模具分类教学课程.docx

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模具分类教学课程

塑膠模具分類

熱固性塑料模具﹕

（1）按模具固定在壓機上的形式分類﹕分為移動式模具和機內固定式模具﹔

（2）按塑料制品成型方法分類﹕分為壓縮模﹑傳遞模和注射模﹔

（3）按加料室的形式分類﹕分為敞開式模具﹑半封閉式模具和封閉式模具﹔

（4）按模具分型面的特征分類﹕分為垂直分型面模具及水平分型面模具。

熱塑性塑料模具﹕

熱塑性塑料的成形均采用注射模具。

注射模

塑料在注射機上裝有螺杆攪拌的料筒內受熱進行塑化﹐達到半熔融狀態時﹐在壓力的作用下﹐熔料通過模具的澆注系統進入到有一定溫度的型腔內固化成塑料制品﹐該工藝成型周期短﹐生產效率高。

這種模具在熱固性塑料注射機上使用。

根據注射模具各部件的功用﹐注射模一般由以下几部分組成﹕

1）澆注系統

2）成型零件

3）脫模系統

4）導向系統

5）控溫系統

6）固定和安裝部分等。

下面按照模具分型面特征介紹几種類型的注射模具。

一.單分型面的模具

它是注射模具中最簡單的一種模具﹐由定模和動模兩塊板組成﹐只有一個分型面﹐開一次模即可取出塑料制品。

這種模具可以設計成多型腔﹐但對型腔在模板上布局應注意以下几點﹕

1）型腔排列緊湊這樣可以減小模具的外形尺寸﹐節省制模材料。

2）流道長度要求最短

3）要求熔料充模時﹐模具內壓力分布均衡﹐除應注意澆口開設位置外﹐型腔布局力求對稱﹐以防止模具受偏載而產生溢料。

4）

二.雙分型面注射模具

雙分型面注射模具除有兩塊模板外﹐中間還有一塊活動模板﹐這塊活動模板設有澆口﹑流道及動模所需要的其它零件和部件﹐有兩個互相平行的分型面﹐所以叫做雙分型面注射模具。

當模具開啟時﹐中間這塊活動模板與其它兩塊模板分離﹐塑料制品與澆口冷料分別從該板兩側取下。

雙分型面注射模具用途廣泛﹐主要用于﹕

1）中心進料的點澆口單型腔模具

2）中心進料的多型腔模具

3）表面進料復式點澆口模具

4）邊緣進料的不平衡多型腔模具

雙分型面注射模具結構復雜﹐制造成本較高﹐零件加工困難﹐模具重量增加。

三.活動鑲塊式注射模具

這類模具主要應用于成型有側孔或內凹的塑料制品。

活動鑲塊的動作方向和動模開模方向相垂直。

按模具結構特征分為四大類﹕

1）靠楔形拉板操作的活動鑲塊

2）靠定模（或動模）上斜導柱操作的活動鑲塊

3）靠推出機構操作的活動鑲塊

4）靠手動操作的活動鑲塊

靠楔形拉板操作的活動鑲塊靠斜導柱操作的活動鑲塊

靠推出機構操作的活動鑲塊

澆注系統設計

一.澆注系統設計的基本重點﹕

澆注系統通常分為普通澆注系統和無流道澆注系統。

設計澆注系統基本要點如下﹕

（1）流道應盡量減少彎折﹔

（2）應考慮到模具是一模一腔還是一模多腔﹐澆注系統應按型腔布局設計﹐盡量與模具中心線對稱﹔

（3）塑料制品投影面積較大時﹐在設計澆注系統時﹐應避免在模具的單面開設澆口﹐否則會造成注射時受力不均﹔

（4）應考慮去除澆口方便﹐修正澆口時在塑料制品上不留痕跡﹐以保証塑料制品外觀﹔

（5）一模多件時﹐應防止將大小相差懸殊的塑料制品放在同一付模具內﹔

