塑胶电子产品设计知识

1、内容如下: 内容如下: 1. 塑胶结构设计概述 . 2. 塑胶产品设计原则 . 3. 塑胶件制程 . 4. 成型不良的原因及调节方法详解 . 5. 成型不良要因表 . 6. 常用塑料缩水率表 . 7. 常用热塑性塑造密度和密度系数表 . 8. 塑料的燃烧鉴别&塑料的燃烧特性试验 . 塑料的燃烧鉴别& 塑胶结构设计概述 塑胶结构设计概述一. 总体结构设计 一套完整的模具,它函盖有多个相关系统,它们之间相辅相成.只有当各系统达 到一最佳组合,才能保证模具的正常使用和精度.因模具的结构必须符合产品的 要求,不同的产品有不同的要求,而产品存在变化性和多样性,这就决定了模具 的多样性.一般来说,典型之塑

2、胶模具包括:浇注系统,顶出系统,温控系统, 排气系统,抽芯系统等.为了便於理解,我们将对各系统设计原则进行分述. 众所周知,模具业为一专业性和经验性极强的行业,模具界也深切体会到模具设 计之重要,往往因设计不良,尺寸错误造成加工延误,成本增加等不良效果.但 培养一名足够经验,能独立作业且面面具到之模具设计师,须三五年以上磨练才 能达成.因他所要掌握的技能和实际经验,函盖到相关学科的方方面面,必须要 有能力来判断协调各系统之间的取舍轻重. 分模面(Parting 1.分模面(Parting surface) 为使产品从模具中取出,模具必须分成公母模侧两部分,此分界面称之为分模 面.它有分糢和排气

3、的作用,但因模具精度和成型之差异,易产生毛边,结线, 有碍产品外观及精度,选择分模面时注意: 1. 不可位於明显位置而影响产品外观. 2. 开模时应使产品留在有脱模机构的一侧. 3. 位於模具加工和产品后加工容易处. 4. 对於同轴度要求高的产品,尽可能将型腔设计在同一侧. 5. 避免长抽芯,考虑将其放在公模开模方向,如一定要有应将抽芯机 构尽量设在公模侧. 6. -般不采用圆弧部分分模,这样会影响产品外观. 7. 对於流动性好易溢边之塑料, 应采用插破方式分型可防治毛边产生. 8. 对於高度高,脱模斜度小之产品,可取中间分模,型腔分两边以有 利於脱模. 一套模具的分模面,可能有一个或多个,在

4、确定分模面时,还应考虑如下因素: 1. 产品的形状,尺寸,壁厚详加研究分析,找最佳方向来分模,俗称 拆模. 2. 了解塑料性能和成型性以及浇注系统的布局. 3. 注意排气和脱模,简化模具结构,操作方便,加工容易. 它的形式有多种:水平,阶梯,斜面,垂直,曲面等. 脱模斜度(Draft) 2.脱模斜度(Draft) 为使产品容易从模具中脱出,模具上必须设置脱模斜度.其大小视产品形状,塑 料,模具结构,表面精度和加工方式不同而异.一般为1-3,目前尚无确切 数值和公式,大多是依经验值,在不影响产品外观和性能之情形下,脱模斜度愈 大愈好. 箱盒和盖: 1. 箱盒和盖: 类型 小於 50mm 5010

5、0mm 大於 100mm 浅薄件 杯状 S/H 1/301/35 1/301/60 1/60 以下 1/51/10 母模侧大於公模侧 栅格: 2. 栅格: 栅格形状,尺寸及肉厚不同应有不同的脱模斜度,经验公式如下: 0.5(A-B)/H =1/12 0.5(A-B)/H =1/121/14 A=大端尺寸 B=小端尺寸 H=高度 栅格节距在 4mm 以下之场合,脱模斜度为 1/10 左右, 栅格肉厚超过8mm,斜度 不可过份加大,可在母模侧多留胶位处分模,如栅格段胶位加大,可考虑加大斜 度. 加强筋: 3. 加强筋: 可改善料流,防止应力变形,并起补强作用. a.纵肋: 0.5(A-B)/H=1

6、/5001/200 a. b.底肋: 0.5(A-B)/H=1/1501/100 c.凸柱: 0.5(大端直径 小端直径)/H=1/301/20 (内外孔在模具同 一侧) 母模侧: 0.5(大端直径 小端直径)/H=1/501/30 公模侧: 0.5(大端直径 小端直径)/H=1/1001/50 (内外孔在模具两 侧) 注: 母模侧脱模斜度可较公模侧大些,以利於脱模. 肉厚(Thickness) 3. 肉厚(Thickness) 产品的肉厚会直接影响到成型周期和生产效率, 并会因肉厚不均引起缩收下陷和 应力产生,设计模具时,决定肉厚应注意: 1. 产品机械强度是否充分. 2. 能否均匀分散冲击

7、力和脱模力,不发生破裂. 3. 有埋入件时,须防止破裂,是否会因肉薄产生结合线而影响强度. 4. 尽可能肉厚一致,以防缩收下陷. 5. 肉太薄是否会引起充填不足或阻碍料流. 以下为常见塑料标准肉厚参考: 塑 PE PP PA POM PS PBT ABS PMMA PVC PC 料 肉 0.53.0 0.63.0 0.53.0 1.55.0 1.23.5 0.83.0 1.23.5 1.55.0 2.05.0 1.55.0 厚 凸柱(Boss) 4.凸柱(Boss) 一般为产品上凸出之圆柱,它可增强孔的周边强度,装配孔及局部增高之用.必 须防止因肉厚增加造成缩水和因聚集空气造成充填不满或烧焦现

