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奥汀:塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

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奥汀:塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

发布日期:2019-04-08 作者:台州市黄岩奥汀模塑有限公司 点击:

        随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,塑料产品的用量也正在上升,因此,塑料模具应运而生。塑料模具,是塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多,塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一,所以,塑料模具的种类和结构也是多种多样的。塑料模具的主要性能要求塑料薄膜成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。不同类型的塑料制品、不同产品的成型工艺,对模具的材料、性能、形状都有不同的要求。我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成了一个巨大的产业链条,从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展一片生机。下面来为大家介绍塑料模具结构、分型面的选择原则及设计流程。


塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

塑料模具结构

一、浇注系统

将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统,其由主流道,分流道,内浇口,冷料穴等结构组成,由零件的浇注套,拉料杆等组成。

二、成型零件

是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件,由型芯(成型塑件内部形状),型腔(成型塑料外部形状),成型杆,镶块等构成。

三、结构零件

构成零件结构的各种零件,在模具中起安装,导向,机构动作及调温等作用。 导向零件:导柱,导套 。 装配零件:定位隙,定模底板,定模板,动模板,动模垫板,模脚 冷却加热系统

 

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塑料模具分型面的选择原则

一、分型面选择的总体原则

分型面的选取不仅关系到塑件的成型和脱模,而且涉及模具结构和制造成本,因此,必须重视选择分型面。一般来说,分型面选择的总体原则主要有三:

1、保证塑件质量。这是最基本的一条,必须使塑件质量符合预定要求。

2、便于塑件脱模。易于脱模,可使生产率提高,塑件不易变形,提高正品率。

3、简化模具结构。同样一个塑件,因为分型面选择的不同,使结构的复杂程度有很大不同,合理地选择,即可简化模具结构。

二、怎样选择分型面

型腔与模具的关系基本上可分三类:型腔完全处于动模中;型腔完全处于定模中;型腔分别处于动、定模中。由于塑件的形状繁多,分型面选择的变化也很多,为了使大家对分型面的选择有个基本了解,下面介绍一些典型分型面的选择。

1、长型构件的分型,如下图所示。若塑件的长度较长,如管形、柱形、杆形塑件,如把型腔放在一块模板中,会使脱模斜度过大(图a),若把型腔分别安排在动、定模中(图b),可减小脱模斜度,使塑件两端的尺寸差异不致过大。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)脱模斜度过大的分型;

b)减小脱模斜度的分型。

2、将塑件留在动模侧的分型,如下图所示。将塑件留在动模侧,可易于设置和制造结构简单的脱模机构。因此,要尽量将塑件留在动模侧。如对盖形塑件,分型面按图a的选取较为合理;如对带嵌件塑件,因嵌件不会收縮而包紧型芯,分型面可按图b选取;若塑件的型芯对称分布,应按图。分型,迫使塑件留在动模上;若是带有侧孔的塑件,应按图d分型,避免定模抽芯。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)盖形塑件;

b)带嵌件塑件;

c)型芯对称塑件;

d)有侧孔塑件。

3、保证塑件外观质量的分型,如下图所示。塑件的外观质量是需要保证的,在选择分型面时认真考虑,如在平滑的表面或圆弧曲面上应尽量不设置分型面,图a是保持曲面光滑的分型,图b是可减少飞边的分型,图c是可减少溢料的分型。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)使曲面光滑的分型;

b)减少飞边的分型;

c)减少溢料的分型。

4、有利于排气的分型,如下图所示。在注塑模中常把分型面用作排气通道,为了排气的顺畅,应将分型面设在熔体流料的末端,注意在其末端不应有所阻挡。图b, d的结构就比图a、c合理。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

5、保证同轴度的分型,如下图所示。很多塑件都有同轴度要求,在模具设计中应当保证这个要求,一般应使塑件中有同轴度要求的部分设计在同一动模板内,以满足精度要求。图a可满足同轴度要求,而图b合模不准确,难以满足同轴度要求。(1一动模 2—定模)

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)保证同轴度的分型;

b)难保证同轴度的分型。

6、有侧孔时的分型,如下图所示。选择分型面时,应尽量避免采用侧向抽芯或分型,如必须时,可参考下述原则,图a将侧型芯设在动模上,便于抽芯,而若设在定模上,则抽芯较难;图c是将抽芯距离长的放在开模方向,而将抽芯距离小的放在侧向,较为合理,而若按图d分型,则给脱模带来困难。(1—动模 2—定模)

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

7、保证精度的分型,如下图所示。在塑件上有的表面精度要求较高,如螺纹面、配合面等,此时分型面不能通过这些表面,否则会影响塑件的精度,甚至难以使用。如图a的分型保证了螺纹的精度,图b的分型通过螺纹轴心,就不能保证螺纹精度;图c的分型保证了圆形表面的完整、光滑,而d在其周边会有一道明显的合缝线,影响外观和使用。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)保证螺纹精度的分型; 

b)不能保证螺纹精度的分型;

c)保证塑件外观光滑的分型; 

d)不能保证塑件外观光滑的分型。

8、要求壁厚均匀的薄壁塑件的分型,如下图所示。要使壁厚均匀,不采用通常的平面来作分型面,如图b而是采取图a所示的锥形阶梯分型面。

塑料模具结构及塑料模具分型面的选择原则

a)锥形阶梯分型面;

b)平面分型面。


塑料模具设计流程

一、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:

