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1、一.概念,二.模具組成系統介紹,三.模具結構零件設計介紹,塑膠模具簡介,塑模模具種類:,射出成型模壓縮成型模擠壓成型模吹塑成型模真空成型模,注射模概念:,利用人力或傳送裝置將物料輸送到注射機的料筒內,物料受熱呈熔融狀態,然后在螺杆或活塞的推動下經噴嘴和模具的進料系統進入型腔,經充分冷卻后,物料於型腔內硬化定型.這個成型過程所需的成型工具.,壓縮成型 成型方法是先將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具加料腔中，然後合模加壓，使其成型並固化，從而獲得所需要的塑料制品。 壓縮模塑主要用於熱固性塑料的成型，也可用於熱塑性塑料的成型,中空成型吹塑模,吹塑成型法是把熔融狀態的塑料型坯置於模
2、具內，然後閉合模具，借助壓縮空氣把塑料型坯吹脹，經冷卻而得到中空塑料制品的一種模塑方法,吸塑成型法原理圖,吸塑成型法是把熱塑性塑料板(片)固定在模具上，用輻射加熱器進行加熱，當加熱到軟化溫度時，用真空泵把板(片)材與模具之間空氣抽掉，借助大氣壓力，使板材貼模而成型，冷卻後借助壓縮空氣使制品從模具內脫出,發泡的壓制成型原理,發泡成型法是先將發泡劑和樹脂、增塑劑、溶劑、穩定劑等混合研磨成糊狀，或經捏合輥壓成片狀，硬質制品也可以經球磨成為粉狀混合物，然後將其加入壓制模內，閉模加熱加壓，使發泡劑分解，樹脂凝膠和塑化，然後通入冷卻水進行冷卻，待冷卻後脫出半成品，再將半成品放入100C熱空氣循環烘箱或放入
3、通入蒸氣的蒸氣室內，使制品內微孔充分漲大而獲得泡沫塑料制品的一種方法。,由定模(母模)動模(公模)頂出導向冷卻流道支撐七個部分組成,模具結構組成:,模具結構原理,上固定板,母模板,公模板,模腳,下固定板,GP,EGP(頂板導柱),SP(支撐柱),定位塊,常見模具結構:,二 板 模,常見模具結構:,二板模: 由定模和動模組成,較為簡單;,常用兩板模結構介紹,2D結構圖,常用兩板模形式,兩板模開模合模過程,當模具架到注塑機上時母模側固定在注塑機前面板上是不可動的公模側可隨注塑機一起運動。 開模過程1.公模側在注塑機的拉力作用下與母模側分開分開到設定 位置時停止不動。2.在注塑機背杆的推動作用下頂出
4、板帶動頂出機構(頂針 頂杆斜梢)向前運動將成品頂出(自然落下或用機械手取 走)。 合模過程在注塑機的推動作用下公模側向母模側運動若回位銷 (RP)沒有預先拉回回位銷最先接觸母模側在反作用力的作用下回位銷將頂出板回位。公母模側完全合聚后注塑機開始注塑。,特殊兩板模形式,特殊兩板模的應用場合,為了實現成品倒勾的脫出結構需跑母模滑塊。在開合模過程中上固定板和母模板需相對運動一定距離而實現母模滑塊的運動使其脫離成品倒勾。 在結構上上固定板和母模板之間添加小拉杆限制上固定板和母模板之間的運動行程在公母模板之間加開閉器在開模過程中保証上固定板和母模板首先打開行程到位之后才打開公母模。,合模狀態,特殊兩板模
5、的應用場合,第二次開模及頂出狀態,常見模具結構:,三 板 模,三板模: 在二板模的基礎上加了一塊活動的板適 用於中心進料的多型腔模具,但相對於二 板模制造成本高,加工復雜,模具重量增 大,製造周期長;,典型的三板模比我們常用的兩板模多一塊剝料板多二次分型(共三次分型)在母模板與公模板之間裝有開閉器(分塑膠與機械兩種)這種裝置必須在外加拉力達到一定值時才會使公母模板分開以保證在三板模中公,母模板不首先分開。,三板模簡易形式,與二板模(大水口)相比較在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的剝料板可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出。,定位環,注口襯套,大拉杆,小拉杆,撥塊,開閉器,公模仁,公模板,
