简易模具结构讲义

1、 第一章 模具概論 第二章 模具簡易分類 第三章 標准型模 第四章 三板模的簡易結構及應用情況 第五章 熱流道模具應用情況 第六章 模具抽芯機構 第七章 模具分模線(PL線)介紹 目 錄 第一章 模具概論 1-1 模具簡介 模具是近代工業產品大量生產所倚借的一項重要工業與技朮。模具制造的精密程度和技朮層次對于生產成品的品質生產原料的有效利用以及生產力的提高等方面均有絕對性的影響。 模具業為一切工業之母而模具業又以塑膠模為最大宗。與我們生活息息相關之家電產品資訊產品及汽機車零件中大部分皆為塑膠制品。 科技文明之進步人類生活水平不斷提高在工業社會時各種新產品被推陳新出。為達到此目的必須以模具來大量

2、生產以達到尺寸穩定經濟實用的目的。 1-2 模 具 的 定 義 模 具 必 須 具 有 堅 固 的 “復 制 空 間 ”結 構 體。在 操 作 中 它 呈 密 閉 空 間 以 確 保 熱熔 脂 在 射 出 壓 力 及 速 度 下 充 填 并 擠 壓 模 腔 空 間 時 不 發 生 脹 裂 或 溢 料。此 外 還需 在 適 當 地 方 具 有 透 氣 孔 以 便 在 射 出 充 填 的 短 時 間 內 能 讓 熔 融 樹 脂 快 速 的 取代 這 個 復 制 空 間 。 在 成 形 周 期 末 了 熱 熔 樹 脂 已 固 化 時 可 依 分 模 線 處 打 開 在 平 行 開 模 方 向上 沒

3、有 任 何 嵌 口 (UNDERCUT)的 情 況 下 將 成 品 頂 出 來 。 為 了 達 到 上 述 目 的 則 必 須 具 備 下 列 條 件 在 靜 態 部 分 第 一 章 必 須 有 “復 制 空 間 ”結 構 體 例 如 模 座 及 心 型 。 第 二 章 射 出 成 形 機 之 鎖 定 裝 置 動 靜 模 固 定 板 。 第 三 章 頂 出 成 品 的 裝 置 頂 出 前 后 板 頂 出 梢 頂 出 套 筒 。 第 四 章 導 引 熱 熔 樹 脂 的 通 路 澆 口 流 道 注 口 襯 套 。 第 五 章 固 化 機 構 熱 塑 性 樹 脂 采 用 冷 卻 管 道 。 熱 固

4、性 樹 脂 采 用 電 熱 加 熱 棒 。 在 動 態 部 分 (1) 在 射 出 成 形 機 鎖 模 壓 力 下 模 具 鋼 材 須 有 足 夠 的 抗 壓 縮 強 度 不 會 發 生塑 性 變 形 或 被 壓 碎 的 情 形 。 (2) 在 射 出 成 形 機 射 出 壓 力 下 模 具 鋼 材 在 強 性 變 形 范 圍 內 的 變 形 量 須 比 樹脂 的 收 縮 量 小 。 成 品 被 頂 出 時 不 會 發 生 嵌 口 及 表 面 刮 傷 的 情 形 。 (3) 在 頂 出 壓 力 下 頂 出 銷 截 面 積 對 頂 出 銷 長 度 比 不 可 過 大 以 防 頂 出 銷 彎曲 可

5、 采 用 階 段 式 頂 出 銷 。 頂 出 銷 與 成 品 接 觸 的 面 積 應 盡 量 大 以 防 成品 有 頂 白 的 情 形 。 (4) 特 殊 結 構 體 需 堅 固 動 作 行 程 需 確 實 以 防 撞 壞 模 具 本 體 滑 塊 側 蕊 壓 板 及 旋 退 裝 置 。 第一章 1-3 模具的功能 (1) 定形的功能 將熱熔樹脂填滿由模腔及模仁所構成的密閉空間藉熱交換作用, 使其固化(或硬化)被“復制”出來。當然一方面復制成品形狀(加入收縮率)另一方面是復制表面之咬花花紋。 (2) 熱交換功能 1)熱塑性塑膠 將熱熔樹脂所帶入的熱量利用油冷水冷或空冷方式間接自模仁模座及其它模板