⑴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。

⑵塑料制件说明书或技术要求。

⑶生产产量。

⑷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。

二、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。

⑴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。

⑵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。

三、确定成型方法

采用直压法、铸压法还是注射法。

四、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。

五、具体结构方案:

⑴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。

⑵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:

①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%。

②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。

③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)。

④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。

⑤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。

⑥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。

⑦确定主要成型零件,结构件的结构形式。

⑧考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。

⑨绘制模具图

要求按照国家制图标准绘制,但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前,应绘制工序图,并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明"工艺尺寸"字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行其他机械加工,那么工序图就与制件图完全相同。在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。

台州市黄岩奥汀模塑有限公司

A、绘制总装结构图

绘制总装图尽量采用1:1的比例,先由型腔开始绘制,主视图与其它视图同时画出。模具总装图应包括以下内容:

①模具成型部分结构

②浇注系统、排气系统的结构形式。

③分型面及分模取件方式。

④外形结构及所有连接件,定位、导向件的位置。

⑤标注型腔高度尺寸(不强求,根据需要)及模具总体尺寸。

⑥辅助工具(取件卸模工具,校正工具等)。

⑦按顺序将全部零件序号编出,并且填写明细表。

⑧标注技术要求和使用说明。

B、模具总装图的技术要求内容:

①对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。

②对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0、05mm模具上、 下面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

③模具使用,装拆方法。

④防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。

⑤有关试模及检验方面的要求。

C、绘制全部零件图

由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。

①图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小。视图选择合理,投影正确,布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。

②标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。

③表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注"其余3、2。 "其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

④其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求,表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

D、校对、审图、描图、送晒

自我校对的内容是:

①模具及其零件与塑件图纸的关系,模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度,结构等是否符合塑件图纸的要求。

②塑料制件方面

塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口,脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足,加工是否简单,成型材料的收缩率选用是否正确。

③成型设备方面

注射量、注射压力、锁模力够不够,模具的安装、塑料制件的南芯、脱模有无问题,注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。

④模具结构方面

a、分型面位置及精加工精度是否满足需要,会不会发生溢料,开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。

b、脱模方式是否正确,推广杆、推管的大小、位置、数量是否合适,推板会不会被型芯卡住,会不会造成擦伤成型零件。

c、模具温度调节方面。加热器的功率、数量;冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

d、处理塑料制件制侧凹的方法,脱侧凹的机构是否恰当,例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。

e、浇注、排气系统的位置,大小是否恰当。

f、设计图纸

g、装配图上各模具零件安置部位是否恰当,表示得是否清楚,有无遗漏

h、零件图上的零件编号、名称,制作数量、零件内制还是外购的,是标准件还是非标准件,零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量,模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

⑤零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误,不要使生产者换算。

⑥检查全部零件图及总装图的视图位置,投影是否正确,画法是否符合制图国标,有无遗漏尺寸。

⑦校核加工性能:(所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标等是否有利于加工)

⑧复算辅助工具的主要工作尺寸

专业校对原则上按设计者自我校对项目进行;但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。描图时要先消化图形,按国标要求描绘,填写全部尺寸及技术要求。描后自校并且签字。把描好的底图交设计者校对签字,习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查,会签、检查制造工艺性,然后才可送晒。

⑨编写制造工艺卡片

由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片,并且为加工制造做好准备。在模具零件的制造过程中要加强检验,把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后,由检验员根据模具检验表进行检验,主要的是检验模具零件的性能情况是否良好,只有这样才能俚语模具的制造质量。

⑶试模及修模

虽然是在选定成型材料、成型设备时,在预想的工艺条件下进行模具设计,但是人们的认识往往是不完善的,因此必须在模具加工完成以后,进行试模试验,看成型的制件质量如何。发现总是以后,进行排除错误性的修模。

塑件出现不良现象的种类居多,原因也很复杂,有模具方面的原因,也有工艺条件方面的原因,二者往往交只在一起。在修模前,应当根据塑件出现的不良现象的实际情况,进行细致地分析研究,找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变,所以一般的做法是先变更成型条件,当变更成型条件不能解决问题时,才考虑修理模具。

修理模具更应慎重,没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件,就不能再作大的改造和恢复原状。

六、整理资料进行归档

1、模具经试验后,若暂不使用,则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等,涂上黄油或其他防锈油或防锈剂,关到保管场所保管。

2、把设计模具开始到模具加工成功,检验合格为止,在此期间所产生的技术资料,例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等,按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很麻烦,但是对以后修理模具,设计新的模具都是很有用处的。


      上述是为大家介绍的塑料模具结构、分型面的选择原则及设计流程。在这里,要提醒大家,塑料模具的耐热性能随着高速成型机械的出现,塑料制品生产速度加快。由于成型温度一般在160~350℃之间,有的流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在极短时间内超过400℃。当模具的工作温度较高时,会使模具硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。为减少温升,模具钢应有良好的导热性及较低的热膨胀系数。在工作温度下具有足够的温度模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的负荷,从而导致脆性断裂。挤出成型压力较大,一般为10~35MPa。因此,为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。

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