6、上頂出板,下頂出板,支撐柱,上固定板,剝料板,母模板,母模仁,成品,導柱,回位銷,模腳,下固定板,滑塊,三板模(小水口)結構介紹,料頭,定位塊,定位塊,三板模應用范圍,A一模一穴且要求側澆口進料或點進澆的大中型成品,如右圖所示由于成品較大必需設置圖示的橫流道因此需用三板模結構方可取出料頭,橫流道,進澆處,B一模多穴且求點澆口進料的成品,C一模一穴要求多點進料的成品,常見模具結構:,倒 裝 模,倒裝模,母模,公模,由于成品的特殊結構或者成品的外觀需求致使進膠與頂出在成品的同一側這樣的模具結構叫做-倒裝模,倒裝模,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,倒裝模的做動方
7、式,開模后靠油壓缸帶動頂出板前進和后退用RP確保回位定位。,連杆,油壓缸,倒裝模的做動過程,成型,開模,頂出,頂板回位,合模,常見模具結構:,熱 流 道,熱澆道工藝:,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,熱澆道工藝:,優點: 1).節約冷料回收費與人工. 2).節約切除冷料的修整工序. 3).縮短注射總周期,有利於快速注射 成型工藝之發展. 4).減少壓力損失,利於保證品質. 缺點: 1).結構復雜. 2).要求嚴格的溫度控制. 3).制造成本高,不適於小批量生產.,單只熱流道-HOT SPRUE,單只閥針熱流道-SINGLE V
8、ALVE,多只熱流道HOT RUNNER,熱流道系統的形式,重要部位,常見模具結構:,冷 卻 系 統,冷卻系統:,模具的有效冷卻將熱熔融狀態的塑料傳給模具的熱量盡可能迅速地全部導出.,冷卻方式: 水冷空氣冷冷凍水油冷.,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:,採用模仁循環水路直接冷卻其它形式:,水路配件介紹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,設計時應當注意保証其L值。,模板,模仁,“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
9、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).,常見模具結構:,排 氣 系 統,排氣:,在注射過程中,上模板與下模板配合時,型腔完全封閉進行塑膠注射,但由于型腔內空氣的存在對成型的品質有著很大的影響,填充不均勻,有氣泡等.,氣體來源: 1).進料系統和型腔中存在的空氣. 2).塑料所含水分蒸發. 3).塑料分解產生氣體. 4).塑料中某些添加劑分解或發生化學反應.,為保證成品質量,在不影響成型的情況下開設排氣結構. 1).在PL面開排氣結構. 2).中心頂杆排氣. 3).頂針排氣. 4).成型芯排氣 5).側型芯排氣,在PL面開排氣結構,成品,PL面,中
10、心頂杆排氣,中心頂杆,成品,頂針排氣,頂針,成品,成型芯排氣,成品,成型芯,側型芯排氣,成品,側型芯,常見模具結構:,澆 注 系 統,澆注系統:,由主流道,分流道澆口及冷料穴組成.,分流道(橫流道),澆口,冷料井(冷料穴),澆道尺寸之決定,成品體積大小與壁厚. 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,存積料管中的舊料,保障填充型腔原料的純度與性能.,冷料井:,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。,冷料井用于儲存前端冷料的
11、流道末端。,澆道狀態:,澆口形式,環形澆口,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。,為了不致使注口中心與模具中心相差太遠故采用傾斜式注口襯套,傾斜式注口襯套,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。,牛角澆口,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頂出困難。,常見模具結構:,其 它 部 份,RP(回位銷)功能在合模過程中首先接觸母模側使頂出板先回位保証頂出系統不會與母模側零件撞傷。常用材質SKD61(高頻淬火) 模具在合模時首先靠大彈簧將頂出板回位並帶動頂出機構回位，當RP頂部接觸到母模板時可以確保頂出板完全回位。常用的RP形式見