8、象, 设计时注意 点: 1. 其高度以不超过本身直径之两倍为宜,否则须增设加强筋. 2. 其位置不宜太接近转角或侧壁,以利於加工. 3. 优先选择圆形,以利於加工和料流,如在底部可高出底面 0.30.5mm. 5.孔(Hole) 在多数产品上都有孔的存在,其主要有三种方法来取得: 1. 在产品上直接成型 2. 在产品上先成型预留孔,再机加工完成. 3. 成型后完全由机加工钻孔. 设计时须注意以下几点: 1. 孔与孔之间距离须孔径 2 倍以上. 2. 孔与产品边缘之距离应为孔径之 3 倍以上. 3. 孔之周边宜增加肉厚. 4. 孔与产品侧壁之距离应为孔径 0.75 倍以上. 5. 孔之直径在 1

9、.5mm 以下时,很容易产生弯曲变形,须注意孔深不宜超过 孔径 2 倍以上. 6. 分模面在中间之通孔,为防止偏心,可将不重要一侧之孔径加大. 螺纹(scrow) 6.螺纹(scrow) 为装配之用,产品上有时会有螺纹设计,它可以直接成型,也可以在成型后再机 械加工.对於经常拆卸或受力大之螺纹,则采用金属螺纹镶件,设计时注意如下 原则: 1. 螺距小於 0.75mm 之螺纹避免使用,最大可使用螺距 5mm 之螺纹. 2. 因塑料收缩原因,避免直接成型长螺纹,以防螺距失真. 3. 螺纹公差小於塑料收缩量时,避免使用. 4. 如内外螺纹配合,须留 0.10.4mm 之间隙. 5. 螺纹部分应有 1

10、-3脱模斜度. 6. 螺牙不可延长至产品末端,须设 0.8mm 左右之光杆部位.以利於模具加 工和螺纹寿命. 7. 在一些类似瓶盖产品上,它会设一些竖琨纹,其间距宜大,最小为 1.5mm,一般为 3.0mm,在分模面设至少 0.8mm 平坦部位. 镶嵌件(Insert) 7.镶嵌件(Insert) 为了防止产品破裂,增加机械强度或作为传导电流之媒体及装饰之用,在产品成 型时常埋入镶嵌件,注意要点: 1. 保证镶件牢靠性,镶件周围胶层不能太薄. 2. 镶件和镶件孔配合时须松紧合适,不影响取放. 3. 为使镶件与塑胶结合紧密,埋入部分常设计成粗糙或凹凸之形状(压 花.钻孔.冲弯.切槽.倒扣等).

11、其他要点(Other) 8. 其他要点(Other) 1. 加强筋不可太厚,一般不超过肉厚的一半,以防缩水. 2. 只要不影响外关和功能,光面尽量改为咬花面,这样可减少模具加工难 度,增加美感,防止缩水产生. 3. 在凸柱周边,可除去部分肉厚,以防止收缩下陷. 4. 肉厚较薄之孔,应将孔边及高度增加,以便补强. 5. 心芯梢受收缩力影响,产品顶出时易造成破裂,可设置凸边,承受顶出 力. 6. 转角设R,可改善强度,防止应力集中有利於料流. 7. 避免锐角,薄肉部份易使材料充填不足. 8. 外边有波纹之产品,为方便后加工,可改为加强边缘. 9. 分模面有阶段形时,模具加工不易,考虑改为斜线或曲线

12、分模. 10. 贯穿之抽芯易发生故障,改为两侧抽芯为佳. 11. 因圆形比其他形状加工更易,可降低成本,优先选用. 12. 在产品上加蚀文字或图案时,如无特殊要求,尽量设计凹字,便於模具加 工. 二. 浇注系统设计 浇注系统是塑模设计中一重要环节,常分为普通和无流道浇注系统.它跟所用塑 料产品形状,尺寸,机台,分模面有密切关系.设计时注意以下原则: 1. 流道尽量直,尽量短,减少弯曲,光洁度在 Ra=1.60.8um 之间. 2. 考虑模具穴数,按模具型腔布局设计,尽量与模具中心线对称. 3. 当产品投影面积较大时,避免单面开设浇口,以防注射受力不均. 4. 浇口位置应去除方便,在产品上不留明

13、显痕迹,不影响产品外观. 5. 主流道设计时,避免塑料直接冲击小型芯或小镶件,以免产生弯曲或折 断. 6. 主流道先预留加工或修正余量,以便保证产品精度. 1. 主流道设计 主流道是连接机台喷嘴至分流道入口处之间的一段通道, 是塑料进入模具型腔时 最先经过的地方.其尺寸,大小与塑料流速和充模时间长短有密切关系.太大造 成回收冷料过多,冷却时间增长,包藏空气增多.易造成气泡和组织松散,极易 产生涡流和冷却不足; 如流径太小, 热量损失增大, 流动性降低, 注射压力增大, 造成成型困难.一般情况下,主流道会制造成单独的浇口套,镶在母模板上.但 一些小型模具会直接在母模板上开设主流道, 而不使用浇口

