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1、技術手冊,富士康企業集團,CPBG成型廠,模 具 篇,整編:成型模具,前 言 在國際上,模具工業被稱為“工業之母”.鴻海集團於上世紀八十年代步入模具工業,並逐步將模具制造壯大成為集團的核心竟爭力.CPBG成型廠在多年的塑件成型加工中,發展培養了自己的模具維修,設計能力,形成了自己核心竟爭力.隨著成型廠生產規模的不斷壯大,新進同仁的加入,各階主管意識到訓練的緊迫性,故組織編寫了成型技術手冊.模具篇主要介紹了注塑模具的构造,模具設計,模具維修,模具材料,模具管理等方面的知識.希望通過本手冊的學習,同仁能更快更好地了解模具基本知識,從而為工作奠定堅實的基礎.由於時間及其它限制,難免有錯漏之處,敬請不
2、吝指正.CPBG成型廠 2003年10月25日,目 錄,一.注塑模結构簡介二.模具的維護三.模具設計簡介四.模具材料五.模具管理,一.常用射出模結構介紹 1.兩板模 2.三板模 3.倒裝模 4.多色模,第一部分 注塑模具結构,1.兩板模結構介紹-2D結構圖,1.兩板模結構介紹,-兩板模3D模具開、合模動畫圖,2.三板模結構介紹,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剝料板可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出.,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,3.倒裝模結構介紹,3.倒裝模結構介紹,4.多色模-注射成型原理,
3、二.模具六大系統,模具的六大系統為1.進膠系統2.排氣與引氣系統 3.成型系統 4.溫度調節系統5.脫模與頂出機構 6.模座系統,1.澆注系統,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動通道。澆注系統在几大系統中最為重要。設計澆注系統的基本原則在滿足塑膠產品品質的同時還應有利于提高成型速度來縮短成型周期。構成如圖所示,有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。從注射機噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路徑稱之為流道,其中,澆口套內塑膠流道稱之為主流道,其餘部分稱為分流道。分流道末端通向模穴的節流孔稱之為澆口,在不通向模穴的分流道的末端設置冷料井。,1.澆注系統,澆注系統的組成部分,1.澆注系統-圖一
4、,1.澆注系統-圖二,1.澆注系統-分流道的截面形狀,三板模用,1.澆注系統-澆口形狀,1.澆注系統-澆口形狀,1.澆注系統-澆口形狀,1.澆注系統-澆口形狀,圓環澆口及圓盤澆口,1.澆注系統-澆口形狀,1.澆注系統-澆口形狀,1.澆注系統-澆口形狀,重疊式（搭接式）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。,1.澆注系統-澆口形狀,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。,1.澆注系統-澆口形狀,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,1.澆注系統-澆口形狀,優點：減少廢料縮短
5、循環時間減少壓力損失控制澆口痕跡控制塑膠流動,1.澆注系統-熱流道系統的特點,缺點 成本高 結構復雜 精密度高,1.澆注系統-熱流道系統的形式,2.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,2.排氣與引氣系統-排氣槽圖示,產品,3.成型系統,母模仁,3.成型系統,公模仁,3.成型系統,4.溫度調節系統,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
6、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。,A.冷卻的基本原理,從塑料到模穴
