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模具篇前言在國際上,模具工業被稱為“工業之母”.鴻海集團於上世紀八十年代步入模具工業,並逐步將模具制造壯大成為集團的核心竟爭力.CPBG成型廠在多年的塑件成型加工中,發展培養了自己的模具維修,設計能力,形成了自己核心竟爭力.隨著成型廠生產規模的不斷壯大,新進同仁的加入,各階主管意識到訓練的緊迫性,故組織編寫了成型技術手冊.模具篇主要介紹了注塑模具的构造,模具設計,模具維修,模具材料,模具管理等方面的知識.希望通過本手冊的學習,同仁能更快更好地了解模具基本知識,從而為工作奠定堅實的基礎.由於時間及其它限制,難免有錯漏之處,敬請不吝指正.CPBG成型廠2003年10月25日目錄一.注塑模結构簡介二.模具的維護三.模具設計簡介四.模具材料五.模具管理一.常用射出模結構介紹1.兩板模2.三板模3.倒裝模4.多色模第一部分注塑模具結构1.兩板模結構介紹---2D結構圖1.兩板模結構介紹---兩板模3D模具開、合模動畫圖2.三板模結構介紹與二板模相比較﹐在上固定板與母模板之間增加了可定距移動的剝料板﹐可讓塑件與料頭從兩個不同的分型面取出.定位環注口襯套大拉杆小拉杆撥塊開閉器公模仁公模板上頂出板下頂出板支撐柱上固定板剝料板母模板母模仁成品導柱回位銷定位塊(上)定位塊(下)模腳下固定板料頭滑塊母模公模由于成品的特殊結構或者成品的外觀需求﹐致使進膠與頂出在成品的同一側﹐這樣的模具結構叫做---倒裝模3.倒裝模結構介紹3.倒裝模結構介紹上固定板上下頂出板模腳公模板母模板下固定板母模仁公模仁4.多色模---注射成型原理加熱料筒啟閉閥齒輪回轉軸二.模具六大系統模具的六大系統為﹕1.進膠系統2.排氣與引氣系統3.成型系統4.溫度調節系統5.脫模與頂出機構6.模座系統1.澆注系統澆注系統是指模具中從注機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統在几大系統中最為重要。設計澆注系統的基本原則﹕在滿足塑膠產品品質的同時﹐還應有利于提高成型速度來縮短成型周期。構成如圖所示,有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。從注射機噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路徑稱之為流道,其中,澆口套內塑膠流道稱之為主流道,其餘部分稱為分流道。分流道末端通向模穴的節流孔稱之為澆口,在不通向模穴的分流道的末端設置冷料井。1.澆注系統澆注系統的組成部分﹕澆注系統主流道﹕從注射機的噴嘴起到分流道為止的一段料流通道。澆口﹕分流道與模腔之間長度很短且截面很小的一段料流通道。分流道﹕主流道與澆口之間的料流通道。冷料井﹕用于儲存前端冷料的流道末端。主流道豎流道分流道橫流道澆口與注射機台的噴嘴相配合PL﹕分模面1.澆注系統---圖一分流道橫流道澆口冷料井冷料穴1.澆注系統---圖二1.澆注系統---分流道的截面形狀澆道截面說明圓形冷卻速率最慢,低熱量損耗及低摩擦.正方形流動阻力大,較少採用.半圓形離模性佳.適用于分模面較複雜之模具.但是流動阻力大,較少采用.矩形優缺點近於半圓形澆道梯形容積高出圓形澆道﹐較易加工,脫模.適用于多板模具﹐廢料較多。三板模用圓形矩形半圓形梯形正方形公司常用1.澆注系統---澆口形狀1.澆注系統---澆口形狀1.澆注系統---澆口形狀1.澆注系統---澆口形狀圓環澆口及圓盤澆口1.澆注系統---澆口形狀1.澆注系統---澆口形狀1.澆注系統---澆口形狀重疊式（搭接式）澆口針點澆口優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。1.澆注系統---澆口形狀潛伏澆口優點﹕開模時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大。1.澆注系統---澆口形狀牛角澆口優點﹕成型頂出時自動斷料﹐殘余痕跡小缺點﹕加工困難﹐壓力損失較大﹐頂出困難。