产品设计与模具结构教材2.pptx
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1、产品设计与模具产品设计与模具(mj)结构结构 -刘燕武刘燕武第一页,共42页。这节课我们(w men)将学到什么?1、模具常规结构介绍 2、模具各组成部分的功能 3、常见产品不良(bling)缺陷分析及改善措施 4、产品结构设计与常见不良(bling)的关系第二页,共42页。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍一、模具大体结构可分为三种:大水口模具;细水口模具、简化细水口模具。一、模具大体结构可分为三种:大水口模具;细水口模具、简化细水口模具。1、大水口模具:是我们应用最多的一种,其优点、大水口模具:是我们应用最多的一种,其优点(yudin)是:模具结构简单、注塑生产效率高、模具制造成本是:模
2、具结构简单、注塑生产效率高、模具制造成本低等特点;其缺点是:产品进胶口位置的选择受到一定的局限性、前模不能用机械式来满足产品的抽芯动作(例:前低等特点;其缺点是:产品进胶口位置的选择受到一定的局限性、前模不能用机械式来满足产品的抽芯动作(例:前模行位、缩呵等)。模行位、缩呵等)。1)面板2)A板3)B板4)垫板5)模脚6)頂针定位板7)頂针固定板8)底板9)模仁10)定位環11)唧咀12)导柱13)导套14)水口(shu ku)钩针15)頂针16)回针17)垃圾钉第三页,共42页。2、细水口模具:、细水口模具:A、优点是:可任意选择产品、优点是:可任意选择产品(chnpn)进胶口位置、能满足前
3、进胶口位置、能满足前模机械式的抽芯动作;模机械式的抽芯动作;B、缺点是:模具结构较为复杂、缺点是:模具结构较为复杂、注塑生产效率低、模具制造成本注塑生产效率低、模具制造成本高、水口料多等特点。高、水口料多等特点。模具模具(mj)结构介绍:结构介绍:1)面板(min bn)2)水口板3)3)A板4)4)B板5)5)垫板6)6)模脚7)7)頂针定位板8)8)頂针固定板9)9)底板10)10)模仁11)11)定位環12)12)唧咀13)13)导柱14)14)导套15)15)导套16)16)頂针17)17)水口钩针18)18)限位螺丝19)19)拉焊20)20)流道钩针21)21)固定螺釘22)22)
4、連桿3、简化细水口模具:特点是与、简化细水口模具:特点是与细水口模具基本一致。区别是细水口模具基本一致。区别是后模少了后模少了4根导柱定位效果比细水根导柱定位效果比细水口模具差、后模不能做推板顶出口模具差、后模不能做推板顶出(注:可做推块或小推板)及缩呵(注:可做推块或小推板)及缩呵动作。动作。第四页,共42页。二、模具二、模具(mj)行位(滑块)行位(滑块):1、机械式行位与非机械式行位(油缸)的区别:机械式行位比非机械式行位生产周期短、模、机械式行位与非机械式行位(油缸)的区别:机械式行位比非机械式行位生产周期短、模具具(mj)结构复杂、模具结构复杂、模具(mj)质量稳定性高、行程短等。质
5、量稳定性高、行程短等。2、前模校杯行位与后模行位的区别:前模校杯行位生产时产品易取,但是因由弹簧和拉钩为、前模校杯行位与后模行位的区别:前模校杯行位生产时产品易取,但是因由弹簧和拉钩为滑行动力,弹簧和拉钩易失效导致行位不弹损坏模具滑行动力,弹簧和拉钩易失效导致行位不弹损坏模具(mj),延误生产。而后模行位可避免该类,延误生产。而后模行位可避免该类失效,但是生产时产品相对难取,且后模做推板顶出时难度加大。失效,但是生产时产品相对难取,且后模做推板顶出时难度加大。模具模具(mj)结构介绍结构介绍后模行位后模行位内行内行(nihng)位位前模内行前模内行位位第五页,共42页。模具结构模具结构(jig
