模具结构原理

塑模结构原理概论余学勇2018.09.17蒙发利科技,注塑一厂一﹑模具概况﹕“模具是工业之母”,“七分模具，三分工艺”这些话大家已经耳熟能详﹐模具的重要性日益被人们所认识﹐近年模具设计和模具制造技朮取得了长足进步。模具加工技朮的革新﹐各种模具新材料的广泛应用﹐模具零部件的标准化和专业化等﹐都迫使我们在设计上要更快﹐更准的适应模具的发展。速度的提升﹐要求设计段能够在3天左右就完成给后工段﹔精度的提升﹐要求在设计过程中考虑清楚各个零件的加工方法﹐尽量采用高精度且加工成本较低的加工方法。精度和速度的提升是相铺相承的。速度的提高必然要求精度的提升﹔精度的提高必然带动速度的提升。模具结构原理二﹑塑料模具基本构成﹕塑料模具由七大系统构成﹕1、导向系统﹑2、支承系统﹑此三项统归：分型结构系统3、成型零件系统﹑4、浇注系统﹑5、冷却系统﹑6、顶出系统﹑7、排气系统。由以上各系统组成之模具﹐塑料经浇注系统﹐通过浇口进入模腔内部﹐填充保压之后由冷却系统冷却﹐成品冷凝固化后经成型零件以及顶出系统顶出﹐完成一个成型周期。模具结构原理三﹑合模导向系统﹕合模导向机构在塑模中﹐主要用来保证公模和母模两大部分或模内其他零部件之间准确对合﹐以保证塑料制品的形状和尺寸精度﹐并避免模内各种零部件发生碰撞和干涉。设计合模导向机构的基本要求是：定位准确﹑导向精确﹐并具有足够的强度﹑刚度和耐磨性。导向机构有导柱导向机构和锥面(直面/直导柱加全圈模板边锁)定位机构。（见图1-1）导柱导向机构我们常用的有GP(导柱)﹐EGP(顶板导柱)等。如图1﹐图2所示。锥面定位机构我们常用的有直角定位块﹐斜度定位块﹐模仁定位凸台等。如图3﹐图4所示。模具结构原理模具结构原理模具結構原理圖1(GP)导柱母模板公模板模具結構原理(EGP)顶板导柱圖2模具結構原理直角定位块斜度定位塊圖3模具結構原理模仁定位凸台模仁定位凸台圖4四﹑支承系统﹕塑料模具中的：1、公/母模板2、上/下固定板3、模脚4、支撑柱(SP)5、停止销(STP)等零件均称为支承零部件。支承零部件与合模导向机构组装﹐便构成注射模架。模架的作用就是用来安装和固定注射模中的各种功能结构﹐因此设计注射模时﹐必须保证各种支承零部件具有足够的强度和刚度。公母模板在模具中起安装和固定成型零部件﹑合模导向机构以及顶出脱模机构等各种功能机构的作用。上下固定板起支承公母模板以及安装在公母模板上的各种零部件﹐同时可以利用其将模具安装在成型机上。模脚和支撑柱(SP)垫靠在公模板与下固定板之间﹐可以形成顶出脱模机构的运动空间。停止销(STP)则是调整顶出脱模机构的平整性。模具結構原理模具結構原理上固定板母模板公模板模腳工模固定板导柱GPEGP中托司支撑柱SP定位塊五﹑成型零件系统﹕成型零件系统主要是：为了让成品能够顺利的射出成型﹐得到理想的产品而设计的。目前较常见之情形大致有为处理成品外部倒勾的机构(滑块机构)为处理成品内部倒勾的机构(斜销机构)模具結構原理一﹑滑块﹕1‧滑块的动作原理滑块是倒勾处理的一种方式，一般是借助注射机开模力与合模力进行侧向分型、抽芯及复位动作的机构，这种机构经济性好，动作可靠，实用性强,常用的拨动方式有斜撑梢及拨杆拨动。拨块拨动与斜撑销拨动区别:a.作用面不同:斜撑销只有拨动作用没有止动作用，因此要装止动块.拨块既有拨动作用又有止动作用，因此一般可不装止动块.b.使用场合不一样斜撑销一般使用在滑块较大及行程较大的场合下.拨块一般使用在滑块较小及行程不大的场合下.模具結構原理模具結構原理2.斜撑梢滑块斜撑梢滑块的设计要点:a.斜撑梢与滑块斜孔要有0.5间隙的配合,以便开模顺畅。(δ为斜撑梢与滑块间的间隙)b.斜撑梢角度α≦25°，防止弯矩过大变形。(α为斜撑销倾斜角度)c.斜撑梢角度要小于止动块角度2°~3°，以减小滑块与止动块间的磨擦，同时也有利于合模。(即β=α+2°～3°)d.斜撑梢在模板配合长度L要大于或等于1.5D。(D为斜撑梢直计径)e.