产品设计与模具结构教材.pptx
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1、产品设计与模具产品设计与模具(mj)结构结构 -刘燕武刘燕武第一页,共42页。这节课我们(w men)将学到什么? 1、模具常规结构介绍 2、模具各组成部分的功能(gngnng) 3、常见产品不良缺陷分析及改善措施 4、产品结构设计与常见不良的关系第二页,共42页。模具模具(mj)结构介绍结构介绍一、模具大体结构可分为三种:大水口模具;细水口模具、简化细水口模具。一、模具大体结构可分为三种:大水口模具;细水口模具、简化细水口模具。 1、大水口模具:是我们应用最多的一种,其优点是:模具结构简单、注塑生产效率高、模具制造成本低等特点;、大水口模具:是我们应用最多的一种,其优点是:模具结构简单、注塑
2、生产效率高、模具制造成本低等特点;其缺点是:产品进胶口位置的选择其缺点是:产品进胶口位置的选择(xunz)受到一定的局限性、前模不能用机械式来满足产品的抽芯动作(例:前受到一定的局限性、前模不能用机械式来满足产品的抽芯动作(例:前模行位、缩呵等)。模行位、缩呵等)。1) 面板2) A板3) B板4) 垫板5) 模脚6) 頂针定位板7) 頂针固定板8) 底板9) 模仁10)定位環11)唧咀12)导柱13)导套14)水口钩针(u zhn)15)頂针16)回针17)垃圾钉第三页,共42页。2、细水口模具:、细水口模具:A、优点是:可任意选择产品、优点是:可任意选择产品进胶口位置、能满足前模机进胶口位
3、置、能满足前模机械式的抽芯动作;械式的抽芯动作;B、缺点是:模具结构较为复、缺点是:模具结构较为复杂、注塑生产效率杂、注塑生产效率(xio l)低、低、模具制造成本高、水口料多模具制造成本高、水口料多等特点。等特点。模具模具(mj)结构介绍:结构介绍:1)面板2)水口板3)3)A板4)4)B板5)5)垫板6)6)模脚7)7)頂针定位板8)8)頂针固定板9)9)底板10) 10)模仁11) 11)定位環12) 12)唧咀13) 13)导柱14) 14)导套15) 15)导套16) 16)頂针17) 17)水口钩针(u zhn)18) 18)限位螺丝19) 19)拉焊20) 20)流道钩针(u z
4、hn)21) 21)固定螺釘22) 22)連桿3、简化细水口模具:特点是、简化细水口模具:特点是与细水口模具基本一致。区与细水口模具基本一致。区别是后模少了别是后模少了4根导柱定位效根导柱定位效果比细水口模具差、后模不果比细水口模具差、后模不能做推板顶出(注:可做推能做推板顶出(注:可做推块或小推板)及缩呵动作。块或小推板)及缩呵动作。第四页,共42页。二、模具行位(滑块)二、模具行位(滑块) : 1、机械式行位与非机械式行位(油缸)的区别:机械式行位比非机械式行位生产周期、机械式行位与非机械式行位(油缸)的区别:机械式行位比非机械式行位生产周期短、模具结构复杂、模具质量稳定性高、行程短、模具
5、结构复杂、模具质量稳定性高、行程(xngchng)短等。短等。 2、前模校杯行位与后模行位的区别:前模校杯行位生产时产品易取,但是因由弹簧和、前模校杯行位与后模行位的区别:前模校杯行位生产时产品易取,但是因由弹簧和拉钩为滑行动力,弹簧和拉钩易失效导致行位不弹损坏模具,延误生产。而后模行位可避免拉钩为滑行动力,弹簧和拉钩易失效导致行位不弹损坏模具,延误生产。而后模行位可避免该类失效,但是生产时产品相对难取,且后模做推板顶出时难度加大。该类失效,但是生产时产品相对难取,且后模做推板顶出时难度加大。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍后模行位后模行位内行内行(nihng)位位前模内行位前模内行位第五