6、u)介介绍绍前模行位前模行位油缸油缸第六页,共42页。三、模具三、模具(mj)的浇注系的浇注系统:统:模具模具(mj)结构介绍结构介绍浇注系统的设计是否适当浇注系统的设计是否适当(shdng),直接影响成型塑件的外观、特性、尺寸精度和,直接影响成型塑件的外观、特性、尺寸精度和成型周期。成型周期。浇注系统一般是由浇注系统一般是由主流道主流道、分流道分流道、浇口浇口和和冷料井冷料井四个部分组成。四个部分组成。第七页,共42页。浇注浇注(jio zh)系统的设计原则:系统的设计原则:模具结构模具结构(jigu)介介绍绍1 1 排排气气良良好好 能能顺顺利利地地引引导导熔熔融融塑塑料料填填充充到到型型
7、腔腔的的各各个个深深度度,不不产产生生涡涡流流和和紊紊流,并能使型腔内的气体顺利排出;流,并能使型腔内的气体顺利排出;2 2 流流程程短短 在在满满足足成成型型和和排排气气良良好好的的前前提提下下,要要选选取取短短的的流流程程来来充充填填型型腔腔,且且应尽量减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间;应尽量减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间;3 3 防防止止型型芯芯和和嵌嵌件件变变形形 应应尽尽量量避避免免熔熔融融塑塑料料正正面面冲冲击击直直径径较较小小的的型型芯芯和和金金属属嵌件,防止型芯弯曲变形或嵌件移位;嵌件,防止型芯弯曲变形或嵌件移位;4 4 整整修修方方便便 浇浇口口位位置置和和形形
8、式式应应结结合合塑塑件件形形状状考考虑虑,做做到到整整修修方方便便并并无无损损塑塑件件的外观和使用;的外观和使用;5 5 防防止止塑塑件件翘翘曲曲变变形形 塑塑胶胶分分子子有有取取向向现现象象,取取向向方方向向的的收收缩缩率率大大于于垂垂直直方方向向的收缩率,设计浇口位置时应注意这一点;的收缩率,设计浇口位置时应注意这一点;6 6 合理设计冷料穴或溢料槽合理设计冷料穴或溢料槽 因为因为(yn wi)(yn wi)它可影响塑件质量;它可影响塑件质量;7 7 浇浇注注系系统统的的断断面面积积和和长长度度 除除满满足足以以上上各各点点外外,浇浇注注系系统统的的断断面面积积和和长长度度应应尽量取小值,
9、以减少浇注系统占用的塑料量,从而减少回收料;尽量取小值,以减少浇注系统占用的塑料量,从而减少回收料;8 8、尽量避免出现熔接痕;、尽量避免出现熔接痕;9 9、尽量避免过度保压和保压不足;、尽量避免过度保压和保压不足;1010、尽可能做到同步填充。、尽可能做到同步填充。第八页,共42页。浇注塑胶流动浇注塑胶流动(lidng)特性:特性:模具模具(mj)结构介绍结构介绍 注塑模在注塑过程中,当温度较高的熔融塑料接触到温度较低的模具流道时,由于塑料快速冷却,在模具热流道的表面形成一个冷凝层。因为热塑性材料的热传导率较低,冷凝层对芯部的塑料会起到保温作用。所以此时流道中心的塑料依然(yrn)呈熔融状态
10、,如图6-2所示。第九页,共42页。模具模具(mj)结构介结构介绍绍1 1、主主流流道道 由由注注塑塑机机喷喷咀咀与与模模具具接接触触的的部部位位起起到到分分流流道道为为止止的的一一段段流流道道,是是熔融熔融(rngrng)(rngrng)塑料进入模具时最先经过的部位。塑料进入模具时最先经过的部位。2 2、分分流流道道 主主流流道道与与浇浇口口之之间间的的一一段段流流道道,它它是是熔熔融融(rngrng)(rngrng)塑塑料料由由主主流流道道流流入入型型腔腔的的过过渡渡段段,能能使使塑塑料料的的流流向向得得到到平平稳稳的的转转换换。对对多多腔腔模模分分流流道道还起着向各型腔分配塑料的作用。还
