注塑成型与模具知识

1、注塑成型與模具知識介紹 (二)黃傳權 10/23/2003g模具知識介紹模具知識介紹1.模具概述模具概述2.模具結構與分類模具結構與分類3.模具零件材料選擇模具零件材料選擇4.模具組成系統模具組成系統5.模具流道系統介紹模具流道系統介紹6.模具冷卻系統介紹模具冷卻系統介紹7.模具排氣系統介紹模具排氣系統介紹.g模具概述模具概述 塑模種類繁多塑模種類繁多,此處與各位討論的是此處與各位討論的是“塑膠塑膠射出成型模具射出成型模具”日本人稱之為日本人稱之為“金型金型”美國稱之為美國稱之為“Plastic Mold”或者或者“Tooling” 。而塑件係指塑膠而塑件係指塑膠產品產品,因此因此,顧名思義塑

2、模即是一種用來生產塑件顧名思義塑模即是一種用來生產塑件之模具之模具. 模具是現代工業之父。模具是現代工業之父。g模具結構與分類F01A上 固 定 板 E02B頂 管 E01A下 頂 出 板F02A母 模 板E02C回 位 銷 E02A上 頂 出 板M01A下 固 定 板 P01A引 料 接 頭 F母 模M02A站 板P02A定 位 環 M公 模M03A輔 助 板P03A導 柱 P.L分 模 縣M04A公 磨 板P04A導 柱 袸 套M01AM03AM02AF01AF02AM04AE01AE02AP.LP03AP04Ag模具結構與分類模具按其結構形式分為模具按其結構形式分為:二板模二板模/三板模

3、三板模/無澆道模具無澆道模具(熱流道熱流道)1. 二板式模具二板式模具(由定模和動模組成由定模和動模組成):g合模狀態2. 三板式模具三板式模具(由定模和動模由定模和動模/脫料板組成脫料板組成):脫料板脫料板定模板定模板動模板動模板頂針板頂針板開僻器開僻器脫料杆脫料杆g三板模之開模順序三板模之開模順序第一次開模STROKE=100M M第一次開模STROKE=100M M第二次開模STROKE=10M M第二次開模STROKE=10M M第三次開模第三次開模第一次開模第一次開模:脫料板與定模板分開脫料板與定模板分開第二次開模第二次開模:脫料板與固定板分開脫料板與固定板分開第三次開模第三次開模:

4、動模板與定模板分開動模板與定模板分開彈簧彈簧脫料杆脫料杆開僻器開僻器g3. 無澆道模具無澆道模具:熱流道板(定購)熱流道熱流道隔熱板隔熱板g圖1-6墊塊線圈加熱器灌嘴頭灌嘴頭灌嘴頭熱流板定位塊閥針(剪頭前端用點的形式)灌嘴灌嘴加熱器油管(氣壓缸)定位環液壓缸熱流道圖示熱流道圖示g模具零件材料選擇模具零件材料選擇g模具組成系統模具組成系統模具組成系統模具組成系統1.流道系統流道系統:流道選擇流道選擇/進膠方式進膠方式2.頂出系統頂出系統:頂出方式頂出方式3.冷卻系統冷卻系統:冷卻方式冷卻方式/水路設計水路設計4.成型部件成型部件:公公/母模仁母模仁/斜斜pin/入子入子/滑塊滑塊5.定位導向系統

5、定位導向系統: 導柱導柱/回位梢回位梢6.輔助支撐定位部件輔助支撐定位部件:固定板固定板/模腳模腳/螺紋螺紋/鎖模塊鎖模塊g模具流道系統模具流道系統關于流道系統的常用定義關于流道系統的常用定義:12109876D 4(7)標 稱尺 寸4 6128 (9)10澆口澆口Gate主流道主流道Sprue分流道分流道Runner冷料井冷料井g流道介紹流道介紹1.流道截面形式流道截面形式(7)3.5764H64標稱尺寸23R109812108 (9)1264 4.5 5(7)H54346標稱尺寸764W765.58(9)810 12121098340以上1012大形標稱尺寸以成形品重量做基准(g)684流

