模具理解教材

模具理解教材第1页，课件共43页，创作于2023年2月模具一般模具的作用,模具设计的作用模具材质模具材质不同特征模具结构主要部品(Sprue,Runner,Gate,CoolingLine,ColdSlug/OverflowWell),模具的种类(代表性种类,2断/3断模具)模具设计顺序模具管理模具管理的重要性模具管理方法模具一般1/2)Cyking421:第2页，课件共43页，创作于2023年2月模具的作用产品形象的体现产品冷却与取出模具设计的作用产品的厚度gate/取出/冷却system产品的外观/机械性能工程cycletime生产性/效率效率性

模具一般2/2)Cyking422:第3页，课件共43页，创作于2023年2月模具加工时要求的性质机械加工性良好硬度均匀研磨性优秀放电加工后没有硬度上升熔接性良好(热影响部的硬度变化小)均匀的高温腐蚀性充分的强度,韧性模具钢特性间的一般相关关系研磨性提高硬度均匀性提高耐磨损性提高放电加工性提高镜面性,熔接性低下腐蚀加工性低下机械加工性低下硬度低下Plastic模具要求的性质Cyking423:第4页，课件共43页，创作于2023年2月主要使用KP和NAKseries材质SS41S55KP-1KP-4KP-4MNAK-55NAK-80STAVAX名称一般结构用钢材机器结构用碳素钢Plastic模具钢Plastic模具钢Plastic模具钢模具钢模具钢SUS420J2改质Maker----斗山(汉中)斗山(汉中)斗山(汉中)日本日本瑞典硬度(HRC)10~1514~1825~3027~3230~3535~4046~60用途及特征몰드베이스몰드베이스,코어,Cavity加工性/热处理良好内部应力去除硬度均匀耐磨损性优秀硬度/精密性优秀硬度/精密性优秀模具材质(1/2)Cyking424:第5页，课件共43页，创作于2023年2月模具材质不同的特征NAK55/NAK80作为热处理好的产品,可以直接利用到形象加工.研磨面和光泽出色.放电/切断加工后研磨良好.透明,光泽产品,精密模具中有利.STAVA耐腐蚀性和耐磨损性优秀.不会发生冷却Line的腐蚀问题,有效果的冷却可能.KP-1/KP-4/KP4M加工性优秀,加工时间短.通过适当的热处理可以去掉残留应力.加工中变形发生的危险小.模具材质(2/2)Cyking425:第6页，课件共43页，创作于2023年2月SUS420J2改良区分GeneralPlasticMold通用模具材SpecialPlasticMold高级模具材使用硬度(HS)KSManufacturer韓重DAIDOJSWKOBE模具材特征28~3337~4340~4649~6050~5736~74S55C改良SCM440改良SNCM改良STD61改良锡出硬化钢HP1AHP4AHP4MAHFH1HP70HEMS1APDS1PDS3PDS5,PX5DH2FNAK80-NPM2XNPM4X----KTSM21KTSM31KTSM3MKTSM41KTSM40EKTSM420ASSAB760-IMPAX-718STAVAX腐蚀加工性机械加工性腐蚀加工性机械加工性耐磨损性耐质化性镜面性放电加工性机械加工性超镜面性耐蚀性耐磨损性机械加工性Plastic模具钢的选择Cyking426:第7页，课件共43页，创作于2023年2月固定侧形板(HP4A,HP4MA,HP70)Core(HP4A,HP4MA,HP70)可动侧形板(HP1A,HP4A,HP4MA,HP70)接板(HP1A,HP4A)板类(SM25C,SB41P)固定侧设置板(SM25C,SB41P)GuidePin/Bush(STC3,STC5,STS2)ReturnPin(STC3,STC5,STS2)LocateRing(SM20C,SM55C)SprueBush(SM55C,STC3,SCM4)模具部位类别使用素材Cyking427:第8页，课件共43页，创作于2023年2月注塑模具普通模具特殊模具2段模具IN-MOLD模具1CAVITY3段模具1CAVITY多数CAVITY多数CAVITY新技术模具GASASSIST模具RUNNERLESS模具离面GATE模具注塑模具的种类Cyking428:第9页，课件共43页，创作于2023年2月注塑成形品及模具制约条件是?PARTINGLINE:成形品从模具内部拉出来的分割线.锥度:把成形品从模具容易离形的倾斜角度.收缩:随成形品温度变化的体积差异(尺数差异)模具的主要部Moldbase形板.CAVITY部(成形部的形象)流动,主入部(SPRUE,RUNNER)成形品推出部(EJ-PLATE,EJ-PIN,SLEEVE)模具温度调节关节(冷却水,HEATER)成形机上的附着关系(设置板)其它(模具的要素部品及周边装置)注塑成形和模具Cyking429:第10页，课件共43页，创作于2023年2月MOLDBASE模具的标准化制作期限缩短初期流动阶段的材料订单模具用语-MoldbaseCyking4210:第11页，课件共43页，创作于2023年2月ScrewBushing和NozzleTip的关系R>rD>d(一般,D–d=0.5-1.0mm)1)2)3)正常(R>r+1mm)Sprue离形不良(R<r)紧贴不良(R=r,D<d)DRrd※一般在ScrewBushing中使用的模具的硬度/强度低有破损的危险,

