塑料制品与塑料注射模具设计.ppt

一 模具在国民经济中的地位和作用 1 模具的概念 在一定的工艺条件下 将其特定的形状和尺寸赋予材料的工具 2 模制法的特点 生产能力高 产品质量的一致性好 原材料的利用率高 成本低 只适用于批量生产 3 模具在国民经济中的地位和作用 第一章绪论 1 塑料制品 注射 挤出 吹塑 压制 泡沫成型 浇注 热成型 滚塑 搪塑 2 橡胶制品 压制 压铸 挤出 注射 二 常用橡胶塑料模具 从成型工艺方面来分析制品结构设计的合理性和可行性 第二章塑料制品的设计 2 型腔 3 留模 4 脱模方向 5 侧孔与侧凸 侧凹 1 动模和定模 第一节预备知识 解决几个问题 1 一套模具可以在任何注射机上成型吗 2 在设计中对塑料制品的要求可以和金属制品一致吗 为什么 3 模具加工后成型的制品有误差 怎么办 第二节塑料注射制品的设计分析 一 塑件的尺寸 体积 外轮廓尺寸 壁厚 1 塑件的体积V制 与注射机的理论注射容积V注 0 2V注 V制 0 8V注 一 塑件的尺寸和尺寸精度 成型面积S投 塑件在模具分型面上的投影面积 F涨 S投 p涨p涨 20 30 MPaor 30 40 MPa 2 成型面积S投和合模力F合 3 塑件的壁厚t 均匀 4 塑件在脱模方向上的高度h与移模行程Sm 1 影响塑件尺寸精度的因素 1 模具的加工精度 z 2 模具的磨损 c 磨损型孔 尺寸 塑件的外形尺寸 磨损型芯 尺寸 塑件的内表面尺寸 二 塑件的尺寸精度 LM 常温下模腔的尺寸LS 常温下制品的尺寸4 成型零件的安装误差 5 活动成型零件的配合间隙变化引起的误差 3 塑料的收缩率波动 1 物料 2 制品尺寸 壁厚 表面形状 筋的形状等 3 模具设计 冷却方案 流道和浇口的几何形状和尺寸 浇口的数量和位置等 4 成型条件 温度 压力 成型时间等 5 注射机类型 注射速度 可达到的注射压力 时间 温度和压力的控制精度等 6 注射机和模具的状况 2 影响塑料收缩率波动的因素 1 物料温度Tm Vm同Tm 熔 G制 塑件的尺寸 2 模具的温度TM G制同TM 结晶度 固 塑件的尺寸 3 成型压力p p G制 塑件的尺寸 4 时间 模腔中的注射压力保持时间越长 收缩越小 3 成型工艺条件对塑料收缩率的影响 1注射机的选择和所成型的塑件的体积 成型面积 高度等尺寸有关 2对塑料制品 慎提尺寸公差 3通常不能通过提高模具的制造精度来达到严格的制品的尺寸精度 4在生产过程中 可以通过多因素改变制品的实际尺寸 以达到设计要求 结论 三 塑件的形状 1 塑件上要尽量减少侧孔 侧凸和侧凹 二 塑件的粗糙度 2 塑件必须有一个有利于保证其外观质量的结构 四 塑件上的加强筋和防变形结构 A t 2B 1 5t 2or t 4 1 动模侧的A100mmA 1 60 五 塑件的脱模斜度A 3 有装配公差要求的塑件 斜度值必须在公差带范围内 4 本身有脱模斜度的制品需考虑留模问题 六 塑件上的孔 1 通孔 L d 102 盲孔 L d 4 八 塑件上的螺纹 1 螺纹的断面形状为梯形或半圆形 2 不常拆卸的 d 2 5 6mm采用自攻螺纹 3 螺纹始端和末端应有圆台 螺牙始末端应用过渡长度 九 塑件上的嵌件 1 必须具有防转和防拔脱的结构 七 塑件的圆角 十 塑件上的花纹 十一 塑件上的图案 文字 2 包容的物料必须具有足够的壁厚 3 受力的金属嵌件一定要倒圆或倒角 