6、页,共42页。模具结构模具结构(jigu)介介绍绍前模行位前模行位油缸油缸第六页,共42页。三、模具的浇注三、模具的浇注(jio zh)系统:系统:模具结构模具结构(jigu)介绍介绍浇注系统的设计是否适当,直接影响成型塑件的外观、特性、尺寸浇注系统的设计是否适当,直接影响成型塑件的外观、特性、尺寸(ch cun)精度和成型精度和成型周期。周期。浇注系统一般是由浇注系统一般是由主流道主流道、分流道分流道、浇口浇口和和冷料井冷料井四个部分组成。四个部分组成。 第七页,共42页。浇注浇注(jio zh)系统的设计原则:系统的设计原则:模具模具(mj)结构介绍结构介绍1 1 排气良好排气良好 能顺利
7、地引导熔融塑料填充到型腔的各个深度,不产生涡流和紊流,并能顺利地引导熔融塑料填充到型腔的各个深度,不产生涡流和紊流,并能使型腔内的气体顺利排出;能使型腔内的气体顺利排出;2 2 流程短流程短 在满足成型和排气良好的前提下,要选取短的流程来充填型腔,且应尽量在满足成型和排气良好的前提下,要选取短的流程来充填型腔,且应尽量减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间;减少弯折,以降低压力损失,缩短填充时间;3 3 防止型芯和嵌件变形防止型芯和嵌件变形 应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件,应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件,防止型芯弯曲变形或嵌件移位;防止型芯弯曲变形或嵌件
8、移位; 4 4 整修方便整修方便 浇口位置和形式应结合塑件形状考虑,做到整修方便并无损塑件的外观浇口位置和形式应结合塑件形状考虑,做到整修方便并无损塑件的外观和使用和使用(shyng)(shyng);5 5 防止塑件翘曲变形防止塑件翘曲变形 塑胶分子有取向现象,取向方向的收缩率大于垂直方向的收缩塑胶分子有取向现象,取向方向的收缩率大于垂直方向的收缩率,设计浇口位置时应注意这一点;率,设计浇口位置时应注意这一点;6 6 合理设计冷料穴或溢料槽合理设计冷料穴或溢料槽 因为它可影响塑件质量;因为它可影响塑件质量;7 7 浇注系统的断面积和长度浇注系统的断面积和长度 除满足以上各点外,浇注系统的断面积
9、和长度应尽量取除满足以上各点外,浇注系统的断面积和长度应尽量取小值,以减少浇注系统占用的塑料量,从而减少回收料;小值,以减少浇注系统占用的塑料量,从而减少回收料;8 8、尽量避免出现熔接痕;、尽量避免出现熔接痕;9 9、尽量避免过度保压和保压不足;、尽量避免过度保压和保压不足;1010、尽可能做到同步填充。、尽可能做到同步填充。第八页,共42页。浇注浇注(jio zh)塑胶流动特性:塑胶流动特性:模具模具(mj)结构介绍结构介绍 注塑模在注塑过程中,当温度(wnd)较高的熔融塑料接触到温度(wnd)较低的模具流道时,由于塑料快速冷却,在模具热流道的表面形成一个冷凝层。因为热塑性材料的热传导率较
10、低,冷凝层对芯部的塑料会起到保温作用。所以此时流道中心的塑料依然呈熔融状态,如图6-2所示。第九页,共42页。模具模具(mj)结构介绍结构介绍1 1、主流道、主流道 由注塑机喷咀与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道,是熔由注塑机喷咀与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道,是熔融融(rngrng)(rngrng)塑料进入模具时最先经过的部位。塑料进入模具时最先经过的部位。2 2、分流道、分流道 主流道与浇口之间的一段流道,它是熔融主流道与浇口之间的一段流道,它是熔融(rngrng)(rngrng)塑料由主流道塑料由主流道流入型腔的过渡段,能使塑料的流向得到平稳的转换。对多腔模分流道还起流入