12、右圖，,常用RP形式,1,2,3,EGP(頂板導柱)功能主要是在頂出成品及頂板回位過程中對頂板起導向的作用。常用材質SUJ2 EGP的導向作用可以保證頂出板和各頂出機構的動作準確，順暢，避免頂出機構運動中有卡死的現象。EGP常用的兩種形式見右圖。,EGP常用形式,SP(支撐柱)功能支撐公模板使公模板在注射壓力下不會發生下凹等變形。常用材質S55CSP在排布時應遵循以下原則： 1.應避開斜銷，頂針等頂出系統。 2.在射壓較大的正下方應盡量多排SP. 并且SP盡量取大。 3.在滑塊的正下方排布SP.,SP的形式,STP(停止銷)功能減少頂出板與下固定板的接觸面積易調整頂出板的平面度。常用材質S45
13、C(HRC40-50)注口襯套功能將熔融塑料從注射機噴嘴導入模仁。常用材質SKD61(HRC52),注口襯套的常用形式,STP的常用形式,英制K.O尺寸,公制K.O尺寸,K.O孔的平面布置功能模具開模后機台的推杆通過K.O孔推動頂板頂出。機台的K.O孔位置是標准化的分公制和英制我們常用公制。注意K.O孔中心必須與注口中心一致,模具材料的選擇原則:,1).機械加工性要好. 2).無針孔和非金屬雜物等內部缺陷. 3).強度,韌性與耐磨性要大. 4).熱處理要容易,其處理后之熱變形要小. 5).表面加工性良好. 6).耐熱良好,熱膨脹系數小. 7).耐蝕性良好. 8).容易取得. 9).材質與價格符
14、合模具壽命與產品品質之要求水准.,常用模具材料:,模仁,入子: SKD61(熱理),NAK80,P20,8407,S136,HPM38 模板: S45C,S55C 模座: S55C,P20,NAK80 防銹品: ROMAX,縮水率:,因塑膠產品在成型冷卻后尺寸會縮小,要保証其尺寸要求,相應地將模具變大,這個差值就是縮水率.,PC塑料: 0.005-0.007 PMMA壓克力: 0.002-0.006 PVC塑鋼(軟,硬): 0.001-0.005 NYLON尼龍: 0.010-0.012,縮水率之決定是依成品之實際大小厚度形狀而定尺寸小厚度薄形狀均勻縮水小;反之則大.,針對以上關系,若整個成品
15、外觀面厚度為1MM,而背部加強肋有1.5MM在外觀面上就很可能出現凹陷,反光不均缺陷.,解決問題的方法就是: 1.在與成品接觸的哪一個區域的成品厚度應為實際成品 厚度的0.5-0.7倍之間. 2.射出成型後需作一定時間的保壓.使縮水降低. 3.成型時溫度不可過高,否則冷縮現象嚴重.,進膠從較厚部分注入較薄部分較容易,反之則會出現填充不飽和的現象.,模具相關知識,常接觸的模仁零件有公模母模入子斜梢滑塊定位環定位塊頂針耐磨塊模座頂出板扁梢.,公 模:,是成型成品反面結構,結構較復雜,對結構尺寸有裝配要 求,面粗度一般,一般由CNC加工到位ES清角.特殊要求除外.,母 模:,成型成品外觀面,形狀尺寸
16、及光潔度要求非常嚴格,一般情況下屬整體放電加工.或要求專門的機台加工.,入 子:,有母模或公模入子,為降低加工難度,易於更換,延長使用壽命,散熱,成品設計要求等作用.,斜 梢:,用於成型無法正常脫模及倒勾的成品部位(一般為垂直方向).斜梢之斜度大小取決於成品正常脫模,斜梢所須頂出之距離.,成品,斜銷 斜銷為成型倒鉤的處理方式之一其種類有1.整體式2.兩段式3.母模斜銷。 斜銷設計時應考慮如下几點A. 斜梢行程=倒勾距離+收縮量+安全值(1.53mm)。B.斜梢度 tg= C.檢查斜梢后退時是否有干涉。D.斜銷頂部偷料0.050.1mm E.一般斜銷的角度不要大于15度。,當成品中使用斜銷較多且
