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1、塑胶模具概念July 10 2009主办单位：上海工程一主办单位：上海工程一部讲讲 师：师：蕭弘智（Hsiao, Hiroshi）受训单位受训单位 :（工程一A部，工程一B部，开发二处，开发品保二处，客户质量一处，工程五处，国外5C部，工程六部及工程类相关单位）部级，课级，组级人员Inventec Confidential Page 2培训公约培训公约关关关关闭闭手机手机手机手机，关关关关闭电脑闭电脑不不不不迟迟到，不早退到，不早退到，不早退到，不早退不干不干不干不干扰扰，不睡，不睡，不睡，不睡觉觉保持开放的心胸保持开放的心胸保持开放的心胸保持开放的心胸专专注的注的注的注的态态度度度度快快快快
2、乐乐的心情的心情的心情的心情Inventec Confidential Page 3内 容 纲 要綱要：一.射出成型原理二.常用射出模結構介紹三.塑膠模具六大系統Inventec Confidential Page 4 注射成型是注射成型是熱塑性塑料制品生產的一種重要方法熱塑性塑料制品生產的一種重要方法。注射模塑不僅注射模塑不僅用於熱塑性塑料的成型用於熱塑性塑料的成型，而且已經成功地就應用於熱固性塑料的成而且已經成功地就應用於熱固性塑料的成型型一一一. . .注射成型注射成型注射成型（射出成型射出成型射出成型）-原理圖原理圖Inventec Confidential Page 5二.常用射出模
3、結構介紹1.兩板模2.三板模3.倒裝模4.多色模Inventec Confidential Page 61.兩板模結構介紹- 2D結構圖Inventec Confidential Page 71.兩板模結構介紹-兩板模3D模具開、合模動畫圖Inventec Confidential Page 8 與二板模相比較與二板模相比較在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的剝料板剝料板可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出. .2.2.三板模結構介紹三板模結構介紹定位環注口襯套 大拉杆 小拉杆 撥塊開閉器公模仁公模板上頂出板下頂出
4、板支撐柱上固定板剝料板母模板母模仁成品導柱回位銷定位塊(上)定位塊(下)模腳下固定板料頭滑塊Inventec Confidential Page 92.2.三板模的優缺點三板模的優缺點(1).1).澆口的位置可依成品形狀找到最優處澆口的位置可依成品形狀找到最優處(2).(2).澆口可以使用針點進澆來自動切斷澆口可以使用針點進澆來自動切斷(3).(3).流道面積大流道面積大制品廢料多制品廢料多(4).(4).模具分模行程大模具分模行程大而且不穩定而且不穩定需用較需用較大的成型機大的成型機(5).(5).成型過程中壓力損失大成型過程中壓力損失大(6).(6).模具結構復雜模具結構復雜價格高價格高容
5、易出故障容易出故障。Inventec Confidential Page 10母模母模公模公模由于成品的特殊結構由于成品的特殊結構或者成品的外觀需求或者成品的外觀需求致使進膠與頂出在致使進膠與頂出在成品的同一側成品的同一側這樣這樣的模具結構叫做的模具結構叫做-倒倒裝模裝模3.倒裝模結構介紹Inventec Confidential Page 113.倒裝模結構介紹上固定板上下頂出板模腳公模板母模板下固定板母模仁公模仁Inventec Confidential Page 124.多色模-注射成型原理加熱料筒啟閉閥齒輪回轉軸Inventec Confidential Page 13三.模具六大系統
6、 模具的模具的六六大系統為大系統為1.1.進膠系統進膠系統2.2.排氣與引氣系統排氣與引氣系統 3.3.成型系統成型系統 4.4.溫度調節溫度調節系統系統5.5.脫模與脫模與頂出機構頂出機構 6 6. .模座系統模座系統Inventec Confidential Page 141.澆注系統 澆注系統是指模具中從注機澆注系統是指模具中從注機噴嘴開始到型腔為止的塑料流噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道動通道。澆注系統在几大系統澆注系統在几大系統中最為重要中最為重要。設計澆注系統的設計澆注系統的基本原則基本原則在滿足塑膠產品品在滿足塑膠產品品質的同時質的同時還應有利于提高成還應有利于提高成型速度來縮短