7、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。,4.溫度調節系統,A.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。,4.溫度調節系統,A.冷卻的基本
8、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。,4.溫度調節系統,B.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
9、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。,4.溫度調節系統,手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式,4.溫度調節系統,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。,4.溫度調節系統,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。,4.溫度調節系統,5.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),5.脫模與頂出機構,(1).滑塊(斜撑梢滑块),(1).滑
10、塊(撥塊抽芯的滑塊),5.脫模與頂出機構,5.脫模與頂出機構,(1).滑塊(母模爆炸式滑塊)母模爆炸式滑塊簡圖如下(合模時的情況)：,5.脫模與頂出機構,(2).斜銷(為處理成品內部倒勾的機構),5.脫模與頂出機構,(2).斜銷,5.脫模與頂出機構,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需要有一套有效的方式將其從模具中頂出顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的顶出是不可忽视的.且在頂出中不能使制品變形頂白破裂等損壞制品的現象。這種裝置就是頂出系統頂出系統有如下几類 1.圓頂針 2.扁頂針 3.套筒 4.頂出塊 5.脫料板 6.斜銷 7.氣頂。,5.脫模與頂出機構,
11、(1).圓頂針 圓頂針:為最普遍最簡單的頂出裝置圓頂針及頂針孔都易於加工,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.避免發生咬蝕以簡化模具制造.頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性。在成品表面為曲面時應注意圓頂針的防轉。其類型可分為單節頂針和雙節頂針,5.脫模與頂出機構,(2).扁頂針 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.,扁頂針,5.脫模與頂
12、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。,5.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,5.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
13、內孔間的同心度較低。,5.脫模與頂出機構,(6).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。,5.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。,6.模座系統,導向裝置作用：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(
14、GP,GB)頂出板的導柱和導套等(頂板導柱EGP).,6.模座系統,定位裝置 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)。,6.模座系統,定位裝置,6.模座系統,支撐裝置作用: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