砍成兩半﹐分別加工﹐然后拼合1.澆注系統---澆口形狀優點：•減少廢料•縮短循環時間•減少壓力損失•控制澆口痕跡•控制塑膠流動1.澆注系統---熱流道系統的特點缺點﹕成本高結構復雜精密度高1.澆注系統---熱流道系統的形式單只熱流道--HOTSPRUE單只閥針熱流道--SINGLEVALVE多只熱流道—HOTRUNNER噴嘴澆口氣道分流板熱流道系統的組成部分:上固定板分流板分流板的板(母模背板)電器連接器與母模板相連壓線板電線槽碳化的可插入的頭部﹐采用特殊的材料熱電藕(感應線)墊片(非鋼材﹐散熱慢的材料﹐中空﹐作用是承受來自噴嘴的壓力噴嘴的身體(主體)熱流板的加熱線圈(柔性線圈或鑽孔﹐然后用加熱棒)小導柱﹐比模具導柱小﹐作用是定位和保護(裝在母模板上時﹐先插入母模板﹐避免碰傷)熱流板的背板夾模槽背后的隔熱墊圈1.支撐2.隔熱定位環氣缸注口襯套閥針控制模溫的水路空氣隔熱槽2.排氣與引氣系統氣體來源A.進料系統和型腔中存在的空氣B.塑料所含水分蒸發.C.塑料分解產生氣體.D.塑料中某些添加劑分解或化學反應排氣的目的:減少造成制品的包風、燒焦2.排氣與引氣系統---排氣槽圖示產品3.成型系統母模仁3.成型系統公模仁3.成型系統4.溫度調節系統熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過高壓注射進入溫度較低的模具中﹐經過冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。首先﹐從生產效率的角度來看﹐成型周期是成型中一個重要的環節﹐成型周期中50%~~60%的時間用來對制品的冷卻﹐因此﹐冷卻時間長短的重要性不言而喻。同時﹐制品應保証最好的尺寸穩定性﹐最小的變形量﹐最高的強度和韌性﹐最完美的外觀﹐如何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制品質量相適應的規定的溫度范圍之內﹐最大限度地消除縶應力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質量的制品﹐是模具冷卻系統設計中的另一個重要環節。模具冷卻系統包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱元件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發掉﹐使模具保持一恆定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產效率。A.冷卻的基本原理從塑料到模穴壁的熱傳導:冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。4.溫度調節系統塑膠中的熱量來自於冷卻水路的交換熱輻射散熱對流散熱A散失到模板的熱量層流的溫度梯度2300淤紊流的溫度梯度230063deg.C43deg.C23deg.C20deg.C塑膠/金屬的界面水/金屬的界面冷卻液A.冷卻的基本原理從模穴壁到水管壁的熱傳導:冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。4.溫度調節系統A.冷卻的基本原理從水管壁到冷卻介質的熱傳導:冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。4.溫度調節系統B.設置冷卻水路的原則與注意事項在模具結構及強度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數量盡量多﹐冷卻才會愈均勻水路距型腔表面距離應基本一致﹐且不宜太近或太遠當水路通過兩個鑲件時要設置“O”形環水孔接頭應設在不影響操作的一側﹐最好也不要設計在天地側。4.溫度調節系統手機塑模公母模仁常用的水孔排布方式ININOUTOUTINININ進澆點4.溫度調節系統下圖為一模四穴﹐四個INSERT模仁分別排等效水路冷卻﹐保証各穴冷卻效果的一致性。INOUTOUTININOUTOUTIN4.