滑块行程计算S=T+2～3mm(S为滑块需要水平运动距离；T为成品倒勾)S=L1*tgα-δ/cosα(δ为斜撑梢与滑块间的间隙,一般为0.5MM；L1为斜撑梢在滑块内的垂直距离)模具結構原理3﹑拨块抽芯的滑块拨块抽芯的滑块参数及设计要点：a.拨块拨动面与滑块斜孔要有0.5间隙的配合，以便开模顺畅。(δ拨块拨动面为与滑块间的间隙，B为拨块拨动面)b.拨块角度α=β≦25°(α为拔块倾斜角度，β为拔块止动角度)c.拨块在模板配合长度H1≧1.5W(以保证拨块强度)d.滑块的行程计算S=T+2～3mm(S为滑块需要水平运动距离；T为成品倒勾)S=H*tgα-δ/cosα(H为拔块在滑块内的垂直距离)模具結構原理4﹑滑块的导滑：滑块在导滑中,运动必须顺利、平稳,才能保证滑块在模具生产中不发生卡滞或跳动现象,否则会影响成质量品,模具寿命等。常用的导滑形式如下所示：采用”7”字形压板,加工简单,强度较好,一般要加销孔定位.采用镶嵌式的“T”形槽,稳定性较好,加工困难.采用整体式加工困难,一般用在模具较小的场合。采用压板,中央导轨形式,一般用在滑块较长和模温较高的场合下。用矩形的压板形式,加工简单,强度较好,应用广泛,压板规格可查标准零件表.采用”T”形槽,且装在滑块内部,一般用于空间较小的场合,如跑内滑块.模具結構原理5﹑滑块后跟块的锁紧及定位方式﹕由于滑块在成型机注射时产生很大的压力,为防止滑块与活动芯在受到压力而位移,从而会影响成品的尺寸及外观(如跑毛边),因此滑块应采用锁紧定位，通常称此机构为止动块或后跟块。(拨块式滑块一般不需加后跟块)滑块采用镶拼式锁紧方式,通常可用标准件.可查标准零件表,结构强度好.适用于锁紧力较大的场合.采用嵌入式锁紧方式,适用于较宽的滑块滑块采用整体式锁紧方式,结构刚性好但加工困难脱模距小适用于小型模具.采用嵌入式锁紧方式适用于较宽的滑块.采用拔动兼止动稳定性较差,一般用在滑块空间较小的情况下.采用镶式锁紧方式,刚性较好一般适用于空间较大的场合.模具結構原理6﹑滑块定位方式﹕滑块在开模过程中要运动一定距离,因此,要使滑块能够安全回位,必须给滑块安装定位装置,且定位装置必须灵活可靠,保证滑块在原位不动,但特殊情况下﹐可不采用定位装置,如左右侧跑滑块,但为了安全起见,仍然要装定位装置.常见的定位装置如下：利用弹簧螺钉定位,弹簧强度为滑块重量的1.5~2倍,常用于向上和侧向抽芯。利用弹簧螺钉和挡板定位,弹簧强度为滑块重量的1.5~2倍,适用于向上和侧向抽芯。利用弹簧钢球定位,一般滑块较小的场合下,用于侧向抽芯。利用滑块定位夹定位﹐适用于滑块不太大之场合。模具結構原理7﹑倾斜滑块倾斜滑块参数计算及设计要点：由于成品的倒勾面是倾斜的,因此滑块的运动方向要与成品倒勾斜面方向一致,否侧会拉伤成品。A.滑块抽向定模。B.滑块抽向动模。左圖中α°=δ°+β°≦25°γ°=α°+(2°+3°);H1=H+S*sinβ°S=H1*tgδ°/cosβ°L4=H/cosδ°左图中α°=δ°-β°≦25°γ°=α°+(2°-3°)；H1=H-S*sinβ°S=(H1*tgδ°)/cosβ°L4=H1/cosδ°模具結構原理8﹑母模遂道滑块母模遂道滑块适用场合:a.制品倒勾成型在母模侧b.制品外观不允许有痕迹c.滑块成型面积不大此处倒勾成形在母模侧，且外观不允许有痕迹，须跑母模遂道滑块。母模遂道滑块机构模具結構原理9﹑母模爆炸式滑块母模爆炸式滑块适用场合﹕一般成型在母模侧且对滑块成型面积较大，尤其是滑块在母模侧很深的情况下使用。斜面此面为倒勾面此角落有倒勾模具結構原理9﹑母模爆炸式滑块母模爆炸式滑块简圖如下(合模时的情况)：模具結構原理9﹑母模爆炸式滑块母模爆炸式滑块简图如右图(开模后的情况)：行程计算：如下图中S=L*sinβ(β为T槽角度；L为沿T槽方向行程；S为滑块水平运动距离)H=L*cosβ(H为滑块纯垂直运动距离)模具結構原理10﹑脱螺纹机构当成品有内螺纹需要成型时﹐就需要设计脱螺纹机构。