6、處將熱量帶走使其固化。油及水皆系經循環管道流通這其中牽涉到冷卻還度及冷卻極限能力。 2)熱固性塑膠 將熱熔局部架橋樹脂射入模腔空間后利用電熱方式間接傳給模腔中之樹脂 使其發生架橋硬化下來它牽涉到硬化速度硬化極限能力(在模具中)及硬化程度(在模具外)。 1-4 模 具 的 制 作 流 程 1-5 模具設計之程序 1 決定型模穴數及布置 必需考慮所用成形機之規格, 而后決定, 一般情形, 成形品產制數量少之場合,成形品大且精度持高之場合, 使用有一個型穴或及24個型穴之型模. 反之,生產量多之場合, 以及需要較低成本之場合, 使用多數型穴及成組型穴之型模. 2 決定分模線及流道, 澆口 由此決定型

7、模之基本構造, 成形品廢邊擠出位置, 從而亦將成形品之外觀及制造工時決定. 3 處理低陷部分及決定頂出方法 成形品有低陷部分時, 先行決定使用何種方法, 於成形完成后在型模取出, 例如使用分模型模, 側向心型, 螺紋旋出等型模構造. 頂出機構一般采用頂出梢及套筒頂出等構造, 但如成形品上不得有頂出梢痕殘留場合及肉厚薄場合,或箱形, 杯類形狀物體, 使用刮料板方式. 再者, 成形品為聚乙烯樹脂者, 空氣吹出法將被采用. 4 型穴及心型材料及加工方法之決定 基於型模材料之硬度及加工法決定采用壓入法, 嵌入法等. 再者, 此種場合, 必需決定壓入線及壓入位置或壓入方向. 5 溫度控制方法之決定 射出

8、成形后, 為使成形品之冷卻符合規定, 型模溫度必需要加以控制. 為此目的, 可用水, 冷卻液, 空氣等通入於型模, 以此決定使用何種冷卻方式. 1-6 何謂優良模具 1 能符合成形品所要求之形狀及尺寸精度者 能獲得成形品設計特色及有充份機能, 並必需亦能使成形品符合規定之尺寸精度. 2 成形品事后之加工及2次加工能減至最少 成形品不必要再作加工, 再者, 孔 、 貫通孔或槽等都盡可能在型模成形中一起成形. 3 型模構造能有良好之成形能率 能有短時間射出作用之流道系統. 成形品冷卻快速. 頂出作用迅速確實. 流道、澆口去除容易. 4 構造堅固耐久 磨耗, 損傷少, 長時間連續運用亦不致引起故障.

9、 5 構造適當, 縮短制作時間, 降低制作費用 滿足上述各項條件, 但在制作上亦應節省浪費, 能有加工時少之型模構造. 第二章 塑膠模具分類 不同的塑料成型方法需要不同的塑料成型模具 常用的有如下几種注射成型模具壓制成型模具擠出成型模具中空成型模具泡沫成型模具。 (一)注射成型模具 注射成型模具是將料狀或粉狀塑料經注射成型機的料斗加到加熱的料筒內塑料受熱熔融在注射機的螺杆或活塞的壓力下經噴嘴進入模具型腔塑料充滿型腔在模具內硬化定型脫模后得到具有一定形狀的塑件。 注射成型所用的模具就叫注射成型模具。 注射成型是用于熱塑性塑料成型的一種重要方法 近年來也成功地用于某些熱固性塑料的成型。 (二)壓制

10、成型模具(又名壓膠模具或壓塑模具) 壓塑成型是各種塑料成型方法中最早被采用的加工方法。壓塑時將經過計量的塑料加在模具的型腔中然后閉合模具把模具放在加熱板之間加壓使材料發生軟化并呈流動狀態直到充滿到模具型腔的微細部位為止待到塑料完全硬化定型經脫模得到塑件 壓制成型主要用于成型熱固性塑料的成型。 (三)壓鑄成型模具(又名擠膠模具或擠塑模具) 壓鑄成型是將塑料加入預熱的加料室(腔)中加熱到軟化溫度使其塑化然后用柱塞將軟化材料經澆注系統擠壓入密閉的模具型腔中固化成型。 壓鑄成型用于熱固性塑料的成型由于其生產率低它逐漸被熱固性塑料注射成型模具代替。 (四)擠出成型模具 擠出成型是將塑料放在加熱筒中加熱混