15、;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.,第二部分 模具的保養與維護,一.模具的維修 二.模具的保養三.模具的噴砂,1,模具維修流程,一.模具的維修,2.維修時机2.1模具點檢時發現潛在之品質隱患2.2模具零件損坏導致模具功能故障2.3產品的外觀或功能發生嚴重變異無法由調機改善.,3.維修通知3.1客戶抱怨通知單決定修模改善時,由製工開出.3.2由生產單位提出修模.3.3生產中,成型加工人員遇模故需停机修模,經模 修确認,由生產單位提出 修模.,4.模
16、具維修執行,4.1模具單位接異常模具時,分析原因,確定維修方案,並呈報主管后即可修模.4.2依拆卸與組立4.3凡客戶要求修模時應由製工開立后,模修依單作業.4.4凡維修作業超出模修能力范圍者,由模修提出,交接模具廠維修,模修單位在作好記錄.4.5模具維修完成后,模具單位應進行試模,确認產品結构功能及外觀OK交由品管進行修模初件作業4.6凡產品尺寸或組配受維修作業影響者,需將樣品交由製工人員再進行評估.,4.7製工人員依測量結果及實配結果作出評估,評估 合格經部門主管核准,將評估報告交模修結案.4.8凡需客戶承認才可結案者,由製工執行相關作業,待客戶承認后才可填寫評估報告進行結案.4.9模修單位
17、接評估合格之報告,會相關單位簽認並存檔與.以利以后追蹤.,5.維修工具,A 油壓車B 內六角扳手.2.5#-14#C 銼刀.D 氣動砂輪.E 油石.320#-1000#F 砂紙.G 拋光膏.H 冷焊機,6.維修种類與方法,(1).毛頭.(2).包風.(3).劃傷.(4).頂出不退(5).滑塊不退回.(6).咬花色差及斑點.,Check相關尺寸,補焊或 更 換相應模仁增開排氣或保養打磨受損模仁調試頂出系統,使之平衡調試滑塊,使之滑動順暢對咬花斑點處理:重新拋光.咬花.噴砂.,7.模具維修注意事項,7.1.維修后確認有無裝錯.7.2.維修后接初件確認.7.3.維修后切實記錄.維修內 部位,維修備品
18、更換況,7.4.不當的維修手法 a.組立偏差 b.工具使用手法不正确 c.模仁修配不當 d.打光手法不正确,7.5.維修紀錄 a.工作日志 b.維修記錄表 c.制程檢查表 d.品管確認 e.模具主管確認,二.模具的保養,1.目的:塑膠分解物殘留在模具表面及模仁上,循環冷 卻水使模具生銹,模仁磨損及腐蝕,為保證延續生產延長模具壽命,需要對模具進行定期保養.,塑膠分解殘留物.灰塵,循環冷卻水,模仁使用,髒,銹,磨損.腐蝕,保養,清潔除銹 切換模仁,保証模具正常生產,時機:,包風.脫皮等模具,未生產模具,按周期,維修性保養,點檢模具,細部保養,500萬模次10萬,2.模具的點檢,2.1.準備好點檢工
19、具(布,汽槍,黃油,煤油)接一模生 產中產品觀察有無不良,並留樣,與清模的對比2.2.按手動停機2.3.打開模具及前安全門2.4.用布沾煤油清潔公母模面及導柱,導套.2.5.按機台頂出鍵,用汽槍吹模面及模具頂塊.2.6.用汽槍吹母模氣孔或模穴.2.7.檢查公母模面螺絲是否松動.2.8.用布沾煤油清潔母模模腔.2.9.將導柱導套打少許黃油.2.10.切換自動生產.2.11.觀察產品外觀ok為止.2.12.記錄點檢內容於點檢表內.,3.模具保養的分類3.1每日保養 分定時模面清洁和每班保養(又稱點檢)3.2細部保養,(1).水管(2).模板 模溝(3).模仁(4).拆卸(5).組立,吹淨殘余冷卻水
20、,連接器除銹清潔除銹,排氣槽清理清潔模仁,切換腐蝕.磨損之模仁注意重要成型面保護及模仁的分模 面放量注意check模仁之好壞,按蘭圖check組立尺寸,4.模具保養注意事項,4.1.保養時機.4.2.無法及時保養時提特采申請.4.3.保養后確認.4.保養后初件確認.5.保養記錄,5.模具的保養範例,1.喷砂原理.,按喷射方式分为直压式和自吸式.1.1.直压式喷砂,是同一容器内使压缩空气和磨料边混合边喷射.这样使得压缩空气得到充分利用.而且空气流量和砂的流量都便于调节.适用于大面积清理等是直压式最大的特点.1.2.吸入式喷砂,即可利用压缩空气在喷枪内高速流动形成负压产生引射作用,将旋风分离器箱内
