《模具設計及基本結構簡介講義-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具設計及基本結構簡介講義-1（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模具設計概念及模具結構,模具設計概念 模具設計程序 二. P/L分模面及入子拆法模具結構-四大系統為 一.進膠系統 二.冷卻系統 三.頂出系統 四.機構系統,產品開發流程-1,程式設計,模具設計,製程編排,設 計,製 模 討 論,接 單,納期檢查,鋼材選用,生產模數,塑料檢查,模穴取數,成品圖檢查,成品圖來源,構思Ideas,樣品Sample,2D圖Drawing,3D圖Model,成品設計,料性檢查,縮水率,Parting Line,Gate,Ejection,Cooling System Insert Blocketc之檢查,模 座,模 仁,標 準 件,訂 作 件,合 配,問題排除,護 模
2、,購 材,加 工,加 工 法,加 工 件,組 模,試 模,檢 討,確 認,上線生產或封裝,修 模,塑 料,機 台,人 員,記 錄,射壓,射溫,機台規格,模溫,塑料品種,冷卻 水溫,不合格缺點,無法生產原因,模板,模仁,電極,滑塊,斜梢,頂出件,標準件 再加工訂作件再加工,各種CNC工作母機加工,切削加工中心, 車,鉗,銑,刨,鉆,磨,放電加工,線切割,焊接, 拋光咬花,雕刻等,產品開發流程-2,模具設計程序,塑件/成品圖分析,CAE分析 (feasibility and Moldlayout),Cavity 排列繪製,P/L 繪製,機構設計(滑塊,入子),Feeding system繪製,Co
3、oling system繪製,Mold base繪製,Ejecting system繪製,Detail drawing design Air vent deisgn,Check 機台規格,Detail drawing design 零件,尺寸,公差,Drawing review & release,Tooling Fabrication Tooling IPQC,Design change,模具四大系統,模具的四大系統為 一. 進膠系統 二. 冷卻系統 三. 頂出系統 四. 機構系統,塑膠模具結構解析,二板式模具(大水口),塑模具基本架構,在以下情況下會用到這種結構的模座.1)邊進膠 2)潛伏
4、式進膠 3)直接進膠(sprue gate),三板式模具 (小水口),塑模具基本架構,1,2,3,在以下三種情況下會用到這種結構的模座.1)針點進膠 2)一模多點進膠 3)進膠點偏置,三板式模具 (小水口),塑模具基本架構,基本應用 (two or three plate?),塑模具基本架構-1,基本應用 (whats this?),塑模具基本架構-2,澆注系統 四大需求,A.低 流 動 阻 抗 B.成 型 周 期 短 C.均 一 的 填 充 D.后 處 理 容 易,澆注系統,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
5、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,主(竪)流道系統,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,澆注系統,圖示二,分流道 橫流道,澆口,冷料井 冷料穴,分流道系統,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,分流道的截面比較,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. 塑膠性質,澆道設計
6、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, 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,SideGate,澆口,澆口,澆口,環形澆口,澆口,澆口,?,澆口,針點澆口 (3 plate
7、design),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
8、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,進膠口處要有阻流物: 減緩速度避免外觀不良,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,
9、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
10、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
11、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
12、適應的規定的溫度范圍之內最大限度地消除縶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。,冷卻系統,冷卻系統組成及目的,模具冷卻系統包括: 冷卻水道 模具溫度控制器 加熱或冷凍組件等 冷卻介質: 水, 氣, 油 冷卻系統目的: 使模具保持一恆定的溫度(1) 防止塑件在脫模時發生變形.(2) 控制模腔塑料冷卻速率, 縮短成型周期, 提高制
13、品的注塑性能和生產效率.(3) 提高塑件質量.(4) 冷卻大型滑動件,避免卡死. 冷卻水道在模具中的位置: 冷卻水道位置取決于成品的形狀的不國的壁厚 原則上冷卻水道設置在塑料自模具熱傳導困難的地方 根據冷卻系統的設計原則,冷卻水道應圍繞模具的成型的成品,且盡量排列均勻一致.,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
14、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
15、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的一側最好也不要設計在天地側。,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,
