模具四大系统

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1、模具四大系統介紹,模具四大系統,模具的四大系統為 一.澆注系統 二.冷卻系統 三.頂出系統 四.機構系統,模具四大系統,澆注系統,澆注系統是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。 設計澆注系統的基本原則在滿足塑料制品質量的同時還應有利于提高成型速度來縮短成型周期。 構成如下圖所示, 有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。,澆注系統,澆注系統塑膠熔融體從注射機的噴嘴出來后到達模腔前在模具中所流經的通道。,澆注系統的組成部分,澆注系統,主流道從注射機的噴嘴起到分流道為止的一段料流通道。,澆口分流道與模腔之間長度很短且截面很小的一段料流通道。,分流道主流道與澆口之間的料流通道。,冷料井用于

2、儲存前端冷料的流道末端。,當流道為空時 模具溫度遠低于塑料 為了避免這些料進入制件 在流道端留的穴,模具四大系統,澆注系統,澆注系統,澆注系統圖示,圖示一,主流道 豎流道,分流道 橫流道,澆口,與注射機台的噴嘴相配合,PL分模面,圖示二,分流道 橫流道,澆口,冷料井 冷料穴,分流道的截面形狀,圓形,矩形,半圓形,梯形,公司常用,三板模用,澆道尺寸之決定,成型品體積大小與壁厚. 模穴至主澆道或注入口之距離. 澆道冷卻之考量. 開模刀具之運作范圍. 塑膠材質,澆道設計一般考量,澆道設計當使塑料以最短的路徑快速注入模穴, 使熱損耗及壓降為最小. 澆道中之塑料應儘可能在同一壓力. 溫度下同時進入各模穴

3、, 以避免流速及加熱時間不均, 造成殘餘應力累積. 為節省材料起見, 截面積不可過大, 雖然較大的澆道截面有利於模穴充填及較佳的保壓情形, 但冷卻時問亦會隨之增加. 由壓降觀點而言, 澆道截面愈大愈好, 以提供較佳之壓力傳遞機會, 減少壓降. 面積, 體積比應保持愈小愈好. 一般而言, 塑件尺寸大或肉厚往往須將澆道變粗;. 儘可能使得成型品各部份同時充填.,澆口,澆口,澆口,澆口,澆口,環形澆口,澆口,澆口,澆口,針點澆口,優點開模時自動斷料殘余痕跡小 缺點加工困難壓力損失較大。,澆口,潛伏澆口,優點開模時自動斷料殘余痕跡小 缺點加工困難壓力損失較大。,澆口,牛角澆口,優點成型頂出時自動斷料殘

4、余痕跡小 缺點加工困難壓力損失較大頂出困難。,砍成兩半分別加工然后拼合,澆口設計要點,考慮取向方位對制品變形的影響。塑膠流動過程中使分子取向造成各向異性并產生取向應力。因此成品會各向收縮不同再加上應力釋放產生翹曲變形。,各方向應力不一樣產生翹曲變形,2進澆形式和位置要考慮到成品變形的影響,排氣 鑲嵌件 開頂針 透氣材料 (粉未冶金),澆口設計要點,避免膠體破裂使成品表面產生噴痕或蛇紋等缺陷。小澆口正對著大模腔會發生噴射蛇紋折疊包風等現象。,產生緩沖,改善,產生緩沖,1進澆形式和位置要考慮到對成品外觀的影響,澆口設計要點,應設置于有利于流動排氣補縮的位置。,要降低流動阻力澆口應設置在肉厚較厚的地

5、方。 澆口應遠離排氣結構要避免排氣通道被過早阻斷。 制品最厚的部分往往是最后凝固的地方會出現較大的收縮為了補縮澆口應設在附近。,3進澆形式和位置要考慮到成品的沖填,澆口設計要點,澆口的位置要盡量減少溶接痕要避免溶接痕強度太低,要考慮溶接痕位置對成品強度和外觀的影響。,溶接痕強度較差,成品強度較差,強度高,4進澆形式和位置要考慮到成品的強度問題,熱流道,冷流道,熱流道,減少廢料 縮短循環時間 減少壓力損失 控制澆口痕跡 控制塑膠流動,熱流道系統的特點,缺點 成本高 結構復雜 精密度高,單只熱流道-HOT SPRUE,單只閥針熱流道-SINGLE VALVE,多只熱流道HOT RUNNER,熱流道