11、型腔的过渡段,能使塑料的流向得到平稳的转换。对多腔模分流道还起着向各型腔分配塑料的作用。着向各型腔分配塑料的作用。3 3、浇口、浇口 是分流道与型腔之间的狭窄部分,也是最短小的部分。它的作用有三是分流道与型腔之间的狭窄部分,也是最短小的部分。它的作用有三点:点: (a a)使分流道输送来的熔融)使分流道输送来的熔融(rngrng)(rngrng)塑料在进入型腔时产生加速度,塑料在进入型腔时产生加速度,从而能迅速充满型腔;从而能迅速充满型腔; (b b)成型后浇口处塑料首先冷凝,以封闭型腔,防止塑料产生倒流,)成型后浇口处塑料首先冷凝,以封闭型腔,防止塑料产生倒流,避免型腔压力下降过快,以致在塑
12、件上出现缩孔和凹陷;避免型腔压力下降过快,以致在塑件上出现缩孔和凹陷; (c c)成型后,便于使浇注系统凝料与塑件分离。)成型后,便于使浇注系统凝料与塑件分离。、冷料穴、冷料穴 其作用是贮存两次注塑间隔中产生的冷料头,以防止冷料头进入其作用是贮存两次注塑间隔中产生的冷料头,以防止冷料头进入型腔造成塑件熔接不牢,影响塑件质量,甚至发生冷料头堵塞住浇口,而造型腔造成塑件熔接不牢,影响塑件质量,甚至发生冷料头堵塞住浇口,而造成成型不满。冷料穴一般设在主流道末端,当分流道较长时,在它的末端也成成型不满。冷料穴一般设在主流道末端,当分流道较长时,在它的末端也应开设冷料穴。应开设冷料穴。 浇注系统浇注系统
13、(xtng)各部分的特性:各部分的特性:第十页,共42页。分流分流(fn li)(fn li)道的类型:道的类型:A、圆形截面:流道形状效率较高,凝料少。、圆形截面:流道形状效率较高,凝料少。B、梯形截面:面积比圆形流道多出、梯形截面:面积比圆形流道多出39%,更加浪费,但是,更加浪费,但是(dnsh)与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。C、 U形截面:又称改良式梯形流道,結合圆形与梯型的优点改良而成,面积仅比圆形流道多出形截面:又称改良式梯形流道,結合圆形与梯型的优点改良而成,面积仅比圆形流道多出14%。模具结构模具结构(jigu)介绍介绍第十一页,共42
14、页。浇口的形式多种多样,但通常用的浇口有如下浇口的形式多种多样,但通常用的浇口有如下(rxi)几种:几种:模具模具(mj)结构介绍结构介绍1 1、侧浇口:又叫边缘、侧浇口:又叫边缘(binyun)(binyun)浇口,开设在塑件的边缘浇口,开设在塑件的边缘(binyun)(binyun)如图或边如图或边缘缘(binyun)(binyun)顶面,这种浇口不影响塑件外观,有时可避免旋流纹。在侧浇顶面,这种浇口不影响塑件外观,有时可避免旋流纹。在侧浇口进入或连接型腔的部位,应成圆角以防劈裂。口进入或连接型腔的部位,应成圆角以防劈裂。 第十二页,共42页。2 2、扇形浇口:适用于长条或扁平而薄的塑件。
15、由于熔融塑料横向分散进入、扇形浇口:适用于长条或扁平而薄的塑件。由于熔融塑料横向分散进入(jnr)(jnr)型腔,型腔,所以减少了流纹和定向效应。对于着色料来说,可以减少用点浇口所产生的流纹,还可所以减少了流纹和定向效应。对于着色料来说,可以减少用点浇口所产生的流纹,还可以预防喷射纹。扇形浇口的凝料摘除不但困难,浇口残痕比较明显。以预防喷射纹。扇形浇口的凝料摘除不但困难,浇口残痕比较明显。 模具模具(mj)结构介结构介绍绍第十三页,共42页。3 3、环形浇口:适用于长管形塑件。这、环形浇口:适用于长管形塑件。这种浇口能使熔料环绕型芯均匀进入种浇口能使熔料环绕型芯均匀进入型腔,充模状态较好,排气