（6）在設計主流道時﹐避免熔融的塑料直接沖擊小直徑型芯及嵌件﹐以避免產生彎曲或折斷﹔

（7）在滿足塑料成型和排氣良好的前提下﹐要選取最短的流程（流道）﹐這樣可縮短填充時間﹔

（8）能順利地引導熔融的塑料填充各個部位﹐并在填充過程中不致產生塑料渦流﹑紊亂現象﹐使型腔內的氣體順利排除模外﹔

（9）在成批塑料制品生產時﹐在保証產品質量的前提下﹐要縮短冷卻時間及成型周期﹔

（10）因主流道處有收縮現象﹐若塑料制品在這個部位要求精度較高時﹐主流道應留有加工余量或修正余量。

二.主流道的設計﹕

一般主流道的設計要點﹕

1）為便于凝料從主流道中拉出﹐主流道設計成圓錐形﹐其錐角α=2°~~4°﹐對流動性差的塑料﹐也有取3°~~6°﹐過大會造成流速減慢﹐易成渦流﹐內壁粗糙度應為Ra0.63,

盡量不采用分段組合形式﹔

2）主流道大端處呈圓角﹐其半徑取r=1~~3mm,以減速小料流轉向過渡時的阻力﹔

3）在保証塑件成型良好入前提下﹐主流道的長度L盡量短﹐否則將會使主流道凝料增多﹐塑料耗量大﹐且增加壓力損失﹐使塑料降溫過多而影響注射成型﹔

4）為了使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出﹐應使主流道和注射機的噴嘴緊密對接﹐主流道對接處設計成半球形凹坑﹐其半徑R2=R1+（1~2mm）﹐其小端直徑d1=d2+（0.5~1mm）。

凹坑深度常取3~~5mm﹔

5）由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞﹐所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道襯套﹐以便選用優質鋼材單獨加工和熱處理﹐同時其大端的圓盤凸出定模端面的高度H=5~~10mm﹐也常有將模具定位環與主流道襯套分開設計的。

（在直角式注射機用模具中﹐主流道開設在分型面上﹐因不需沿軸線上拉出凝料﹐一般設計成等粗的圓柱形﹐其中心線就在動定模的分型面上﹐主流道上端與噴嘴接觸處多做成平面或半球形﹐并可在模具上局部鑲一塊硬度較高的鋼材﹐不減小此處在便用過程中的變形和磨損。

）

三.分流道的設計﹕

分流道的種類﹕圓形﹑半圓形﹑矩形及梯形。

（圓形和梯形一般用于小型注射模具﹐半圓形和矩形一般用于大﹑中型注射模具。

）

設計要點﹕

（1）在保証正常的注射成型工藝條件下﹐分流道的截面應盡量小﹐長度盡量短﹔

（2）較長的分流道應在末端開設冷料穴﹐以便容納注射開始時產生的冷料和防止空氣進入模具型腔內﹔

（3）在多型腔注射模具中﹐各分流道的長度均應一致﹐長度應盡量縮短﹐以保証熔融的塑料同時均勻地充滿各個型腔﹔

（4）當分流道開設在定模的側邊﹐并從澆口處延伸很長時﹐要加設分流道拉料杆﹐便于開模時冷料易脫模﹔（拉料杆一般是做在進料口的上方﹐比料道的寬度要窄）

（5）當產品大小不一﹑一模多穴時﹐在流道上應加設分流錐（或調節螺絲）。

四.澆口的設計﹕

澆口的種類﹕直接進料﹑潛伏式進料（按進料口的形狀分﹕扇形﹑點形）

扇形澆口一般厚度為0.3~0.5mm,點澆口一般直徑為Φ0.5~1mm。

設計要點﹕

1）澆口應開設在塑料制口斷面較薄的部位﹐能使熔融的塑料從塑料制品薄斷面流向厚的斷面﹐保証塑料充模完全;

