塑胶产品结构设计必须了解的模具知识
大部分塑胶产品都是通过塑胶模具注塑成型的,注塑模具依成型特性区分为热固性塑胶模具、热塑性塑胶模具两种;依成型工艺区分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模(压塑模)、注射模等,其中塑胶注射成型所用的模具称为注射成型模,简称注射模或注塑模。成型过程大概指将受热融化的塑料由注塑机高压射入模腔,经冷却固化后,得到成形品,简化为合模——注射——保压——冷却——开模——顶出。
● 注塑模一般由以下几个部分组成:
1.模架:一般选用标准模架,从标准模架制造厂外购即可,如龙记模架等。
2.模仁:模具的成型部件,用来成型塑胶产品,模具厂自行加工,加工的大部分时间就是 花在模仁的加工上面。
3.模具辅助零件:包括定位环、注口衬套、顶针、拉料杆、支撑柱、顶出板、导柱、导 套、垃圾钉、吊环等。
4.四大系统:
1)浇注系统:包括主流道、分流道、冷料井、浇口;
2)顶出系统:包括顶针、扁顶针、司筒针;
3)加热和冷却系统:热流道,预加热装置;冷却水路;
4)排气系统:排气槽、分型面排气、顶针排气、镶件排气;
5.特殊机构:如产品有倒扣或侧孔等在出模方向上出不了模的结构,模具上需设计侧抽芯 机构(也叫行位或滑块)、斜抽芯机构(也叫斜顶)、油压缸(侧抽芯行程较大时) 等。
● 注塑模的分类:
1.二板模:也称大水口模,又称单分型面注塑模,其特点为模具结构简单,但胶件连同凝 料在一起,需手工切除;其应用广泛,适用与各种模具。
2.三板模:也称细水口模,又称双分型面注塑模,其特点为进胶口为点浇口,浇口截面 小,胶件外观好,且由于不用人工切除浇口凝料,有利于自动化生产,但其模具结构较 二板模复杂,成本也较高,其一般适用于中小型塑件和流动性好的塑胶成型。
区别:三板模与二板模最大的不同就是三板模多了块水口板(自动卸水口料)。
● 进浇口的分类:
1.直浇口
优点:1)压力损失小;
2)加工简单。
缺点:1)浇口附近应力较大,产品应力不均匀,容易变形;
2)需人工剪除浇口余料,去除浇口较难,产品表面会留下明显浇口痕迹。
应用:1)适用于大而深的桶状零件,对于浅平的零件,由于收缩及应力的原因,容易产 生翘曲变形;
2)对于外观不允许有浇口痕迹的零件,可将进浇口设置与零件内表面,即倒装模。
2.侧浇口
优点:1)形状简单,加工容易;
2)去除浇口较容易。
缺点:1)胶件与浇口不能自行分离;
2)胶件易留下浇口痕迹。
应用:适用于各种形状的零件,但是对于细而长的桶形零件不予采用;
3.点浇口
优点:1)浇口位置的选择范围大;
2)浇口能与胶件自行分离;
3)浇口痕迹小,胶件外观破坏小;
4)浇口位置附近应力小,胶件不容易翘曲变形。
缺点:1)注射压力较大,不宜采用流动性不好的塑胶成型;
2)一般采用三板模结构,模具结构复杂,成本高。
应用:由于可以设计几个进胶点,因而常用于有较大的面的壳体胶件。
4.扇形浇口
优点:1)塑料流经浇口时,在横向得到更加均匀的分配,降低胶件应力;
2)减少空气进入型腔,避免产生银丝、气泡等缺陷。
缺点:1)胶件与浇口不能自行分离;
2)胶件留下浇口余料,需人工剪掉。
应用:常用来成型宽度较大的薄片状胶件,流动性较差的透明胶件,如PC、PMMA等。
5.潜伏式浇口(潜顶针或潜骨位)
优点:1)浇口位置的选择较灵活;
2)浇口能与胶件自行分离;
3)二板模和三板模都可适用。
缺点:1)浇口位置容易脱胶粉;
2)进胶位置容易产生烘印;
3)需人工剪除多余胶位;
4)从浇口位置到型腔压力损失较大。
应用:适用于外观有要求,不允许有浇口痕迹的胶件。
6.弧形浇口(也叫牛角浇口或香蕉浇口)
优点:1)浇口能与胶件自行分离,无需对浇口位置进行后处理;
2)浇口位置在胶件内部,不会对胶件外观造成破环。
缺点:1)进胶位置外观面可能产生烘印;
2)加工复杂;
3)设计不合理容易折断而堵塞浇口。
应用:常用于ABS、HIPS;不使用于POM、PBT等结晶材料,也不适宜于PC、PMMA 等刚 性好的材料,防止弧形流道被折断而堵塞浇口。
● 行位与斜顶
塑胶上凡是阻碍模具开模或顶出的结构均称为模具倒扣。模具上处理倒扣的方法有行位(滑块)、斜顶、油缸抽芯、齿轮旋转处理机构等。最常用的为行位与斜顶。
1.行位(滑块)
行位分为前模行位和后模行位,后模行位应用得最多,前模行位较复杂,应避免设计前模行位。
行位机构一般由行位本体、锁紧块、压条、斜导柱、耐磨块、弹簧等组成。
2.斜顶
斜顶一般是用来处理胶件内部的倒扣,而行位一般是处理胶件外部的倒扣,但是斜顶结构比行位简单,斜顶既有处理胶件内部倒扣的作用,同时也可以起到顶出的作用,所以模具上设计斜顶的地方一般就减少布置顶针了。
斜顶机构一般由斜顶本体、导向块、斜顶座、耐磨块等组成。
● 模具动画