各種新型模具結構

2022-09-19 19:48:05 字數 4735 閱讀 2384

模具的主體結構包括標準模架、非標準框架、型腔(上模)和型芯(下模)。一般情況下,模架是從專門生產模架的公司外購的,型腔和型芯則由本廠設計和生產。一套完整的模具不僅包括模架、型腔和型芯,還包括鑲塊、滑塊、斜頂、頂針、螺釘、澆注系統、冷卻系統、頂出機構和抽芯機構等。

下面介紹幾種新型的模具結構。

一、高光無痕製品注塑模具的新型密封結構

本實用新型密封結構包括(1)閉合凹槽(2)閉合凸筋(3)鋁合金密封環。

這種新型結構克服了現有技術存在的因橡膠密封條高溫老化,承受不住經常性、高頻次高溫、高壓、速熱、速冷的反覆衝擊,不能可靠密封而洩漏的不足, 採用鋁合金密封環結構的技術方案, 所提供的一種高光無痕製品注塑模具的新型密封結構, 使高光無痕製品注塑模具的疊合流體通道的密封, 達到了能承受經常性、高頻次的高溫、高壓、速熱、速冷反覆衝擊, 長期可靠不洩漏的目的。

二、一種旋轉軸唇形密封圈及其一次成型模具

此新型密封圈包括:密封圈本體、骨架和彈簧。

密封圈本體包裹骨架, 彈簧安裝於密封圈本體的唇口部;在密封圈本體的唇口上方,設定有凸台;模具具有上模和下模, 下模設定對應唇口的唇腔,在唇腔的上部預留有成型凸台的成型腔;唇腔的前唇角為45±5°,唇腔的後唇角為25±5° ;在上模與下模合模時,唇腔的尖點與上模的凸環的中心偏移距離為0.25~0.55 mm ;唇腔的尖點的模具內直徑為密封圈唇口的內直徑加上橡膠縮水值,其縮水值為0.

3~0.5 mm ,具有排除密封圈失效的隱患。

模具結構簡單, 成型方便, 一次成型, 不用第二次整修成型唇口的優點, 適用於旋轉軸唇形密封圈的生產和加工。

3、新型點澆口注塑模具

點澆口是塑料注塑模具中常用的結構形式,塑件澆口痕跡小, 脫模時能自動切斷澆注系統凝料。但是點澆口模具結構相對複雜, 要採用雙分型面結構, 且要考慮中間板的定距分型、澆注系統凝料的脫出等機構, 這些機構的設定使模具的設計和加工難度增加。

模具工作, 過程如下:經注射、保壓、冷卻後模具沿定動模分開,在上推塊15對塑件扣邊向下的壓力以

及塑料熔體冷凝時產生的包緊力的作用下, 塑件留在動模一邊。在注射機油壓頂杆推動推闆22的作用下, 利用推塊15和16頂松塑件13 , 然後人工取出製品。合模時, 推塊15 和16復位, 同時前模的組合式結構

, 設定了兩塊剎塊7作為合模時模具的定位機構, 以增加合模的精確度。

塑件表面粗糙度要求較高, 表面不能有印痕,一次不可選用大澆口進料,若採用側澆口,則壓力損失大, 不利於薄殼塑件的保壓補塑,易產生熔接痕、縮孔等缺陷。而常規的點澆口結構相對複雜, 要採用雙分型面結構, 所以本套模具採用新型的組合式形成流道和點澆口。結構圖中,鑲塊11與上推塊15組合成點澆口,定模板4與上推塊15組合成流道。

為確保最佳的進料位置,將澆口設定在塑件地面前端的中間位置,這樣當熔料進入型腔先充滿壁厚較大處, 然後充至塑件後面,防止塑件正面產生熔接痕, 而影響塑件的外觀。

本模具結合塑件的結構特點和外觀要求, 採用組合式的點澆口形式進行一次脫模的結構, 模具結構簡單, 大大降低了製造成本。缺點在於塑件被頂松後要手工取出。經生產驗證,模具結構合理,完全滿足生產要求,在實際生產中取得了理想效果,具有一定的推廣價值。

