疊層模具的應(yīng)用技術(shù)

1、Page: 1疊層模具的應(yīng)用技術(shù)Page: 21:疊層模具應(yīng)用特點(diǎn)疊層模具應(yīng)用特點(diǎn) 疊層模具技術(shù)是區(qū)別于普通注塑模具技術(shù)的一種模具前沿技術(shù)，即在一副模具中將多個(gè)型腔在合模方向重疊布置。這種模具通常有多個(gè)分型面，每個(gè)分型面上可以布置一個(gè)或多個(gè)型腔。簡單地說，疊層模具就相當(dāng)于將多副單層模具疊放在一起，安裝在一臺注塑機(jī)上進(jìn)行注塑生產(chǎn)。 疊層模具結(jié)構(gòu)上由疊層模具熱流道系統(tǒng)、專用模架系統(tǒng)、承載導(dǎo)向系統(tǒng)、雙向頂出系統(tǒng)、開合模聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成。疊層模具技術(shù)具備以下特點(diǎn)：1.1.疊層模具生產(chǎn)效率超過普通的單層模具一倍或多倍，大幅度降低注塑生產(chǎn)成本。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看，疊層模具將多副型腔組合在一副模具中，充分

2、利用普通注塑設(shè)備便可滿足生產(chǎn)。模具的充模、保壓和冷卻時(shí)間與單層模具相同，這就決定了疊層模具的生產(chǎn)效率將超過普通單層模具一倍甚至多倍，大大提高制品單位時(shí)間的產(chǎn)量。（疊層模具設(shè)計(jì)就是因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通的單面模具而聞名）1.2.疊層模具可安裝在與單層模具相同的注塑機(jī)上，無須投資購買額外的機(jī)器和設(shè)備，從而節(jié)約了機(jī)器、設(shè)備、廠房和新增勞動(dòng)力的成本。1.3.疊層模具制造要求基本上與普通模具相同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1副雙層疊層模具的制造周期比兩副單層模具的制造周期短5%10%。 1.4.經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，疊層式注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可靠，制品尺寸一致性好，模具費(fèi)用降低30%，成型效率提高一倍或多倍。1.5.疊層

3、模具適合于大批量生產(chǎn)形狀扁平的大型制品，小型多腔壁薄制品，批量越大，制品生產(chǎn)成本越低。Page: 32:疊層模具技術(shù)特點(diǎn)疊層模具技術(shù)特點(diǎn) 通常，注塑機(jī)與常規(guī)模具配合使用時(shí)，其本身的注射量和開模行程只使用了額定的20%40%，沒有充分發(fā)揮注塑機(jī)的性能。與常規(guī)模具相比，疊層式注射模具的鎖模力只提高了5%10%，但產(chǎn)量可以增加90%95%，極大地提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)率，并降低了成本2。 疊層注射模具作為一種新型的模具技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，特別是與熱流道技術(shù)的結(jié)合，使它成為當(dāng)今塑料模具發(fā)展的一項(xiàng)前沿技術(shù)。傳統(tǒng)的常規(guī)模具設(shè)計(jì)理論已經(jīng)不適用于疊層式注射模具設(shè)計(jì)，因此急需發(fā)展一套全新的模具設(shè)計(jì)理論以指導(dǎo)疊

4、層式注射模具設(shè)計(jì)。下面將對疊層式注射模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行說明。 2.1 注塑機(jī)最大注射量疊層式注射模具可以采用冷流道，也可以采用熱流道。當(dāng)使用冷流道時(shí)，需要考慮澆注系統(tǒng)凝料所用的塑料量;當(dāng)采用熱流道時(shí)，即實(shí)現(xiàn)無回頭凝料生產(chǎn)，在熱流道板和中心主噴嘴中的物料不影響模具所需注射量，可以忽略不計(jì)3。所以，在校核注塑機(jī)最大注射量時(shí)要視具體情況而定。2.2 注塑機(jī)注射壓力注射壓力的校核主要是檢驗(yàn)注射壓力能否滿足成型的需要。對于疊層式注射模具，大多成型薄壁、投影面積大、流程長的塑件，在充填過程中需要更高的注射壓力和注射速度。而疊層式熱流道模具由于采用了熱流道技術(shù)，相對疊層式冷流道模具來說，能較好地傳遞注射壓力

