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塑料模具设计规范

发表在 塑胶模具设计 2019-8-13 14:40 [复制链接] 0 80

1.0注射模具的结构组成
根据模具中各个部件的不同作用,一套注射模可以分成以下几个部分:
1)内模零部件,赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由下模上模,镶件(镶针)等组成。
2)浇注系统:将熔融塑料由注射机射嘴引向闭合的模腔,一般由灌口主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。
3)热交换系统:为了满足注射成形工艺对模具温度的要求(冷却或加热)需要对模具温度进行较精确的调整。
4)行位系统:当侧向有凸凹及孔时,在塑料被顶出之前,必须先抽拔侧向的型芯(或镶件),才能使塑件顺利脱模。
5)顶出系统:实现塑件脱模的机构,其结构形式很多,最常用的是顶针、司筒和推板等脱模机构。
6)导向定位部件,是保证动模与定模闭合时能准确对准、脱模时运动灵活,注射时承受侧向力的部件,常由导柱和导套及定位块、锥等组成。
7)排气系统:将型腔内空气导出的排气槽及间隙
8)结构件:如模架板、支承柱、限位件等。
2.0模具设计的基本程序
2.1设计注射模应考虑的问题:
1) 分析塑件结构及其技术要求。要注意塑件的尺寸精度、表面粗糙度的要求及塑件的结构形式,对不合理的结构要提出改进塑件设计的建议。
2) 了解注射机的技术规格。包括锁模力、最大容模量,开模距离、顶出孔大小位置和数量、码模方式、法兰尺寸及其它机器参数。附表(积丰现有的注塑机)
3) 了解塑件材料的加工性能和工艺性能,包括塑件能达到的最大流动距离比;塑料在模具内可能的结晶、取向及其导致的内应力;塑料的冷却收缩和补缩;塑料对模具温度的要求等。
4)了解特殊技术要求。
5) 考虑模具的结构和制造,包括选择分型面和型腔的布置及进料点;模具的强度、刚度和模腔尺寸精度;行位机构和顶出系统;模具零件的制造方法及制造的科学性可行性及经济性;装拆的工艺性;必要的辅助工具的设计等。
6) 考虑模具材料的选择,包括材料的机械、工艺性能及热处理要求,材料胚料的大小。
7) 考虑模具的成型效率,合理的设置运水。
3.0模具设计的一般流程
1)1.模具确认表-总指标:交货期,模具寿命。
   2.塑胶件:材料,表面质量,几何形状,其他要求。
   3.注射机:型号规格。
   4.行腔数目
   5.行腔排布,模架确定、
   6.分型面、
   7.塑腔尺寸
   8.主浇道以及分流道
   9.浇口
   10.冷却系统
   11.结构件设计
   12.行腔精确尺寸
   13.顶出系统
   14.导向定位系统
   15.排气系统
   16.安装选件
2)对流程图的说明:
流程图只说明了在模具设计过程中考虑问题的先后顺序;而在实际的设计过程中可能并不是按此顺序进行设计的。并且设计中经常要再返回上步或上几步对已经的设计步骤进行修正,直至最终决定设计。
4.0模架、内模材料的订制程序
1.主管
2.收到产品图 确认表
3.分析产品结构,模具设计要求
4.(1)复杂,安排画模具排位图
  (2)简单,画模具结构简图
  (3)客户要确认结构。 安排设计 客户确认。订料,调整设计
5.简单和复杂。  订模架。内膜大料。安排设计
6.之后审图
7.出图纸 明细表。

