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1、第二节 模具的整体结构布局1.成品的收缩率 1.1它是成品冷却后的收缩量与冷却前在模型内之尺寸的比值.这个比值是经常会发生变化的,可以产生收缩率有所浮动的因素有:原料品种,成型保压时间,模具温度,室内温度,所以设计人员在设计模具型腔的具体尺寸时,应搞清正常条件下的原料收缩率是最最重要的,否则,当收缩率取错,基本上将要重新更改模仁,那幺,收缩率在设计的过程如何应用呢?最主要的还是利用收缩率来计算. 模具型腔的尺寸,即: 模具尺寸=成品尺寸*(1+收缩率) 而另外一种算法应用极少,即: 模具尺寸=成品尺寸/(1-收缩率) 而各种原料的收缩率请参考第八章 “成型部分”附表 1.2长条形成品的收缩率如
2、何确定:长条形成品在扣收缩率时,在宽度方向和长度方向是肯定有出入的,即可能是宽度尺寸收缩率放5%0,而长度方向则为3.5%0,这样的例子.但究竟如何面对这些不定因素,我们还需要从实际积累经验,从现实的角度考虑,在此无法论证抱歉.2.一模多腔如何布置: 在现行的模具设计过程中,由于客户对成品的品质及精度要求日益增高,所以,大批量生产如一模十穴,一模八穴的可能很少(限本公司之内).因为从理论出发,每增加一个模穴,成品就会降低4%的精度.所以,在常用的多穴布置时,一般取一模二穴到一模4穴.如图1中.(1*2和1*4)这是最简单的布置方法,但在简单的背后,我们最难保证的就是实际注射成型时的天侧和地侧端
3、的模腔尺寸无法协调控制,总是一个到位,另一个不到位.原因是熔体塑料受重力的影响,地侧模腔填充较满. 而以上解决的办法可以是改变进浇口的进浇平衡.如按键的进浇系统,一定要设计圆弧流道,宁可多绕远一点,也不要对日后的成型调机带来麻烦.以往已有圆弧流道之成功的实例.3.模具的模仁尺寸确定: 以往以过分呆板的表格形式参照来确定模仁尺寸是不对的.举一个例子说明,如图2.图中母仁CAV部分完全根据表格中数据参照之形式取值是绝对不可取的.而公仁COR部分,也要根据实际情况计算模仁的最佳尺寸,那幺如何对模仁的边界进行尺寸取值呢?须注意以下几点: 3.1考虑成品的总体高度若成品高度尺寸不是太大,则母仁CAV部分
4、的边缘厚度尺寸只须达到封闭熔体塑料即可.一般为1530mm.查表定值,当然,这一尺寸还要考虑水路布置及螺钉部分.若成品的高度过大时,侧壁厚度取值就完全不一样了.图2中就是如此,T1的值必须从CAV部分的加工是否变形,注射是否变形等方面考虑取值.所以,如此这样,模仁的厚度就要相应增加,甚至是考虑做成母模一体式结构.减少模具的加工费用,而且浇道减短,这是一个非常好的主意. 做母模一体式的模具,除了以上的条件之外,还需具备:a. 母模侧型腔不可太复杂,减少加工出错,避免热处理补焊b. 母模侧基本无设变可能. 3.2考虑模仁的加工成本: 图2所示,在公仁COR一侧之成型的PL面上由顶出块封住塑料,值为
5、T2,所以公仁COR的总体宽度的大小,只须考虑如何保证其固定平稳就OK了.若该宽度尺寸过大,会彻底增加本体板开模穴的时间,而且加工COR时,也会拉掉许多的料,不合理,若该宽度尺寸过小,则会出现整个COR模仁无作业加工基准而及作业孔的空间.所以,据以上情况,设计人员的一笔一划将直接影响着整个模具的品质和成本,不可一味地参照例表中数据取值,这是绝对不科学的.4.模架尺寸如何确定: 在正常的思路及方法下,我们确定模架的方法比较多,有人是根据成品直接计算模架,有人是将成成品,模仁一一画出.然后套用模架,那幺,这两种方法如何相辅相承地灵活应用呢?要现场所决定,建议第二种方法行事. 在模仁的宽度确定了,可