4、一種新型二次頂出結構的模具

圖1所示產品是一種圓孔的兩線護套,它的特點是孔壁太薄,且圓孔較深,外部型腔動定模高度幾乎

均等。圖1 產品這些結構特徵給產品的脫模造成一定的難度。圓形薄壁的特點使頂杆無法頂在製品的端部,只能在兩側掛鼻處設計上兩根頂桿。

由於型芯較長,又有一半的型腔埋在動模部分,單依賴這兩根頂桿脫模,是不可靠的;又因為有一半的型腔埋在動模部分,若不用頂桿而僅用推闆,型芯部分可以脫出,但型腔部分的脫模是不可能實現的。所以,本產品只能採用頂桿和推闆相結合的二次頂出脫模結構,先用推闆把型芯

脫出來,再用頂桿把產品從型腔中頂出來,從而完成脫模任務。

1模具結構:

模具的結構如圖2所示,本模具和一般的模具相比,增加了推闆限位拉桿1、推闆復位拉桿4以及彈簧6。彈簧6套在復位拉桿4上,彈簧6處於壓縮狀態,復位拉桿4的底部有乙個銷釘9,通過銷釘9使復位拉桿固定在頂桿固定板7和頂出推闆8之間。原有的復位杆不做任何改動,頂出板只需要保留頂桿固定板7和頂出推闆8即可,墊塊做相應的減短。

模具工作過程:

開模時,定模部分不動,注塑機帶動動模部分一起向後移動,模具就在ⅰ-ⅰ處完成分模。頂出時,在彈簧6的作用下,推闆3和產品一起向外移動,這時,型芯從製品中緩緩脫出。當型芯完全脫離製品時,在推闆限位拉桿1的作用下,推闆3停止了運動,頂出系統繼續向前移動,在頂杆的作用下,製品從推闆內脫出,這樣,整個頂出動作就完成了。

合模時,定模部分不動,注塑機帶動動模部分一起向前移動。在此過程中,復位杆5首先碰到定分,帶動頂桿固頂板7和頂出推闆8復位。因為拉桿4是通過銷釘9固定在頂杆固頂板7和頂出推闆8上的,所以,頂桿固頂板7和頂出推闆8帶動拉桿4,拉桿4拉著推闆3,一起做復位動作。

當頂出機構完全復位後,模具也就呈閉合狀態,等待著下乙個生產過程了。

模具優點:

傳統的頂出機構要用4塊板,這樣就會加高墊塊,增加模具的閉合高度,使模具結構複雜化,不利於生產。本文所介紹的這種模具結構,是在不改變標準模架大小及高度的情況下,通過增加一些小的模具配件的方法,來完成原來龐大的模具機構才能完成的工作。這是模具結構上的一大進步,是對原來模具結構的乙個簡化,也是技術上的一次提公升。

五、十字軸套筒精密熱擠壓新型模具結構

圖1所示解放ca-10b汽車萬向節十字軸套筒鍛件是一種典型的杯形件(圖中的雙點劃線和括號內的數字分別是零件的形狀和尺寸),一般採用反擠壓方法成形。由於杯形件底部厚度有一定要求,一般採用曲柄壓力機成形,若採用摩擦壓力機或液壓機,則需要在模具上安裝滑塊限位裝置,使滑塊有確定的下死點。用一般的敞開式反擠壓模擠壓杯形件時,鍛件純在孔口高低不平和壁厚不勻的缺陷,孔口高低不平對於高徑比較小(h/d<1)的杯形件的材料消耗影響極大。

產生孔口高低不平和壁厚不勻的主要原因有:

(1)坯料兩端不平。

(2)坯料加熱不均勻。

(3)鍛坯直徑與坯料直徑相差太大,坯料定位不準確。

(4)凸模與凹模不對中。

(5)擠壓時因凸模受鍛件不均勻變形的橫向力作用,且凹模對凸模無導向作用,使凸模產生橫向彎曲彈性變形,導致凸模下端偏移。

(6)鍛件孔口無壓力限制(背壓)。

以上的前4項因素,可分別通過提高下料精度,提高加熱水平,控制鍛坯尺寸,提高模具加工和裝配精度得到解決,而要消除後2項因素,則需要改進模具結構。

用傳統的封閉成形反擠壓模(沒有補償空間)擠壓十字軸套筒,難以解決孔口高低不平問題。因為機械壓力機有固定的下死點(對於摩擦壓力機和液壓機而言,則在模具上裝有滑塊限位裝置),所以在模具溫度一定情況下,封閉模腔內的空間是一定的,對熱料塊體積精度要求很高。擠壓時熱料塊體積是否符合模具型腔要求,取決於料塊的尺寸精度、料塊燒損控制、鍛件成形溫度和模具的溫公升控制等多方面因素,很難精確掌握。