几点说明:
1) 收到不明确的产品图可以退回技术部,并加强与技术部代表沟通
2) 分析产品结构及模具设计要求要搞清注塑机吨位,然后选用适合注塑机的最大规格模架。对已定注塑机的规格要再确认。注射机锁模力>产品合模所需最大力≌注射压力×产品在分模面上最大投影面积=1吨/cm2×A。(上述1吨/cm2是一般情况下精确计算计参阅附录十一《常用塑胶材料一览表》根据胶厚、流程等选用注射压力)
计算锁模力后,还要计算所选注塑机最大射胶量是否合适,保证产品重量(折成体积)是最大射胶量(体积)的80%左右。
画结构简图前可以找一些相近模具设计文件夹作参考。
对不能明确认定的模架结构,可找相关人员协商定案。
开框图要以A4纸清晰表达。
安排画模具排位图要先向设计人员讲清大概思路,然后把产品图排入模架。排位图要画出内模大小、行位、运水等。排位图不须标尺寸,无须画顶针等,排位图要1:1打印出以方便审查,订料。
设计完成后应检讨已订材料是否与现设计一致,若有偏差应通知采购部作相应调整。
5.0塑件结构工艺性分析方法
5.1塑件工艺性分析的步骤:
塑件工艺性的分析包含五个方面的内容:
要分析塑件使用塑胶材料的成型工艺性能(包括流动性、收缩性、结晶性、定向作用、吸水性、硬化特征等)。
分析塑件的形状是否符合成型工艺和模具制造的要求。
要了解塑件使用场合及功能,把握塑件尺寸中的重点和关键点及外观面的位置和外观质量要求。
入水方式及入水点的形状会对塑件的最终尺寸和形状产生影响。
对收缩率把握不准的场合,特别难控制的模具要预留收缩变动修模余量。
5.2塑件结构的要求
注射成型的塑件要合符注射成型的工艺要求及模具结构和制造尽可能简单的要求。
从注射工艺的要求上分析,塑件的结构应具备以下特点:
塑件的壁厚尽可能的均匀。壁厚有较大差别时,也用渐变去代替壁厚的突然变化。
塑件的壁厚要恰当,即不能过薄又不能过厚,一般在1 ~ 6mm范围内表2-3 是常用塑胶材料的壁厚值。
表2-3
  塑料                 最小壁厚    小型塑件推荐壁厚 中型塑件推荐壁厚 大型塑胶件推荐壁厚  
聚酰胺PA                  0.45           0.75           1.6               2.4-3.2
聚乙烯PE                  0.6            1.25           1.6               2.4-3.2
聚苯乙烯PS                0.75           1.25           1.6               2.4-5.4
改性聚苯乙烯HIPS          0.75           1.25           1.6               2.4-5.4
有机玻璃PMMA              0.8            1.5            2.2               3.2-5.8
硬聚氯乙烯PVC             1.15           1.6            1.8               3.2-5.8
聚丙烯PP                  0.85           1.45           1.75              2.4-3.2
聚碳酸酯PC                0.95           1.8            2.3               3-4.5
聚苯醚PPO                 1.2            1.75           2.5               3.5-6.4
醋酸纤维素EC              0.7            1.25           1.9               3.2-4.8
聚甲醛POM                 0.8            1.40           1.6               3.2-5.4
聚砜PSF                   0.95           1.80           2.3               3-4.5

ABS                       0.75           1.5            2                 3-3.5
尽量使用圆角去代替尖锐的角,以利于塑胶的充模。
加强筋加快填充及增加壁件的强度和刚度。
一般原则是要求保证加强筋的大头尺寸,在(0.5-0.7)t的范围内,且加强筋大头的尺寸等于产品图筋位的名义尺寸。如果加强筋落在曲面上,且较深时,从制造的角度考虑应给出筋小头的尺寸。并且小头尺寸不应小于(表2-3)推荐的最小壁厚,拔模角在10 ~ 50范围内给出。此时,如果大头的尺寸超出了产品图筋位的名义尺寸需要和技术部达成共识后调整。
表2-4
塑料名称                   型腔斜度                    型芯斜度
聚酰胺(尼龙)PA            25ˊ-40ˊ                  20ˊ ~  40ˊ
聚乙烯PE                    25ˊ-45ˊ                  20ˊ ~  45ˊ

聚苯乙烯PS                  35ˊ~  1°30ˊ             30ˊ ~  1°

聚甲基丙烯酸甲酯PMMA        35ˊ~  1°30ˊ             30ˊ ~  1°
ABS                         40ˊ~  1°20ˊ             35ˊ ~  1°
聚碳酸酯PC                  35ˊ~  1°                 30ˊ ~  50ˊ
聚甲醛POM                   35ˊ~  1°30ˊ             30ˊ ~  1°
热固性塑料                  25ˊ~  1°                 20ˊ ~ 50ˊ