2）澆口位置的選擇﹐應使塑料充模流程最短﹐減少壓力損失﹐有利于排除模具型腔中的氣體﹔

3）澆口不能使熔融塑料直接進入型腔﹐否則會產生漩流﹐在塑料制品上留下螺旋形痕跡﹐特別是點澆口﹑側澆口等﹐更容易出現這種現象﹔

4）澆口位置的選擇﹐應防止在塑料制品表面上產生拼縫線﹐特別是圓環或筒形塑料制品﹐應在澆口對面的熔料結合處加開冷料穴﹔

5）裝有細長型芯的注射模具所開設的澆口位置﹐應當離型芯較遠﹐以防止熔融料流的沖墼而使型芯變形﹑錯位和折斷﹔

6）大型和扁平塑料制品成型時﹐為了防止塑料制品翹曲﹑變形和缺料﹐可采用多點形澆口﹔

7）澆口位置應盡量開設在不影響塑料制品表面外觀的部位﹔

8）澆口的尺寸﹑几何形狀﹑結構和塑料的性能﹔

9）設計多型腔注射模具時﹐結合流道平衡并考盧澆口的平衡﹐應做到熔融塑料同時均勻充滿型腔﹔

10）為了在開模時從澆口套內拉出主流道凝料使與注射機噴嘴分離﹐一般在冷料穴的盡端設置拉料杆。

拉料杆的直徑等于澆口內孔大端的直徑﹐經便鉤住冷料。

開模時﹐塑料制品脫模﹐主流道凝料由拉料杆拉出﹔

五.冷料穴

當注射機未注射塑料之前﹐噴嘴最前端的熔融的塑料的溫度較低﹐形成冷料渣。

為了集存這部分冷料渣﹐在進料口的末端的動模板上開設一洞穴或者在流道的末端開設洞穴﹐這個洞穴就是冷料穴。

在注射時必須防止冷料渣進入流道或模型腔內﹐否則將會堵塞流道和減緩料流速度﹐進入模具型腔就會造成塑料制品上的冷把或冷斑。

為了在開模時﹐從澆口套內拉出進料口冷料與注射機噴嘴分離﹐一般由注射機頂出機構的頂板帶動。

開模后塑料制品脫模﹐進料口的冷凝料被拉料杆拉出。

六．排氣槽

（1）根據進料口的位置﹐排氣槽應開設在型腔最后充滿的地方﹔

（2）盡量把排氣槽開設在模具的分型面上﹔

（3）對于流速較小的塑膠制品﹐可利用模具的分型面及頂杆零件配合的間隙進行排氣﹔

（4）排氣槽不要開設在工人操作的一方﹐以防止塑料在注射時溢出模外﹐發生燒傷事故﹔

（5）對于大型塑料注射模具﹐為了防止溢料﹐排氣槽應開設在模具的分型面上﹐并成為曲線形﹔

（6）排氣槽的尺寸﹐應根據塑料的流動性能來選擇。

（一般流動性差的為0.1mm左右﹐流動性好的為0.05mm左右。

但有時為了處理排氣不良的問題﹐也會開設假流道）

七.熱流道

熱流道又稱為無流道。

熱流道的工作方式﹕

（1）在塑料注射模具的澆注系統中取消了流道﹐使熔融塑料直接由注射嘴經過粗而短的進料口到達澆口﹐然后進入模具型腔內。

它是靠塑料本身的熱量使進料口中的塑料保持熔融狀態。

（2）在模具的澆注系統中仍然有流道﹐只不過這種流道比通常的流道大﹐或者采用噴嘴式流道﹐而且這種流道還采用內部或外部加熱的方法來保溫﹐使流道中的塑料始終保持熔融狀態。