14、套. 主流道设计要点: 1. 浇口套内孔为圆锥形( 2-6),光洁度在 Ra=1.60.8um.锥度须适 当,太大造成压力减少,产生濣流,易混进空气产生气孔,锥度过小会使流速增 大,造成注射困难. 2. 浇口套口径应比机台喷嘴孔径大 12mm,以免积存残料,造成压力下 降,浇道易断. 3. 一般在浇口套大端设置倒圆角(R=13mm),以利於料流. 4. 主流道与机台喷嘴接触处,设计成半球形凹坑,深度常取 35mm.特 别注意浇口套半径比注嘴半径大 12mm,一般取 R=1922mm 之间,以防溢胶. 5. 主流道尽量短,以减少冷料回收料,减少压力和热量损失. 6. 主流道尽量避免拼块结构,以防

15、塑胶进入接缝,造成脱模困难. 7. 为避免主流道与高温塑胶和射嘴反复接触和碰撞造成损坏, 一般浇口套 选用优质钢材加工,并热处理. 8. 其形式有多种,可视不同模具结构来选择,一般会将其固定在模板上, 以防生产中浇口套转动或被带出. 2. 分流道设计 分流道是主流道的连接部分,介於主流道和浇口之间,起分流和转向作用.分流 道必须在压力损失最小的情况下,将熔融塑胶以较快速度送到浇口处充模,因在 截面积相等的条件下,正方形之周长最长,圆形最短.面积如太小,会降低塑料 流速,延长充模时间,易造成产品缺料,烧焦,银线,缩水;如太大易积存过多 气体,增加冷料,延长生产周期,降低生产效率.对於不同塑胶材质

16、,分流道会 有所不同, 但有一个设计原则: 必须保证分流道的表面积与其体积之比值最小. 即 在分流道长度一定的情况下, 要求分流道的表面积或侧面积与其截面积之比值最 小. 分流道型式有多种,它因塑胶和模具结构不同而异,常用型式有圆形,半圆形, 矩形,梯形,U形,正六边形,如图: 设计时基本原则: 1. 在条件允许下,分流道截面积尽量小,长度尽量短. 2. 分流道较长时,应在末端设置冷料穴,以容纳冷料和防止空气进入,而 冷料穴上一般会设置拉料杆,以便於胶道脱模. 3. 在多型腔模具中,各分流道尽量保持一致,长度尽量短,主流道截面积 应大於各分流道截面积之和. 4. 其表面不要求过份光滑(Ra=1

17、.6 左右),有利於保温. 5. 如分流道较多时,应考虑加设分流锥,可避免熔融塑胶直接冲击型腔, 也可避免塑料急转弯使塑胶平稳过渡. 6. 分流道一般采用平衡式方式分布,特殊情况可采用非平衡方式,要求各 型腔同时均衡进胶,排列紧凑,流程短,以减少模具尺寸. 7. 流道设计时应先取较小尺寸,以便於试模后有修正余量. 一般的流道直径(尺寸) 一般的流道直径(尺寸) 树脂 流道径 mm) ABS.AS 4.89.5 ACETAL(P.O.M) 3.29.5 压克力 8.09.5 耐冲击用压克力 8.012.7 酢酸塞璐珞 4.811.1 IONOMER 2.39.5 耐龙 1.69.5 PC 4.8

18、9.5 PB PE PPO PS PVC 4.89.5 1.69.5 6.49.5 3.29.5 3.29.5 3. 浇口设计 浇口是指流道末端与型腔之间的连接部分,是浇注系统的最后部分.其作用是使 塑料以较快速度进入并充满型腔.它能很快冷却,封闭.防止型腔内还未冷却的 热胶倒流.设计时须考虑产品尺寸,截面积尺寸,模具结构,成型条件及塑胶性 能有关.浇口尽量短小,与产品分离容易,不造成明显痕迹,其类型多种多样, 主要有: 浇口的种类及其特微 浇口 浇口 成形性 后 其他特点 的种 的断 精 类 面积 修 加 工 直接 大 1.成形性良好,后加工困难 2.浇口部易生内部残锱 浇口 应力. 膜浇

19、口 扁形 浇口 环形 浇口 圆形 浇口 凸片 浇口 侧面 浇口 良好 困 1.成形性良好,后加工困难 2.流痕或定向佳,具防止 难 变形之效果 1.成形性容易,后加工困难.2 主要适于圆筒部品, 有孔成品,可得无结合线之 稍良好 稍良好 1 为侧面浇口之一种,可解决浇口部的残锱应力问题 针点 小 浇口 隧道 浇口 容 1.浇口断面可任意变更,也可做多数个浇口,或者只 易 1 个浇口,而在数个地方做附属浇口也可以 2.易发生 喷痕之不良情形 易生浇口, 不 1. 浇口在成形自动切数断,故有利于自动成 堵塞情形 必 形. 要 2. 浇口的痕迹不明显,通常不必后加工. 3. 浇口之压力损失大,必须高