7、成型周期型速度來縮短成型周期。構成構成如圖所示如圖所示, ,有主流道有主流道、分流道分流道、澆口及冷料井組成澆口及冷料井組成。從注射機從注射機噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路徑稱之為流道徑稱之為流道, ,其中其中, ,澆口套內塑澆口套內塑膠流道稱之為主流道膠流道稱之為主流道, ,其餘部分其餘部分稱為分流道稱為分流道。分流道末端通向分流道末端通向模穴的節流孔稱之為澆口模穴的節流孔稱之為澆口, ,在不在不通向模穴的分流道的末端設置通向模穴的分流道的末端設置冷料井冷料井。Inventec Confidential Page 151.澆注系統澆注系統的組成部分澆注系統主流道從注射機
8、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。冷料井用于儲存儲存前端冷料前端冷料的流道末端。Inventec Confidential Page 16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與注射機台的噴嘴相配合PLPL分模面分模面1. 1.澆注系統澆注系統-圖一圖一Inventec Confidential Page 17分流道橫流道澆口冷料井冷料穴1. 1.澆注系統澆注系統-圖二圖二Inventec Confidential Page 181. 1.澆注系統澆注系統-分分流道的流道的截面形狀截面形狀澆道
9、截面 說明 圓形冷卻速率最慢,低熱量損耗及低摩擦.正方形流動阻力大,較少採用.半圓形離模性佳.適用于分模面較複雜之模具.但是流動阻力大,較少采用.矩形優缺點近於半圓形澆道梯形容積高出圓形澆道較易加工,脫模.適用于多板模具廢料較多。三板模用三板模用圓形圓形矩形半圓形梯形梯形正方形公司常用公司常用Inventec Confidential Page 19優點優點：減少廢料減少廢料縮短循環時間縮短循環時間減少壓力損失減少壓力損失控制澆口痕跡控制澆口痕跡控制塑膠流動控制塑膠流動 1. 1.澆注系統澆注系統-熱流道系統的特點熱流道系統的特點缺點缺點成本高成本高結構復雜結構復雜精密度高精密度高Invent
10、ec Confidential Page 20單只熱流道-HOTSPRUE單只閥針熱流道-SINGLEVALVE多只熱流道HOTRUNNER1. 1.澆注系統澆注系統-熱流道系統的形式熱流道系統的形式噴嘴噴嘴澆口澆口氣道氣道分流板分流板Inventec Confidential Page 21熱流熱流道系道系統的統的組成組成部分部分 : :上固定板上固定板分流板分流板分流板的板分流板的板( (母模背板母模背板) )電器連接器電器連接器與母模板相連與母模板相連壓線板壓線板電線槽電線槽碳化的可插入的頭部碳化的可插入的頭部采用特殊的材料采用特殊的材料熱電藕熱電藕( (感應線感應線) )墊片墊片( (
11、非鋼材非鋼材散熱慢的材料散熱慢的材料中中空空作用是承受來自噴嘴的壓力作用是承受來自噴嘴的壓力噴嘴的身體噴嘴的身體( (主體主體) ) 熱流板的加熱線圈熱流板的加熱線圈( (柔性線圈柔性線圈或鑽孔或鑽孔然后用加熱棒然后用加熱棒) )小導柱小導柱比模具導柱小比模具導柱小作用是定位和保護作用是定位和保護( (裝在母模板上時裝在母模板上時先插入母模板先插入母模板避免碰傷避免碰傷) )熱流板的背板熱流板的背板夾模槽夾模槽背后的隔熱墊圈背后的隔熱墊圈1. 1.支撐支撐 2. 2.隔熱隔熱定位環定位環氣缸氣缸注口襯套注口襯套閥針閥針控制模溫的水路控制模溫的水路空氣隔熱槽空氣隔熱槽Inventec Confi
12、dential Page 222.排氣與引氣系統氣體來源A.進料系統和型腔中存在的空氣B.塑料所含水分蒸發.C.塑料分解產生氣體.D.塑料中某些添加劑分解或化學反應排氣的目的:減少造成制品的包風、燒焦Inventec Confidential Page 232.排氣與引氣系統-排氣槽圖示Inventec Confidential Page 24產品3.成型系統Inventec Confidential Page 25母模仁3.成型系統Inventec Confidential Page 26公模仁3.成型系統Inventec Confidential Page 274.溫度調節系統熱塑性塑料和
