1. 塑模簡介
隨著科技的不斷發展,各種效能的塑料產品的不斷開發,注塑工藝越來越多地被各個製造領域用以成型各種效能要求的產品.
要高質量,低**,快速地生產注塑產品,必須綜合考慮成型材料,注塑模具及注塑機的問題.塑料模具設計質量直接影響成型產品的生產效率,質量及成本.
我們公司目前主要塑料產品是各種微機,工作站,主機面板.(compaq,及印表機,影印機,顯示器等部件的塑料產品.這些訂單通常時間緊,數量大.
這樣對注塑模具全方位的要求越來越高.高質量,低**,快速地開發模具顯得尤為重要.
下面,我將主要針對塑料模設計及注塑成型過程介紹:
二.塑模設計
注射模具在注射製品成型中起極其重要的作用,除了塑料製品的表面質量,成型精度完全由模具決定之外,塑料製品的內在質量,成型效率也受模具左右,所以如何高質量,簡明,快捷,規範化地設計注塑模具成為發揮注塑成型工藝優越性,擴大注塑製品應用的首要問題.
為了保證注塑模具的設計質量,首先必須規範注塑模具的設計流程.
(如附件一)
1. 對成品進行設計前檢討和分析,消化.
在進行模具設計前,首先要對成品圖(圖檔),進行詳細的分析和消化.其內容包括以下幾個方面.
(1).製品的幾何形狀
根據製品的幾何形狀,來決定需要用哪些機構成型.(如滑塊,斜銷等.如附件二)
(2).製品的尺寸,公差及設計基準.
(3).製品的技術要求.
(4).製品所用的塑料名稱,牌號.
(5).製品的表面要求.
2. 注射機型號的確定.
注射機規格的確定主要是根據塑料製品的大小及生產批量.設計人員在選擇注射機時主要考慮其塑化率,注射量,鎖模力,安裝模具的有效面積(注射機拉桿間距),容模量,頂出形式及項出長度.
3. 型腔數量的確這及型腔排列.
模具型腔數量的確定主要根據製品的投影面積,幾何形狀(有無滑塊),製品精度,批量,以及經濟效率來確定.
型腔數量主要依據以下因素進行確定:
(1).製品重量與注射機的注射量.
(2).製品的投影面積與注射機的鎖模力.
(3).模具外形尺寸與注射機安裝模具的有效面積(或注射機拉桿內間距)
(4).製品精度.
(5).製品顏色.
(6).製品有無滑塊,斜銷及其處理方法.
(7).製品的生產批量.
(8).經濟效率.
以上這些因素相互制約的,因此,在確定設計方案時,必須進行協調,以保證滿足其主要條件.
通常,型腔數量,若客戶指定設計人員要對其進行綜合衡量,若滿足不了要求,必須與客戶進行一步檢討.
型腔數量確定之後,要進行型腔的排列,型腔的排列涉及模具尺寸,澆注系統的設計,澆注系統的平衡,滑塊機構的設計.
4. 分型面的確定
分型面,在一些的製品圖中已作具體規定,但在很多的模具設計中要由模具設計人員來確定.一般來講,在平面上的分型面比較容易處理,有時碰到立體形式的分型面就應當特別注意.(如附件三)其分型面的選擇應遵照以下原則:
(1).不影響製品的外觀,尤其是對外觀有明確要求的製品,更應注意分型面對外觀的影響;
(2).有利於保證製品的精度;
(3).有利於模具加工,別是型腔的加工;
(4).有利於澆注系統,排氣系統,冷卻系統的設計;
(5).有利於製品的脫模,確保在開模時使製品留於動模一側;
(6).便於金屬嵌件的安裝.
5. 滑塊,斜銷機構的確定
滑塊,斜銷機構應的選擇應根據具體的產品形狀來確定.在設計滑塊,斜銷機構時,應確保其安全可靠,盡量避免與頂出機構發生干擾,否則在模具上應設定先復位機構.(如附件四)
6. 澆注系統的設計
澆注系統的設計包括主流道的選擇,分流道截面形狀及尺寸的確定,澆口位置的選擇,澆口形式及澆口截面尺寸的確定.
當採用點澆口時,為了確保分流道的脫落,還應注意脫澆口裝置的設計,(如附件五)
在設計澆注系統時,首先是選擇澆口位置.澆口位置的選擇的適當與否,將直接關係到製品的成型質量及注射過程是否能順利進行.澆口位置的選擇應遵循以下原則:
(1).澆口位置應盡量選擇在分型面上,以便於模具加工及使用時澆口的清理;
(2).澆口位置距型各個部位的距離應盡量一致,並便其流程為最短;
(3).澆口位置應保證塑料流入型腔時,對著型腔中寬暢,厚壁部位,以便於塑料地流入;
(4).避免塑料在流入型腔時直衝型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快流入到型腔各部位,並避免型芯或嵌件變形;
(5).盡量避免使製品產生熔接痕,或使其熔接痕產生在製品不重要部位;
(6).澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻地流入,並有於型腔內氣體的排出;
(7).澆口應設定在制口上最易清除的部位,同時盡可能不影響制口的外觀.
7.排氣系統的設計
排氣系統對確何製品成型質量起著至關重要的作用,其排氣方式有以下幾種:
(1).利用排氣槽.排氣槽一般設在型腔最後被充滿的部位.排氣槽的深度因塑料不同而異,基本上是以塑料不產生飛邊時所允許的最大間隙來確定;(如附件六)
(2).利用型芯,鑲件,頂針等的配合間隙或專用排氣塞排氣;
(3).有時為了防止製品在頂出時造成真空變形,必須設計進氣銷;
(4).有時為了防止製品與模具的真空吸附,而設計防真空吸附元件.