所以经常要确保多余的部分.R:ScrewBushing曲率半径D:ScrewBushing内径

r:Nozzle曲率半径

d:Nozzle内径模具用语-Spruebushing/nozzletipCyking4211:第12页，课件共43页，创作于2023年2月ScrewScrew尺数设定Dco(Screw直径2)

tmax(Runner直径)+1.5mmDs(Screw直径1)

Dn(Nozzle直径)+1.0mm

1º-2ºtan

=(Dco-Ds)/2L, L:Screw长度출처:C-MoldDesignGuide模具用语-SprueCyking4212:第13页，课件共43页，创作于2023年2月Runner通过Screw和Runner/Gate流入到模具Cavity.Runner和Gate的形象和大小支配树脂的Cavity内流入,Runner/Gate的形态和大小要考虑发生磨擦热,流动均衡,流动Pattern等以后决定.把合适地计算的Runner的直径反映在模具加工,多数开取模具的情况下设计的自由度提高,模具也减小,能作出更多的Cavity设计可以提高生产性.Runner的端面形象是考虑传达的树脂的体积,有效单位面积最大的有利,从这个侧面推荐圆形端面.Runnerbalancing后实施gatebalancing.模具用语-Runner(1/4)Cyking4213:第14页，课件共43页，创作于2023年2月RunnerBalancingSymmetricRunnerBalancingAsymmetricRunnerBalancing与Runner的直径不同长度地设定.树脂变或成形条件变有unbalancedmolding的可能.模具用语-Runner(2/4)Cyking4214:第15页，课件共43页，创作于2023年2月RunnerRunner设计的基本概念各Cavity上树脂要同时同量地到达.(Runner밸런스)压力损失和温度下降要最小化.;端面积小,表面积大的形态可以指望..(圆形端面)Runner本身的体积要最小化.要合适地设置Cold슬러그웰和气泡放出.Runner的尺数(经验式)产品厚度比3.2mm小,产品的重量在200g以下的情况,D=0.2654

