注塑材