6、以试比较的方法来选择不同的模架,基本上当CAV或COR,并同模仁压块之最大投影宽度在顶出板的宽度范围就可以了.若要跑滑块或所遇母模型腔特别深之特殊情况,可以据实追加模架宽度. 另外,模架高度方面主要是母模和公模本体板及枕板部分的厚度,母模本板厚度主要考虑加工时不变形就可以了.如果母模板中模仁穴过深,一般情况下,母模板底部厚度为3080mm即可.公模本体板厚度可以为公模仁PL面以下高度的3倍.公模仁的PL面以下厚度与本体板底部厚度比值为1/2关系. 枕板高度,视成品的需要顶出量而定,其它无影响因素. 还有一点要注意,许多人对简易三板模和标准三板模的应用场合还不是特别明确,在此简单说明. 简易三板
7、模比标准三板模的结构上少了四根GP导柱,简易三板模的公,母模之间的合模导向完全是通过LP(即前板导柱)控制,而LP一般相当长.再利用其头部导向公,母模合模,必然容易失稳,在模具型腔内部,若靠破,斜破或合模时滑动的组件或部位较多时,容易碰伤.所以,就必须利用标准三板模的GP(4*)来对公,母模的合模进行导向.当然,所有GP的高度不用过高,只需GP头部高出公模仁最高点1.5倍的GP直径就可以了.目的是为让公仁部进入母仁内腔之前就开始导向合模.GP的导套,在过分厚的模板中是不需要从上通到下的,实际起到作用的只有2/3的板厚即可.如图2所示.5.直束子与斜束子的区别: 以前,许多说法认为直束子没有斜束
8、子的定位精度高,这从现在的角度出发,是不完全也是不根本的讲法,因为光用斜束子的模具比起光用直束子的模具而言,在插破处易产生毛边的依旧有毛边.那幺,现在如何正确选用这两种束子呢? 5.1直束子:它是一对束块保持垂直面束紧关系的装置, 垂直面的配合高度就决定了定位作用的长度,即运用了直束子的模具在合模合紧之前就产生了一段距离的公,母模相对定位,完全不会使模腔内插破角度小(0.5)的斜面切伤.所以,据以上情况,直束子并不是只可以运用在公,母面无滑块机构的情况下,而是被应用在所有有较多插破关系成型的各类机构模具中,主要是内部结构成品模具中. 5.2斜束子:它是一对束块保持倾斜面束紧关系的装置,也因此运
9、用斜束子的模具在定位时,只有当合模合紧,才强有力的发挥作用,保证公,母模面在任何实际注射压力下都能定位完好.所以斜束子的运用可以侧重于外面成品的模具中,使外观成型模仁有准确有力地定位,不产生段差,发挥其斜束子的咬合作用.6.模具全周束子的运用: 全周束子是大面积约束定位及补强功能,当母模的模腔特别深,成型的侧壁注射力特别大时,为了保证整个模具的注射时定位与补强,则采用公模板包住母模板的全周束子.如图37.模仁斜压块的取值: 斜压块的作用是对模仁施力使其定位于基准面一侧,所以斜压块的大小取值是跟模仁有着直接关系.如图3所示.注意:不管斜压块是否在高度H上显得特别大,请各位不要把其做得太矮小,以低
10、于PL面过多,其实只需下降1mm.8. SUP支撑柱的运用: 支撑柱SUP在模具设计时希望能引起足够的重视,从晋重一点的角度讲,如果SUP不够足实,就好比一个人生病不能担重荷,模具也不能承受高压注射,否则毛边甚至是溢料,因为模具的公模部分弹性变形.这样,一旦模具成型时尺寸不到位,将会给调机人员带来更大难度. 那幺,如何设置SUP的位置:8.1模具的进浇口附近,尤其是肓形浇口的附近,因为有许多的上,下盖,及掀盖,在采用肓形浇口进浇口产生了溢料,浇口附近注射压力太大.8.2靠破,插破面的正下方,一定要有支撑柱SUP8.3热流道系统模具中,母模板背后偷空部分亦应多布置SUP对分流板及母模板进行支撑,
11、因为此处注射压力极高,变形可能性极大.8.4在公模侧枕板之间必须要尽量有针对性的布置SUP,且保证公模的底部各个部位都有所支撑.8.5在模具比较小的情况下,布置大的SUP要注意不可以减弱顶出板的强度,防止顶了, 板由于SUP的偷孔太大太多而被损坏.9.入子拆法: 9.1拆入子的目的.9.1.1方便加工与维修模具是相当复杂的零件,在加工过程中,往往会遇到一些结构复杂,特殊的形状.这些形状加工困难,并且不易维修.对于这些形状,可以以拆入子的方法来降低其加工与维修难度.(例如图4所示) 它加工方法的问题点 放电:速度慢,要做电极,且做自然不易排气,难成形. 线割:成形周边与筋底没有贯通无法加工 铣:
12、由于刀具规格受深度限制,且加工不到位。 磨:筋需贯通9.1.2利于成型和脱模当成品中有较深的筋,或者其它不易成型的结构(例如图5,图6所示).这些结构在成型时易造成射不饱,烧焦,接痕等缺陷.拆入子可以相当有效地解决这一问题.入子四边的间隙不仅可以利于成品在成型时增加排气,并且也防止成品在脱模时可能出现的真空粘模情况. 图5中筋太深且太薄如果不拆入子很难充满,而且会烧焦 图6中若不拆入子容易出现包风现象,而且在顶出时会因真空而顶不出.如拆成入子可以改善上述情况9.1.3替换入子,增加模具强度在模仁或滑块等成型零件上有小面积擦破(或靠破)时,为了增强模具强度,提高模具寿命,可以把擦破(或靠破)部分
13、拆入子后,用较好的材料替代.图7中公模高出PL面的部分较薄且需插破故强度 9.2不够,将其拆成入子,用较好材料代替(比如NAK80, 弹簧钢)可以增强模具强度9.1.4节省料材,降低成本在模仁或滑块等成型零件上,当部分形状异常高出其它面时,或者不利于加工时,可以拆入子来节省备料,降低加工成本.图7中公模高出PL面的部分若不拆入子那公模备料多出一大截,而且加工也费时,成本将有很大的浪费 9.2拆入子的方法: 9.2.1拆入子的方法:(1) 入子的边界一般处于成型形状的较突出部分,如模具高出来的各式各样的台阶图8;或较深陷的部分如模具上的筋或卡钩,凹坑等.如图9.在较易加工的地方,是绝对不可以拆入
14、子的,因为那样的就直接切断了此处的水路流通,可以这样强调,拆入子是在加工条件不得已情况或拆了比不拆要节省明显的加工费有时才考虑.否则,应着重考虑模仁水路流通,请设计人员要有所着重. (2) 入子顶部的靠破不可以与成型面中重要尺寸重叠,以防止入子重要尺寸不到位而直接影响到靠破面的改动,造成补焊加工.如图8(3) 模仁全部为入子拼合式之拆法:特大的模具为了减少其加工周期,也为了方便加工,一般设计思路是将整个模腔分割成几个模块进行同步加工.如图10所示,那幺如何对其进行分割呢,考虑方面如下. 总体成型型腔区域的高度,将其有界分开备料不会浪费.比如说 “入子1”的整个成型区域象 “山区”.而 “入子3
15、”的成型区域象平原,海拔相差很大,此时则可以无条件分割,而且对水路的控制较有益.不会因为水路离成型面太远而力不能及. 成型型腔有较深的筋,从易加工性出发,也必须将筋处模仁分割,比如: “入子6”上有许多排加强筋,若作为自然模后,必须以较慢速度的放电加工,而拆成入子则可以单独取出,以较快的磨床加工为工艺,绝对事半功倍.再比如: “入子2”和 “入子3”之间有一根较深的加强筋,自然模仁加工时须放电,且电极需要很大一块料(板),费用极高,而拆成两块入子,则可以用侧面铣削加工的方法很快做成.综上所述,分割模仁的基本考虑点应是根据成型面和区域的高低面以及成型面上,较难成型的低凹部位,主要指筋.注意点:分割模仁的作法在作备料尺寸时,一定要求准确.并且要求以基准角定位加工,否则将造成一定的累积误差.(4) 加强筋的拆法:在成品的结构设计中,加强筋的出现实在是太寻常了,那幺,在模具之角度出发,应如何处理这方面的成型呢?在正常的处理方法上,当筋深已达到筋宽的5倍尺寸时,就可以考虑入子成型了,当然,在筋处考虑是否可以拆入子不但需从加工出发,更需从冷却角度出发,不可一味见到有筋就有入子拆法.这是不对的,设计人员请因事置宜,请参照图11. 另外,如图11中(b),该图标为先端走纸面的筋,在这些筋的端部因为要有走纸作用,所以在成品的表面要求