16、效果比型腔,充模状态较好,排气效果比侧浇口好,能减少拼缝痕迹。当模侧浇口好,能减少拼缝痕迹。当模具中有细长成型芯时具中有细长成型芯时( (如笔杆如笔杆) )、采、采用环形浇口比盘形浇口好,因型芯用环形浇口比盘形浇口好,因型芯可以两端固定,提高了刚度。但环可以两端固定,提高了刚度。但环形浇口的凝料切除形浇口的凝料切除(qich)(qich)比较困比较困难。难。 模具结构模具结构(jigu)介介绍绍第十四页,共42页。模具模具(mj)结构介绍结构介绍4 4、 盘形浇口:适用于管盘形浇口:适用于管状或扁平和浅的环形状或扁平和浅的环形塑件。这种浇口具有塑件。这种浇口具有进料点对称、充模均进料点对称、充
17、模均匀、能消除拼缝线、匀、能消除拼缝线、排气便利等优点排气便利等优点(yudin)(yudin)。浇口凝料。浇口凝料常用冲切法切除,所常用冲切法切除,所以,选择其位置时应以,选择其位置时应考虑冲切工艺上的要考虑冲切工艺上的要求。求。( (错、错、错)错、错、错) 第十五页,共42页。模具模具(mj)结构介结构介绍绍5 5、 中心浇口:直接和注口连接,所以又叫直接浇口,适用中心浇口:直接和注口连接,所以又叫直接浇口,适用于单腔模具于单腔模具(mj)(mj)和大型塑件。这种浇口的优点是物料流和大型塑件。这种浇口的优点是物料流程较短,压力损失小,但浇口凝料留在塑件上,需进行修程较短,压力损失小,但浇
18、口凝料留在塑件上,需进行修正。正。第十六页,共42页。模具模具(mj)结构介绍结构介绍6 6、 点浇口又叫针状浇口:是一种较小的小浇口,通常用于流动性大的塑料。如聚苯乙烯等。浇点浇口又叫针状浇口:是一种较小的小浇口,通常用于流动性大的塑料。如聚苯乙烯等。浇口的长度很短,不超过其直径,所以脱模后塑件上的浇口残痕不明显,不需要再修正浇口痕口的长度很短,不超过其直径,所以脱模后塑件上的浇口残痕不明显,不需要再修正浇口痕迹迹(hnj)(hnj)。这种浇口被广泛采用,但采用这种浇口时,常常要在模具上增加一分型面,以。这种浇口被广泛采用,但采用这种浇口时,常常要在模具上增加一分型面,以便浇口凝料脱模。便浇
19、口凝料脱模。 对于厚壁塑件来说,由于浇口快速冷却封闭,阻碍了补偿收缩的保压压力的传递;在注塑对于厚壁塑件来说,由于浇口快速冷却封闭,阻碍了补偿收缩的保压压力的传递;在注塑压力过大的情况下,会造成熔融塑料的漩流和浇口附近部位的塑料定向;对于薄壁塑件来说,压力过大的情况下,会造成熔融塑料的漩流和浇口附近部位的塑料定向;对于薄壁塑件来说,当排气不良时,也容易造成浇口部位塑料的焦烧,产生黑色条斑或黑点。当排气不良时,也容易造成浇口部位塑料的焦烧,产生黑色条斑或黑点。 第十七页,共42页。7 7、 潜伏式浇口:又叫隧道式浇口,适用于要求自动切除浇口凝料的注塑模。这种浇口和流道成潜伏式浇口:又叫隧道式浇口
20、,适用于要求自动切除浇口凝料的注塑模。这种浇口和流道成一定角度与型腔连接,因而形成能切断浇口尾料的刀口。图中一定角度与型腔连接,因而形成能切断浇口尾料的刀口。图中L L为毫米为毫米(ho m)(ho m)左右,左右,L1L1为为3 3毫米毫米(ho m)(ho m)左右。左右。 如果浇口开在定模上,开模时,刀口切断浇口尾料而使塑件脱模。这时,流道和浇口料被如果浇口开在定模上,开模时,刀口切断浇口尾料而使塑件脱模。这时,流道和浇口料被浇口附近的带料杆拉住而留在定模上。塑件脱模后,再靠定模上的顶出机构顶出凝料。浇口附近的带料杆拉住而留在定模上。塑件脱模后,再靠定模上的顶出机构顶出凝料。 模具模具(