从模具结构和制造上分析,塑件的结构要具备以下特点:
1) 塑件要有足够的拔模角,以利于塑件从模腔及模呵上脱出,(表2-4)是塑件的单边脱模角的推荐值。蚀纹表面的脱模角要大。
2) 钩、扣位工艺孔
塑件的钩位、扣位等结构有些是通过前后模插穿实现的。
3) 落在曲面上的孔,孔口要倒角,以避免出现尖锐的胶位。
4) 用Half成型外螺纹或精密圆柱时,要削平与PL面垂直的两个面
5) 当内、外螺纹必须采用旋转脱模时,应合理的设置止转位
6) T形切面的接合面会产生凹陷,要在模呵(core)侧边设置锲角减薄胶位
7) 加强筋高度的预留
8) 一般的,塑件上注有公差的尺寸,在计算收缩时,要取中间尺寸为名义尺寸。
9) 当塑件使用的塑料收缩率变化范围较大时,如果塑件的尺寸公差要求小于可能出现的收缩变化,模具上要留有可修改的量,考虑能镶、能换,做一些防错应变措施。
10)要对大于基本胶厚的部分作吊空胶处理,保证基本肉厚一致,并考虑冷却问题。
11)面壳比底壳预大的问题。通常要求:
面壳周边大出约0.03 ~ 0.05。但底面壳缩水可能不一样。拿遥控器面壳来说,由于胶厚、模温、产品形状与底壳有差异,造成面壳收缩率大于底壳,这在尺寸预留时要预以考虑。加胶要加易修正的壳。
12)上、下模有胶位时要考虑预留。如上模出圆角、倒角时,一般下模胶位要多单边0.03 ~ 0.05。
13)变形的预留:
a 反变形
b 吊空胶
6.0绘制模具图
6.1 模具总装图包括以下内容:
a. 模具成型部分结构
b. 浇注系统、排气系统的结构形式。
c. 分型面及分模取件方式。
d. 外形结构及所有连接件,定位、导向件的位置。 
e. 标注型腔高度尺寸(不强求,根据需要)及模具总体尺寸。
f. 按顺序将全部零件序号编出,并且填写明细表。
6.2绘制零件图
由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。
a. 图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小。视图选择合理,投影正确,布置得当。易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。
b. 标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。
c. 表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注"其余3.2。"其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。
d. 其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求,表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。
6.0审图程序(设计人员先按表自审,然后交主管审图)
   分  类                  校  核  事  项
   1.品质                  充分检讨型模材料,硬度,精度,构造等是否与定制者之规格相符?
   
   2.成形品                检讨缩水,材料流程,等诸事项是否影响成形品外观?在成形品之机能及构造无故障范围中,检讨型模加工是否容易?成形品材料之收缩率是否估计正确?
   3.成形机                 成形机之射出量,射出压力,合模压力是否充分?型模是否能正确安装于指定使用之成形机上。亦即,装接螺丝位置,定位环之位置,喷嘴半径R,注嘴孔径,顶出用孔位置及大小,型模大小及厚度等是否适当?固定板压板位有铣薄至跟动模固定同厚。
   4.基本构造
(1)顶出机构             选用之顶出方法对成形品是否适当?顶针、顶板、司筒、气顶,其它等。顶针、司筒(尽量大些、顶在骨上)使用数量及位置是否适当?有无必要做三个顶辊孔?司筒有无碰顶辊孔?行位下边有顶针时,顶针板有无加行程开关?有斜推针时,顶针是要加“+”字槽防滑,有否加顶针板行程开关?
(2)温度控制             运水大小,数量,位置是否适当?有无标注喉牙规格?有无撞顶针等?
  
(3)行位                 行位机构是否合适而确实?较大行位有无加铲鸡面垫板?用波子螺丝还是弹弓定位?
  
(4)流道·浇口           有无按要求设计流道系统?多腔模具是否入水均匀?
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