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模具设计原则
课程简介
塑料射出成形模具设计概要
1.产品设计原则
2.镶嵌金属件
3.设计要点
4.射出成形材料之成形性
5.成形品尺寸精度
模具设计基本原则
1.考虑流动长度(L/T比)
2.与成形机之配合
3.成型收缩
4.流道与浇口设计
5.入子镶件
6.冷却水路
7.滑动模仁
8.顶出机构
模具之基本构造
1.模座构造功能可分:
2.零件型式
3.模座
4.标准零件
模具设计要点
1.组立图要表示那些东西
2.组立之绘制步骤
3.标题栏注意事项:
4.图面管理
模具设计流程
塑料射出成形模具设计概要
1、产品设计原则
一、分模线(PartingLine)P.L.
1.
不可在明显位置及影响外观形状。
P.L.有不同的拆法:
2.不得由此形成undercut。
3.位于加工容易处,尽量设计愈简单愈好。
4.对gate位置及形状考虑。
二、脱模角(Draft):
成品离型之考虑
1.脱模角应由产品设计考虑,但国内却由模具设计者决定较多(最好能双方协议)。
2.一般脱模角为1°~3°,最小使用0.5°,在不影响功能上脱模角越大越好。
3.
咬花之脱模角应在3°以上。
4.若强烈要求脱模角为0°,机构上须特别考虑(滑块)。
(1)
箱盒及盖建议值:
*注:
杯形物品之脱模角,型穴侧应较芯型侧略大,以利脱模。
(2)
网格:
依经验如冷气机吸风口之网格,当成品有很多网格时脱模角须5°以上,8度°较恰当。
(通常网格数量很多时,材料流动较困难,模具之材质、排气须特别考虑)
(3)RIB(肋):
(3-1)纵肋:
补强侧面强度,功能性考虑。
(3-2)底助:
补强底部强度。
肋之侧边脱模斜度尽量不要小于0.25°,而不影响缩水的情况下,角度尽量加大。
在产品中,肋较多处,尽量在模具设计上加水路(保温用)或使用铍铜。
因RIB(肋)较难成形,模具设计时尽量考虑入子方式,增加其排气及加工较容易。
(4)支持柱(Boss)凸毂:
与其它成品或金属件组合时使用之
三、肉厚:
以均一肉厚为原则
1.构造强度
2.脱模强度
3.能均匀分散冲力
4.尽量防止有特别薄或厚之肉厚
5.棱锐部与薄肉部应防止充填不足
四、加强及变形防止
1.
角连接半径”R”面与面之接合会有应力集中,为减少变形或龟裂应以R连接。
2.变化肉厚与形状当产品设计无法肉厚均一时,于肉厚部可设计逃肉厚之构造。
五、孔
1.孔与孔间之距离取孔径之两倍以上。
2.孔与制品边缘之距离取孔径之3倍以上。
3.
若孔为未穿孔,孔径最好>φ1.5mm、孔深L<2倍φD,否则型芯销会有弯曲之虞虑。
2、
镶嵌金属件
为使塑件组装便利与组装后强度增加,大都会考虑使用镶嵌金属件。
其使用原则如下:
1.最重要的原则为防止嵌件滑动,金属嵌件与塑件配合形状:
*
使用方法有嵌入物缘面辊花(最常使用)嵌入物侧面切沟漕板料崁件钻孔嵌入物外侧突起。
2.金属嵌件之定位,金属嵌件与塑件固定方式:
成形时将金属嵌件装于模具上直接成形,又可区分以人力或机械手臂安装嵌件。
先成形塑件再以外力植入金属嵌件,外力又可区分以人力直接敲打、超音波植入、热熔接植入,位置固定方式大都会使用治具来定位,但有些仅依成形品之导孔定位
*固定方式之选择考量须依成品实际需要(如抗拉力、位置精度、外观、等),选择适当之金属嵌件形状、植入方法与适合的治具。
通常金属嵌件植入塑件成品之深度较长时才使用超音波,若扁薄之成品使用超音波时容易造成成品龟裂。
3、
设计要点
因产品设计关系到模具之寿命、成本与成形品外观、强度、寿命、、等,所以不影响产品之主要功能为前题,尽量能以模具与成形之观点来设计产品机构。
以下为一般常见之构造,当产品设计没考虑到模具与成形相关技术时,会造成成本增加、外观不良或模具寿命减少。
例一:
手扭之设计可如下图所示,凸出机构对模具之切削加工而言较容易,但模型制作上则相反。
当成品需有文字视别时,其文字最好也考虑使用凸出,主要原因为加工较容易。
例二:
当有凸毂或联接角偶时,须考虑补强肋与连接R,使成品强度增加及防止变形。
例三:
当斜向构造形状复杂,最好考虑不影响其功能,将影响脱模之构造改为直线。
例四:
当在内部托架上开孔,模具构造上会较复杂且模具寿命较短,应对经济性作充分之考量。
例五:
侧边开孔可考虑下示,将侧边孔辟开,可不使用滑块亦是良好之设计。
例五:
设计时尽量避免锐角产生,肉薄部位容易造成材料充填不足。
例六:
T形接合面易产生凹陷,可考虑改善形状或将t肉厚改薄。
4、
射出成形材料之成形性
各种成形材料之特性与成形、模具关系:
材料名称
特性
成形、模具关系
聚乙烯;PE
1.收缩大,容易发生翘曲及变形。
2.需要冷却时间,成形能率颇不良好。
3.成形品有Undercut可考虑强制脱模。
4.成形收缩率受模温之影响大,安定性不良。
1.型模设计考虑充填速度快的浇口、流道之设计。
2.采用冷却速度均一之冷却方式。
3.使用螺杆式成形机较佳。
4.成形缩收率流向为2.5﹪,直角向为2.0%。
5.成形品设计应考虑翘曲,变形之防止。
用途:
电波机器零件、高周波零件、电线被覆、绝缘材料、包装材料、食器容器类、水筒、塑料袋、胶布
聚丙烯;PP
1.成形性相当良好。
2.有粘着特性。
3.容易发生变形、翘曲及低陷。
4.尺寸安定性良好。
1.浇口设计必需注意成形品之粘着特性。
2.成形品设计必需防止发生凹陷及变形。
3.成形缩收率约为0.8~1.5%。
用途:
电气绝缘材料、电气制品之被覆、电池箱、端子合、配线器具
聚醯胺(耐隆);PA
1.粘度低,流动性良好,但容易形成毛边。
2.尺寸安定性不良。
3.熔解温度以外时之硬度高,对模型,螺杆等有损伤之处。
4.注道、成形品容易粘着。
5.表面硬度高,磨擦系数小,具自润性。
1.为使能防止毛边形成,必需使用精密型模。
2.用于工业制品之型模,温度升高,必需对模形材料结晶化注意。
3.成形品设计需防止凹陷发生,并考虑尺寸安定性。
4.成形收缩率约为1.5~2.5%左右。
用途:
电线被覆、电气零件、连接器、保险丝盒、齿轮、轴承、座垫、凸轮、螺帽、电动工具外壳
聚甲醛;(塑料钢);POM
1.流动性不良,材料容易分解
2.浇口处易产生流痕
3.容易收缩下陷及变形
1.改善流动性及浇口处外形,须注意浇口与流道之设计,并加设排气孔
2.成形后使用治具防止变形
3.特别注意材料温度与模具温度之控制
用途:
金属代用品、齿轮、弹性凸轮、机械组件、窗帘滑动器、各种手把
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