6、系統的形式,噴嘴,澆口,HASCO,氣道,分流板,熱流道系統的組成部分 :,上固定板,分流板,分流板的板(母模背板),電器連接器,與母模板相連,壓線板,電線槽,碳化的可插入的頭部采用特殊的材料,熱電藕(感應線),墊片(非鋼材散熱慢的材料中空作用是承受來自噴嘴的壓力,噴嘴的身體(主體),熱流板的加熱線圈(柔性線圈或鑽孔然后用加熱棒),小導柱比模具導柱小作用是定位和保護(裝在母模板上時先插入母模板避免碰傷),熱流板的背板,夾模槽,背后的隔熱墊圈 1支撐 2隔熱,定位環,氣缸,注口襯套,閥針,控制模溫的水路,空氣隔熱槽,熱流道系統膠口類型分類,一閥膠口(重要),以HUSKY為例,成品的表面允許有一個

7、小的圓圈存在這樣的它的直徑可以做得更大一些壓力應力會小更利于充填所有的熱流道用一個氣動的閥針來機械地關閉塑膠流,熱流道系統膠口類型分類,以HUSKY為例,二點膠口,斷掉几乎不用力但有一小凸台留在成品上比冷流道小,澆口痕跡的因素,熱流道系統膠口類型分類,以HUSKY為例,三直接膠口,料頭更小,熱流道系統膠口類型分類,以HUSKY為例,四邊緣膠口,熱流道的選擇簡單介紹,射出重量塑膠材料膠口位置與痕跡這三個要素彼此影響共同決定熱流道的選擇,單支的Nozzle Tip射出重量決定熱流道的大小,塑膠材料與澆口材料的匹配性,膠口的位置不可打在成品的外觀面上要考慮到成品的外觀面,模具四大系統,冷卻系統,熱塑

8、性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程是將溫度較高的熔塑料通過高壓注射進入溫度較低的模具中經過冷卻固化從而得到所需要的制品。 首先從生產效率的角度來看成型周期是成型中一個重要的環節成型周期中50%60%的時間用來對制品的冷卻因此冷卻時間長短的重要性不言而喻。 同時制品應保証最好的尺寸穩定性最小的變形量最高的強度和韌性最完美的外觀如何控制模具溫度使型腔和型芯保持在與被成型制品質量相適應的規定的溫度范圍之內最大限度地消除熱應力改善塑料的物理性能得到高質量的制品是模具冷卻系統設計中的另一個重要環節。 模具冷卻系統包括冷卻水溫模具溫度控制器以及加熱元件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻而且是要把

9、在成型過程中由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發掉使模具保持一恆定的溫度以便控制型腔塑料的冷卻速度從而提高制品的注塑性能和生產效率。,水路分布原則,水路設計的目的 1.控制模溫;2.縮短成型周期;3.冷卻大型滑動件避免卡死 水路設計的目的是使成品均勻冷卻并在較短時間內頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產品的成型品質和生產周期(成本)。 對品質的影響在成型時水路是用來控制模具溫度的而模具溫度及其波動對制品的收縮率變形尺寸穩定性機械強度應力開裂和表面質量等均有影響。主要表現在表面光潔度殘余應力結晶度熱彎曲。 對生產周期的影響一個成型周期主要由以下几部分構成。縮短冷卻時間就是提高成型效率。,冷卻的基

10、本原理,從塑料到模穴壁的熱傳導: 冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。,冷卻的基本原理,從模穴壁到水管壁的熱傳導: 冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差也影響冷卻系統行為。水管距離模穴越近熱量移走得越快然而把它們放置得離模穴過近會產生模穴表面溫度的局部變化除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此最優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。,冷卻的基本原理,從水管壁到冷卻