5、，故所需的注射壓力要比疊層式冷流道模具小;但由于流程增加、投影面積增大，所需注射壓力要比單層冷流道模具大。在校核注射壓力時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種塑料的注塑工藝，并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬流動(dòng)分析來確定塑件的注射壓力，再與注塑機(jī)額定注射壓力比較。2.3 注塑機(jī)最大鎖模力疊層式注射模具的各層型腔以“背靠背”設(shè)置，理論上能在鎖模力不增加的基礎(chǔ)上在同一臺注塑機(jī)上實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的疊層。但是，由于疊層式注射模具的中心主噴嘴及分流板增大了流動(dòng)通道，使塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積有所增大;并且由于疊層而延伸了流道，壓力損失比常規(guī)單層模具大，注射壓力相應(yīng)增大，致使型腔壓力增大，故鎖模力有所增加，校核時(shí)按相同單層模具所需鎖模力

6、增加10%15%是比較安全的。Page: 4 2.4 注塑機(jī)開模行程疊層式注射模具在兩個(gè)層面或多層分型面開模并頂出塑件，當(dāng)核對開模行程時(shí)，對于采用液壓機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)，則不需考慮模具厚度;當(dāng)疊層式注射模具上具有側(cè)向分型的抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，則需考慮抽芯距離的影響。如果采用相同傳動(dòng)比的齒輪齒條或曲肘連桿開模裝置等同步開模機(jī)構(gòu)，則疊層式注射模具各層的行程不受制品高度的限制，其開模行程是多層模具中最大開模行程那一層的n倍(n為疊層式注射模具的層數(shù)) 。 2.5 主噴嘴長度中心主噴嘴不能太長或太短，這樣模具閉合時(shí)，中心主噴嘴不會(huì)超出注塑機(jī)噴嘴在機(jī)座后退或前進(jìn)的最大距離。由于中心主噴嘴要與模具的中間部分在

7、分型時(shí)一起移動(dòng)，所以應(yīng)確保開模后中心主噴嘴仍留在定模部分內(nèi)，以防止中心主噴嘴頭部的溢料滴入定模型腔壁上。（我們現(xiàn)采用的是用針閥熱系統(tǒng)來控制進(jìn)膠口溢料現(xiàn)象）2.6 澆注系統(tǒng)疊層式注射模具既可以采用普通流道澆注系統(tǒng)(即冷流道澆注系統(tǒng))，也可以采用熱流道澆注系統(tǒng)。熱流道澆注系統(tǒng)能夠較好地傳遞注射壓力，有利于提高塑件的成型質(zhì)量，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，但對塑料品種有一定要求，而且熱流道系統(tǒng)價(jià)格昂貴。當(dāng)采用冷流道時(shí)，塑件的成型質(zhì)量稍差，但模具加工容易，故成本較低。所以，用何種澆注系統(tǒng)應(yīng)視具體情況而定。2.7 模溫控制系統(tǒng)模溫是影響塑件成型質(zhì)量的重要因素之一，疊層式注射模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證各層型腔的溫度條件控制

8、一致。對于疊層式熱流道注射模具，為減少熱流道系統(tǒng)由于熱傳導(dǎo)的熱量損失，應(yīng)減少模具與熱流道板之間的接觸面積，并設(shè)置相應(yīng)的隔熱墊塊及增加運(yùn)水。2.8 開模機(jī)構(gòu)為使塑件收縮一致，塑件在各型腔中的停留時(shí)間(冷卻時(shí)間)應(yīng)當(dāng)相等，故疊層式注射模具應(yīng)當(dāng)確保各層型腔的分型面同時(shí)開啟。齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械式（肘節(jié)式）連桿機(jī)構(gòu)常作為疊層式注射模具的開模機(jī)構(gòu)，前者的技術(shù)性能較好，也較經(jīng)濟(jì)，但后者的靈活性更大。采用液壓輔助開模更容易控制開模時(shí)間，但結(jié)構(gòu)較大。2.9 脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)冷卻時(shí)間等同要求，疊層式注射模具應(yīng)對各層型腔中的塑件同時(shí)頂出，采用機(jī)械頂出，油缸頂出，彈簧或者高壓空氣的脫模機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到這一要求。Page:

9、 54:我司相關(guān)疊層模具及疊層熱流道案例我司相關(guān)疊層模具及疊層熱流道案例4.1.手機(jī)及機(jī)殼類的疊層模具的分析及示意圖片。4.2.薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。4.3.醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。4.4.三層疊層模具的分析及示意圖片。4.5.疊層模具的熱流道形式。4.6.疊層模具的開模機(jī)構(gòu)。4.7.疊層模具的支撐機(jī)構(gòu)。4.8.四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。Page: 64.1:手機(jī)及機(jī)殼類的疊層模具的分析及示意圖片。手機(jī)及機(jī)殼類的疊層模具的分析及示意圖片。4.1.1.產(chǎn)品的模流分析，經(jīng)過我司專用分析，可得到更為準(zhǔn)確的熱流道平衡分析及注塑相關(guān)

10、問題。Page: 74.1.2.典型疊層熱流道設(shè)計(jì)圖片Page: 84.2.2.手機(jī)外殼設(shè)計(jì)狀態(tài)與生產(chǎn)狀態(tài)對比說明。普通單邊普通單邊模具（模具（1*2）雙層疊模雙層疊模（2+2）模具大小400*450*320(厚)400*450*445(厚)進(jìn)膠方式：單嘴點(diǎn)膠口單嘴點(diǎn)膠口成型周期：10S11S熱流道系統(tǒng)價(jià)格：適用注塑機(jī)噸位：160T16T 此類手機(jī)外殼產(chǎn)品如果利用高科技的熱流道系統(tǒng)與新型的疊層模具結(jié)合設(shè)計(jì)并利用，將會(huì)在一定量的設(shè)備上有效的增加80-90%的產(chǎn)量。Page: 9產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：薄壁蓋子薄壁蓋子材質(zhì)：PP尺寸：121*6.72(H)產(chǎn)品壁厚：0.37mm克重：8.5g頂出方式：

11、推板+氣頂薄壁蓋子產(chǎn)品基本信息：4.2:薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。4.2.1.以薄壁蓋子為例的普通模具與疊模效率對比Page: 10普通模具和疊模效率對比普通模具（普通模具（1*4）雙層疊模（雙層疊模（4+4）模具尺寸：600(W)*600(L)*350(H)610(W)*650(L)*670(H)適用注塑機(jī)型號：Demag（德馬格）280T注塑機(jī)Demag（德馬格）280T注塑機(jī)進(jìn)膠方式：熱流道，針閥式熱流道，針閥式成型周期：5s5s注塑機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備投入（元）：約800，000元約800，000元模具價(jià)格（RMB)：247，957元513

12、，620元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：2，015，000元4，032，737元一年生產(chǎn)人工等費(fèi)用（元）：54，040元54，040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）747，648元747，648元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時(shí)計(jì)）18，247，680件36,495,360件分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：1.257備注：由于所用注塑機(jī)型號相同，所以硬件成本（如機(jī)器費(fèi)用、廠房費(fèi)用、人工費(fèi)用、用電量等）相同，利用疊模進(jìn)行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機(jī)等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。Page: 114.2.2.熱流道設(shè)計(jì)圖片Page: 124.2.

13、3.模具2D設(shè)計(jì)圖片Page: 134.2.4.模具3D設(shè)計(jì)圖片Page: 144.2.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 154.3:醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。4.3.1.以我司正在加工的72+72的疊模醫(yī)療吸頭產(chǎn)品為例進(jìn)行對比產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：醫(yī)用吸頭醫(yī)用吸頭材質(zhì)：PP尺寸：8.7*70.5(H)產(chǎn)品壁厚：0.25-0.7mm克重：0.33g單價(jià)水口重量：0.12g頂出方式：推板Page: 16普通模具（普通模具（1*72）雙層疊模（雙層疊模（72+72）模具尺寸：600(W)*600(L)*330(H)500(W)*600(

14、L)*675(H)適用注塑機(jī)型號：Demag（德馬格）160T注塑機(jī)Demag（德馬格）160T注塑機(jī)進(jìn)膠方式：半熱流道轉(zhuǎn)潛澆口半熱流道轉(zhuǎn)潛澆口成型周期：10s10s注塑機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備投入（元）：約53，4260元約53，4260元模具價(jià)格（RMB)：488，920元1，003，200元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：960，740元1，921，480元一年生產(chǎn)人工等費(fèi)用（元）：54，040元54，040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）684，290元684，290元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時(shí)計(jì)）164，229，120件328，458，240件分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：