20、之射出压力. 4. 浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹. 9. 盘形浇口: 沿产品外圆周而扩展进料,其进料点对称,充模均匀, 能消除结合线.有利於排气.水口常用冲切方式去除,设计时注意冲切工艺. 10.扇形浇口: 从分流道到模腔方向逐渐放大呈扇形,适用於长条或扁平而薄 之产品,可减少流纹和定向应力.扇形角度由产品形状决定,浇口横面积不可大 於流道断面积. 11.环形浇口: 沿产品整个外圆周扩展进胶,它能使塑胶绕型芯均匀充模, 排气良好,减少结合线.但浇口切除困难,它适用於薄壁长管状产品. 12.点浇口: 是一种截面积小如针状之浇口,一般用於流动较好之塑胶,其浇 口长度一般不超过其直径,所以脱模后浇

21、口自动切断,不须再修正.而浇口残痕 不明显.在箱罩,盒壳体及大面积产品中应用相当广泛,它可以使模具增加一个 分模面,便於水口脱模. 其缺点是因进浇口较小易造成压力损耗,成型时产生一些不良(流痕,烧焦,黑 点)其形状有菱形,单点形,双点形,多点形等. 13.侧浇口: 一般开设在模具一边,分模面上由内侧或外侧进胶,截面多为矩 形,适用於一模多穴. 14.直接浇口: 直接由主流道进入模腔,适用於单穴深腔壳形,箱形模具.其 流道流程短,压力损失少,有利於排气,但浇口去除不便,会留明显痕迹. 15.潜伏浇口: 其浇口呈倾斜状潜伏在分模面一方,在产品侧面或里面进胶脱 模时可自动切断针点浇口,适用自动化生产

22、. 设计要点: 设计要点: 1. 进胶口应开设在产品肉厚部分,保证充模顺利和完全. 2. 其位置应选在使塑胶充模流程最短处,以减少压力损失,有利於模具排气. 3. 可通过模流分析或经验,判断产品因浇口位置而产生之结合线处,是否影 响产品外观和功能,可加设冷料穴加以解决. 4. 在细长型芯附近避免开设浇口,以免料流直接冲击型芯,产生变形错位或 弯曲. 5. 大型或扁平产品,建议采用多点进浇,可防止产品翘曲变形和缺料. 6. 尽量开设在不影响产品外观和功能处,可在边缘或底部处. 7. 浇口尺寸由产品大小,几何形状,结构和塑胶种类决定,可先取小尺寸再 根据试模状况进行修正. 8. 一模多穴时,相同的

23、产品采用对称进浇方式,对於不同产品在同一模具中 成型时,优先将最大产品放在靠近主流道的位置. 9. 在浇口附近之冷料穴,尽端常设置拉料杆,以利於浇道脱模. 4. 热流道 目前浇注系统发展和改进的一个重要方向,就是开发热流道模具.它与一般注射 模具的主要区别就是注射成型过程中,浇注系统内之塑胶不会冷却拟固,也不会 形成浇道与产品一起脱模.因此也称无流道模具,在大型和精密模具设计中,应 用已越来越广泛. 它有以下优点: 1. 缩短成型周期,省去剪浇口,修整产品,破碎回收等工序,节约人力,物 力,提高生产效率. 2. 因无冷胶,可减少材料消耗. 3. 因生产中温度严格控制,显著提高产品质量,降低次品

24、产生. 4. 因浇注系统中塑胶始终处於融熔状态,有利於压力传递,可降低注射压力, 利於成型. 5. 因无浇道产生,所以可缩短开模行程,有利於模具和机台寿命. 但热流道模具结构复杂,温度控制要求严格,需要精密的温控系统,制造成本较 高, 不适合小批量生产. 根据不同塑胶特性, 对热流道模具有不同要求, 见下表: PE PP PS ABS POM PVC PC 井式喷嘴 可 可 稍困难 稍困难 不可 不可 不可 延长喷嘴 可 可 可 可 可 不可 不可 绝热流道 可 可 稍困难 稍困难 不可 不可 不可 半绝热流道 可 可 稍困难 稍困难 不可 不可 不可 加热流道 可 可 可 可 可 可 可 三

25、. 顶出系统设计 产品完成一个成形周期后开模,产品会包裹在模具的一边,必须将其从模具上取 下来,此工作必须由顶出系统来完成.它是整套模具结构中重要组成部分,一般 由顶出,复位和顶出导向等三部分组成. 一. 按动力来分 1. 手动顶出: 当模具开模后,由人工操纵顶出系统顶出产品.它可使模具结 构简化,脱模平稳,产品不易变形.但工人劳动强度大,生产率低,适用范围不 广.一般在手动旋出螺纹型芯时使用. 2. 机动顶出: 通过注射机动力或加设之马达来推动脱模机构顶出产品,它可 通过机台上的顶杆推顶针板,来达到脱模目的.也可在公母模板上安装定距拉杆 或链条,靠开模力拖动顶出机构顶出产品,调模时必须注意控

26、制开模行程,适用 於顶出系统在母模侧之模具. 3. 液压顶出: 在模具上安装专用油缸,由注射机控制油缸动作,其顶出力速 度和时间都可通过液压系统来调节,可在合模之前顶出系统先回位. 4. 气动顶出: 利用压缩空气在模具上设置气道和细小的顶出气孔,直接将产 品吹出.产品上不留顶出痕迹,适用於薄件或长筒形产品. 二. 按模具结构分 一次顶出机构,二次顶出机构,母模顶出机构,浇注系统顶出机构,螺纹顶出机 构等. 设计原则: 1. 选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边, 2. 顶出力和位置平衡,确保产品不变形,不顶破. 3. 顶针须设在不影响产品外观和功能处. 4. 尽量使用标准件,安全,可靠有