11、煉使其塑化再通過螺杆使材料通過具有特定斷面形狀的口模擠出然后在較低溫度下定型以得到所需斷面形狀的連續型材。此法能加工几乎所有的熱塑性塑料和部分熱固性塑料。 (五)吹塑中空成型模具 將擠出或注射出來的尚未處于塑化狀態的管狀坯料趁熱放到模具或成型腔內立即在管狀坯料的中心通以壓縮空氣使管坯膨脹而緊貼于模具型腔壁上冷卻硬化得到中空制品。此法主要用于聚乙烯聚丙烯等制作瓶子容器之類的塑料制品。 (六)泡沫塑料成型模具 發泡成型是把可發性樹脂顆料直接充填入模具經過蒸汽加熱膨脹使顆料自身彼此互相熔合而成為一個泡沫狀的整體隨后停止供氣通以冷水模具均勻地冷卻塑料定型硬化后開模取出。 其中我們應用最廣泛的是注塑模現

12、在我們公司的塑膠模具都是注塑模具而我們口頭所就的塑模也都是指注射成型模具現在簡述一下注塑模的分類 第一章 按分型次數來分我們把注塑模分為單分型面模具(兩板模)和雙分型面模具(三板模) 第二章 按澆注系統是否加熱分為冷流道熱流道等 第三章 還有一種分類方法是按產品的不同分為玩具模機殼模等等此種分類是模具行業內通用的說法 在下面的章節中 將簡述一下標准型模 三板模及熱流道模具的結構及應用范圍與范例。 第三章 標准型模 注射模是熱塑性塑料模具中常用的一種它具有生產效率高勞動強度低模具壽命長并可成型形狀較為復雜的塑件等優點。上一章有講過其簡單分類以下將簡述的是標准型模的基本結構具體圖例如下頁所示。 S

13、50CSPRUE BUSHING膠口襯套S45C母模板P20(ABS,PC+ABS, HIPS);SKD61,H13(全硬模)HRC4852420,S136(PVC);1.2316, 420圓PIN入子 SKD61EJECTOR PLATE下頂出板SK3WEAR BLOCKSTOP PINS45C耐磨塊停止梢SKD61斜 頂SK-3熱處理HRC42 46斜頂滑座LEAFTER SET上頂出板EJECTOR RET PLATES50CS50CLEAFTERDOWELS PIN表面滲氮HRC48 52SKD61,SUJ2熱處理HRC58 -62銷定位SKD61P20,NAK80,FDACP20(A

14、BS,PC+ABS, HIPS);SKD61,H13(全硬模)HRC48 52CORE PLATEA06S50C公模板CORE INSERTB02圓PIN入子公模入子公模仁NAK80(透明料); 420,S136(PVC);SKD61(NAK80),表面氮化P20, NAK80大滑塊B03SLIDE小滑塊滑 塊 SUJ2LEADER PIN熱處理HRC58 60水口拉桿A02RUNNER STRIPPERS50C剝料板球面熱處理HRC58 60S50C支撐柱SUPPORT PILLAR與公模仁同頂 塊水頭管 接STRIPPER BLOCKBUTTOM CLAMPING PLATE公模固定板限位

15、塊S45CS50CSTOP RING頂 桿腳 墊S50C熱處理 HRC58 60 SKD61.SUJ2SUPPORT BLOCKPLUGLEADER PINSKD61頂 針氮化處理HV900 -1100EJECTOR PIN導 柱熱處理HRC58 60熱處理HRC52 55SUJ2STRIPPER BLOCKGUIDE PIN定位塊YK30STRAIGHT SIDE INTERLOCKS油壓缸回位銷SUJ2熱處理HRC48 52 表面研磨OIL CYLINDERRETURN PIN成 品熱處理HRC58 60PRODUCTCAVITY INSERT母模仁撥 塊熱處理 HRC58 62SK3AN

16、GLE PIN小拉桿SCM-435NAK80(透明料);CAVITY PLATEPULL RODS50C, 1050LOCATING RING定位圈RUNNER LOCK PINSKD61拉料梢TOP CLAMPING PLATE母模固定板導 套熱處理HRC4852表面研磨LEADER BUSHINGS50CSUJ2熱處理HRC38 44熱處理HRC45 48第四章 三板模的簡易結構及應用情況 4.1 三板模的簡易結構 1. 三板模是利用母模板與母模固定板之間另外加裝一塊膠道剝板當模具開啟時利用膠道剝板的推力先將豎澆道(SPRUE)與噴嘴連接處拉斷.當模具開啟至某一行程時成品掉落同時與豎澆道剝