溫度調節系統水路成品案例分析：不同的水路排布﹐對成品的冷卻效果影響是不同的(由下一頁的三個案例分析可以看出。4.溫度調節系統5.脫模與頂出機構機構系統主要是為了讓成品能夠順利的射出成型﹐得到理想的產品而設計的。以目前較常見之情形大致有﹕1.為處理成品外部倒勾的機構(滑塊機構)﹔2.為處理成品內部倒勾的機構(斜銷機構)﹔5.脫模與頂出機構(1).滑塊(斜撑梢滑块)(1).滑塊(撥塊抽芯的滑塊)5.脫模與頂出機構5.脫模與頂出機構(1).滑塊(母模爆炸式滑塊)母模爆炸式滑塊簡圖如下(合模時的情況)：5.脫模與頂出機構(2).斜銷(為處理成品內部倒勾的機構)5.脫模與頂出機構(2).斜銷斜銷座“T”型槽滾軸球頭銷釘5.脫模與頂出機構制品顶出是注射成型过程中最后一个环节,當制品在模具中固化后﹐需要有一套有效的方式將其從模具中頂出﹐顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的顶出是不可忽视的.且在頂出中不能使制品變形﹑頂白﹑破裂等損壞制品的現象。這種裝置就是頂出系統﹐頂出系統有如下几類﹕1.圓頂針2.扁頂針3.套筒4.頂出塊5.脫料板6.斜銷7.氣頂。5.脫模與頂出機構(1).圓頂針圓頂針:為最普遍最簡單的頂出裝置﹐圓頂針及頂針孔都易於加工,因此已被作為標准件而廣泛使用。在加工較長的頂針孔時可采用距公模入子表面一段距離后改為擴孔的方式來減少頂針與模具接觸面.避免發生咬蝕以簡化模具制造.頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性。在成品表面為曲面時應注意圓頂針的防轉。其類型可分為﹕單節頂針和雙節頂針5.脫模與頂出機構(2).扁頂針扁頂針:當成品空間較小rib較深﹐不易排部較合適的圓頂針時采用扁頂針﹐一般排部在成品rib的底部。扁頂針孔一般采用線切割加工,扁頂針需淬火處理,使其具有足夠的強度和耐磨性,扁頂針的形狀(如圖)R角處增加頂針強度.W入子規格參考為扁頂針5.脫模與頂出機構(3).套筒(頂管)套筒(頂管):當成品有boss時使用﹐一般排部在成品boss的底部。成品套筒內芯套筒外壁螺釘鎖固形式壓板形式5.脫模與頂出機構(4).頂出塊在一些模具中,由於成品的側壁太深,極易包裹模仁產生很大脫模力.為使成品易於脫模使用頂出塊配合頂針的頂出結構。此側壁太深5.脫模與頂出機構(5).脫料板。脫料板頂出適用於筒形塑件,薄壁容器以及各種罩殼形塑件的脫模頂出.這種頂出機構的主要特點是頂出力均勻,平穩,頂出力大,塑件不易變形,而且表面不留頂出痕跡,結構也比頂管脫模機構簡單,不需設置復位裝置,合模時靠定母模板分形面的推力即可使頂出機構復位.這種結構的缺點是型腔和型芯需分別設在定模和動模上,成型出塑件外形與內孔間的同心度較低。脫料板5.脫模與頂出機構(6).斜銷當成品中使用斜銷較多且其它地方不易排頂針時就可直接用斜銷來頂出成品。斜銷5.脫模與頂出機構(7).氣頂。氣頂出方式不論是在公模部份或母模部分，其頂出都很方便，不需要安裝推板.在頂出過程中整個制品的部均受同樣地的壓力,所以即便是軟的塑料,也可以在不發生變形的條件下脫離模具,通常氣頂出要求脫模斜度最小大於2∘，所以對於形狀復雜需要較大脫模力的制品，則無法滿足其要求。彈簧密封圈空氣90°~120制品6.模座系統導向裝置作用：保証模具在進行裝配和調模試模時，保証公母模之間有一定的方向和位置。導向零件應承受一定的側向力，起了導向和定位的作用﹐導向機構零件包括公母模板的導柱和導套(GP,GB)﹐頂出板的導柱和導套等(頂板導柱EGP).導柱頂板導柱頂板導套回位銷(RP)導套0102030405060708090第一季第二季第三季第四季東部中部北部6.模座系統定位裝置對于大型﹑精密型及導向零件需要承受較大的側向力的模具﹐通常要設置定位裝置。模板定位機構﹐模仁定位機構。1.模板定位裝置﹕除模板上的四支導柱外還有定位塊(圖形如下頁)。2.模仁定位裝置﹕在模仁四周留出自然凸台和凹坑來相互配合﹐防止模仁偏位(圖形如下頁)。6.模座系統定位裝置模板定位機構模仁定位機構定位塊導柱凸台凹坑6