11、起着向各型腔分配塑料的作用。3 3、浇浇口口 是是分分流流道道与与型型腔腔之之间间的的狭狭窄窄部部分分,也也是是最最短短小小的的部部分分。它它的的作作用用有有三点:三点:(a a)使使分分流流道道输输送送来来的的熔熔融融(rngrng)(rngrng)塑塑料料在在进进入入型型腔腔时时产产生生加加速速度,从而能迅速充满型腔;度,从而能迅速充满型腔;(b b)成成型型后后浇浇口口处处塑塑料料首首先先冷冷凝凝,以以封封闭闭型型腔腔,防防止止塑塑料料产产生生倒倒流流,避免型腔压力下降过快,以致在塑件上出现缩孔和凹陷;避免型腔压力下降过快,以致在塑件上出现缩孔和凹陷;(c c)成型后,便于使浇注系统凝料
12、与塑件分离。)成型后,便于使浇注系统凝料与塑件分离。、冷冷料料穴穴 其其作作用用是是贮贮存存两两次次注注塑塑间间隔隔中中产产生生的的冷冷料料头头,以以防防止止冷冷料料头头进进入入型型腔腔造造成成塑塑件件熔熔接接不不牢牢,影影响响塑塑件件质质量量,甚甚至至发发生生冷冷料料头头堵堵塞塞住住浇浇口口,而而造造成成成成型型不不满满。冷冷料料穴穴一一般般设设在在主主流流道道末末端端,当当分分流流道道较较长长时时,在在它它的的末端也应开设冷料穴。末端也应开设冷料穴。浇注系统各部分浇注系统各部分(b fen)的特性:的特性:第十页,共42页。分流分流(fn li)(fn li)道的类型:道的类型:A、圆形截
13、面:流道形状效率较高,凝料少。、圆形截面:流道形状效率较高,凝料少。B、梯形截面:面积比圆形流道多出、梯形截面:面积比圆形流道多出39%,更加浪费,但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便,更加浪费,但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便(jinbin)。C、U形截面:又称改良式梯形流道,結合圆形与梯型的优点改良而成,面积仅比圆形流道多出形截面:又称改良式梯形流道,結合圆形与梯型的优点改良而成,面积仅比圆形流道多出14%。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍第十一页,共42页。浇口的形式多种多样,但通常用的浇口有如下浇口的形式多种多样,但通常用的浇口有如下(rxi)几种:几种:模具模具(mj)结
14、构介绍结构介绍1 1、侧浇口:又叫边缘浇口,开设、侧浇口:又叫边缘浇口,开设(kish)(kish)在塑件的边缘如图或边缘顶在塑件的边缘如图或边缘顶面,这种浇口不影响塑件外观,有时可避免旋流纹。在侧浇口进入面,这种浇口不影响塑件外观,有时可避免旋流纹。在侧浇口进入或连接型腔的部位,应成圆角以防劈裂。或连接型腔的部位,应成圆角以防劈裂。第十二页,共42页。2 2、扇形浇口:适用于长条或扁平而薄的塑件。由于熔融塑料横向分散进入型腔,所以减少、扇形浇口:适用于长条或扁平而薄的塑件。由于熔融塑料横向分散进入型腔,所以减少了流纹和定向效应。对于着色料来说,可以减少用点浇口所产生了流纹和定向效应。对于着色
15、料来说,可以减少用点浇口所产生(chnshng)(chnshng)的流纹,还的流纹,还可以预防喷射纹。扇形浇口的凝料摘除不但困难,浇口残痕比较明显。可以预防喷射纹。扇形浇口的凝料摘除不但困难,浇口残痕比较明显。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍第十三页,共42页。3 3、环形浇口:适用于长管形塑件。这、环形浇口:适用于长管形塑件。这种浇口能使熔料环绕种浇口能使熔料环绕(hunro)(hunro)型芯型芯均匀进入型腔,充模状态较好,排均匀进入型腔,充模状态较好,排气效果比侧浇口好,能减少拼缝痕气效果比侧浇口好,能减少拼缝痕迹。当模具中有细长成型芯时迹。当模具中有细长成型芯时(如笔如笔杆杆)、采
