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注塑模具结构最清晰讲解--原创 图文 含动画

更新时间:2020-08-14 10:36
 

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  Ye 1 导言 连接器新项目开发过程中,经常要评估塑胶结构可行性或是改善类的设计变更,需要开发工程师做出判断,给到团 队内成员PM或模具工程师相关信息,才能够快速推动项目进度。 本文《注塑模具结构讲解》的主要内容是对注塑模具的模板系统结构、斜顶和滑块动作、生产原理和加工方式及设 备作大致介绍, 以便工程设计人员对注塑模具有全盘的了解, 并作为内部技术交流用。另为了方便产品开发工程师在 结构设计时查阅一些常用的、关键的数据,更好地设计零件,使其具有较好的加工工艺性,减少不必要的开模和修 模,提升项目进度,降低加工成本,提高产品质量,因此特地将行业内知名企业的技术文件罗列出来作为参考。参 见本文最后一页。 编写目的,则是为了让年轻产品工程师更好认识注塑模具,了解模具包含哪些结构,模具结构的动作怎么进行,模 具工件怎么加工出来等;当遇到新项目设计时,能大致评估零件注塑的可行性和难度系数;当遇到零件变更或改善 时,能大致评估改动的模具工件以及调整费用。知其然并知所以然。 I V U Ye 注塑模具结构讲解 01 02 03 04 05 06 07 产品分模/流道系统 模具结构概览 斜顶机构原理 滑块机构原理 冷却系统 产品顶出 典型模具零件加工及设备 I V U 2 Ye 产品分模 3 分模线 ,公母模仁结合面。 本产品的背面槽穴非常多,因此 把背面定为公模,顶针将从公模 向外顶出,易于脱模。 正面 正面 母模(固定侧) 分模线D 图 分模图 公模(活动侧) I V U Ye 主流道 ,胶料流动的主干道。 直径大小影响塑料注射时的压力降,流动 速度和充模时间。 分流道 ,接通型腔,进行注塑。 若分流道的截面过小,则充模时间长, 压力损失大,同时可能出现缺料,烧焦, 波纹,缩水等缺陷;若截面过大则会增 大冷凝料的回收量,延长冷却时间。 分流道 1 和 2 位置不完全对称,会导致每 穴产品注塑压力不相等。 如果产品精度不高,则可行; 如果产品要求高,则需要设计完全 对称结构,保证一致性。否则易出现 翘曲 / 毛边 / 不饱模等问题。 流道系统 4 注道 ,接通注塑机喷嘴喷出的液态胶料。 直径大小影响塑料注射时的压力损失,流 动速度和充模时间。 ( 潜 ) 胶口 ,需要特别注意角度和孔 径大小,会直接影响生产时脱料 是否顺畅。产品与水口料分离。 直进胶,则产品与水口料不分离, 需要员工掰断或剪断。 1 2 主流道冷料井 ,接受每次流经主 流道料管的胶料头部杂质和冷料, 防止进入产品,影响性能;产品 开模时起到拉扯作用,防止水口 被带到母模滞留,影响注塑效率。 分流道冷料井 ,接受每次流经料管喷料的头 部杂质和冷料,防止进入产品,影响性能。 I V U Ye 点进胶 1 点进胶 2 流道系统 直进胶 潜进胶 5 牛角进胶 浇口类型 优点 1.开模时自动切断浇口 2.浇口周围残留应力小、痕 迹小、可设置多点浇口 缺点 适用材料 PE PP ABS PC PS POM PA AS PVC PE PP ABS PC PS POM PA AS PMMA PS ABS POM PA 说明: 上图是常见的4种浇口类型。 