(W)1/2

(L)1/3 D=Runner的直径(3.2–9.5mm) W=产品的重量(Screw和Runner除外) L=Runner的长度RabDe=4ab/2(a+b)ah

bDe=4{ah+(b-a)h}/(a+b+2h/sinα)模具用语-Runner(3/4)Cyking4215:第16页，课件共43页，创作于2023年2月随树脂种类的Runner的一般尺数(Runner中的降压最小化的经验值)出处:C-MoldDesignGuide模具用语-Runner(4/4)Cyking4216:第17页，课件共43页，创作于2023年2月Gate模具设计中最重要的要素中的一个是Gate位置和尺寸的确定.树脂通过Gate流入,Gate的尺寸和位置将左右产品的品质.通过合适的Gate设计,调节注塑压/WeldLine的位置等.Gate的直径对树脂流入时流动抵抗增加有很大的影响,随Gate的固化时间保压工程得到支配.Gate的作用把溶化树脂流入到产品中.防止逆流考虑生产性的设计是必需的.把后加工最小化.把Gate痕迹引起的表面不良最小化.通过位置和个数的最佳化,把产品的不良率和scrap最小化.模具用语-GateCyking4217:第18页，课件共43页，创作于2023年2月一个方向流动的原则一个方向流动是指树脂的流动方向可能的话从Gate到流动终端一直维持一个方向.按流动方向发生一定的배향,可以把产品收缩率的이방성最小化,也可以预防变形的发生.流动均衡的原则模具内的树脂流动在哪个流路上都要保持流动均衡.即在流动终端要同时,同压力地填充.要是流动不均衡压力传递的偏差增加,可能发生OverPack引起的变形或Flash,Burr,压力损失大的流路上可能发生未成形现象.