16、用环形浇口比盘形浇口好,、采用环形浇口比盘形浇口好,因型芯可以两端固定,提高了刚度。因型芯可以两端固定,提高了刚度。但环形浇口的凝料切除比较困难。但环形浇口的凝料切除比较困难。模具模具(mj)结构介绍结构介绍第十四页,共42页。模具结构模具结构(jigu)介绍介绍4 4、盘形浇口:适用于盘形浇口:适用于管状或扁平和浅的环管状或扁平和浅的环形塑件。这种浇口具形塑件。这种浇口具有有(jyu)(jyu)进料点对进料点对称、充模均匀、能消称、充模均匀、能消除拼缝线、排气便利除拼缝线、排气便利等优点。浇口凝料常等优点。浇口凝料常用冲切法切除,所以,用冲切法切除,所以,选择其位置时应考虑选择其位置时应考虑
17、冲切工艺上的要求。冲切工艺上的要求。(错、错、错)错、错、错)第十五页,共42页。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍5 5、中中心心浇浇口口:直直接接和和注注口口连连接接,所所以以又又叫叫直直接接浇浇口口,适适用用于于单单腔腔模模具具和和大大型型塑塑件件。这这种种浇浇口口的的优优点点是是物物料料(w(w lio)lio)流流程程较较短短,压压力力损损失失小小,但但浇浇口口凝凝料料留留在在塑塑件件上上,需需进进行行修修正。正。第十六页,共42页。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍6 6、点点浇浇口口又又叫叫针针状状浇浇口口:是是一一种种较较小小的的小小浇浇口口,通通常常用用于于流流动动性性大
18、大的的塑塑料料。如如聚聚苯苯乙乙烯烯等等。浇浇口口的的长长度度很很短短,不不超超过过其其直直径径,所所以以脱脱模模后后塑塑件件上上的的浇浇口口残残痕痕不不明明显显,不不需需要要再再修修正正浇浇口口痕痕迹迹。这这种种浇浇口口被被广广泛泛采采用用,但但采采用用这这种种浇浇口口时时,常常常常要要在在模模具具上上增增加加一一分分型型面面,以便浇口凝料脱模。以便浇口凝料脱模。对对于于厚厚壁壁塑塑件件来来说说,由由于于(yuy)(yuy)浇浇口口快快速速冷冷却却封封闭闭,阻阻碍碍了了补补偿偿收收缩缩的的保保压压压压力力的的传传递递;在在注注塑塑压压力力过过大大的的情情况况下下,会会造造成成熔熔融融塑塑料料
19、的的漩漩流流和和浇浇口口附附近近部部位位的的塑塑料料定定向向;对对于于薄薄壁壁塑塑件件来来说说,当当排排气气不不良良时时,也也容容易易造造成成浇浇口口部部位位塑塑料料的的焦焦烧烧,产产生生黑黑色色条条斑斑或或黑点。黑点。第十七页,共42页。7 7、潜潜伏伏式式浇浇口口:又又叫叫隧隧道道式式浇浇口口,适适用用于于要要求求自自动动切切除除浇浇口口凝凝料料的的注注塑塑模模。这这种种浇浇口口和和流流道道成成一一定定(ydng)(ydng)角角度度与与型型腔腔连连接接,因因而而形形成成能能切切断断浇浇口口尾尾料料的的刀刀口口。图图中中L L为为毫毫米米左左右右,L1L1为为3 3毫米左右。毫米左右。如如
20、果果浇浇口口开开在在定定模模上上,开开模模时时,刀刀口口切切断断浇浇口口尾尾料料而而使使塑塑件件脱脱模模。这这时时,流流道道和和浇浇口口料被浇口附近的带料杆拉住而留在定模上。塑件脱模后,再靠定模上的顶出机构顶出凝料。料被浇口附近的带料杆拉住而留在定模上。塑件脱模后,再靠定模上的顶出机构顶出凝料。模具模具(mj)结构介绍结构介绍第十八页,共42页。四、模具的冷却系统:提高模具生产效率,改善产品质量。四、模具的冷却系统:提高模具生产效率,改善产品质量。设计设计(shj)的原则:的原则:1、保证模腔能均匀冷却;、保证模腔能均匀冷却;不良影响:不良影响:A、产品变形严重;、产品变形严重;B、注塑周期长