设计时应根据产品的不同要求选择合 适的浇口类型 . 尤其当制品外观有要 求时,要慎重选择。 点浇口 (point gate) 压力损失大 要求较高的注射力 1.去除困难 2.浇口痕迹明显 3.浇口周围应力大 4.只能用于单腔模具 1.加工困难 2.浇口尺寸精度不易保证 3.压力损失大 1.加工困难 2.浇口尺寸精度不易保证 3.压力损失大 直浇口 (direct gate) 1.省去分流道,压力损失小 2.可成形较大较深的产品 1.浇口痕迹不明显 2.可自动切断浇口 3.浇口可设置在产品的内外 潜浇口 (tunnel gate) 牛角浇口 (horn gate) 1.浇口痕迹不明显 2.可自动切断浇口 3.用于较软的塑料 PS ABS POM PA I V U Ye 模具结构概览 6 前模座板 ,将模具与注塑机锁紧,起到固定作用;同时将前模板锁紧固定为 一个整体。 前模板 ,固定模仁,冷却系统安装在此板。 前模芯 ,与后模共同形成产品特征。 后模芯 ,与前模共同形成产品特征。 后模板 ,固定模仁,冷却系统安装在此板。 模脚 ,形成空间,给弹簧顶出的活动空间。 顶针板 ,安装顶针和斜顶杆。 推板 ,与顶针板共同固定顶针和斜顶杆,合为一个整体。 后模座板 ,将模具与注塑机锁紧,起到固定作用。同时将后模板、模角锁紧 固定为一个整体。 母模 = 母模座板 + 母模板 + 母模芯,共 2 块板。(也称母模为前模,固定在注塑机不可移动,与料管喷嘴相接) 公模 = 公模座板 + 推板 + 顶针板 + 模脚 + 公模板 + 公模芯,共 5 块板。(也称公模为后模,可沿注塑机滑轨移动) 开模过程 :母模不动,公模后退一段距离不动,注塑机推杆带动推板使得顶针一起向前,将产品顶出。 合模过程 :产品掉落后,注塑机推杆收回,推板在弹簧作用下回缩,公模向母模前进,进入下一个循环。 I V U Ye 模具结构概览 7 定位环(S55C) 浇口套(SKD61) 拨块(SKD61) 上固定板(S55C) 母模板(S55C) 压板(SKD61) 导柱(SKD61) 耐磨块(SKD61) 滑块(SKD61) 公模仁(P20\NAK80 \420\S136\SKD61\S13) 公模板(S55C) 上顶出(S55C) 母模仁 (P20\NAK80\420\S13 6 \SKD61\S13) 上定位块(SKD61) 塑胶制品 顶针(SKD61) 回位销(SUJ2) 导套(SUJ2) 斜顶(SKD61) 引导块(SKD61) 斜顶座(SKD61\SK3) 耐磨块(SKD61\SK3\PDS) 模脚(S55C) 下固定板(S55C) I V U 下顶出(S55C) 支撑柱(S55C) Ye 公模(活动侧) 模具结构概览--常用两板模 母模(固定侧) 公模(活动侧) 8 母模(固定侧) I V U Ye 9 两板模的结构 - 半剖图 三板模的结构 - 半剖图 I V U Ye 模具结构概览 10 两板模的结构动画 .gif 三板模的结构动画 .gif 两板模和三板模的区别: 两板模=前模板+后模板,共计两块板(A板+B板)。成本较低。 三板模=前模板+脱料板+后模板,共计三块板(A板+脱料板+B板)。前模板通常带有导柱,这是最大的区别。成本高一些。 两板模多为直浇口、易填充、用于大型制件较多而被称为”大水口模”;三板模多为点浇口、利于水口剪切分离、用于小型制件而 被称为”细水口模”,外观较好。 I V U Ye 斜顶结构 11 斜顶机构 ,紫色框为斜顶结构。 