15、1.30備注：由于所用注塑機(jī)型號相同，所以硬件成本（如機(jī)器費(fèi)用、廠房費(fèi)用、人工費(fèi)用、用電量等）相同，利用疊模進(jìn)行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機(jī)等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。普通模具和疊模效率對比Page: 174.3.2.熱流道設(shè)計(jì)圖片Page: 184.3.3.模具2D設(shè)計(jì)圖片Page: 19此頭部的插穿位置的大小為0.54mm，最尖點(diǎn)的大小為0.39mm4.3.4.模具3D設(shè)計(jì)圖片Page: 204.3.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 214.4:三層疊層模具的分析及示意圖片。三層疊層模具的分析及示意圖片。4.4.1.以我司的4+4+4的疊模薄壁一次性圓

16、蓋產(chǎn)品為例進(jìn)行對比產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：薄壁蓋子薄壁蓋子材質(zhì)：PP尺寸：121*6.72(H)產(chǎn)品壁厚：0.37mm克重：8.5g頂出方式：推板+氣頂薄壁蓋子產(chǎn)品基本信息：Page: 22普通模具和疊模效率對比普通模具（普通模具（1*4）三層疊模（三層疊模（4+4+4）模具尺寸：600(W)*600(L)*350(H)610(W)*650(L)*670(H)適用注塑機(jī)型號：Demag（德馬格）280T注塑機(jī)Demag（德馬格）350T注塑機(jī)進(jìn)膠方式：熱流道，針閥式熱流道，針閥式成型周期：5s5.5s注塑機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備投入（元）：約800，000元約967，000元模具價(jià)格（RMB)：247，9

17、57元752，862元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：2，015，000元5，499，187元一年生產(chǎn)人工等費(fèi)用（元）：54,040元54,040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）747，648元843，500元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時(shí)計(jì)）18，247，680件49，766，400件分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：1.298備注：由于所用注塑機(jī)型號相同，所以硬件成本（如機(jī)器費(fèi)用、廠房費(fèi)用、人工費(fèi)用、用電量等）相同，利用疊模進(jìn)行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機(jī)等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。Page: 234.4.2.熱流道設(shè)計(jì)圖片Page:

18、24Page: 25Page: 264.4.4.模具設(shè)計(jì)圖片Page: 274.4.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 28Page: 29Page: 304.5.1.用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)使用是比較多，方便加工及維修，但需要考慮強(qiáng)度。4.5:疊層模具的疊層模具的開模機(jī)構(gòu)開模機(jī)構(gòu)。Page: 314.5.2.用絲桿來復(fù)線形式的開模結(jié)構(gòu)圖片。來復(fù)軸同步螺母Page: 32Page: 334.5.3.用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。Page: 344.5.3.機(jī)械式（肘節(jié)式） 。4.6.4.以上都是一些疊層注射模具常用的開模機(jī)構(gòu)，前者的技術(shù)性能較好，也較經(jīng)濟(jì)，但后者的靈活性更大。采用液壓輔助開模更容易控制開模時(shí)間

19、，但結(jié)構(gòu)較大。Page: 354.6:疊層模具的支撐疊層模具的支撐機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。4.6.1.用格林柱來承受疊模中間的重量，來保護(hù)模具的平衡及平穩(wěn)性。此結(jié)構(gòu)是比較利于零件加工，容易保證強(qiáng)度。自潤滑導(dǎo)規(guī)鋼性彈片，保證模具統(tǒng)一高度Page: 364.6.1.用注塑機(jī)自身的耐磨板來承受疊模中間的重量，就相當(dāng)于在注塑機(jī)上增加的一塊注塑機(jī)背板一樣。此結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能比較好。支撐板，連接到模具標(biāo)準(zhǔn)線型導(dǎo)規(guī)，需要在訂購就要配有Page: 374.6.1.用格林柱來承受疊模中間的重量，來保護(hù)模具的平衡及平穩(wěn)性。此結(jié)構(gòu)也是比較方便安裝，俗稱鷹爪型。Page: 384.7:四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。4.7.1.此模具是HUSKY 公司所開發(fā)的司層模具，是我司下一步將要開發(fā)方向。Page: 394.7.2.這套模具是 Foboha公司的帶有PET(40g)阻透層的HDPE(70g)牙膏管式瓶肩的模具，設(shè)計(jì)能力10億只。這一新型4x64旋轉(zhuǎn)疊層(Turning