21、的磨料通过胶管吸入喷枪内,然后随压缩空气由喷嘴高速喷射到工件表面,产生凸凹花纹的加工工艺.成型部所用喷砂机为吸入式.,三.模具的噴砂,2.喷砂磨料.,白钢玉,玻璃砂,玻璃珠,不锈钢丸,钢砂,钢丸,黑钢玉,黑碳化,硅塑料砂,陶瓷砂,棕钢玉,2.1.磨料的种类.,2.2.成型部现用砂粒的种类及号.,棕剛玉 20#,30#,60#,80#,100#,150#,220#玻璃砂 120#,100#-J,3喷砂条件.,影响喷砂加工的主要参数:(1).磨料种类.(2).磨料粒度.(3).喷射距离.(4).喷射角度.(5).喷射时间.(6).压缩空气压力.,PS2喷砂条件.,备注:保养砂由棕钢玉150#与12
22、0#玻璃砂按2:1混合而成,PS1喷砂条件.,4模具喷砂作业流程及注意事项.,喷砂流程图:,喷砂准备,包扎,包扎檢查,喷砂,喷砂表面檢查,防锈,OK,OK,NG,NG,圖示範例.,5.喷砂准备.,5.1 确认喷砂部位与花纹规格.范例:,5.2.准备喷砂工具.,棉花,三氯乙烷,刻板,美工刀,鑷子,直尺,膠紙,塗膠,油石,封箱膠布,台燈.,5.3.包扎作业.,(1)用三氯乙烷清洗模面.(2)选用胶布.黄胶布用于100以下的砂粒；白胶布用于100以上的粗砂粒；封箱胶布用于模面外围大面积包扎.(3)模仁包扎.(4)模面清潔.,5.4 包扎注意事项：,侧壁不做花纹,正面须做花纹时.应 注意粘侧壁时胶布边
23、缘离正面的 距离应是所做花纹用到砂粒的高 度.模具边缘和尖角的包扎是否到位.包扎完后胶布边缘的胶应擦去,以 防止灰尘粘上.有雕刻字體需包紮時,可用塗膠填 塗字體.,5.4.包扎範例：,包紮區,模面外圍用封箱膠布包紮,5.5.包扎檢查.,包扎部分是否正确.膠紙是否貼合嚴實.字體是否包紮到位.模具边缘,尖角保护是否安全.,注意此處字體包紮,6.喷砂.,6.1 清喷砂机,去除 残留砂粒.6.2 喷砂条件的確認.,6.3.喷砂.,6.3.1 喷枪的控制：喷枪离模面的距离应在5cm10cm.喷枪进砂量及喷枪移动应注意掌控.6.3.2 喷玻璃砂时需检查是否受潮有结块应将其柔碎.玻璃砂吸湿性强,过久放置会影
24、响亮度.,7.喷砂注意事项:,第一道砂粒型号和气压控制整个花纹的深度.砂要均匀的射于模面,时间不可太长,否则就会把开始做出的花纹山峰打塌掉.侧面花纹应比正面低一个层次,喷侧面时砂粒应順着脱模方向喷在上面,以防止拉花.喷砂的时间不能太长,特别是玻璃砂.以免出现材质不均的印记或补焊印.,喷砂表面檢查.,表面花紋,光澤是否一致.表面有無油印,黑點,砂眼等缺陷.將噴砂面傾斜3070度搖擺觀察,有 無陰陽面和材质印.,防锈.,噴砂表面檢查後需立即噴油性防銹油 TOP.(2)模仁清潔.用去漬油洗去表面沙粒,污垢.去毛刺.相對應側面會有毛刺,用1000#油 石平推去除.(4)用去漬油再次清潔模仁.(5)噴幹
25、性薄层防銹油防锈.,8模具表面有补焊的喷砂技巧.,當噴砂面有缺损,需補焊時.應選用與模仁相同材料,補焊後應回火處理,消去材質間的內应力.补焊面用挫刀,油石接平.注意观察有无沙眼.采用原始条件喷砂,注意棕钢玉100#以下的砂粒,喷射时间不益过长.玻璃砂只需将表面亮度,光泽调节一致即可.过长时间的喷射会使补焊处的光泽与表面不一致,形成补焊印.在生产中有补焊的喷砂面需喷砂清洁,除锈时.喷射棕钢玉220#于补焊位置时间应尽可能的缩短,光泽一致即可.对经过长时间生产的模面,可将脱模时对产品有较强拉力的侧面包扎后,用粗一号的砂喷射底面.例如用150#的棕钢玉来代替220#的棕钢玉.,10模具表面拉花处理.
26、,可以在喷砂后用2500以上的砂纸均匀的打磨喷砂表面,以去掉喷砂面上过尖的花纹山峰.一般看模面的拉花程度,选用油石或砂纸,砂纸用1000左右把拉花表面的花纹山峰磨到发亮,然后用100的棕刚玉,气压3kg再喷清模砂即可.对较大的拉花,需要将整个表面打光加大脱模斜度.喷射时砂粒应順着脱模方向喷在上面,以防止拉花.,11咬花,噴砂面的維護.,生產中咬花,噴砂面的維護.11.1 拉花.11.2 邊緣劃傷.11.3 面的劃線.11.4 邊緣壓凸.11.5 油光,燒焦,除锈.,11.1.拉花.,產生原因:(1)噴砂後脫模斜度不夠,噴砂面凹凸不平.(2)模具本身結構不當,在成型過程中模仁變形.(3)開模過程