27、利於制造和更换. 顶出系统形式多种多样,它与产品之形状,结构和塑胶性能有关,一般有顶杆, 顶管,推板,顶出块,气压,复合式顶出等. 一. 顶杆 它是顶出机构中最简单,最常见的一种形式,其截面积形式主要有如下: 1. 圆形 因圆形制造加工和修配方便,顶出效果好,在生产中应用最广泛.但 圆形顶出面积相对较小,易产生应力集中,顶穿产品,顶变形等不良.在脱模斜 度小,阻力大等管形,箱形产品中尽量避免使用.当顶杆较细长时,一般设置成 台阶形的有托顶针,以加强刚度,避免弯曲和折断. 设计要点: 1. 顶出位置应设置在阻力大处,不可离镶件或型芯太近,对於箱形类等深腔 模具.侧面阻力最大,应采用顶面和侧面同时

28、顶出方式,以免产品变形顶破. 2. 产品阻力均衡时,顶杆应对称设置,使受力平衡. 3. 当有细而深之加强筋时,一般在其底部设置顶杆. 4. 若模具上有镶件,顶针设在其上效果更佳. 5. 在产品进胶口处避免设置顶针,以免破裂. 6. 当产品表面不允许有顶出痕迹时,可设置顶出耳再剪除. 7. 对於薄肉产品在分流道上设置顶针,即可将产品带出. 8. 顶针与顶针孔配合,一般为间隙配合.如太松易产生毛边,太紧易造成卡 死.为利於加工和装配,减少摩擦面,一般在模仁上预留 1015mm 之配合长度, 其余部分扩孔 0.51.0mm 成逃孔. 9. 为防止顶针在生产时转动,须将其固定在顶针板上,其形式多种多样

29、,须 根据顶针大小,形状,位置来具体确定,在此不一一列举. 10.顶出系统托模以后在进行下一周期生产时,必须退回原处,其形式主要有强 制回位,拉杆回位,弹簧回位,油缸等. 二. 顶管 又叫司筒或套筒顶针,它适用於环形筒形或带中心孔之产品顶出.由於它是全周 接触,受力均匀,不会使产品变形,也不易留下明显顶出痕迹,可提高产品同心 度. 但对於周边肉厚较薄之产品避免使用, 以免加工困难和强度减弱, 造成损坏. 三. 推板 此形式适用於各种容器,箱形,筒形和细长带中心孔之薄件产品.它顶出平稳均 匀,顶出力大,不留顶出痕.一般会有固定连接,以免生产中或托模时将推板推 落.但只要导柱足够长,严格控制托模行

30、程,推板也可不固定.推板与型芯之间 的配合须顺畅, 防止摩擦或卡死, 也必须防止塑胶渗入间隙中, 当产品为盲孔时, 会因真空吸附造成脱模困难和产品变形,一般会在公模上设置一菌形阀,在顶出 时菌形阀打开,进入空气,使脱模顺畅.它可用弹簧回位,也可跟顶出装置连在 一起兼作顶杆作用. 四. 顶出块 有些带突缘或尺寸较大之产品, 为便於加工和脱模, 常设计成顶出块形式顶出. 大 多其平面为分模面,下面有两支或数支较大直径顶杆连接,顶出面积较大,平 稳.在有成形面和尺寸较大之模具中应用较广泛. 五. 气压顶出 当产品为深腔薄肉件时,用压缩空气顶出,简单而有效.可在公模仁上设置一些 细小进气孔,也可设置菌

31、形杆,开模后通入 56 个大气压之压缩空气,使弹簧 压缩开启阀门, 高压空气进入产品与公模仁之间, 使产品脱模. 但对於箱形产品, 因气体进入会使侧壁横向抠张,而使空气漏掉,这时应配与推板配合使用. 六. 复合顶出 受产品形状影响,多数模具采用两种以上顶出方式,以便达到理想的顶出效果, 具体形式须根据产品和模具结构来定,在此不作具体叙述. 七. 其他顶出方式 1. 点状进胶浇道自动脱落 点浇口在母模一边, 为取出胶道, 须加设一分型面. 开模后一般由人工取出胶道, 造成操作麻烦,生产率降低,为适应自动化生产,最好设计成自动脱落装置,使 胶道在顶出时自动脱落. a. 侧凹拉断 在分流道尽头钻一斜

32、孔,开模后拉出胶道,由中心顶杆顶 出. b. 拉料杆拉断 由拉料杆拉出胶道, 开模一定行程后限位杆带动推板将胶 道推落. c. 母模推板推脱 开模时母模板与母模推板先分型,胶道留在母模板与 母模一起移动一定行程后,限位杆限制推板移动,推板与模板分开,胶道被拉断 而自动脱落. d. 顶针拉断 对於细长深腔模具,可在母模设置一顶出系统,开模后以限 位杆行程使顶针反向顶出胶道,产品由推板推出,此方式与开模行程有关,应用 较特殊. 2. 母模侧顶出方式 一般的产品都会留在公模侧顶出,但有些产品因形状特殊或产品特殊要求,顶出 装置必须设在母模.因母模是固定的机台,顶杆无法作用在顶板上,必须借助开 模力或