6、道選用例:340以下85以下成形品重量圓形圓形U形形梯形梯形(a)g流道分布形式流道分布形式原則原則:流動平衡流動平衡.節省材料節省材料,減小壓力損失減小壓力損失其位置取決于型腔產品穴數分布其位置取決于型腔產品穴數分布.(b)(c)(e)(d)(一 )直 接 澆 口 (direct gate) 直 接 澆 口 是 使 樹 脂 直 接 從 豎 澆 口 流 入 型 腔（ 又 稱 sprue gate） 澆 口 的 位 置 常 設 於 成形 品 表 面 或 裏 面 有 必 要 切 斷 後 加 工 困 難 且有 較 大 的 殘 留 澆 口 痕 不 過 射 出 壓 力 損 失小 .較 易 成 形 易 用

7、 於 任 何 種 類 的 樹 脂 常 用於 大 形 而 深 的 成 形 品 采 用 直 接 澆 口 時 在 進 膠 處 偷 肉 0.5mm以 保 証 剪 切 膠 口 后 表 面 平 整 同 時 偷 肉 處 須 保持 均 一 肉 厚 既 在 公 模 側 加 膠 .(偷 肉 僅 適 用 于 母模 進 膠 且 無 外 觀 要 求 處 不 適 合 公 模 進 膠 。 ) 因 進 膠 點 處 肉 厚 較 大 且 壓 力 高 易 產 生 縮水 等 不 良 現 象 特 別 是 公 模 倒 灌 的 場 合 。 應 嚴格 控 制 其 澆 口 尺 寸 L80MM(可 將 注 口 襯 套 沉 入 模 板 )D= 澆

8、口周圍應力較小.b 澆口壓力損失較少.c 成形材料到達澆口時,溫度下降,由于搭接部分之摩擦,產生熱量,能夠補償流道中的部分熱量損失.其缺點a 澆口不易削平. aL(三)搭接式澆口(Edge Gate): 該種澆口適用于成形溫度容差范圍狹小流動性不良不易成形的材料。b側進膠側進膠g(四)潛伏式澆口(Sub Gate) 該澆口的優點在于進膠的位置選擇在產品內品及側壁的非分模線處脫模后進點處的切口平整,無須后加工。所以多用于外觀不能有澆口殘痕且四側有配合要求的場合。缺點是較普通澆口加工困難且表面易產生陰影不易頂出。2mmfgfa=3060d=2. 04. 0頂針潛伏式進膠應注意此段廢膠相當于成品上的

9、RIB,其四周應做斜度搭接式進膠搭接式進膠 gHL=2.5d 且 15(該值保証橫流道在頂出時有足夠的彈性變形量)L1+L2L1+L2(該值保証在抓料梢比澆口后頂出而不至使流道從抓料梢上脫落)L1L2抓料梢型式注 平衡料頭的尺寸參數設計盡量與澆口對稱;抓料梢的上端設計成球形或倒圓角以利脫模。(b) 香蕉形澆口為潛伏式澆口的一種特例較之普通型其優點在于進點的位置與流道的距離可以更遠進點的位置選擇更靈活,其壓力降也相對較小。如(a)圖所示側壁肉厚較大須從側壁進膠以減少壓力損失及保証整體尺寸普通的潛伏則難以進膠。香蕉形澆口的缺點是加工困難頂出也較困難。(a)L(五)香蕉形流道:潛伏式進膠潛伏式進膠g

10、(六 )扇 形 澆 口 (Fan Gate) 扇 形 澆 口 適 用 于 面 積 較 大 的 平 板 形 成品 和 透 明 件 普 通 澆 口 寬 度 狹 小 易 產 生氣 泡 和 流 痕 難 以 滿 足 產 品 要 求 。 扇 形 澆品 前 端 寬 度 較 大 使 塑 膠 均 一 流 動 成 形 得 到 質 地 均 勻 的 成 品 。 但 由 于 澆 口 寬 度 大 剪 切 較 一 般 澆 口 困 難 。尺 寸 參 數 (單 位 mm) L=0.60.8D H=0.61.2(視 成 品 肉 厚 取 值 ) W=1.82.5D(視 成 品 尺 寸 大 小 取 值 ) =4590香蕉形進膠香蕉形