27、中非咬花面粘附力不夠,至使產品變形拉花.處理對策:(1)用2500#砂紙剪成小方塊,用手指按住,輕輕在拉花部位順脫模方向來回打磨.(2)在處理時確認模具各部分強度.(3)增大非咬花面之粘附力.例如在相应的公模成型处喷砂.,11.2.邊緣劃傷.,產生原因:(1)模具在生產中,經過多次高壓鎖模使邊緣 產生毛刺.(2)模具邊緣由於有塑膠粉塵或其它異物,使 其合模時模具邊傷.處理對策:(1)用2000#或2500#砂紙沿模仁邊緣輕抹即 可.(2)用塑膠油石與模仁保持815度角沿壓傷 邊緣,輕輕打磨.,11.3.面的劃線.,產生原因:由於模具在生產中,發生異常,而再處理時未按要求作業,將咬花面划傷.處理
28、對策:(1)要求所有人員在處理異常時必須按要求作業.(2)對较浅的划傷可喷100#220#棕钢玉砂.(3)有明显的凹坑时,应打光接平表面后用原始条件噴砂,如表面是咬花面的则需重新咬花.,11.4.邊緣壓凸.,產生原因:模具在生產中,塑膠粉塵或模具插傷之鐵粉,掉落於模具分型面使其合模時將模仁邊緣壓凸.處理對策:(1)對較小壓凸部份直接打光,噴砂.(2)對較大壓凸部份采用敲擊模仁另一側,補焊后打光喷砂.,11.5.油光,燒焦,除锈.,產生原因:(1)由於模具排氣不暢或原料中有雜質使模仁咬花面變黑或變為其它顏色.(2)咬花面上由於有水,使其表面生锈或產生油光.處理對策:(1)對輕微之油光,燒焦直接用
29、棉花沾三氯乙烷擦試即可.(2)若直接擦試不行,須將咬花面噴砂清洁及增加模具排氣.(3)對较浅的锈迹可喷220#棕钢玉即可除去.过深的则需打光.,12.維修中咬花,噴砂面的維護.,12.1 模具拆卸與組立.12.2 模仁保養.12.3 合模.,模具拆卸與組立注意事項:,(1)在拆卸與組立過程中,注意力一定要集中.(2)注意在拆卸與組立過程中不能傷到咬花面.(3)取“T”型螺絲,要雙手操作避免螺絲掉落傷到模具.(4)已拆卸之模仁要放在安全的地方,並加以保護.(5)咬花,喷砂面的擦拭必须用棉花.禁止用麻布等物品.,模仁保養注意事項:,(1)非成型面用油石去除鐵銹時,應注意油石不 可傷到咬花面.(2)
30、保養后用去漬油清洗,並立即用氣槍將模仁 表面結霧即水珠吹干後防銹.(3)咬花,喷砂面脏污可有棉花沾去漬油或三氯 乙烷擦拭.,合模注意事項:,(1)合模前應該將模具公,母模之分型面擦試 乾淨.(2)合模後再打開模具,檢查插破部位是否有 插傷.,第三部分 模具設計,一.基本步驟:二.澆註系統設計三.排气系統設計四.脫模系統設計五.冷卻系統設計六.模流分析,一.模具設計基本步驟,檢視塑膠藍圖(視圖位正确性与線條.文字的擬清)2.C.A.E的投入(分析進澆點.排气位置.熱應力.翹曲 等流 動狀態);規划模具LAYOUT(CAV數.進澆方式,頂出方式.加工性);4.射出机台大小與周邊設備選用模具設計工具
31、的選用(AUTOCAD.IDES等電腦畫 圖軟件);6.縮水值的確認(不同塑膠有不同的縮水率,X.Y.Z 軸方向並不同7.模座形式選用(三板模,二板模或熱澆道等);模具LAYOUT擺置確認(以專案方式研討編號確 認標準化的運用);9.分解模仁零件10.標示尺寸11.出圖再確認,二.澆註系統設計,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。,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。,.流道設計,A.低 流 動 阻 抗B.成 型 周 期 短C.均 一 的 填 充D.后 處 理 容 易,2.流道形狀的選擇,下圖所示為各種流道之
32、斷面形狀,一般以流道截面積與流道周長比值來表示流道之效率,由圖知以圓形之效率最高,但基於加工性的考慮,則以梯形,半圓形之使用較廣.,32,1.流道設計原則,3.流道平衡的選擇,指在多模穴模具中由引料接頭入口至多模穴 的尾端所造成的壓力損失均相同,壓力損失相同才可使各模穴同時被填滿,如此可避免因 不同時飽模而造成之過飽模之現象,有助於成品品質之改善.,33,4.流道壓力損失計算,A.圓形流路,B.方形流道,Q:充填速率 CM/SECR:圓形流路半徑U:熔融體之粘度L:流動距離W:方形流路寬度H:方形流路厚度,5.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