21、mj)结构介绍结构介绍第十八页,共42页。四、模具的冷却系统:提高模具生产效率,改善产品质量。四、模具的冷却系统:提高模具生产效率,改善产品质量。 设计的原则:设计的原则: 1、保证模腔能均匀冷却;、保证模腔能均匀冷却; 不良影响不良影响(yngxing):A、产品变形严重;、产品变形严重; B、 注塑周期长,影响注塑周期长,影响(yngxing)生产效率。生产效率。 2、模腔温度对注塑的影响、模腔温度对注塑的影响(yngxing); 不良影响不良影响(yngxing):A、模温过低引起产品走胶不起、产品外观光洁度差、溶合线明、模温过低引起产品走胶不起、产品外观光洁度差、溶合线明显、显、 波纹
22、严波纹严 重等缺陷;重等缺陷; B、模温过高引起产品烫伤、模温过高引起产品烫伤 、注塑周期长影响、注塑周期长影响(yngxing)生产效率、产品变生产效率、产品变形形 严重等;严重等; 3、冷却水道对模具强度的影响、冷却水道对模具强度的影响(yngxing)。 不良影响不良影响(yngxing):模具强度不足影响:模具强度不足影响(yngxing)模具寿命,甚至造成模具开裂模具寿命,甚至造成模具开裂 ;模具模具(mj)结构介绍结构介绍第十九页,共42页。五、模具的顶出系统:由顶针五、模具的顶出系统:由顶针(dngzhn)、司筒针、扁顶针、司筒针、扁顶针(dngzhn)、斜顶、方顶、推板、推、斜
23、顶、方顶、推板、推块、顶针块、顶针(dngzhn)板等组成。板等组成。模具模具(mj)结构介绍结构介绍设计的原则:设计的原则: 1、保证产品顶出平衡;、保证产品顶出平衡; 2、足够的顶出行程及顶出面积、足够的顶出行程及顶出面积 ; 3、方便、方便(fngbin)模具加工模具加工 ; 4、合理的顶出位置及顶出方式;、合理的顶出位置及顶出方式; 5、考虑产品外观及模具强度。、考虑产品外观及模具强度。六、模具的排气系统:能将模腔气体在注塑时顺利排出,提高生产效率,保证产品质量。六、模具的排气系统:能将模腔气体在注塑时顺利排出,提高生产效率,保证产品质量。此产品斜面大,采用推块顶出,减少产品顶白问题出
24、现/。斜顶上面空的这一段的长度等于产品设计需要顶出的长度加23mm,不要加工油槽,以免顶出后油槽内的润滑油刮到后内模表面而造成产品的油污难去除。红色显示的为斜顶上的油槽,油槽需要磨专用的成型刀来加工,深度不低于,环环相扣,让润滑油能在此槽内循环流动,加工的槽不能破斜顶的边,距边至少要有以上的距离。禁止用磨床割油槽。第二十页,共42页。塑胶产品的常见缺陷:塑胶产品的常见缺陷:一、披锋;披锋又称飞边、溢边、溢料等,大多发生在模具的分合位置上,一、披锋;披锋又称飞边、溢边、溢料等,大多发生在模具的分合位置上,如:模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。如:模具的分型面、滑块的滑配部
25、位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。 原因原因:1.机器真正的合模力不足机器真正的合模力不足(bz)。 2.合模装置调节不佳,肘杆没有伸直,或不平衡。合模装置调节不佳,肘杆没有伸直,或不平衡。3.模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形不均。、变形不均。4.模具分型面精度差。活动模板变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸模具分型面精度差。活动模板变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边有凸出的毛刺。出的毛刺。5.模具设计不合理。模具型腔的开设位置不对称、过偏,会令注射时模具单边模具设计不合理。模具型腔的
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