13、部分熱固性塑料注塑成型的過程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是將溫度較高的熔塑料的熔塑料通過高壓注射進入溫度較低的模具中通過高壓注射進入溫度較低的模具中經過冷卻固化經過冷卻固化從而得到所需要的制品從而得到所需要的制品。首先首先從生產效率的角度來看從生產效率的角度來看成型周期成型周期是成型中一個重要的環節是成型中一個重要的環節成型周期中成型周期中50%60%50%60%的時間用來對制的時間用來對制品的冷卻品的冷卻因此因此冷卻時間長短的重要性不言而喻冷卻時間長短的重要性不言而喻。同時同時制品應制品應保証最好的尺寸穩定性保証最好的尺寸穩定性最小的變形量最小的變形量最高的強度和韌性
14、最高的強度和韌性最完最完美的外觀美的外觀如何控制模具溫度如何控制模具溫度使型腔和型芯保持在與被成型制品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質量相適應的規定的溫度范圍之內最大限度地消除縶應力最大限度地消除縶應力改善改善塑料的物理性能塑料的物理性能得到高質量的制品得到高質量的制品是模具冷卻系統設計中的另是模具冷卻系統設計中的另一個重要環節一個重要環節。 模具冷卻系統包括模具冷卻系統包括冷卻水溫冷卻水溫模具溫度控制器以及加熱元件模具溫度控制器以及加熱元件等等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻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而且是要把在成型過程中型過程
15、中由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發掉由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發掉使模具保使模具保持一恆定的溫度持一恆定的溫度以便控制型腔塑料的冷卻速度以便控制型腔塑料的冷卻速度從而提高制品的從而提高制品的注塑性能和生產效率注塑性能和生產效率。Inventec Confidential Page 28A.A.冷 卻 的 基 本 原 理冷 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到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異熔體溫度和模具表面溫度的差異
16、以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。 4.溫度調節系統塑膠中的熱量來自於冷卻水路的交換熱輻射散熱對流散熱A散失到模板的熱量Inventec Confidential Page 29層流的溫度梯度 230063deg.C43deg.C23deg.C20deg.C塑膠/金屬的界面水 /金屬的界面冷卻液A.A.冷 卻 的 基 本 原 理冷 卻 的 基 本 原 理從模穴壁到水管壁的熱傳導: 冷冷卻卻系系統統行行為為也也受受通通過過模模具具材材料料到到達達冷冷卻卻水水管管的的熱熱傳傳導導的的影影響響。模模具具材材料料的的性性質質包包括括熱熱傳傳導導率
17、率、冷冷卻卻水水管管和和塑塑料料表表面面的的距距離離和和塑塑料料熔熔體體與與冷冷卻卻水水管管內內部部溫溫度度之之差差也也影影響響冷冷卻卻系系統統行行為為。水水管管距距離離模模穴穴越越近近熱熱量量移移走走得得越越快快然然而而把把它它們們放放置置得得離離模模穴穴過過近近會會產產生生模模穴穴表表面面溫溫度度的的局局部部變變化化除除非非增增加加額額外外的的水水管管減減小小相相鄰鄰水水管管的的距距離離。因因此此最最優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 4.溫度調節系統Inventec Confidential Page 30A.A.冷 卻 的 基 本 原