第三节橡胶模制品的设计 一 壁厚 要求 壁厚均匀 过渡圆滑 通常 t 1mm二 斜度 三 侧凹 要求 一般水平分型的模具可以压制有侧凹的制品 但应有供制品取出的空间 四 孔 五 空腔 要求 选用硬度低 弹性好的胶料 脱模时最大变形应不超过胶料的弹性范围 且壁厚不宜过大 六 棱边和锐角 要求 应尽量避免棱角和凹口 楞边和锐角应做成圆形 且半径不小于0 5mm 要求 d 1 2 1 5 H 八 金属 橡胶制品 1 连接处应避免楞边和锐角 2 橡胶阀门的胶面应凸出不大于0 3mm 要求 若有内腔 应无尖角和显著的凸凹差异 七 承受负荷的橡胶制品 第一节概述一 模具的基本功能 1 接受熔体 并完成熔体的分布 2 物料的成型与冷却 3 完成制品的脱模 二 模具的基本构成 第三章塑料注射模具设计 1 浇注系统2 型腔3 热交换系统4 导向系统5 脱模 抽芯系统6 定位固定部分7 承力构件 第二节塑件在模内成型位置和分型面的选择 留模脱模合痕顶痕A1 无有A2 无 B1 无无B2 无 结论 A1最好问题 截面为圆形制品怎样成型 一 实例 A1A2 A1A2B1B2 留模脱模合痕顶痕侧抽C1有 C2有 A1 无无无A2 无无无B1 无 无 B2 无 无 讨论 1 制品有圆角 不可采用A1 2 若制品透明 不允许有顶痕 可采用A2 采用推板顶出 3 扁平状制品采用A1 有一定深度的采用A2 4 有侧芯的制品 采用A1分型面 留模脱模合痕顶痕侧抽C1有 A1 无 无 A2 无无无B1 无 无 B2 无 无 结论 采用A2方案 A1A2B1B2 A1A2 结论 若移模行程足够 C1方案最佳 先抽留模脱模合痕顶痕A1 无无A3 有 B2 无 B3 有有C1 无无C3 有无D2 无 D3 有有 二 确定原则 1 尽量保证制品的外观等要求 2 分型面应取在垂直于脱模方向上的最大轮廓位置 3 确保塑件留在动模一侧 4 当有侧抽时 尽量选择抽拔距较短的方案 5 当制品某些部位有同轴度要求时 应把相应部分设在模具的一侧 第三节浇注系统的设计 一 概述 1 浇注系统的作用 1 将来自注射机喷嘴的熔料迅速有序地充满型腔 2 在浇口冻结之前将成型压力均匀地传到型腔的各个部位 以保证得到质地紧密 外观清晰的制件 2 浇注系统的基本结构 主流道 引料入模 将熔料引入模具的分型面 分流道 将来自主流道的熔料进行分流 转向 引导各型腔或型腔的各部分 浇口 熔料由分流道流入型腔的通道 冷料井 端 容纳两次注射间歇中喷嘴头部的冷料 1 物料通过浇注系统时 压力损失要小 2 热损失要小 3 便于模具的加工 脱模及清除料把 4 在制品上产生的工艺缺陷要少 5 用料要少 3 浇注系统的设计要求 主讲 梁军 一 主流道和主流道衬套 浇口套 的设计 模具设计 二 普通浇注系统的设计 设计要求 1 进口端要与喷嘴端密合 不能漏料 R R1 1 d d1 1 2 出口端要与所在面齐平 3 流道要有脱模斜度和足够的粗糙度 2o 4o 4 工作时不能出现轴向窜动 r 1r2 1 2 D H7 m6 由结构确定 L 由结构确定 材料 T8A T10A淬火处理 HRC50 55 5 其它 R R1 1 d d1 1 2o 4o 截面积S D2 4 D2 8D2 2D2周长L d D 2 D3D4DS L 0 25D0 153D0 167D0 25D 1 设计要求 1 2 3 4 5 同浇注系统的设计要求 