17、其它地方不易排頂針時就可直接用斜銷來頂出成品。,定位環:,功能主要是保証注塑機的噴嘴注口襯套同軸心否則兩者相接處不密合出現漏膠現象。常用材質S55C 定位環的規格與成型機是相對應的，英制和公制的機台上應該使用相對的定位環。所以在模具設計之初就要了解使用機台的規格，使用相應的定位環。另外，在特殊情況下可以設計公英制通用的定位環（可以互換）。,公制定位環,英制定位環,公英制通用定位環,滑 塊:,用於成型無法正常脫模的成品部位,如側面孔,凸台等.,成型頭部,定位塊: 當模仁的結構中有靠插破部位模穴較深產品質量要求較高。由于加工精度以及裝配關系公母模在合模過程中會出現錯位現象。而單靠導柱的定位精度(通
18、常為0.15MM)無法滿足而使用定位塊(通常為0.02MM)。 定位塊已經標准化有台灣規格DME公制DME英制MISUMIHASCO標准等。我們公司通常使用台彎規格在設計過程中定位塊的大小要根據模座的大小客戶要求來選定而不同的場合應選用不同形式的定位塊。場合一模仁型腔較深且成品 無插破的情況下使用 防止公母模仁錯位 而影響產品質量。,場合二成品有插破角而插破角 較小時使用防止精度 差而損壞插破面。這是 我們設計中最常見的場 合。,場合三當模具空間較小而成品有 插破角時但沒有空間裝 前兩種定位塊而使用 圓形定位塊。,定位塊常用材質SKD61 熱處理HRC52(表面研磨),滑塊成型過程:,母模座,
19、斜導柱,回位彈簧,成品部位,成品,此成品的兩個內孔也可以跑母模斜銷但用此結構可使開合模更順暢簡化模具結構。參考模號CM020152樹德(M110),插塊結構,頂 針:,功能是開模時能使塑件從動模上順利而迅速地全部頂出,頂針的頂面是成品面的一部份.頂針的位置及力量均衡較有講究,直接影響成型成敗,一般設計在公模面上.,成型頭部,套筒頂針 套筒(頂管):當成品有boss時使用一般排部在成品boss的底部。,模 座:,組合固定模仁與其它相關零件及機構,保障正常運作.,模穴,定位塊槽,耐模塊槽,過孔,滑塊槽,導柱孔其中一個孔有偏位,為防呆孔.,頂針過孔,“O”型環,由成型刀直接加工,頂出板:,固定頂針,
20、斜梢等機構.,耐磨塊:,作用於長期相互運動的機構處,提升耐磨度,降低成本.,熱處理,儲油槽,扁梢(扁頂針):,用於模具較難部分的成型和頂出,頂面結構是成型結構的一部份.,扁頂針:當成品空間較小rib較深不易排部較合適的圓頂針時采用扁頂針一般排部在成品rib的底部。扁頂針孔一般采用線切割加工, 扁頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性,扁頂針的形狀(如圖)R角處增加頂針強度.,常接觸的結構種類:,進澆口流道導柱頂針孔入子孔斜梢口靠肩定位孔滑塊座靠破面插破面扁梢口日期章口成品 PL面讓位孔減重孔外R角 C角外形棱線排氣槽深方槽字體工藝站角彈簧孔斜孔水孔溢料槽.,流 道:,將成品塑膠原料輸送到型
21、腔內的管道作用.重點在於流道順暢,減少塑膠流動阻力,流道的大小與型腔填充量成正比,尺寸及形狀由刀具保證.,進澆口:,俗稱溢口或柵門.建於流道與成形腔的中間區域,便於成型后流道塑膠與成品的脫離;處於成品較厚處;控制流量提升塑膠填充壓力,確保填充完整,均勻及成型質量.,扇型開向式,導 柱:,GP，GB(導柱,導套) 導柱，導套的作用是在模具開模，合模的過程中起導向的作用。導柱，導套合配得是否精確很大程度的決定了一套模具的精度，所以導柱孔，導套孔在模座加工中必須要做到準確無誤。另外，爲了防止模具組立時發生錯位的現象，通常會做其中一支導柱OFFSET的防呆形式。導柱導套在模具生產時會因爲摩擦生熱導致模
22、具溫度升高，因此大型模具設計時應該在導柱附近排布冷卻水路。,頂針孔:,位於公模面,位置及形狀公差要求不太嚴格,孔徑實配即可,不可太大否則會漏膠,尺寸公差一般為0.05MM以內,由鉸刀加工即可.頂針孔深度一般保証在PL面以下25MM即可,背部可作逃料加工.,入子孔:,一般由線割加工,精度要求較高,NC加工無法滿足要求,只加工預孔,非標准孔則由WE加工到位.,靠 肩:,用於定位入子,頂針深度方向的尺寸,故深度尺寸為加工重點.徑向尺寸不重要,只可大不可小,相對在工件上靠肩的位置不精確,不可以做基准加工使用.,定位孔:,位置定位,重要尺寸為與之被定位結構之間的尺寸精度.,滑塊座:,用於安裝滑塊成型零件