一定降压的原则树脂往流路填充时单位长度的降压一定对于填充举动最有效率.降压一定是指模具的哪个区域树脂的流动Pattern都同一,这样的话残留应力,外观状态等物性没有区域性偏差,整体上可以一定地维持的意思.Gate设计的原则(1/5)Cyking4218:第19页，课件共43页，创作于2023年2月界限全段应力树脂填充时发生的全段应力应该维持在使用的材料的界限值以内.全段应力的界限值是根据材料的种类不同.根据流动抵抗所发生的全段应力留在产品内部以残留应力的形态维持,成为使用中随外部环境的变化产品强度低下的原因.材料的界限全段应力在普通的通用树脂的情况下一般取0.2~0.3MPa程度的值,材料中使用添加玻璃纤维等的Grade时可以相当地增加.WeldLine位置的调节WeldLine是影响产品的外观品位和强度.根据Gate的数值和位置WeldLine可能会变更,产品中有不能避免的WeldLine时最好把位置弄在用肉眼看不见,强度上影响较小的地方.Gate设计的原则(2/5)Cyking4219:第20页，课件共43页，创作于2023年2月要避免Flowhesitation产品的厚度变化大的地方最好设置Gate.流动静体现象是指树脂的流动在特定的区域非常迟缓,表面上形成波纹状痕迹的现象.发生流动静体现象时温度下降加深,注塑压增加可能发生未成形现象.就算成形也会形成很大的残留应力,产品的物性低下加深.要避免UnderFlow现象有必要设计避免树脂的填充压力差异引起流动方向往相反方向改变的现象产品设计.Underflow现象发生时形成很大的局部残留应力,使产品强度低下,表面上留下流动痕迹,使产品外观不良.Flowreverses.Frozenlayerre-melts结构性缺点扩散大.产品的品质逐渐减少.Gate设计的原则(3/5)Cyking4220:第21页，课件共43页，创作于2023年2月为填充均衡的厚度调节原则图谋树脂填充的均衡,要部分调节产品的厚度.为促进流动部分增加厚度的设计叫FlowLeader.FlowDeflector为抑制向各各区域的流动,部分减少厚度的设计.这样可以人为地变更随产品形态的流动Pattern,可形成树脂的填充均衡.利用人为的磨擦热合适地决定模具的Runner/Gate直径,树脂通过时瞬间发热降低粘度,减少流动抵抗同时全段应力也降低.特别是对热比较弱的难燃树脂在注塑期升高Cylinder温度的状态下长时间滞流会进行热化,成为产品的物性深刻地低下的原因.所以要充分地利用树脂填充时的磨擦热.Gate设计的原则(4/5)Cyking4221:第22页，课件共43页，创作于2023年2月要考虑Gate的固化时间为防止过度的成形时间的延长或通过Gate的树脂的逆流现象要正确计算Gate的固化时间,决定保压时间.如果Gate凝固前去除保压,被压缩的Cavity的树脂通过Gate逆流体积收缩增加,周边形成像皱纹一样的流动痕迹,发生外观不良现象.Gate凝固后继续进行保压作用是通过Cavity压力不再被传达,所以浪费能量,不必要地延长了CycleTime.维持适当的Runner/Cavity比适当地决定Screw,Runner的直径,把用Scrap扔掉的材料最小化.特别是把MultiCavityMold中Runner排热最佳化,尽可能地减小Runner的体积.采择Runner的流动均衡的人为的设计,可以把Runner部的Scrap大幅度地减少.实际上MultiCavityMold的小型成形品的时候,模具设计成形成自然的Runner均衡,以Screw,Runner,Gate消耗的部分的重量比产品的重量更大的情况也有.Gate设计的原则(5/5)Cyking4222:第23页，课件共43页，创作于2023年2月后加工(切断作业)必要的Gate다이렉트(Screw)Gate薄的产品.单一Cavity.冷却时间长.Gate切断痕迹残存.TapGate平坦的薄的产品.成形后切断的Tap部位上应力集中,减少残留应力.오버랩Gate可以只设置在外观上不成问题的位置上.有预防제팅现象的效果.有后加工时产品切断的危险.模具用语–Gate种类(1/3)Cyking4223:第24页，课件共43页，创作于2023年2月后加工(切断作业)必要的GateFanGate均匀的填充流度.有利于尺数稳定性的确保.宽度和厚度上要求锥度.디스크(다이아프램)GateImpeller/Motorhousing等结构上有用.有利于同心度确保.取出时有产品被破损的危险.스파이더Gate(다수개사이드팬Gate的一种)与디스크Gate类似的目的使用.与디스크Gate比较,虽然容易但是有可能发生WeldLine的危险.Film(플래쉬)Gate诱导均匀的填充.有利于尺数稳定性的确保.有发生流痕的危险.模具用语–Gate种类(2/3)Cyking4224:第25页，课件共43页，创作于2023年2月后加工(切断作业)不必要的Gate핀포인트Gate3段模具.流动距离长设置多数的Gate的情况.保压均匀化及变形最小化优秀.서브마린(터널)Gate产品的表面上设置Gate困难的情况.设置在移动侧(Core侧).树脂是软质的情况,取出过程中有产品可能被撕的危险.핫Runner对流动距离长的产品有利.产品表面上不留Gate痕迹.不发生Scrap.填充压力减小的效果.通过顺次注入的WeldLine防止位置调节可能.(밸브Gate)히터/핫매니폴드的管理重要.模具用语–Gate种类(3/3)Cyking4225:第26页，课件共43页，创作于2023年2月冷却Line成形品的冷却在品质面上与产品变形发生有密切的关系,同时决定CycleTime对生产费节减有很大的影响.冷却Line设计时考虑事项顶针等产品取出结构模具작동메커니즘产品形象模具大小Gate位置/个数,Runner设计冷却Line长度冷却Pump效率使用的칠러/히터入水口/出水口数字模具用语–

冷却Line(1/5)Cyking4226:第27页，课件共43页，创作于2023年2月主要部品冷却Line设计原则冷却管间距和Cavity面间的距离体现均匀的模具温度的排热,Cavity面间的距离维持冷却Line直径2~3倍.냉매의温度上升(入水–出水)2~3'C以下过长的冷却回路避免排热.用压力损失来减少热传递效率冷却Line的直径考虑热传递(热容量)效率防止局部的温度上升배플,버블러,열핀设置考虑模具材质部分使用铜/铍合金等来改善热传递.模具用语–