熱流道注射模具的優點如下﹕

（1）縮短成型周期﹐提高生產效率﹔

（2）減少材料消耗﹐沒有冷料﹔

（3）因嚴格控制了溫度﹐有利于提高塑料制品質量﹐減少了廢品﹔

（4）熱流道有利于壓力傳遞﹐從而可以降低注射壓力﹔

（5）縮短開模行程﹐有利于保護模具﹐延長了模具使用壽命。

缺點﹕

熱流塑料注射模具結構復雜﹐要球嚴格控制溫度﹐需裝有溫度控制裝置﹐制造成本高﹐它不適于小批量生產。

成型零件結構設計

1．模具分型面

（1）模具分型面及其類型

注射模具一般由動模和定模兩部分組成﹐基動模和定模的接觸表面即模具分型面。

每套模具可能有一個或几個分型面。

在選擇分型面時一般應考盧以下因素﹕

1）塑料制品的形狀﹑尺寸和壁厚

2）塑料性能及填充條件

3）澆注系統的布局

4）成型效率及成型操作

5）排氣及脫模

6）模具結構簡單﹐使用方便﹐制造容易

模具分型面可能垂直于合模方向﹐也可傾斜于合模方向或閏行于合模方向。

分型面的類型主要有以下几種形式﹕

水平分型面﹑階梯分型面﹑斜分型面﹑垂直分型面﹑曲面分型面。

（2）分型面的選擇

分型面的選擇對塑料制品的質量﹑模具操作和模具制造等均有較大的影響﹕

1.分型面應使塑料制品在開模時留在有脫模機構的動模上

2.模具斜分型面比平直分型型腔加工容易﹐但必須有第二分型面

3.當塑料制品有側抽芯時﹐要放在動模開模的方向

4.避免長抽芯﹐長抽芯要放在模開模和方向

5.為保証塑料制品几個孔的同軸度﹐盡量把型腔設計在同一塊模板上

6.當塑料制品在分型面上的投影面積超過注射機允許的投影面積時﹐會造成鎖模困難﹐發生嚴重溢料﹐故選擇投影面積小的一方

7.分型面應開設在塑料流動的方向的末端﹐有利于排氣

8.不采用圓弧面分型﹐否則會損傷塑料制品表面質量

9.對流動性好易溢料的塑料﹐成型時采用圖示結構﹐防止溢料過多﹐造成飛邊過多過大

10.塑料制品高﹐脫模斜度小﹐成型時采用中間分型﹐雖會出現飛邊﹐但便于脫模

11.考盧塑料制品外觀﹐采用點澆口﹐在塑料制品表面上不會留下明顯的痕跡。

2．成型零件的結構形式及設計

成型零件是直接成型塑料制品的零件。

它主要包括凹模（型腔）﹑凸模﹑型芯等。

成型零件形狀復雜﹑精度高﹐表面粗糙度低。

（1）凹模是成型塑料制品的零件。

它一般裝在定模板上。

其形式有整體式和組合式兩種類型。

1．整體式凹模凹模由整塊材料加工制造而成

其優點是模具結構簡單﹐在塑料制品上無拼縫痕跡﹔缺點是對于形狀復雜的凹模﹐其加工工藝較差。

它適用于中小型且形狀簡單的模具。

2．組合式凹模凹模由兩個以上零件組合而成。

優點是改善了加工工藝性﹐減少了熱處理變形﹐節省了模具材料﹔缺點是塑料制品表面可能有拼縫痕跡。

它適用于形狀復雜的模具。

3．框架組合式凹模大型或形狀復雜的凹模采用框架組合式凹模。

組合式凹模的設計原則如下﹕

（1）拼塊件數應少﹐以減少加工量和塑料制品上過多的拼縫痕跡。

（2）拼縫接線應盡量與塑料制品脫模方向相一致﹐以免滲入的塑料妨礙塑料制品脫模。

（3）拼塊應無銳角﹐在允許的情況下﹐拼塊的角度應盡量成直角﹐或者鈍角。

（4）拼塊之間應采用凹凸槽嵌接﹐防止模具在注射時拼塊發生位移。

（5）個別凸凹模易磨損部分﹐應制造成獨立件﹐便于加工制造和更換。

（6）設計拼塊和鑲件時﹐盡量把復雜的內形變為外形加工。

（7）為使接合面正確配合﹐并減少磨削加工量﹐應減少接縫面的長度。

（8）塑料制品上的外形圓弧部分應單獨制成一塊﹐拼縫的接合線應位于塑料制品的外形部分。

（2）凸模結構形式

凸模是成型塑料制品內表面的零件﹐它一般裝在動模板上。

導向機構設計

導向機構是保証塑料注射模具的動模與定模的正確定位和導向的重要零件。

導向機構通常采用導柱導向﹐其主要零件有導柱和導套。

導向機構的設計原則如下﹕

（1）導柱（導套）應對稱分布在模具分型面的四周﹐其中心至模具外緣應有足夠的距離﹐以保証模具強度和防止模板發生變形。

（2）導柱（導套）的直徑應根據模具尺寸來選定﹐并應保証有足夠的抗彎強度。

