塑胶模具设计需要的技巧

发布时间: 2017-11-30 09:04 作者: 浏览次数: 285 views 字号:

塑胶模具设计知识:
1、设计依据
尺寸精度与其相关尺寸的正确性。

根据塑胶制品的整个产品上的具体要和功能来确定其外面质量和具体尺寸属于哪一种:外观质量要求较高,尺寸精度要求较低的塑胶制品,如玩具; 功能性塑胶制品,尺寸要求严格; 外观与尺寸都要求很严的塑胶制品,如照相机。脱模斜度是否合理。脱模斜度直接关系到塑胶制品的脱模和质量,即关系到注射过程中,注射是否能顺利进行: 脱模斜度有足够;斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应;是否会影响外观和壁厚尺寸的精度;是否会影响塑胶制品某部位的强度。                                                                           2、设计程序

对塑料制品图及实体(实样)的分析和消化:
A、制品的几何形状;B、尺寸、公差及设计基准;
C、技术要求;D、塑料名称、牌号E、表面要求
型腔数量和型腔排列:
A、制品重量与注射机的注射量; B、制品的投影面积与注射机的锁模力;
C、模具外形尺寸与注射机安装模具的有效面积,(或注射机拉杆内间距)
D、制品精度、颜色
E、制品有无侧轴芯及其处理方法;
F、 制品的生产批量
G、经济效益(每模的生产值)
型腔数量确定之后,便进行型腔的排列,即型腔位置的布置
型腔的排列涉及模具尺寸,浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯(滑块)
机构的设计、镶件及型芯的设计、热交换系统的设计
以上这些问题又与分型面及浇口位置的选择有关
所以具体设计过程中,要进行必要的调整,以达到比较完美的设计。
3、分型面的确定
不影响外观;
有利于保证产品精度、模具加工,特别是型腔的加工;
有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计;
有利于开模(分模、脱模)确保在开模时,使制品留于动模一侧;
便于金属嵌块的安排。
4、浇注系统的设计
浇注系统设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定
浇口的位置的选择、浇口形式及浇口截面尺寸的确定,当利用点浇口时
为了确保分流道的脱落还应注意脱浇口装置的设计、脱浇装置九章浇口机构。
在设计浇注系统时,首先是选择浇口的位置。浇口位置选择直接关系到产品成型质量及注射过程的顺利进行
浇口位置的选择应遵循以下原则:
①浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及使用时浇口的清理;
②浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致,并使具流程为最短;
③浇口的位置应保证塑料流入型腔时,对型腔中宽畅,厚壁部位
以便于塑料顺利流入;
④浇口位置应开设在塑件截面最厚处;
⑤避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件
使塑料能尽快流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;
⑥尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不重要部位;
⑦浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时
能沿着型腔平行的方向均匀地流入,并有利于型腔内气体的排出;
⑧浇口应设置在制品上最易清除的部位,同时尽可能不影响产品外观。

5、排气系统的设计
排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用。
A、利用排气槽,排气槽一般设在型腔最后被充满的部位
排气槽的深度因塑料不同而异,基本上是以塑料不产生飞边的所允许的最大间隙来确定,如ABS0.0④以泥灰0.0②mm以下赛钢0.0②以下。
B、利用型芯镶件推杆等的配合间隙或专用排气塞排气;
C、有时为了防止制品在顶出时造成真空变形,必设气销;
D、有时为了防止制品与模个的真空吸附,而设计防真空吸附元件。
6、冷却系统的设计
冷却系统的设计是一项比较繁锁的工作,即要考虑冷却效果及冷却的均匀性
又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。
冷却系统的排列方式及冷却系统的具体形式;
冷却系统的具体位置及尺寸的确定;
重点部位如动模或镶件的冷却;
侧滑块及侧型芯的冷却;
冷却元件的设计及冷却标准元件的选用;密封结构设计。
塑料模具制作过程:
1、模具的一般定义:在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具
通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品
这种专用工具统称为模具。
2、注塑过程说明:塑胶模具是一种生产塑料制品的工具。
它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。
注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型
然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具
最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。
3、模具的一般分类:可分为塑胶模具及非塑胶模具:
(1)非塑胶模具有:铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。
A.铸造模——水龙头、生铁平台
B.锻造模——汽车身
C.冲压模——计算机面板
D.压铸模——超合金,汽缸体
(2)塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为:
A.注射成型模——电视机外壳、键盘按钮(应用最普遍)
B.吹气模——饮料瓶
C.压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟
D.转移成型模——集成电路制品
E.挤压成型模——胶水管、塑胶袋
F.热成型模——透明成型包装外壳
G.旋转成型模——软胶洋娃娃玩具
注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。
该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料
制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的
作为注射成型加工的主要工具之一的注塑模具
在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方面水平高低
直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新