放大图 产品图 I V U Ye 斜顶结构 12 斜针 ,顶出塑胶使其脱落。 斜顶杆 ,形成产品特征。 支撑板 ,支撑与固定作用。 垫板 ,合模力量的支撑作用。 顶针板 ,与推板共同固定顶针。 推板 ,注塑机推杆直接施力在此板。 底座 ,支撑与固定。 注塑机推杆 模具安装讲解: 斜顶杆顶底部为 T 型滑动结构,由黑色工件与推板锁紧;中部由淡蓝色工件线割斜方孔,锁紧在支撑板。 斜顶机构原理讲解: 注塑后开模,公模后退(下行),注塑机推杆前进(上行),穿过底座直接作用在推板,使得斜顶杆和顶针一起上行。但由于斜顶杆与 竖直方向成一定角度倾斜上行,所以随着上行距离加大,斜顶杆慢慢脱离直至最后完全脱离塑胶,即形成方形孔。 I V U 塑胶脱离 Ye 斜顶结构 13 斜顶动画演示 .gif 斜顶工作原理说明: 注射冷却完,公模带着塑胶件一起向后退,一段距离后停止下来,注塑机顶杆顶着推板向前,带动安装在推板上的斜顶结构与竖直 方向成一定角度倾斜上行,所以随着上行距离逐渐加大,斜顶杆慢慢脱离直至最后完全脱离塑胶件,即形成塑胶的 倒扣结构。 I V U Ye 滑块结构(侧向抽芯) 14 滑块 1 斜导柱 滑块 2 工字型滑动轨道 弹簧 原始形态 最终形态 滑块孔 滑块机构原理讲解: 滑块 1 安装在母模板(前模),固定不动。滑块 2 安装在动模板(后模),可随注塑机上下移动。 当滑块 2 开始沿斜导柱上行,弹簧也开始慢慢压缩;当上行到达最大行程时,即合模,此时滑块 2 到达预定位置,随之进行注塑。 注塑完成后,滑块 2 沿斜导柱下行,弹簧随之慢慢伸开。当下行到达最大行程时,即开模,此时滑块 2 完全脱离斜导柱,弹簧压缩量降到 最小。一个注塑循环到此结束。 现有注塑模的滑块大多数不采用弹簧,直接用斜导柱完成。当结构空间受限,无法安装斜导柱,才用弹簧方案。 I V U Ye 滑块结构(侧向抽芯) 15 塑件上的侧向如有凹凸形状及孔或凸台,这就需要有侧向的凸模或成型块来成型。在塑件被推 出之前,必须先拔出侧向凸模(侧向型芯)或侧向成型块,然后方能顺利脱模。带动侧向凸模 或侧向成型块移动的机构称为侧向分型与抽芯机构。 I V U Ye 滑块结构(侧向抽芯) 16 两板模 - 单侧抽芯 .gif 两板模 - 双侧抽芯 .gif 滑块动画演示 .gif 滑块工作原理(左)说明: 合模过程,蓝色滑块沿斜导柱倾斜上行,当上行到达最大行程时,此时蓝色滑块已经向左产生一段横向距离,到达预定位置,随之 进行注塑; 开模过程,注塑完成后,蓝色滑块沿斜导柱倾斜下行,当下行到达最大行程时,此时蓝色滑块已经向右产生一段横向距离,并且完 全脱离斜导柱。至此,塑胶制品的侧孔形成。 I V U Ye 冷却系统 17 出口 下冷却道 入口 1 2 3 4 入口 循环式冷却: 模具温度(模温)是指模仁的表面温度,对充 填流动、塑胶尺寸和形状都有很大影响。通常 用水或油来调整模温。 浇口温度最高,附近最好设置入口;冷却管道 孔径尽可能大;管道至产品的距离尽量均匀一 致;管道穿过镶件(模仁)要密封防水。 水温机最高 140 ℃,油温机最高 400 ℃。 出口 上冷却道 出口 组合图 - 俯视 I V U Ye 产品顶出 18 两板模 - 直浇口 .gif 两板模 - 潜浇口 .gif 顶出动画演示 .gif 说明: 1.直浇口:注射冷却完,公模拉料杆带着塑胶件一起向后退,一段距离后停止下来,注塑机顶杆顶着推板向前,带动顶针一起向前将塑 胶产品从模具内向外顶出。