8.冷卻系統的設計
冷卻系統的設計是一項比較繁瑣的工作,既要考慮冷卻效果及冷卻的均勻性,又要考慮冷卻系統對模具整體結構的影響.冷卻系統的設計包括以下內容:
(1).冷卻系統的排列方式及冷卻系統的具體形式;
(2).冷卻系統的具體位置及尺寸的確定;
(3).重點部位如動模型芯或鑲件的冷卻;
(4).側滑塊及側型芯的冷卻;
(5).冷卻元件的設計及冷卻標準元件的選用;
(6).密封結構的設計.
9.頂出系統的設計
製品的頂出形式,歸納起來右分為機械頂出,液壓頂出,氣動頂出三大類.
在機械頂出中有頂針頂出,頂板頂出,斜銷頂出,頂塊頂出及復合頂出.
製品頂出是注射成型過程中最後乙個環節,頂出質量的好壞將最後決定製品的質量,因此,製品的頂出是不可忽視的.在設計頂出系統時應遵守下列原則:
(1).為使製品不致因頂出產生變形,推力點應盡量靠近形芯或難於脫模的部位,如製品上細長中空圓柱-多採用頂管頂出.推力點布置應盡量均勻.
(2).推力點應作用在製品能承受力最大的部位,即剛性好的部位,如筋部,突緣,殼體形製品的壁緣等處.
(3).盡量避免推力點作用在製品薄平面上,防止製品破裂,穿孔等.如殼體形製品及筒形製品多採用推闆頂出.
(4).為避免頂出痕跡影響製品外觀,頂出裝置應設在製品的隱蔽面或非裝飾表面.對於透明製品尤其要注意頂出位置及頂出形式的選擇.
(5).為使製品在頂出時受力均勻,同明避免央真空吸附而使製品產生變形,往往採用復合頂出或特殊形式的頂出系統,如推桿,推闆或推桿,推管復合頂出,或者採用進氣式推桿,推塊等頂出裝置,必要時還應設定進氣閥.
10.導向裝置的設計
塑料注射模上的導向裝置,在採用標準模架時,已經確定下來.一般情況下,設計人員只要按模架規格選用就可以了.但根據製品要求須設定精密導向裝置時,則必須由設計人員根據模具結構進行具體設計.
一般導向分為動,定模之間的導向,推闆及推桿固定板的導向,推件板與動模板之間的導向,定模座板與堆流道板之間的導向.
一般導向裝置由於受加工精度的限制或使用一段時間後,其配合精度降低,會直接影響製品的精度,因此對精度要求較高的製品必須另行設計精密導向定位裝置.
精密定位元件,有的已經標準化,如錐形定位銷,定位塊等可供選用,但有些精密導向定位裝置須根據模具的具體結構進行專門設計.
11.模架的確定和標準件的選用
以上內容全部確定之後,便根據所定內容設計模架.在設計模架時,盡可能地選用標準模架,確定出標準模架的形式,規格及標準代號.
標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類.通用標準件如緊韌體等.模具專用標準件如定位,澆注套,推桿,推管,導柱,導套,模具專用彈簧,冷卻及加熱元件,二次分型機構及精密定位用標準元件等.
必須指出的是設計模具時,盡可能地選用標準模架和標準件,因為標準件有很大一部分已經商品化,隨時可以在市場上買到,這對縮短製造週期,降低製造成本是極其有利的.
模架尺寸確定之後,對模具有關零件要進行必要的強度或剛性計算,以校核所選模架是否適當,尤其是對大型模具,這一點尤為重要.12.繪製組立圖
模架及有關內容確定之後,便可以繪製組立圖。在繪製裝配圖過程中,對已選定的澆注系統,冷卻系統抽芯機構,頂也系統等做進一步的協調和完善從結構上達到比較完美的設計。
13.模具主要零件圖的繪製
在繪製型腔或型芯圖時,必須注意所給定的成型尺寸公差及脫模斜度是否相互協調,其設計基準是否與製品的設計基準相協調.同時還要考慮型腔,型芯在加工時的工藝性及使用時的力學效能及其可靠性.
14.設計圖紙的審核
模具圖設計完成後模具設計人員將設計圖及有關原始資料及計算草稿一同交主管進行審核.
主管應針對客戶所提供的有關設計依據及客戶所提要求,對模具的總體結構,工作原理操作的可行性等進行比較系統的審核.
15.設計圖紙的會簽
模具設計圖紙完成之後,必須立即交給客戶認可,只有客戶同意後,模具才可以備料投入生產,當客戶有較大意見需做得大修改時﹐則必須在重新設計後再交客戶認可,直至客戶滿意為止.
綜合以上的模具設計程式﹐其中有些內容強以合併考慮﹐有些內容則要反覆考慮﹐因為其中有些因素常常相互矛盾﹐必須在設計過程中通過不斷論證﹐互相協調才能得到較好的處理﹐特別是涉及模具結構方面的內容﹐一定要認真對待﹐往往要做幾個方案同時考慮,對每一種結構可能列出其各方面的優缺點﹐再逐一分析,進行優化,因為結構上的原因,會直接影響模具的製具和使用﹐甚至造成整套模具報廢.所以﹐模具設計是保證模具質量的關鍵性的一步,其設計過程就是一項系統工程.
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