如下图﹐其运动顺序为﹕马达旋转通过键带动芯轴旋转﹐由于螺纹套内车有螺纹(其螺纹的螺距与成品中螺纹的螺距相同)﹐就可使芯轴从成品中退出﹐達到脫螺紋的目地。马达键芯轴軸承螺纹套马达座模具結構原理11﹑滑块打顶针一般对于成品璧厚薄而深，壁侧面抽芯孔位较多，抽芯力较大，在跑滑块时，成品可能被滑块拉变形或拉伤。为防止成品被滑块拉变形或拉伤，需在滑块内打顶针，以阻止成品被滑块拉变形或拉伤,形式如下图(合模时的情况)。圖中:S=3~5MM；S1S(以利合模)模具結構原理11﹑滑块打顶针开模中的情况滑块顶针相对静止状态滑块顶针回位状态开模完毕状态模具結構原理12﹑斜销式滑块一般用在成品有滑块机构,同时沿滑块运动方向成品也有倒勾，这时可采用斜销式滑块。如下图为斜销式滑块的典型实例：模具結構原理12﹑斜销式滑块斜销式斜销计算公式﹕图中﹕S3S(S为垂直倒勾距离)S3=L*tgα(S3为滑块入子B垂直下降距离;α为”T”槽角度;L为限位螺钉行程)S4S1+S5(S4为滑块座运动行程；S1水平倒勾距离;S5为滑块入子B距离水平运动距离)S4=(H*sinβ-δ)/cosβ(β为斜撑销角度；δ位斜撑销与滑块座间隙;H为斜撑销伸入滑块座垂直模具結構原理12﹑斜销式滑块斜销式滑块运动简图﹕合模状态滑块入子B下降到极限位置开模完毕状态模具結構原理13﹑滑块急回机构﹕在某些模具中，由于成品结构决定顶出装置在滑块机构的底部，如不早回顶出机构将导致无法顺利合模﹐滑块与顶出装置相撞。为改善此种状况,必须安装急回机构，使顶出杆在合模时先回复原位。未装急回机构，导致滑块与套筒相撞模具結構原理二﹑斜销斜销为成型倒钩的处理方式之一﹐其种类有﹕1.整体式﹐2.两段式﹐3.母模斜销。斜销设计时应考虑如下几点﹕A.斜梢行程=倒勾距离+收缩量+安全值(1.5～3mm)。B.斜梢度αtgα=C.检查斜梢后退时是否有干涉。D.斜銷頂部偷料0.05~0.1mmE.一般斜銷的角度不要大于15度。H頂出行程斜梢行程模具結構原理1﹑整体式A﹑常规整体式斜销整体式斜销与斜销座的联接型式有如下几种﹕斜销座“T”型槽滚轮球头销钉模具結構原理B﹑头部两段式斜梢适用场合:斜梢后退脱模时顶部有倒勾可采用此形式。设计要点﹕a.头部沿斜面下降高度应足以让斜梢退位;b.斜梢行程=S-Z;c.两段相连采用燕尾槽不可有逃料;d.确保顶部一般在合模时不撞至公模仁模具結構原理2﹑两段式A﹑顶针式斜梢设计要点:a.斜梢导向行程顶出行程+10mm.b.顶出安装时要从公模板背后装入再旋转900方向勾住T形槽,c.頂針是否與模仁有干涉.d.頂針直徑6mm模具結構原理B﹑“L”形两截式斜梢设计要点:a.适用于斜梢与母模无靠破之情况.b.顶针在模板内要有一部分配合﹐不能全部逃孔.c.顶针直径6mm模具結構原理C﹑方形斜销座设计要点:斜梢顶杆头部与引导块上表面要留间隙﹐以便斜销的组装.引导块模具結構原理A﹑母模入子勾动式应用场合﹕在斜梢比较大的情况下使用。设计要点﹕A、增加开闭器小拉杆大拉杆以确保开模时使上固定板与母模板先打开,后公母板开模。B、斜梢与入子间不得逃间隙。C、斜梢水平后退距离S1=S*TgA。(S﹕为上固定板与母模板间开模距离﹔A﹕为斜梢垂直方向夹角)动作原理﹕母模入子固定在上固定板上,开模时上固定板与母模板先开,所以母模入子将先抽动,从而通过燕尾槽拖动斜梢后退;斜梢在固定于母模仁上的沟槽中滑动﹐它只沿水平方向运动。3﹑母模斜銷如果在成品母模側有倒鉤且不易跑滑塊時就要使用母模斜銷模具結構原理B﹑母模侧顶板顶出之斜销应用场合﹕大多数情况下使用。设计要点﹕A.为避勉斜销与模仁碰伤﹐因此要设置顶板回位机构(RP).B.要设置顶板的动力来原。常用形式有﹕1.回位杆与开闭器组合使用﹔2.顶板底部加弹簧(较常用)。C.要设置顶板导向机构。常用形式有﹕1.回位杆导向﹔2.另外加一組頂板導柱。模具結構原理4﹑斜销顶针适用场合:当斜梢较大成品有包在斜梢上之趋势则采用