11、介質的熱傳導: 冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積在足夠的壓力下達到所需的流速并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。,二設置冷卻水路的原則與注意事項,在模具結構及強度允許情況下水孔直徑盡量大數量盡量多冷卻才會愈均勻 水路距型腔表面距離應基本一致且不宜太近或太遠 當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環 水孔接頭應設在不影響操作

12、的一側最好也不要設計在天地側。 水路排布原則：（水路直徑：離產品距離：水路間距=1:3:5 ） 水孔不宜排布于螺釘正上方 水孔距頂針孔入子孔螺孔等不宜太近不小于3mm,一般不在塑件熔接的地方設置水路免影響制品強度 盡量避免從成型面及側壁打水孔 水孔不可與任何物件干涉 澆口熱流道附近應加強冷卻通常可使冷卻水先通過澆口附近 水路不宜過長保証進出冷卻水溫一般5度以內精密件3度內 制品较厚的部位应特别加强冷却,三手機塑模常用水路排布形式 手機塑件都要求很高品質雖然成品小都要排布模仁循環水路以良好控制模溫提高成品品質。 冷却水道位置取决于于成品的形状和不同的壁厚,原则上冷却水道应设置在塑料自模具热传导困

13、难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具的成型的成品,且尽量排列均匀一致,IN,OUT,OUT,IN,IN,OUT,OUT,OUT,IN,IN,手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式,進澆點,下圖為一模四穴四個INSERT模仁分別排等效水路冷卻保証各穴冷卻效果的一致性。,IN,OUT,OUT,IN,IN,OUT,OUT,IN,採用模仁循環水路直接冷卻其它形式:,四水路直徑確定,冷卻過程熱傳導的最重部份是從水管壁到冷卻介質的熱傳導: 冷卻系統行為受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用

14、的影響從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積在足夠的壓力下達到所需的流速并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。,確定冷卻水孔的直徑應注意的問題是, 無論多大的模具,水孔的直徑不能大於14mm, 否則冷卻難以形成亂流狀況。 一般水孔的直徑可根據制品的平均肉厚來確定。平均肉厚小于2mm時, 水孔的直徑取810mm; 平均肉厚為24mm時, 水孔的直徑取1012mm; 平均肉厚為46mm時, 水孔的直徑取1014mm。,1.止水栓 右圖為其實際結構在圖面中我們作如下圖簡化表示,設計時應當注意保

15、証其L值。,五水路配件介紹,2.“O”型環 選用“O”型環時要比水孔直徑大一個規格。如常見的 8水路當選P10 “O”型環(如右圖D值大于水孔直徑) “O”型環裝在模板上(如下圖).,模板,模仁,溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路:,使用隔板水路時當注意保証水路通道的橫截面積基本一致以保証一致流速與冷卻效果及小的壓力降。,3.隔板（噴泉）,b,b,a,a,a截面積約等于b截面積,此外還螺旋水套，常用於噴泉水路過高時。,六其它實用設計要點,進出水孔間距應在27mm以上才有空間連接水孔接頭。 模仁水孔間距理論應其直徑的35倍。 隔板(噴泉)形式水路頂部距成品應在12mm以上。 因手機塑模設變多為增加入子及頂針方便一般不在成品正下方排設水路。 母模側冷卻水路的出水口注意不與固定板螺絲幹涉，以免水管難以安裝。 對散熱困難的細長模仁可以使用熱傳導性良好的鈹銅制造。若型芯較粗時(通常8mm)可在其內部加入銅棒或熱管（加熱管）銅棒一端接到模板水路。,模具四大系統,冷卻系統,水路,成品,案例分析 不同的水路排布對成品的冷卻效果影響是不同的(由下一頁的三個案例分析可以看出。,模具四大系統,冷卻系統,案例分析,模具四大系統,頂出系統,制品顶出是注射成型过程中最后一个环节,當制品在模具中固化后