18、 理冷 卻 的 基 本 原 理從水管壁到冷卻介質的熱傳導: 冷冷卻卻系系統統行行為為也也受受從從模模具具材材料料到到冷冷卻卻介介質質熱熱傳傳導導的的影影響響熱熱傳傳導導受受冷冷卻卻液液流流經經模模具具材材料料時時的的紊紊亂亂程程度度、冷冷卻卻液液進進口口溫溫度度、冷冷卻卻液液的的性性質質及及冷冷卻卻液液的的流流速速的的影影響響。冷冷卻卻液液紊紊亂亂時時混混合合作作用用的的影影響響從從水水管管外外壁壁到到冷冷卻卻液液的的熱熱傳傳導導比比層層流流有有效效得得多多。過過大大的的紊紊亂亂會會浪浪費費泵泵功功率率而而且且沒沒有有獲獲得得更更大大的的熱熱傳傳導導能能力力。在在考考慮慮冷冷卻卻介介質質時時要
19、要確確保保成成型型廠廠有有能能力力提提供供足足夠夠多多的的冷冷卻卻液液體體積積在在足足夠夠的的壓壓力力下下達達到到所所需需的的流流速速并并在在一一個個溫溫度度和和所所需需的速率下釋放熱的速率下釋放熱。 4.溫度調節系統Inventec Confidential Page 31B.B.設設置冷卻水路的原則與注意事項置冷卻水路的原則與注意事項vv在模具結構及強度允許情況下在模具結構及強度允許情況下水孔直徑盡量大水孔直徑盡量大數量數量 盡量多盡量多冷卻才會愈均勻冷卻才會愈均勻vv水路距型腔表面距離應基本一致水路距型腔表面距離應基本一致且不宜太近或太遠且不宜太近或太遠vv當水路通過兩個鑲件時要設置當水
20、路通過兩個鑲件時要設置“ “O O” ”形環形環vv水孔接頭應設在不影響操作的一側水孔接頭應設在不影響操作的一側最好也不要設計在最好也不要設計在 天地側天地側。4.溫度調節系統Inventec Confidential Page 32手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式INOUTOUTOUTINOUTOUTINININ進澆點4.溫度調節系統Inventec Confidential Page 33vv下圖為一模四穴下圖為一模四穴四個四個INSERTINSERT模仁分別排等效水路冷卻模仁分別排等效水路冷卻 保証各穴冷卻效果的一致性保証各穴冷卻效果的一致性。 INOUTOUTININOUTOUTIN
21、4.溫度調節系統Inventec Confidential Page 345.脫模與頂出機構機構系統主要是為了讓成品能夠順利的射出成型得到理想的產品而設計的。以目前較常見之情形大致有1.為處理成品外部倒勾的機構(滑塊機構)2.為處理成品內部倒勾的機構(斜銷機構)Inventec Confidential Page 355.脫模與頂出機構(1). .滑塊滑塊(母模爆炸式滑塊) 母模爆炸式滑塊母模爆炸式滑塊簡圖如下簡圖如下( (合模時的情況合模時的情況) )： Inventec Confidential Page 365.脫模與頂出機構(2).斜銷(為處理成品內部倒勾的機構)Inventec Co
22、nfidential Page 375.脫模與頂出機構 制品顶出制品顶出是注射成型过程中最后一个环节是注射成型过程中最后一个环节, ,當制品當制品在模具中固化后在模具中固化后需要有一套有效的方式將其從模需要有一套有效的方式將其從模具中頂出具中頂出顶出质量的好坏将最后决定制品的质量顶出质量的好坏将最后决定制品的质量, ,因此因此, ,制品的顶出是不可忽视的制品的顶出是不可忽视的. . 且在頂出中不能使制且在頂出中不能使制品變形品變形頂白頂白破裂等損壞制品的現象破裂等損壞制品的現象。這種裝置這種裝置就是頂出系統就是頂出系統頂出系統有如下几類頂出系統有如下几類 1.1.圓頂針圓頂針2.2.扁頂針扁頂
23、針3.3.套筒套筒 4.4.頂出塊頂出塊 5.5.脫料板脫料板 6.6.斜銷斜銷 7.7.氣頂氣頂 。Inventec Confidential Page 385.脫模與頂出機構(1).圓頂針圓頂針圓頂針: :為最普遍最簡單的頂出裝置為最普遍最簡單的頂出裝置圓頂針及頂針孔都易於加圓頂針及頂針孔都易於加工工, ,因此已被作為標准件而廣泛使用因此已被作為標准件而廣泛使用。在加工較長的頂針孔時可采在加工較長的頂針孔時可采用距公模入子表面一段距離后改為擴孔的方式來減少頂針與模具用距公模入子表面一段距離后改為擴孔的方式來減少頂針與模具接觸面接觸面. .避免發生咬蝕以簡化模具制造避免發生咬蝕以簡化模具制造