33、外力来完成.常见的有油缸,电动,拉勾等. 3. 螺纹顶出 因螺纹与一般产品形状特殊,必须旋转顶出或侧向脱模,根据产品复杂程度和产 量,一般有采用手动和机动两种方式. 1). 强制脱螺纹 a. 对於本身弹性强之塑胶(PP . PE),可利用其弹性进行强制脱模而不会损坏螺 牙. b. 用具有弹性的珪橡胶做成螺纹型芯,开模时用弹簧先退出型芯中顶杆,使橡 胶型芯产生向内收缩,再用顶针将产品脱出.此方式能简化模具结构,但橡胶型 芯寿命较短,只适用於小批量生产. c. 有些螺纹可通过半圆滑块或型环成形,用两个对半滑块合起来组成完整螺纹 或产品顶出后用手,电机将螺纹旋出. 螺纹脱出时必须作相对转动,模具上必

34、须要有止转装置来保证. a. 外部止动 模具母模设有止转花纹,公模仁回转时产品可自动脱落. b. 内部止动 有内螺纹之产品在公模仁顶面设置止转形式,脱模时止动模仁旋 转并轴向顶出螺纹可脱出,注意止动模仁螺距必须与产品螺距一致. c. 产品端面止动 在产品端面设置止动小凸点,型芯旋转时推板将产品顶出. 小型产品有侧浇口时, 只顶出胶道也可将产品带出, 但对於软性塑胶则避免使用. 型芯旋转驱动方式 常用的有人工,电动,油缸,气缸,液压马达及大螺距丝杆 螺母驱动等方式,一般来讲,旋转机构在设计时,产品有几扣螺纹,螺纹型芯就 必须转几圈. 塑料产品设计原则 1分模线的(parting line)选定

35、分模线有分模及排气的作用，但由于模具精度及成形条件的差异，易生成毛边，及残 留痕迹，有碍成品外观及精度，分模线要考虑下列项 1)不得位于明显位置而影响外观 2)开模时部成死角之位置 3)位于模具加工容易之位置 4)位于成品后加工容易加工之位置 2脱模斜度：(draft) 一般塑料件都有一定的脱模斜度 3肉厚(thickness) 肉厚不均造成对成形性的影响： 1) 成品之冷却时间，取决于厚度较大处，使成形周期延长，生产率降低 2) 造成冷却后，收缩不均 3) 造成收缩下陷，产生内应力，变形破裂 肉厚决定必须注意下列事项： 1) 构造强度是否充分 2) 能否抵抗脱模力 3) 能否分散冲击力 4)

36、 有嵌件之场合，能否防止破裂，若产生熔合线是否影响强度 5) 成形孔的熔合线是否影响强度 6) 尽可能肉均匀，以防止收缩下陷 7) 棱角及薄壁是否阻碍材料流动，而引起充填不足 各种材料的标准肉厚： PE0.53.0 ABS.AS1.23.5 PP0.63.0 PMMA1.55.0 PA0.53.0 POM1.55.0 PS1.23.5 PBT0.83.0 4补强与变形之防止： 1) 角耦处设计 R 角 2) 加装补强筋 3) 变化壁厚及形状 1 5凸谷(BOSS)设计 凸谷(BOSS)是成形品的凸出部分(一般是圆形)可弥补孔周围的强度，可供装 配时嵌合之用由于凸谷是凸出部分，肉厚增加，所以容易

37、形成收缩下陷，又成形品之凸 谷在模具中为盲孔，容易聚集空气造成充填不足或烧焦的情况，因此成形品设计要注意下 列事项： 1) 凸谷之长度以不超过本身之直径 2 倍为宜，否则应加装加强筋 凸谷过高，空气易聚集引起气孔，烧焦，及充填不足且容易弯曲变形加装补强筋可 防止变形，并可改善材料的流动性 硬质 PVC2.05.0 PC1.55.0 CA1.23.5 2) 凸谷位置不能接近转角或侧壁 3) 凸谷之形状以圆形为宜，设置以于底座时以 3 个为宜凸出底部 03-05，方 形与矩形之凸谷，模具整理困难，成型时材料流动性差，且成品之整理成本高 6孔之设计 1) 孔与孔之间距离为空孔径 2 倍以上 2) 孔

38、周围之壁厚宜增加 3) 孔与边缘的距离宜为孔径 3 倍以上 4) 孔与侧壁距离为孔径 3/4 以上 5) 垂直成型材料流向之盲孔，其孔径在 15MM 以下时，心型梢有弯曲之虞，孔深 不宜为孔径 2 倍以上 6) 以心型梢对合之孔会产生偏心， 7成型螺纹之设计 1) 避免每英寸 32 牙(螺距 075MM)以下之螺纹，而最大可成型 5MM 之螺纹 2) 长螺纹由于收缩关系，而使螺距失正，避免使用 3) 螺纹公差小于成型材料之收缩率时，避免使用 4) 阴阳螺纹配合时应有 01-04MM 之间隙 5) 螺纹部应有 1/15-1/25 之脱模斜度 6) 螺牙不得延长至成品的末端，因薄缘和切边不利于模具