同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。                                                                                                                                                                                        注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的

基本分为:
A 成型装置(凹模,凸模)
B 定位装置(导柱,导套)
C 固定装置(工字板,码模坑)
D 冷却系统(运水孔)
E 恒温系统(加热管,发热线)
F 流道系统(唧咀孔,流道槽,流道孔)
G 顶出系统(顶针,顶棍)
5、根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类:
(1)大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模
设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。
(2)细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上
所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂
加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口系统。
(3)热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同
其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模
流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统
可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况
设计及加工困难,模具成本较高。
热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。
我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。
单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔
它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具

热流道系统的优势:
(1)无水口料,不需要后加工,使整个成型过程完全自动化
节省工作时间,提高工作效率。
(2)压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等
避免了原料在浇道内的表面冷凝现象,注射压力损耗小。
(3)水口料重复使用会使塑料性能降解,而使用热流道系统没有水口料
可减少原材料的损耗,从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀
塑件应力小,密度均匀,在较小的注射压力下,较短的成型时间内
注塑出比一般的注塑系统更好的产品。对于透明件、薄件
大型塑件或高要求塑件更能显示其优势,而且能用较小机型生产出较大产品。
(4)热喷嘴采用标准化、系列化设计,配有各种可供选择的喷嘴头,互换性好。
独特设计加工的电加热圈,可达到加热温度均匀,使用寿命长。
热流道系统配备热流道板、温控器等,设计精巧
种类多样,使用方便,质量稳定可靠。
热流道系统应用的不足之处:
(1)整体模具闭合高度加大,因加装热浇道板等,模具整体高度有所增加。
(2)热辐射难以控制,热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗
是一个需要解决的重大课题。
(3)存在热膨胀,热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。
(4)模具制造成本增加,热浇道系统标准配件价格较高,影响热浇道模具的普及。
塑料模具设计全过程及须知:
1、接受任务书
成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:
经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。
塑料制件说明书或技术要求。 生产产量。 塑料制件样品。
通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出
模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。
2、收集、分析、消化原始资料
收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料
以备设计模具时使用。 消化塑料制件图,了解制件的用途
分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状
颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度
嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀
胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析
看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。
消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格
模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。
成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性
热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件
装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。
3、确定成型方法
采用直压法、铸压法还是注射法。
4、选择成型设备
根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格
特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量
锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数
要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。

5、具体结构方案
(一)确定模具类型
如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式)、铸压模、注射模等。
(二)确定模具类型的主要结构
选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的型腔数
在绝对可靠的条件下能使塑胶模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状
表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低
生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。
影响模具结构及模具个别系统的因素很多
很复杂:
型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小
模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。
对于注射模来说,塑料制件精度为③级和③a级,重量为⑤克
采用硬化浇注系统,型腔数取④—⑥个;塑料制件为一般精度(④—⑤级)
成型材料为局部结晶材料,型腔数可取①⑥—②0个;塑料制件重量为①②—①⑥克型腔数取⑧—①②个;而重量为⑤0—①00克的塑料制件,型腔数取④—⑧个。
对于无定型的塑料制件建议型腔数为②④—④⑧个,①⑥—③②个和⑥—⑩个。
当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。
⑦—⑨级精度的塑料制件,最多型腔数较之指出的④—⑤级精度的塑料增多至⑤0%
确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工
排气、脱模及成型操作,塑料制件的表面质量等。
确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小)。 选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出),决定侧凹处理方法、抽芯方式。 决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。根据模具材料、强度计算或者经验数据
确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。确定主要成型零件,结构件的结构形式。考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。 以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。
这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。