擠壓時若熱料塊體積稍小,則模腔上部充不滿,鍛件孔口仍不平齊;若熱料塊體積稍大,雖然可保證鍛件孔口平齊,但凹模很容易脹裂。

新模具結構

特點 :該模具結構的特點是:卸料板3上裝有與凸模8間隙配合的背壓套7,凸模固定板10上有數個沿周向均勻分布的圓孔,圓孔內裝有彈性元件11和壓塊9。

模具未工作時,背壓套7和卸料板3在卸料彈簧2的張力作用下,處於相對於凸模8的下極限位置,背壓套7的下端與凸模8的下端近乎平齊。模具開始工作時,上模隨壓力機滑塊下行,背壓套7與凸模8一起插入凹模4內,進而接觸鍛坯,此時凸模通過背壓套7依靠凹模4導向,限制了擠壓過程中凸模下端偏移,防止鍛件壁厚不勻。隨著上模下行,鍛坯被凸模擠壓變形成筒形,筒底減薄,筒壁增高,孔口金屬推動背壓套和卸料板上移,通過壓塊9傳力,彈性元件11被壓縮,彈性元件的張力1背壓力2 反作用於鍛件孔口,迫使孔口金屬流動趨於平齊。

顯然,各熱料塊體積的差異通過彈性元件的不同壓縮量獲得補償,換言之,封閉模腔的補償空間是由彈性元件的壓縮提供的。鍛件變形結束時,彈性元件壓縮量達到其最大工作變形量,背壓力達到其最大工作壓力(其值應大於保證鍛件孔口平齊的最小壓力)。

背壓力和卸料力

背壓力是鍛件變形過程中因筒壁增高,筒口金屬上移,被壓縮的彈性元件產生的張力,其作用是阻止鍛件孔口的不均勻變形,迫使孔口金屬流動趨於均勻。因此保證鍛件孔口平齊的單位背壓力比凸模對鍛件底部的單位壓力(主動力)小得多。在變形的最後階段,前者僅為後者的1/8-1/10.

該模具採用雙卸料結構,即擠壓完成後先靠卸料板的推力使鍛件停留在凹模內,然後靠下頂料機構(圖2未示出)通過卸件器5將工件頂出凹模。

擠壓完成後上模上行,在凸模上行(為彈性元件11的最大工作變形量)過程中,依靠彈性元件11和卸料彈簧2的張力壓住鍛件不動,即此階段每一瞬時的卸料力為彈性元件11和卸料彈簧2的瞬時張力之和。此階段以後每一瞬時的卸料力僅為卸料彈簧2的瞬時張力,直至鍛件完全脫離凸模。

小結: 一般的敞開式反擠壓模熱擠壓十字軸套筒時,鍛件存在孔口高低不平和壁厚不勻的缺陷。用沒有補償空間的封閉成形反擠壓模擠壓十字軸套筒,若熱料塊體積稍有差異,則或者模腔上部充不滿,或者凹模被脹裂。

作者設計的模具,在凸模上套有受彈性元件張力作用的背壓套,在模具結構上既保證了鍛件在封閉型腔中變形,迫使孔口金屬流動趨於平齊,又使模腔在一定範圍內對不同的鍛件體積具有不同的補償空間,避免因鍛件體積差異導致的孔口不平或凹模被脹裂。同時背壓套還對凸模有導向作用,限制了凸模下端的偏移,避免鍛件壁厚不勻。

隨著塑料成形工藝的不斷改進與發展,氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將隨之發展。塑料件的精度分為尺寸精度、幾何形狀精度和外觀精度(即光澤、色調等),為了確保這些精度,將繼續研究發展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具,在注射成型中,影響成型件精度的最大因素是成型收縮,高壓注射成型可減小樹脂收縮率,增加塑件尺寸的穩定性。模具要求剛性好,耐高壓,特別是精密模具的型腔應淬火,澆口密封性好,模溫能準確控制。

氣體輔助注射成型技術已比較成熟,它能改善塑件的內在和外觀質量,具有注射壓力低、製品變形小、易於成型壁厚差異較大的製品等優點,而且可以節約原料及提高製件生產率,從而大幅度降低成本。

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