39、加工及螺纹寿命 (端面易崩 垂)，所以，端面至少要设 08MM 平坦部分 塑胶件制程制程是否合理对制品品质的优劣有着重要影响,影响制程的 因素有很多,一般分为: (1).原料的处理. (2).成型条件的影响. (3).后续处理. 塑料材料的制程要因图如下: 塑料材料的制程要因图如下 前 理热 理处 理 位置 刷 方 料方烘 料 原料喷 度 度 漆 制 程 前处理: 前处理烘料: 1. 塑料的烘干: (1) 塑料通常必须烘干到含水量 0.07%以下(有些甚至需达 0.02%以下),才适合成型 加工. (2) 含水量太高的塑料成型时,成品外观会出现银条状的瑕疪(silver-streak),甚至会

40、因 塑料在高温发生水解而使材质略化(如 PC,PBT,PET 等). 2. 干燥料桶的大小的计算. (1) 塑料的单重=料头+成品(g). (2) 成型周期(sec). (3) 塑料干燥时间(hr). (4) 干燥料桶.(kg). 例如:塑料的单种是 150g,成型周期是 70sec.塑料建议干燥时间需 4hrs,起干燥料桶的 例如 大小应为: 4hrs * 60 * 60=14400sec. 14400 sec / 70sec=205 pcs. 205pcs * 150g=30.75kg. 料桶为宜. 故使用 50kg 料桶为宜 3. 常见的干燥设备. (1) 烘箱. (2) 热风循环式干燥

41、料斗. (3) 除湿干燥机. 4. 常用塑料的烘料参数. 类别 PVC(S) PVC(H) PP PS ABS PC ABS/PC 烘料温度(c) 6070 6070 7090 7080 80100 120 100 烘料时间(hr) 12 12 12 12 2 24 4 可塑化料温(c) 140180 150180 200300 180260 180260 270310 240270 密度(c) -1.40 0.9 1.05 1.05 1.2 1.18 5. 干燥中常发生的错误: (1) 干燥桶盖未密闭. (2) 干燥通过大或桶内塑料不足. (3) 干燥桶漏气. (4) 干燥温度太高或太低.

42、(5) 干燥时间不足或太久. (6) 风扇方向错误. 材料的成型: 材料的成型一.设备: 1.设备的选择. 成型设备一般分为液压机和注射机. 液压机是热固性材料的压缩和压注成型的主要设备. 注射机是热塑性料和部分热固性塑料注射注射成型的主要设备. 注射机的选择一般要考虑以下因素: a). 塑件成型所需的注射量应小于所选注射机的注射容量,即 V 件0.8V 注 V 件-塑件与浇注系统的体积(cm3) V 注-注射机的注射量(cm3) 0.8-最大注射量的利用系数 b). 注射容量以重量表示时, G 件0.8G 注 G 件-塑件与浇注系统的重量(g) G 注-注射机的注射量(g) 0.8-最大注射

43、量的利用系数 c). 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,即 P 腔 FP 锁 P 腔-模具型腔压力,一般取 4050MPa F-塑件与浇注系统在分型面上的投影面积. P 锁-注射机额定锁模力(N). d). 塑件成型所需的注射压力应小于注射机的额定注射压力,即 P 成P 注 P 成-塑件成型所需的注射压力(MPa). P 注-注射机的额定注射压力(MPa). e). 模具闭合时的厚度应在注射机动,定模的最大闭合高度和最小闭合高度之间,即, H 最小H 模H 最大 H 最小-注射机所许可的最小模具厚度(mm). H 模-模具闭合厚度(mm). H 最大-注射机所许可的最大模具厚

44、度(mm). f). 塑件所需的楷模距离应小于最大开模行程. 1. 编号与维护. a). 每台注射机的压力,温度控制,注射量等都会有一些差异,这些将会影响到塑件 制品的品质.因此要将机台编号,同一模具要在指定编号的机台上成型. b). 为了保证制品的精度,首先要保证设备的精度.厂商要定期定人给设备润滑保 养,维修要有维修纪录,并记于维护纪录卡. 二. 成型条件: 注射成型的成型条件一般可分为三个: 1). 料桶温度(包括喷嘴的温度). 2). 射出压力(包括射出速度). 3). 成型周期(包括射出,保压,冷却时间). 这三大成型条件是主要作用,但是要得到预期的效果,还必须相应注意螺杆的转速,背

45、压, 模温等条件. 1. 料桶及喷嘴温度: a). 结晶塑料: 料桶及喷嘴的温度要高于其熔点. 无定型塑料: 料桶及喷嘴的温度要高于其流动温度. b). 塑料的分子量都很大,一般随着分子量的增大其熔融状态的粘度也越大. c). 制品的壁厚 薄壁制品需要较高的料桶温度.料桶温度得分布,在一般情况下,以料桶一侧的温 度较低,接近喷嘴的一侧较高.但在特殊情况下(如原料中水分高),偶尔也有相反的 情况. 喷嘴的温度通常要比料桶的温度略低一些,以防止流郔的作用,但也不能太低,否 则有堵塞喷嘴或有冷料进入模具的可能. 判定料桶的温度是否合适,可采用两种方法: 1.熔体空射法. 2.制品直观分析法. 用肉眼