33、具之運作范圍.塑膠性質,6.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,以避免流速及加熱時間不均,造成殘餘應力累積.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.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.面積,體積比應保持愈小愈好.一般而言,塑件尺寸大或肉厚大往往須將澆道變粗.儘可能使得成型品各部份同時充填.,.澆口設計,1.澆口種類,2.矩形邊緣澆口設計,L=1.3mmW=w=澆口寬度 mmA=型腔表面積 mm2 n
34、=材料常數0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVC澆口厚度t=零件壁厚h1=n t h2=wh1/D,3.扇形澆口設計,4.重疊式澆口設計,5.凸耳澆口設計,6.針點澆口設計,L=0.5 0.75 mmd=澆口直徑(mm)t=零件壁厚(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVC,7.潛伏式澆口設計,四.排 氣 系統 設 計,b.成 型 芯 排 氣,a.分 型 面 排 氣,1排氣結構的作用
35、在塑料熔體填充注射模腔的過程中模腔內除了原有的空氣外還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發而成的水蒸氣塑料局部過熱分解產生的低分子揮發性氣體塑料助劑揮發(或化學反應)所產生的氣體以及熱固性塑料交聯硬化釋放的氣體。這些氣體如果不能被排出模腔將會影響制品成型以及脫模后的質量。因此在設計模腔結構與澆注系統時必須考慮如何設置排氣結構以保証制品不因排氣不良而發生質量問題。,c.中 心 頂 杆 排 氣,e.頂 針 排 氣,35,d.側 型 芯 排 氣,2排氣槽的形式 排氣槽最好加工成彎曲狀其截面由細到粗逐漸加大。這樣可以降低塑料熔體從排氣槽溢出時的動能同時還能降低塑料熔體溢出時的流速以防發生工傷事故。3排氣槽
36、的開設位置 一般需要在試模后才能確定下來但對大型模具也往往需要在試模前開好排氣槽經試模后再行修制。開設位置遵循原則 A排氣槽不應朝向機器操作側開設以防因溢料發生工傷事故。B排氣槽應盡量開設在塑料熔體最后才能充填的模腔部位如流道或冷料穴的終端。C排氣槽最好開設在分型面上這樣可使排氣槽處溢出的塑料飛邊隨制品一起脫模。D為了便于模具加工以及清模方便排氣槽應盡量開設在凹模一側。,4排氣槽的尺寸 排氣槽的寬度可取1.5-6深度以塑膠熔體不溢進排氣槽為宜其數值與熔體粘度有關一般可在0.02-0.05范圍內選擇。,5間隙排氣 對與中小模具可以利用分型面間隙或其他配合間隙進行排氣而不另設排氣槽。利用間隙排氣時
37、間隙大小和排氣槽一樣以不產生溢料現象為宜其數值與熔體粘度有關通常可在0.02-0.05內選擇。,五.脫模系統 設 計,制品脫模是注射成型过程中最后一个环节,當制品在模具中固化后需要從模具中脫出脫出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的脫模非常重要,且在脫模過程中不能使制品有變形,拉傷,頂裂等不良現象。這就需要有一個脫模系統脫模系統有如下几類 1.滑塊機構;2油壓(氣壓)退模裝置;3頂出機構,1.滑塊機構:射出成形加工模具分為動模與靜模兩大部份,射出後成品附著 在動模側,再由机台及模具上的頂出機構將成品頂出.如果成品上面有側方向的孔或凸起形狀,以致成品附著在動模側而無法順利頂出;為使頂出機
38、構能順利將成品頂出,必須利用側方向移動滑塊機構,先將心型(孔及凸點)退出再做頂出動作.以下列出一些滑塊的圖例供參考:,(1).外滑塊基本圖例:,凸點滑塊,基本滑塊結構圖,(2)外滑塊細部結構:如圖表示成品外部弧形與滑塊分割線相關位置圖,(3)滑塊細部尺寸:依倒鉤深度決定滑塊行程,斜梢角度,斜梢尺寸.,(4)滑塊及壓塊結構:1).斜梢及分割式壓緊塊機構如圖所示,精度高 調整易,2).斜梢,滑塊及一體式壓塊結構,如圖,一體式壓塊強度佳,不易變形,使 滑塊有較佳的密合效果,但壓塊斜度,尺寸 的調整則較困難.,(5)內滑塊頂出機構:,(6)拉梢及拉板驅動機構,(1)油壓(或汽壓)退模裝置,如圖:,(2