11、進膠g成形品公模仁母模仁母模板針點澆口尺寸參數(單位:mm)? d=0.81.5R1=11.5L=0.5H=1.82.5=2 3? 2=? 1+0.61(防止加工誤差造成兩孔不同心)=2 3? D=W(梯形流道寬)r=12优點(a) 成形品大之場合,可多點進膠,應力及變形較小.(b) 進膠點處切口痕跡小不需后加工.(c) 適合于多模穴成形.(d) 澆口位置選選擇靈活.缺點(a) 流道殘余料較多材料成本高.(b) 流道壓力損失大.(c) 只適用于三板模模具成本較高.(d) 加工較困難不利修模設變.(七)針點澆口:(pin gate) 扇形進膠扇形進膠g針點進膠針點進膠g 模具冷卻系統模具冷卻系統

12、模具溫度調節的重要性模具溫度對塑料制品的質量和成型周期影響很大。(1)模具溫度的波動對制品的收縮率尺寸穩定性變形應力開裂表面質量等都有很大的影響。(2)模具溫度對成型周期的影響冷卻時間約占成型周期的80%。冷卻水路也叫溫度調節系統。g水路設計原則水路設計原則1)在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結構允許的前提下冷卻回路數量應儘量多冷卻水路孔徑要儘量大。 圖a圖b圖a的冷卻速度比圖b要快。水孔直徑一般取612MM。g2)冷卻水路的布置要合理。當制品肉厚基本均勻時冷卻水路離成品表面距離最好相等分布與輪廓吻合如圖a當成品肉厚不均一時則在肉厚的地方加強冷卻如圖b。g3)設計時冷卻水路的排布一般為11.52

13、45即水孔直徑與成品的間距水孔間距= 11.5245如圖所示。假設水路直徑為10MM水路與水路之間的距離為4050MM水路與成品為3040MM。g常見的產品冷卻形式常見的產品冷卻形式1在成品比較小模仁也比較小的情況下水路可以只經過模板就可以達到冷卻效果。(直流式)g2當成品長與寬之比例相差比較大表面比較平整肉厚均一時。水路沿成品長的方向排布 (直流循環式)g3成品面積較大的冷卻水路排布。g4成品成拱形且較高時排布水路會離成品較遠用隔水板可以很好的冷卻。(隔板式)g5對于細長的入子在無法排布水路的情況下可以用導熱性能比較好的鈹銅材料。入子大頭端與冷卻水連接熱量通過鈹銅接觸冷卻水而達到冷卻效果。(

14、間接冷卻)g6冷卻棒用于細長的部件上。g7噴水管用于細長的入子上。(噴流式)g8對于流動性差粘度較高的塑料如PCPMMAPOM等注射成型時需要對模具加熱。模具的加熱方式有電加熱油加熱過熱水加熱蒸汽等。如下圖中所示用電加熱方式的電熱管對模具加熱。NoImageg模具排氣系統模具排氣系統模具排氣作用模具排氣作用:1.減小塑膠在減小塑膠在 型腔充填阻力型腔充填阻力. 2.提高產品成型質量與周期提高產品成型質量與周期為何排氣之原因為何排氣之原因?排氣不良排氣不良熔體射速降低熔體射速降低熔膠溫度降低熔膠溫度降低射壓提高射壓提高料溫提高料溫提高應力集中應力集中熱應力或材料裂解熱應力或材料裂解翹曲變形g模具

15、排氣的形式模具排氣的形式深度(depth) : 1. 0.075 mm易流塑料(easy-flow mat.) 2. 0.125 mm難流塑料(stiffer-flow mat.)3. 深度深到流道末端見毛邊為準 (deep enough to feel flash at runner end)寬度(width) : 和流道同寬(as wide as runner dia.)排氣唇部(vent lip): 1.5mm A1拋光(finish)排氣通道通大氣(vent channel to atmosphere): 1mm深(deep)流道排氣流道排氣g深度(depth): 參照廠商建議 (re

16、fer to manufacturers recommendation)寬度(width): 全圓周長(whole perimeter) or 5mm長度(length) : 1.5mm A1拋光(finish)排氣通道通大氣(vent channel to atmosphere): 1mm深(deep)分模面排氣分模面排氣Parting Line VentsParting Line Ventsg深度(depth): 參照廠商建議 (refer to manufacturers recommendation)寬度(width): 全圓周長 (whole perimeter)長度(length) : 1.5mm排氣溝(vent groove): 1mm深 (deep)頂出銷或心型銷排氣頂出銷或心型銷排氣Ejector