注意水口料与塑胶制品被整体顶出,未被分开,此时需要员工进行后处理,如掰断、削断等。 2.潜浇口:水口料与塑胶制品被顶针顶出时,在浇口处收到剪切力,剪断水口料与塑胶制品后各自分开,此时不需要员工进行后处理。 I V U Ye 19 I V U Ye 产品顶出 20 该机构是将塑料制品脱出模腔的装置。一般情况下,推出机构由推杆、复位杆、推杆固定板、推板、 推板导柱和推板导套等组成。其结构形式很多,最常用的顶出零件有顶杆、顶管、脱模板(推板)等。 图 1 中的推出机构由推板 13 、推杆固定板 14 、推板导柱 16 、推板导套 17 、推杆 18 和复位杆 19 等组成。 I V U Ye 产品顶出 21 母模 复位弹簧 锁死合模状态(正面) 锁死合模状态(侧面) 公模 公模后退 开模过程 :母模不动,公模后退一段距离不动,此时注塑机的推杆带动推板使得顶针一起向前,拉料 杆保持不动(倒钩结构可将产品向下拉扯),从而顺利将产品顶出。 合模过程 :产品掉落后,注塑机推杆收回,篮球即时比分。推板在复位弹簧作用下回缩,公模向母模前进,进入下一 个循环。 拉料杆 顶针 I V U Ye --加工实例 典型模具零件加工及设备 22 说明: 1.零件加工方式多样,通常 依据实际条件 选择 最简单 经济的工序; 2. 价格排序:慢丝≧CNC 放电精磨粗磨≧车≧快丝 慢走丝 80元/h CNC 80元/h 放电 50元/h 精磨 40元/h 粗磨 30元/h 车床 20~30元/h 快走丝 20元/h 塑胶模具零件 A 1 开料 ( 粗磨 ) 用磨床手摇锯片将 坯料切割接近零件 尺寸,但留有一定 余量。 2 精磨 将所有磨床能加工 的尺寸全部磨成零 件的设计尺寸。 3 放电 先 CNC 加工电极 再将电极安装到火 花机,进行放电腐 蚀达到预期形状 . 4 线割 先钻孔再慢走丝 零件上方的通孔 用线割方式完成 加工。 问:零件 B 加 工排序为什 么是错误的? 塑胶模具零件 B 1 开料 ( 线割 ) 用快走丝将坯料线 割接近零件尺寸, 但留有一定余量。 3 放电 2 线割 先钻孔,再慢走丝 先 CNC 加工电极 加工所有外形尺寸 再将电极安装到火 及零件上方的通孔。 花机,进行放电腐 蚀达到预期形状。 4 精磨 将所有磨床能加工 的尺寸全部磨成零 件的设计尺寸。 I V U Ye --参考借鉴 塑胶设计经验及常见问题 23 导言 连接器新项目开发过程中,经常要评估塑胶结构可行性或是改善类的设计变更,需要开发工程师做出判断,给到团 队内成员PM或模具工程师相关信息,才能够快速推动项目进度。 这份《注塑模具结构讲解》的主要内容是对注塑模具的模板系统结构、斜顶和滑块动作、生产原理和加工作大致介 绍, 以便工程设计人员对注塑模具有全盘的了解, 并作为内部技术交流用。另为了方便产品开发工程师在结构设计时 查阅一些常用的、关键的数据,更好地设计零件,使其具有较好的加工工艺性,减少不必要的开模和修模,提升项 目进度,降低加工成本,提高产品质量,因此特地将行业内知名企业的技术文件罗列出来作为参考。 编写目的,则是为了让年轻产品工程师更好认识注塑模具,了解模具包含哪些结构,模具结构的动作怎么进行,模 具工件怎么加工出来等;当遇到新项目设计时,能大致评估零件注塑的可行性和难度系数;当遇到零件变更或改善 时,能大致评估改动的模具工件以及调整费用。知其然并知所以然。 设计 品质 I V U

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