塑膠成型與模具設計

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下,經(jīng)噴嘴和模具的進料系統(tǒng)進入型腔,經(jīng)充分冷卻后,物料于型腔內硬化定型.這個成型過程所需的用來直接成型產品的工具就叫注射模.2.注塑模的基本構成模模 具具 組組 成成A. 母母模模 部分部分B. 動動模模 部分部分C. 頂出頂出 部分部分D. 導導向向 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 注塑模具的構造成型模具基本結構及類型 模具就外表而言可分為三板模及兩板模，從產品成型又分為標準型與滑塊型,而就其料道特性可分為冷澆道或熱澆道等等. 而模仁的結構就千變萬化了，除

2、取決于產品的特性外，還要考慮模具零件加工的精度，穩(wěn)定性，時效性，壽命及成本等。也要考慮成型生產的效率，品質，以及修模的方便性，維修成本等?？傊?模具的設計是比較復雜的。 多模穴和熱流道模具是提高成型效率的主要措施.。 導柱 4支導套 4支分模線冷卻水道模穴模仁流道定模固定板A板B板支承板模腳動模固定板頂出板頂出底板回位銷射出成型機頂出孔頂針二層構成模具（潛進膠，邊進膠）澆道成形品分模線頂出板射出成型機頂出孔頂針二層構成模具（直進膠）流道抓料釘限位螺釘定距拉桿支承柱開閉器成形品分模面流道分模面流道流道板三層構成模具（點進膠）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 側澆口側澆口,扇形

3、澆口扇形澆口,潛進潛進膠式澆口膠式澆口,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取出時取出(例如側進膠例如側進膠),也可以不同時取出也可以不同時取出(例如例如潛進膠潛進膠).兩板模結構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柱導套回位梢彈簧推板導柱推板導套標準側向型模具結構圖(可動側)標準側向型模具結構圖(固定側)如圖:滑塊模: 1.應注意側向滑塊承受射出壓力大小的問題. 2.滑塊的驅動方式. 3.斜導梢的作用是驅動滑塊外滑的位移.與制品是否產生毛頭無關. 4.壓塊與滑塊密合的程度直

4、接與毛頭的產生有關.一般壓塊有一體式 與分割式二種,前者加工困難,但強度較佳. 5. 5.設計標準化設計標準化. . 三板模1.一般用在針點澆口,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.因母模板在導柱上滑動,因此須加強導柱的精度及強度熱流道模具澆口套定位環(huán)支承銷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板頂出銷熱流道模具的優(yōu)缺點 優(yōu)優(yōu)點點: 1. 節(jié)節(jié)約約冷冷料料 回回 收收 費費用用與與 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 質質 缺缺點點: 1. 結結構構復復雜雜 2. 要要 求求 嚴嚴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 產產成型零件設計考量點 塑件的任何拐角處應盡量是圓角,尖角在成型過程中都阻礙塑料流動,并產生剪切張力. 孔大肉薄的塑件易變形,應在適當位置加加強筋,塑件的肉厚應盡量均勻,但不易太厚,肉厚太厚會浪費塑料,增加成型周期,易產生縮水，模具上應保留修正的余地 總的說來,塑件設計力求結構合理,

6、易于成型,模具制造方便,外形美觀塑件零件設計時應避免倒勾 成型模具零件材料的選擇選擇材料的標準是：依據(jù)所設計零件的功能要求來選擇相應性能的材料。模座 一般常用S55C來作MOLDBASS，但常有特殊條件需求時，亦會用較高級之鋼材。 如：特別要求公母模板強度與壽命時，會選用P20等。模仁 一般廠內的模具較常用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則用FDAC,P20一般標準件： 模具中常用到一些業(yè)界的標準件其材質若非特別指定，通常為定位環(huán)：S45C。

7、 引料接頭：SKS3，SKD61。 頂針：SKH51，SKD61。 導柱：SUJ2。 導套：SUJ2。模具設計步驟A. 檢檢視塑視塑膠膠藍藍圖圖(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(分析分析進進膠膠點點.排氣位置排氣位置.熱熱應力應力.翹翹曲等流曲等流動動狀狀態(tài)態(tài));C. 規(guī)規(guī)劃模具劃模具LAYOUT(CAV數(shù)數(shù).進進膠方式膠方式.頂頂出方式出方式.加工性加工性);D.成型成型機臺大小機臺大小與與周周邊邊設設備備選選用用; E.模具模具設設計工具的計工具的選選用用(AUTOCAD.PRO/E,UG等等電電腦腦畫畫圖圖軟軟件件);F.縮縮水