23、的底座,加工重點是滑塊的外形結構尺寸,定位滑塊成型零件的槽寬及槽深尺寸,以上限加工,便於合配.,靠破面:,非成型面,尺寸只可大不可小,否則成品會出現毛邊,定義為在公母模完全合配狀態下與成品面相鄰的相互接觸的面,沒有間隙,合模過程中X-Y平面內沒有相互運動的面,頂面或底面.,插破面:,非成型面,尺寸只可大不可小,否則成品會出現毛邊.,定義為在公母模完全合配狀態下與成品面相鄰的相互接觸的面,沒有間隙,合模過程中X-Y平面內有相互運動的側面.,扁梢孔:,配合肩梢使用,屬成品結構,頂出機構,適用於小型模具.,日期章孔:,放置日期章圓棒,屬於公模成品面上,屬于盲孔,尺寸按下限加工,進行過渡配合.,成 品
24、:,模仁中除靠破,插破,流道,澆口,對刀面定位面外都屬成品面.,PL面:,俗稱分(和)模面,以靠破面為多,它的位置是根據不影響成品外觀脫模及相關成品結構而定,有平面曲面形式,以此面將成品進行拆模,形成上下公母模,此面一般定在成品的最大截面處.,讓位孔:,俗稱過孔,只可大不可小,沒有配合及面粗度要求,只需讓過某些部位不產生合配干涉即可,模座上較多.,減重孔:,在不影響模具強度,裝配加工及成型的情況下盡量減輕模具的重量,無配合精度要求及面粗度要求.,外R角.C角:,R角為讓位作用,按理論直接加工到位即可,模仁上無粗精加工要求,只可大不可小,入子等零件須按尺寸精度加工另當外論.,C角為避免劃傷手,便
25、於裝配,安全.,外形棱線:,成品外觀棱線直接影響美觀度,十分重要.常為一條夾角線,由ES加工較為精致.,排氣槽：,排出型腔內的氣體，一般加工在靠破面附近。排氣槽為前半段和後半段，其深度分別為0.0150.03mm和0.20.5mm,加工中應根據客戶實際要求加工。特別針對修模工件。因存在變形，鉗工修打及多次裝夾等問題，尺寸有不一致現象,在此基礎上直接加工排氣槽，會出現深度不一致的現象，不符合客戶需求，太淺不宜排氣，太深會出毛邊，故應單個提刀加工，確保深度尺寸。,深方槽：,有時在模仁非成品處加直方槽，便於定位或其他作用，其方槽內會配入鑲件，用於合模導向.加工時應考慮角落正角或采用NC理論到位放電清
26、角加工，保證側面垂直度，便於合配.因為NC加工時會產生讓刀，無法到位。,字體：,為產品之商標或制造日期等，外形輪廓度較為重要，一般NC無法到位，由ES或雕刻加工。字體較小時，NC將其讓開不加工字體較大時，可作逃料，但需預留餘量以避免NC，ES基准不一致產生接痕現象。,水孔：,模具降溫;型腔內塑膠冷卻凝固;冷卻時形成回路;加工時不可與模具成品相破,也不可出現兩水孔相破,否則影響冰水的流程及冷卻效果;進出水處孔口不可倒角.,工藝站角：,某些模仁表面加工後均為3D曲面，無法平置，須留工藝站角，其目的主要是便於後續加工。,熱處理：較容易控制變形（用壓板） 磨床：大批量時可成批直接放於工作平臺加工，效率
27、較 高，無須單件虎鉗夾持加工，效率極低，無法滿 足交期要求。較大工件的方便裝夾.,彈黃孔：,放置彈簧。無特意尺寸要求，孔底可平可尖，一般為在滑塊上加工，作用是以便成型後滑塊有反作用力滑出，成品脫模。,斜孔：,一般為滑塊上加工，無特殊要求，由M加工到位，主要功用是限制滑塊的行程，滑出及滑入動作的准確無誤。,溢料槽：,有利於原料對型腔的完全充填，存積料管中的舊料,保障填充型腔料的純度與性能.無特別精度要求,常見於鎂合金模具。,為什麼公模較復雜？,因成品較薄，在背部必須存在加強作用部位，螺 絲固定部位，防縮水部位，成品部位就稍復雜。,2. 從模具設計上考慮，將盡量多的成品放在公模上， 有利於設計結構，方便成品脫模。,甚麼是“包風”?,基本上来讲，包封是指塑胶在射出时因无排气或排气不良时，使产品肉厚比较厚部位内部有真空气泡，壁厚差異太大.通常采用以下几点来改善： 1.增加排气槽。 2.调整肉厚，改变胶体流动方向，令多向流动的胶体 汇集到容易排气的地方。,充填不足,樹脂沒有完全充填到模具型腔角落,1. 樹脂的流動性不足，內壓不足。2. 可塑性不足。3. 氣體、空氣造成注射不足（逃氣）。,毛 邊,熔融樹脂流入模具的分割面和型腔的接合面等間隙成形後會發生毛邊。,模具生產流程圖,THANKS!,