21、,影响生产效率。注塑周期长,影响生产效率。2、模腔温度对注塑的影响;、模腔温度对注塑的影响;不良影响:不良影响:A、模温过低引起产品走胶不起、产品外观光洁度差、溶合线明显、模温过低引起产品走胶不起、产品外观光洁度差、溶合线明显、波纹严波纹严 重等缺陷;重等缺陷;B、模温过高引起产品烫伤、模温过高引起产品烫伤、注塑周期长影响生产效率、产品变形、注塑周期长影响生产效率、产品变形 严重等;严重等;3、冷却水道对模具强度的影响。、冷却水道对模具强度的影响。不良影响:模具强度不足影响模具寿命,甚至造成模具开裂不良影响:模具强度不足影响模具寿命,甚至造成模具开裂;模具结构模具结构(jigu)介绍介绍第十九
22、页,共42页。五、模具的顶出系统:由顶针、司筒针、扁顶针、斜顶、方顶、推板五、模具的顶出系统:由顶针、司筒针、扁顶针、斜顶、方顶、推板(tu bn)、推块、顶针板等组成。、推块、顶针板等组成。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍设计的原则:设计的原则:1、保证产品顶出平衡;、保证产品顶出平衡;2、足够的顶出行程、足够的顶出行程(xngchng)及顶出面积及顶出面积;3、方便模具加工、方便模具加工;4、合理的顶出位置及顶出方式;、合理的顶出位置及顶出方式;5、考虑产品外观及模具强度。、考虑产品外观及模具强度。六、模具的排气系统:能将模腔气体在注塑时顺利排出,提高生产效率,保证产品质量。六、模具的
23、排气系统:能将模腔气体在注塑时顺利排出,提高生产效率,保证产品质量。此产品斜面大,采用推块顶出,减少产品顶白问题出现/。斜顶上面空的这一段的长度等于产品设计需要顶出的长度加23mm,不要加工油槽,以免顶出后油槽内的润滑油刮到后内模表面而造成产品的油污难去除。红色显示的为斜顶上的油槽,油槽需要磨专用的成型刀来加工,深度不低于,环环相扣,让润滑油能在此槽内循环流动,加工的槽不能破斜顶的边,距边至少要有以上的距离。禁止用磨床割油槽。第二十页,共42页。塑胶产品的常见缺陷:塑胶产品的常见缺陷:一、披锋;披锋又称飞边、溢边、溢料等,大多发生在模具的分合位置上,如:一、披锋;披锋又称飞边、溢边、溢料等,大
24、多发生在模具的分合位置上,如:模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。原因原因:1.机器真正的合模力不足。机器真正的合模力不足。2.合模装置调节不佳,肘杆没有伸直,或不平衡。合模装置调节不佳,肘杆没有伸直,或不平衡。3.模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形不均。变形不均。4.模具分型面精度差。活动模板变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸出模具分型面精度差。活动模板变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸出的毛刺。
25、的毛刺。5.模具设计不合理。模具型腔的开设位置不对称、过偏,会令注射时模具单边发模具设计不合理。模具型腔的开设位置不对称、过偏,会令注射时模具单边发生张力,引起飞边。生张力,引起飞边。6.塑料流动性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等,在熔融态下黏度很低。塑料流动性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等,在熔融态下黏度很低。7.注射压力过高或注射速度过快。注射压力过高或注射速度过快。8.加料量过大造成飞边。加料量过大造成飞边。9.料筒、喷嘴温度太高或模具温度太高。料筒、喷嘴温度太高或模具温度太高。10.塑料黏度太高,则流动阻力增大塑料黏度太高,则流动阻力增大(zn d),产生大的背压使模腔压力提高,产生大的
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