6 力求使各型腔同时充满 2 设计要点 1 截面形状和尺寸 取决于塑件大小 模具结构和物料 二 分流道的设计 常用截面形状 圆形 梯形 W 塑件重量 g L 分流道长度 mm 尺寸 D smax 1 5 2 长度 在结构允许的前提下 尽量短 3 布置 总的要求型腔同时充满 且用料要少 均衡布置 非均衡布置 三 浇口的设计 1 浇口的位置选择 选择标准 1 有利于型腔的排气 2 尽量选在 或靠近 壁最厚的部位 3 尽量设在无损制品外观的位置 4 要有利于物料在模内分流后的熔合 5 要防止产生充模喷射的现象 6 尽量减小型芯的变形 7 采用纤维状的填充料时 首先应分析制件的受力方向 设计时让料流方向与其一致 1 直浇口 2 浇口的形式与尺寸 特点 充模速度快 压力损失小 清除浇口难 且制件上留有大块痕迹 适用 用于加工热敏性及高粘度物料 成型大型薄壁容器型制品 常用于一模一件 设计 与主流道的设计一样 同时一定要注意轴向定位 校核螺钉 不要产生轴向窜动 2 侧浇口 边缘浇口 特点 加工修整简单 去除容易 制件上留有明显痕迹 常用于多型腔或一腔多点进料 适用 所有料 板条类的大型制品 设计 面长 小制品0 5 0 8大制品1 2 A 模具凹模的表面积 例如 盒形制品 PE 计算浇口尺寸 解 取c 0 8 h n t h n t 0 6 1 3 7 8 3 搭接式浇口 特点 可防止粗大制品的重摸喷射现象 但加工 修整 去除困难 制件上留有明显痕迹 设计 面长c 小制品0 5 0 8大制品1 2 4 盘形浇口 特点 塑件无熔合线 对强度无影响 适用 单型腔 管状薄壁制品 设计 面长c 0 75 1 伞形浇口 清除麻烦 需用切刀 45o 90o 5 点浇口 菱形浇口 特点 留痕小 不需清除 二次加工少 位置选择比较自由 成本高 适用 多型腔中心进料 一腔多点进料 6 潜伏浇口 隧道式浇口 特点 浇口没有位于分型面处 解决了点浇口必须三板的结构和顶部进料的问题 适用 多型腔模具 成型弹性材料 外侧进料内侧进料 4 冷料井的设计 P48 49 第四节成型零件的设计 一 概述 总要求 使用可靠 易于加工 经济 核心 根据现有的加工手段和条件 解决模具的加工问题 二 成型零件的结构设计 一 凹模的设计 1 整体式凹模 2 局部镶嵌式 设计要点 1 合理地分割成易于加工的几何形状 2 镶嵌后使用可靠 无松动 位移和溢料 3 嵌件安装后无与脱模方向垂直的拼缝 d H7 m6D d 6 8 D1 D 1H 根据嵌件大小定 中小型模具 5 6 mm大型模具 8 10 mm 4 若成型部位有方位要求 采用齐缝销钻铰后磨平装入 3 整体镶嵌式 1 整体式 二 凸模 2 沉孔式 3 镶嵌式 三 螺纹成型零件 书P87 从操作方式分 自动脱螺纹 随制品脱模两种 基本要求 1 安装牢固可靠 2 易于脱模 3 不溢料 三 成型零件共尊尺寸的计算 平均收缩率法 一 计算应考虑的因素 1 塑件精度的合理性 2 模具的加工公差 z 3 模具的磨损 c 4 收缩率S 二 设计计算原则 1 单向偏差 2 其他有关规定 1 型孔的径向尺寸 2 型芯的径向尺寸 3 型孔的深度 4 型芯的深度 5 中心距的工作尺寸 三 工作尺寸的计算方法 1 型孔的径向尺寸 2 型芯的径向尺寸 3 型孔的深度 4 型芯的深度 5 中心距的工作尺寸 6 螺纹成型零件工作尺寸的计算 1 螺纹成型杆