17、離而達到豎澆道與成品分別自動落料的目的 2. 在三板模上分流道的拉料及脫落機構正好與兩板模上拉料頂出系統相反其澆注系統必須留在母模一側然后再將其推出. 圖(4.1)是三板模澆注系統的拉料及頂出系統. 開模時 模具首先沿 I-I 分型面分型 拉料杆 5 將澆注系統拉向母模一側并使澆口與成品剝離.當開模至 L1 時拉杆 2 拉動膠道剝板 3 使流道脫開拉料杆 5由限位螺釘 1 限位隨后由膠道剝板將澆注系統彈落.繼續開模至 L2時模具沿 II-II 分型面分型成品留于公模由成品推板將成品頂出. 圖(4.2)是三板模開模情況. L14.14.24.2 三板模的應用情況 在這人工費用高的時代三板模模具更

18、加普遍因它能自動分開豎澆道與成品尤其是成品小模穴多成形量多的場合很適合使用三板模模具生產。以下是三板模應用的兩種實例. 1. 圖(4.3)是在三板模上采用二次澆口的形式.它的一次澆口設置在母模板與膠道剝板之間的分流道處.在第一次開模時一次澆口出被拉斷主流道及水平分流道由膠道剝板使其脫離母模. 二次澆口是側澆口.模具沿第二分型面開模時成品二次澆口及其分流道系統留于公模隨后由頂出系統頂出.這種情況在模具設計中比較常見. 2. 圖(4.4)是在三板模上采用三點進澆的形式.在一個成品上設計三個點澆口其目的是減少成品變形保証成品的精度. 4.34.4圖(4. 4) 三板模上采用三點進澆形式5 5- -1

19、 1 熱澆道模具概論熱澆道模具概論: : 何謂熱澆道? 在塑膠射出成形時得利用方法保持豎澆口橫澆道之塑膠于熔融狀態脫模時仍保持在塑模中此即謂熱澆道射出成形。 為何需用熱澆道? (1) 成本因采用熱澆道時無廢料產生可大為降低材料成本及處理費用又可縮短射出時間降低成本。 (2) 品質因使小澆口成品內應力小外觀良好又無二次料之循環使用塑料不致劣化各成形品溫度壓力一致縮水率容易控制。 熱澆道成形之優點 (1)橫澆道中的壓力損失小可降低樹脂溫度減低射出壓力。 (2)可用針閥(Z2005)作為射料完成后之阻件。 (3)可用針口澆口代替三板模方式延長塑模之壽命。可使用側面澆口成形一次單個或多個成形。 哪些塑

20、料適于熱澆道成形? (1)對溫度不敏感在低溫時亦容易流動。 (2)對壓力雖敏感在低壓力時卻易流動。 (3)熱變化溫度較高射出后可迅速開模。 (4)熱偉率較高可迅速冷卻成形品。 (5)塑料比熱低加熱冷卻均容易。 5-2 熱澆道模具應用實例熱澆道模具應用實例(附圖附圖) 第五章第五章 熱澆道模具應用情況熱澆道模具應用情況 附圖1MTC-01-TB附圖1此為熱澆道模具應用的電熱親套附圖2附圖2此為熱澆道模具應用的電熱親套第七章 模具抽芯機構 模具抽芯機構主要滑塊和斜頂兩大類 滑塊主要用來成型產品外部倒口的機構有公模滑塊母模滑塊之分。 斜頂主要用來成型產品內部倒扣的機構有公模斜頂母模斜頂之分。 滑塊斜頂使用實例滑塊斜頂使用實例外部倒扣用滑成型,根據客人的要求選擇做公模滑塊或母模滑塊。此產品側面為一級外觀面不允許有PL線存在故設計使選用母模滑塊(如右圖)1:滑塊使用實例滑塊從母母模打隧道配進去,固定在母模側產品母模仁滑塊隧洞,加工困難,故而模具成本較高滑塊與產品結合處的PL線剛好是倒扣的邊緣所以不會影響外觀滑塊PL線滑塊斜頂使用實例外部倒扣用滑成型,根據客人的要求選擇做公模滑塊或母模滑塊。此產品側面為一級外觀面不允許有PL線存在故設計使選用母模滑塊。如外觀要求不嚴亦可以設計成公模滑塊結構,如下頁示。滑塊固定在公模側模具結構相對簡單滑塊與產品結合處的PL線影響外觀滑塊與產品結合處的