（3）導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等﹐有利于配合加工﹐并保証了同軸度要求。

（4）導柱和導套應有足夠的耐磨性。

（5）為了便于塑料制品脫模﹐導柱最好裝在定模板上﹐但有時也裝在動模板上﹐這就要根據具體情況而定。

推出機構設計

把塑料制品從凹模內或凸模上脫出來的機構即為推出機構或稱為脫模機構﹐它是注射模具的重要組成部分。

推出機構的形式和推出方式與塑料制品的形狀﹑結構和塑料性能有關。

推出機構的零件主要包括﹕推杆﹑推板和推管等

一﹑推杆結構設計

推杆的作用是將塑料制品從模具內推出。

推杆結構簡單﹐使用方便﹐得到了廣泛采用。

常用的推杆有以下几種結構形式﹕

1．圓柱頭推杆2.帶肩推杆3.扁推杆4.推杆組合形式

推杆接觸塑料制品﹐推杆應高出動模板面0.1~0.2mm﹐這樣不會影響塑料制品的外觀美。

二﹑反推杆結構設計

反推杆的作用是使推出機構恢復原位﹐當開模時推杆在推板的推動下將塑料制品推出﹐反推杆也同時凸出模板表面。

當再次注射時﹐在模具閉合過程中﹐定模表面與反推杆接觸﹐并使反推杆推動推出機構一起返回原始位置。

反推杆一般固定推杆的板上﹐隨同推杆運動。

3．反推杆的結構設計

推板一般適用于塑料制品比較高﹐難于脫模的塑料注射模具。

有時推板與推杆聯合使用。

推板與凸模接觸部分設有一定的斜度﹐一般為3°~5°﹐這樣可以減少推板與凸模壁的磨擦。

4．推管機構設計

推管適用于圓型空心塑料制品圓形部分和推出。

優點是推出動作均勻﹑可靠﹐塑料制品上不留明顯痕跡。

凸模固定在定模板﹐推杆和推管同步運動。

對于一些軟性塑料如聚乙烯﹑軟聚氯乙烯﹑聚丙烯等制成的塑料制品和一些薄壁塑料制品均不能單采用推管﹐解決的辦法是推管須和其它推出元件如推杆等聯合使用。

5．推出機構設計實例

塑料制品在成型后﹐要從模具內取出。

在一般情況下﹐塑料制品都粘附在動模的凸模上﹐這時可利用注射機上的推出機構推出塑料制品。

對推出機構設計的要求﹕

（1）塑料制品脫模后﹐不能使塑料制品變形。

推力分布要均勻﹐推力面積要大﹐推杆盡量靠近凸模﹐但也不要距離太近。

（2）塑料制品在推出時﹐不能造成碎裂。

推力應作用在塑料制品承受力大的部位﹐如塑料制品的肋部﹑凸緣及殼體壁等。

（3）不要損壞塑料制品的外觀美。

（4）推出機構應准確﹑動作可靠﹑制造方便﹑更換容易。

（1）推杆脫模機構設計

在一次脫模機構中﹐常用推杆脫模機構。

因為推杆制造方便﹐滑動阻力小﹐可以在塑料制品任意位置配制﹐更換方便﹐脫模效果好﹐在實際生產中廣泛采用。

因為塑料制品結構形狀不同﹐推杆在塑料制品上分布的位置和脫模形式也不相同﹐所以有多種多樣的脫模方式。

推杆脫模機構設計的基本原則如下﹕

（1）推杆的直徑不宜過細﹐應有足夠的剛度和強度﹐能承受一定的推力。

一般推杆直徑為2.5~15mm。

對于直徑為2.5mm以下的推杆最好做成台階形狀。

（2）推杆應設在塑料制品最厚及收縮率大的凸模或者鑲件附近﹐但不要離凸模和鑲件裝配固定孔過近﹐以免影響固定板的強度。

（3）推杆分布要合理﹐使推出塑料制品時受力均勻﹐以何証塑料制品不變形。

（4）塑料制品靠近主流道處的內應力大﹐易碎裂﹐因此在主流道處盡量不設推杆。

（5）為避免推杆與側抽芯機構發生沖突﹐推杆要避開側抽芯處﹐如果必須設計推杆時應先考盧復位結構。

（6）推杆與推杆孔的間隙不能大于所用塑料的溢邊值。

溢邊值一般為0.02~0.08mm.

（7）推杆截面形狀﹐應根據塑料制品的几何形狀而定。

（8）推杆和推杆孔的配合應靈活可靠﹐不發生卡住現象。

當推杆直徑小于4mm時﹐配合部分長度應大于6mm﹔推杆直徑大于4mm時﹐配合部分長度應大于推杆直徑的1.5倍。

（2）推板脫模機構設計

高殼﹑薄壁類塑料制品（如罩子﹑殼體等）和小型多孔塑料制品常用推板脫模機構。

對于骨架類塑料制品﹐一般采用斜導柱開模﹐滑塊在推板滑槽內滑動﹐推板由定距螺釘推動推出塑料制品。