39、)相向滑塊退模機構,如圖:,2.退模裝置:,3 成品頂出機構:(a)套簡頂出:(b)外緣頂出:(c)內部頂出:(d)剝料板頂出:(e)強制頂出:(f)內縲頂出:(g)二段頂出裝置:(h)三板模頂出:,六.冷卻系統 設 計,設置冷卻水路的作用 1控制模溫以提高塑件質量主要表現在對表面光潔度殘余應力結晶度熱彎曲的影響。2縮短成型周期成型周期80%要用于冷卻模具設計良好的冷卻系統對提高生產率十分必要。3冷卻大型滑動件避免卡死。,模具冷却系统包括冷却水道模具温度控制器及加热组件等。,設置冷卻水路的原則與注意事項1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2水路距型腔表面距離應基本
40、一致且不宜太近或太遠3當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環4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。5水孔不宜排布于螺釘正上方6水孔距頂針孔入子孔螺孔等不宜太近不小于3mm7一般不在塑件熔接的地方設置水路避免影響制品強度8盡量避免從成型面及側壁打水孔9水孔不可與任何物件干涉,10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11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12制品较厚的部位应特别加强冷却,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
41、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。,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,否則冷卻難以形成紊流狀況。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。,進出水孔間距應在27mm以上才
42、有空間連接水孔接頭。模仁水孔間距理論應為其直徑的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。冷卻水路的出水口不可正對注射機的拉杆以免造成水管安裝困難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銅棒一端接到模板水路。對與不同的模具可能水路的進出口有不同的要求如雙射模水路的接口必須接在模具的旋轉中心不能接在外側。對于大型模具(成品是大型平板)公母模側水路應呈井字形排布。,其它實用設計要點,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。,採用
43、模仁循環水路直接冷卻其它形式:,七.模流分析,(一)模流分析:膠料由熔融狀熊流入溫度較低的模具內,一部份的熱量被模具的冷卻帶走.在充填的過程中,為使膠料能很順暢的模具內流動,模具的溫度必須加以探制,模溫太低,將阻礙膠料的流動,尤其是粘度高的桔晶性樹脂,更須一定的模具溫度.當充填完成後,為了縮短成形週期,希望成品能的硬化並從模具內立即取出,模具溫度最好能急速的冷卻.急速冷卻的時間應從澆品冷卻固化後開始.實際上使用的冷卻水一直在循環,真正急速冷卻的瞬間,應從開模時才發生.(此時澆口早已固化)在充填過程中粘度影響膠料流動.粘度的大小與膠料別,流道截面積大小,模溫度高低有密切關係.如何改善膠料在充填過
44、程中的流動性,是品質,成本成敗的關鍵.,1 充填過程分析:,1)流動距離:不同的材料有不同的流動比(L/t),也就是有不同的流動距離,流動比(L/t)如表:,任何膠料,在不同的料溫,模溫,射出壓力,射出速度,肉厚,形狀之下,都可能影響其流動距離大小.超過此极限,一定會有流動不良,短射,流痕的現象發生.尺吋不足,縮水凹陷很難避免.,2)射出壓力:不同的膠料有不同的射出壓力.在模穴的壓力稱為有效射出壓力,如下表所示:,當膠料充滿模穴時,如立即停止射出的動作,不再加壓(保壓),成品卻固化後,一定會有嚴重的縮水凹陷現象.在膠料充滿模穴後,必須加以適當的壓力(保壓)以提高熔融膠料的密度.,保壓過當:因保