冷却Line(2/5)Cyking4227:第28页，课件共43页，创作于2023年2月冷却Line的长度及方式

OutInaOutInbcOutInOutIn产品整体的温度差异大能得到比a均匀的温度分布B的情况时入出口冷却水温度差异有3º以上的情况下由两个冷却Line分离各各回路上的压力强弱和流速不一定.随着情况很难看到一定的冷却效果能克服并列回路的短处.短处是冷却回路的长度变长,

需要更长的冷却Pump.直列冷却回路并列冷却回路模具用语–

冷却Line(3/5)Cyking4228:第29页，课件共43页，创作于2023年2月冷却Line的设计例(冷却Line的间距)b=2~3X冷却管直径(D)a=最大3X冷却管直径(D)abWDabD成形品成形品的不均匀的温度分布发生产品厚度(W)Line直径(D)<2mm8–10mm<4mm10–12mm<6mm12–15mm得到比较小的冷却Line和间距小的均匀的温度分布冷却channelsize及间距确定模具用语–

冷却Line(4/5)Cyking4229:第30页，课件共43页，创作于2023年2月冷却Line的设计例(冷却Line的排热)高温等温线冷却水分割线Zone3Zone1Zone2冷却水等温线Zone2

不均匀的冷却引起립베이스部分的温度上升,成为싱크나变形的原因.通过冷却Line合适的配置可以得到均匀的温度分布.模具用语–

冷却Line(5/5)Cyking4230:第31页，课件共43页，创作于2023年2月Airvent利用코어的分割,P/L面来加工一定的缝隙,成形时发生的GAS及AIR能顺利排出的加工形象.模具用语–

气泡放出(1/5)Cyking4231:第32页，课件共43页，创作于2023年2月Plastic模具的气泡放出错误的气泡放出线痕,未成形,脆弱的WeldLine,对冲击弱的部分,粗糙的表面,腐蚀的模具取出不良等问题发生.

Cavity内留有的空气不能排出,在高压下隔热压缩,树脂被碳化.没有气泡放出模具:持续的问题发生的原因品质不良,生产性下落,模具的寿命缩短等模具设计时考虑适当地考虑往Cavity的流动,要让Cavity内的空气适当地从파팅Line放出,考虑Gate的位置后再进行设计.最近模具放电加工技术的发达更加突出气泡放出不良问题.模具用语–

气泡放出(2/5)Cyking4232:第33页，课件共43页，创作于2023年2月Runner上的气泡放出Cavity内空气量的50~80%可能在Runner.应该把这个空气在到达Cavity前去除掉.Cavity上的气泡放出对气泡放出必要的实际面积不确定的时候Cavity的SHUTOFFEDGE의Gate反面各各面粗糙地그Line딩.从Cavity和Runner排出的Cas容易排出地메인밴트채널증가.模具用语–

气泡放出(3/5)Cyking4233:第34页，课件共43页，创作于2023年2月气泡放出利用Runner,分割线,코어핀/顶针等的缝隙(Clearance)把注塑中发生的空气向模具外部排出.空气벤트深度及位置很重要,需要有考虑Burr的充分的벤트深度.分割线气泡放出设置在填充末端部位,보스末端,WeldLine部位等.分割线气泡放出设计Guide0.5mm이상0.03mm分割线产品模具用语–

气泡放出(4/5)Cyking4234:第35页，课件共43页，创作于2023年2月Cold슬러그웰/Spruepuller(Spruelockpin)防止Nozzle线端的残留材料的产品流入模具用语–Cold슬러그웰Cyking4236:第36页，课件共43页，创作于2023年2月气泡放出코어핀/顶针气泡放出코어핀/顶针圆周上加工一个槽

코어핀/顶针加工成0.02mm程度小.确保空气能排出的缝隙0.01mm0.03mm0.03mm气泡放出칩模具用语–

气泡放出(5/5)Cyking4235:第37页，课件共43页，创作于2023年2月代表性种类移动侧固定侧P移动侧固定侧P模具结构(1/2)Cyking4237:第38页，课件共43页，创作于2023年2月代表性种类固定板移动板P固定板移动板P1P2