24、. .頂針需淬火處理頂針需淬火處理, ,使其具有足使其具有足夠的強度和耐磨性夠的強度和耐磨性。在成品表面為曲面時應注意圓頂針的防轉在成品表面為曲面時應注意圓頂針的防轉。 其類型可分為其類型可分為單節頂針和雙節頂針單節頂針和雙節頂針Inventec Confidential Page 395.脫模與頂出機構(2).扁頂針 扁頂針扁頂針: :當成品空間較小當成品空間較小ribrib較深較深不易排部較合適的圓頂針時采不易排部較合適的圓頂針時采用扁頂針用扁頂針一般排部在成品一般排部在成品ribrib的底部的底部。扁頂針孔一般采用線切割扁頂針孔一般采用線切割加工加工, , 扁頂針需淬火處理扁頂針需淬火處
25、理, ,使其具有足夠的強度和耐磨性使其具有足夠的強度和耐磨性, ,扁頂針的扁頂針的形狀形狀( (如圖如圖)R)R角處增加頂針強度角處增加頂針強度. .扁頂針Inventec Confidential Page 405.脫模與頂出機構(3).套筒(頂管)套筒(頂管):當成品有boss時使用一般排部在成品boss的底部。成品套筒內芯套筒外壁螺釘鎖固形式壓板形式Inventec Confidential Page 415.脫模與頂出機構(4).頂出塊 在一些模具中,由於成品的側壁太深,極易包裹模仁產生很大脫模力.為使成品易於脫模使用頂出塊配合頂針的頂出結構。此側壁太深Inventec Confide
26、ntial Page 425.脫模與頂出機構(5).脫料板。 脫料板頂出適用於筒形塑件,薄壁容器以及各種罩殼形塑件的脫模頂出.這種頂出機構的主要特點是頂出力均勻,平穩,頂出力大,塑件不易變形,而且表面不留頂出痕跡,結構也比頂管脫模機構簡單,不需設置復位裝置,合模時靠定母模板分形面的推力即可使頂出機構復位.這種結構的缺點是型腔和型芯需分別設在定模和動模上,成型出塑件外形與內孔間的同心度較低。脫料板Inventec Confidential Page 435.脫模與頂出機構(6). .斜銷斜銷當成品中使用斜銷較多且其它地方不易排頂針時就可直接用斜銷來頂出成品。斜銷Inventec Confiden
27、tial Page 445.脫模與頂出機構(7).氣頂 。 氣頂出方式不論是在公模部份或母模部分，其頂出都很方便，不需要安裝推板.在頂出過程中整個制品的部均受同樣地的壓力,所以即便是軟的塑料,也可以在不發生變形的條件下脫離模具,通常氣頂出要求脫模斜度最小大於2，所以對於形狀復雜需要較大脫模力的制品，則無法滿足其要求。制品Inventec Confidential Page 456.模座系統導向導向裝置裝置作用：保証模具在進行裝配和調模試模時，保証公母模之間有一定的方向和位置。導向零件應承受一定的側向力，起了導向和定位的作用導向機構零件包括公母模板的導柱和導套(GP,GB)頂出板的導柱和導套等(
28、頂板導柱EGP).導柱頂板導柱頂板導套回位銷(RP)導套Inventec Confidential Page 466.模座系統定位定位裝置裝置 對于大型精密型及導向零件需要承受較大的側向力的模具通常要設置定位裝置。模板定位機構模仁定位機構。 1.模板定位裝置除模板上的四支導柱外還有定位塊(圖形如下頁)。 2.模仁定位裝置在模仁四周留出自然凸台和凹坑來相互配合防止模仁偏位(圖形如下頁) 。Inventec Confidential Page 476.模座系統定位裝置模板定位機構模仁定位機構定位塊導柱凸台凹坑Inventec Confidential Page 486.模座系統支撐支撐裝置裝置作用: 射出成型機的射出壓力很大,當兩模腳之間的跨度很大,公模板強度不夠時,公模板會產生撓度變形.使用支承柱(SP)就是在公模板底部構成許多的支點,最大限度地減小公模板變形.注意事項:SP 不能輿K.O.孔干涉; b. SP 不能輿頂針干涉; c. SP 不能輿頂管干涉; d. SP 不能輿斜銷座及其耐磨塊干涉; e. SP 不能輿鎖上下頂板的螺釘干涉; f. SP 不能輿RP,EGP干涉;g. SP 盡可能均布在進膠點四周且盡可能排大.支承柱(SP)Inventec Confidential Page 49結束語