45、壓使模穴的內壓急上升.又因膠料是一种高分子熔融體,有很大的可壓縮性,因此保壓适當,將造成成品毛頭,變形,尺寸過大,重量過重,同時亦可能產生脫模不良,頂出白化,頂變形,龜裂的現象.保壓不足:保壓不足製品會有嚴重縮水,尺吋不足,表面凹陷的現象.保壓時間:保壓結束時,製品內部中心處的溫度很高,如系熔融狀態,因受到很大的內壓,如果保壓不再持續則熔融的膠體會有逆流的現象,因此保壓必須持續到澆口確實固化後才可去除.在充填過程中的波前為一等壓線,此等壓線的波前壓力接近於零.,膠料流動速度直接影響等壓線與等壓線之間距,間距越大表示流動距離,流動速度較快.反之則較慢.射出壓力大小與等壓線之間距無關.保壓大小與保
46、壓時間的切換點,決定成品的尺寸精度.,3)充填壓力:射壓力系指噴嘴處膠料的壓力.膠料經噴嘴流經澆道,流道,澆口會產生很大的壓力損失,壓力損失越 大產生摩擦熱越大.充填壓力就是有效射出壓力.有效射出壓力=射出壓力-流道中的壓力損失成品肉厚小者充填壓力較大.,同樣的流動比(L/t),當成品肉厚大時,所需的充填壓力較小(如圖):,充填速度為Q流路截面積為A流動速度為V則Q=VA,當Q為一定,膠料通過澆口時的流速很快,澆口附近會有噴流或流痕的現象.Q=VA Vi d1t=V2d2t V1:V2=d2:d1 Q=VA V1 Wt1=V2Wt2 V1:V2=t2:t1 即膠料通過較薄的t2時,會產生加速的
47、作用,如何防止加速產生的不良為關鍵技術,充分分析了解膠料的流動速度與面品,開關厚度的關係,以及澆口型式,澆口位置對流動速度的影響,在實際設定成形條件時有很大的幫助.並且也可協助我們對已產生的不良點,在成形條件上做正確有效的改善.配合製品形狀,厚度變化,澆口位置,做速度的多段調整.速度的大小,速度段數,速度大小切換點為影響製品表面精度的關鍵技術.速度的變化系在充填過程中完成,波前的等壓線在成形過程中並不會移.動因此可以確認充填速度,流動速度直接影響製品表面品質.,(2)冷卻過程分析,1)膠料由熔融狀熊進入模具內,一部分的熱量被模具帶走.膠料冷硬化 後再由模具內取出.充填過程的時間很短,為求膠料流
48、動順暢,希望有較高的料溫,模溫.充填完了希望膠料能迅速冷卻硬化模具內取出.2)整個作業中,應把模具視為一部熱交換機,而不能當做一部冷卻機.因此必須做好模溫控制系統.3)較高的模溫:使冷卻時間延長,如果冷卻時間不足,會造成成品的縮 水,凹陷或變形.但較高的模溫,使成品緩慢冷卻而能得較均勻及充 分的收縮,減少成品的變形.,4)較低的模溫:冷卻時間縮短,成形週期也大幅縮短,產能提高,成本降低.但因迅速冷卻,收縮時間較短,造成成品不完全的收縮,因此有較小的收縮率,有較大的成品尺寸.對結晶性樹脂,因模溫較低,冷卻速度快,阻礙收縮與結晶化的進行.將會因環境的變化產生二次收縮與二次結晶.5)模溫不平均:因成
49、品收縮與結晶化的不平均,收縮率較大的部份有較謫的密度,造成尺寸的不均一及變形彎曲及較大的縮水.溫度高的一側有較大的收縮量.模溫不平均的原因及其解決對策為達到精密成形的關鍵技術.,一.常用模具材料簡介 1.種類:1.1低碳低合金鋼 1.2碳素結構鋼;1.3合金結鋼;1.4合金工具鋼;1.5時效硬化鋼;1.6耐蝕鋼.2.低碳低合金鋼 2.1含碳量低,合金少.C0.25%,合金5%.2.2冷擠壓加工,滲碳及淬火,回火,無需切削.2.3本部門不用,不予細講.,第四部分 模具材料簡介,3.碳素結構鋼:3.1含碳量0.50.6%3.2用途:模板等不重要部件 3.3有一定的強度和硬度 3.4中.日.美牌號對
50、照規則:中:55#日:S55C 美:1055,4.碳素工具鋼 4.1含碳量較高,硬度較好 4.2淬透性不好,韌性不佳 4.3可用於一些不重要部件如導柱,回位銷,頂杆等 4.4中日鋼牌號對照:T7=SK7 T10=SK35.合金工具鋼 5.1特點:高硬度,高耐磨,有一定的韌性 刀具鋼 冷作模具鋼 5.2工具鋼 模具鋼 量具鋼 熱作模具鋼 5.3冷作模具鋼之特點:含碳量較高,高硬度,高耐磨,韌性較差冷作模具鋼之用途:形狀不複雜,精度要求不高的模餐或模具部件.鋼號:日本 美國 Cr12 SKD1 D3 Cr12M0V SKD11 D2 Cr5M01V SKD12 A2 CrWMn SKD31 O7