8、值的水值的確確認認(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,二板模或二板?；驘釤崃鞯赖攘鞯赖?;H.模具模具LAYOUT擺擺置置確確認認(以以專專案方式研案方式研討討,零件零件編編號號并確并確認認標標準準化的化的運運用用);I.分解模分解模具具成成型型零件零件J.標注標注尺寸尺寸K.出出圖圖再再確確認認流道系統(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.流道設計之好流道設計之好壞壞對成品之精度對成品之精度,外外觀觀,生生產產周期周期等等均均有有影響影響.澆口 常見的澆口形式有下列九

9、種:1.側澆口(Side Gate)2.搭接澆口(Over lap Gate)3.直接澆口(Direct Gate)4.針點澆口(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.潛進式澆口(Submarine Gate)流道流道設設計計應滿足應滿足下列四下列四點點要求要求a.低低 流流 動動 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、之斷斷面形面形狀狀,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長比比值值來表示流道之效率來表示流道之效率,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,滑塊結構 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計1)投影面積大小比較2)外觀面要求3)R位置,R有無4)成型方向5)成品附著,頂出問題6)滑塊結構7)靠破面,插破面設計8)加工方法

11、9)接觸面大小,壓力,硬度,精度(防止毛頭產生)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被穴同時被填填滿滿,如此可避如此可避免免因因 不同時不同時飽飽模而造成之過模而造成之過飽模之飽模之現(xiàn)現(xiàn)象象,有助有助于于成品品成品品質質之改善之改善. 成成型型模模具的核心技術就是具的核心技術就是如何控制溫度場與流動力如何控制溫度場與流動力場的平衡場的平衡.產品產品產品產品產品產品產品產品產品產品產品產品流道流道導向機構 模具中的導柱

12、,回位梢,推板導柱等主要作用就是導向作用,以便于公.母模合模,頂針順利頂出及復位冷卻系統(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導出出冷冷 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構 開開模時能使塑件模時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.延延遲遲動作動作頂頂出出頂頂出出類類型型 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知識注塑的相關知識成型機：（成型機：（MACHINE） 塑膠零件大量生產的品質穩(wěn)定性與精密度取決于成型機的每次注射各項成型參數(shù)穩(wěn)定性，再者一些特殊的成型法亦取決于成型機功能(例如INSERT MOLDING與OVERMOLDING)。成型技術：（MOLDING） 有了良好的硬體，也必需有良好的軟體來搭配，而成形技術就是我們的軟體，有時硬體的不良尚可由優(yōu)良的軟體來解決,比如模溫,注射時間,壓力,保壓時間,注射行程等,如何找到它們最佳組合,是成型的永恒問題。產品設計：（MANUFACTURING） 雖然制造技術的好壞非常重要，但一個產品的源頭設計卻已

14、主宰了生死大關(例如產品厚薄不均.直角等都會造成結構性的翹曲與縮水).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，固化熔融，流動，固化三個基本過程來變化。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，且生產性高,是可生產高品質成型品的方法。 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 壓壓開開 模模松松 退退冷冷 卻卻產品成型三個階段工程工程熔融流 動凝 固螺桿回轉螺桿回轉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速螺桿轉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間保壓時間模具溫度模具溫度冷卻時間冷卻時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晶化速度結晶化速度不允許龜裂不允許龜裂模具模具構造構造 排排 氣氣 澆澆 口口 研研 磨磨表面溫度熱表面溫度熱傳導率不對傳導率不對稱之變形防稱之變形防止止冷卻水管路構造冷卻水管路構造脫模角度脫模角度不良不良現(xiàn)象現(xiàn)象強強 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 儲料時的背壓 射出時的射壓力 冷卻時的保壓 頂出與開關模時的壓力速度速度 儲料時的螺桿轉速 射出時的射速 頂出與開關模時的速度溫度溫度 原料的干燥溫度 原料的成形溫度 模具的使用溫度 時間時間 射出的時間 保壓時的時間 冷卻時的時間 整個cycle的時間行程行程 儲料時的計量位置 射出時的壓力切換位置 頂出與開關模時的位置 上述五項條件的應用技術深深地影響到成型品的“成本”與“品質”。 注塑材