46、观察射出的料流,若无变色,线起泡,且外观光滑者,则说明料桶及喷嘴温度 合适. 2. 射出压力及射出速度. 射出压力和射出速度对塑料的充模起决定性作用.射出压力的大小取于 塑料原料的品种,射出成型机类型,模具的浇口尺寸,制件的壁厚及流程等. 个种热塑性塑料的的大小大致为:4001400kg/cm2.在实际生产过程中还 须考虑塑料的粘度,流动性,冷却速度,制品的壁厚等因素. 3. 螺杆转速及背压 在螺杆式射出成型加工塑料时,塑件的转速及背压必须根据塑料的热 性程度和熔体粘度等情况. 例如: 例如 加工硬知 PVC(聚氯乙烯),POM(聚甲醛)等塑料,螺杆转速要低一些, 主要是为了防止塑料过度翦切作

47、用而分解. 果加工 PC(聚碳酸酯),PPS(聚苯硫醚),Polyimid(聚闲亚胺)等粘度高的塑料螺杆转速及背 压也要低一些,这是为了避免传动系统超载. 4 模具的温度. a).模具加热的原因有三点. 1). 使粘度高的,流动性差,冷却速度快的塑料容易充满. 2). 让模具维持一定的温度,使制品凝固时内外冷却尽可能均匀. 3). 使结晶型塑料获得较高的结晶度,以提高制件的硬度,刚度,耐磨性 及某些机械强度. b).模具冷却的目的; 1). 防止塑料脱模变形. 2). 缩短成型周期. 3). 使结晶形塑料材料冷却凝固时,形成较低的结晶度以得到柔软性, 伸长率较佳的成品. 5. 成型周期. 成型

48、周期是指完成一次射出成型过程所需的时间,他实际上包括: 射出时间 柱杆或螺杆前进的时间 保压时间 成型周期 冷却时间 其他 冷却 开模,取制品,图润滑剂,安放嵌件,开模 在成型时,最重要的时间是射出时间及冷却时间,对成品品质有决定性响. 6. 嵌件预热. 在金属嵌件镶入塑料件中时,由于收缩不均会产生应力,应变.当受到外力或环境变化是 会成为很大的应力,而使塑料件变形或开裂. 如何减少应力龟裂: (1) 嵌件预热. (2) 成品退火. (3) 选用热膨胀系数较小的金属件为嵌件,并却在嵌件周围设计有宽厚的壁厚. 嵌件预热温度:通常在 110-130 之间.在一些渡铬或无防锈层金属件,可预热到 15

49、0. 三. 人的因素. 操作人员的经验,精神状态对制品的质量也有重要影响.一般工作人员都要经过培训,对工 作条件和操作方法等要熟悉. 成型不良的原因及调节方法详解不良问题 1.短射(short shots) 原因 1.塑料温度不足 2.模温太低 3.压力不足 4.模温不一致 5.射料不足 6.进料口太小 7.排气不足 8.射料量大于机器之能量 1.模温太低 2.射出压力太低 3.脱模剂过量 4.模具表面不良 5.塑料不足 对策 1.提高料温. 2.提高模温 3.增加压力 4.重新安排水路 5.增加射料 6.加大进料口 7.增加排气空或加大 8.减少模穴或换机. 1.提高模温 2.提高射压 3.

50、减少或清除模具面脱模剂 4.重新打光. 5. a.增加射料量 b.增加模温 c.提高射压. 1-1.增加进料量 1-2.增加压力 2.产品表面粗糙 3.陷痕 1.模具中之塑料不足以 承受冷却时之收缩 2.塑料温度太高 3.成品厚壁,顶出时太热 尚未凝固. 1-3.延长射出时间 1-4.提高射出速度 2-1.降低料桶温度 2-2.提供充分模温控制 3-1.降低模温,成品顶出后 即浸入冷水中. 3-2.延长冷却时间. 1-1.降低料温 1-2.降低模温 1-3.延长开模时间 2-1.提高料温 2-2.提高模温 3-1.使产品厚度均匀 3-2.各模侧使用不同温度 4.维持模面同一温度 5.修改 1-

51、1.升高料桶温度 1-2.提高射出压力 1-3.提高成型周期 2-1.减少使用 2-2.使用时要提高模温 3.提高模温 4-1.进料口重新定位 4-2.使用复式进料口 5.提供充分的排气孔 6.增加压力 7.增加射出速度 1.降低射压 2.降低料桶温度 3.减少进料 4.减少前进时间 5.限制塑料之流程 尽可能接近主流道 6-1.消除凹陷 6-2.加大脱模角 6-3 打光 7 提供充分逸气道 8 打光模面 1-1.减低材料温度 1-2.减低模温 2.减低压力 4.产品变形 1.成品顶出时太热 2.塑料温度太低 3.厚度不均或形状特别 4.模温不一致 5.顶出系统设计不良 1.塑料温度太低 5.

52、熔接线不良 2.脱模剂过量 3.模具太冷 4.结合线离进料口太远 5.排气太慢 6.压力不足 7.射速太慢 6.粘模 1.射压过高 2.料桶温度过高 3.进料太多 4.螺杆前进时间太长 5.进料口不平衡 6.模具中有凹陷部分 7.桶件脱模真空问题 8.模具表面粗糙 7.毛边 1.材料过热 2.压力太高 3.过度射料 4.分模线或和模面不良 5.开模压力不足 3.减低送料 4.重新修饰分模面或和模面 5-1 升高开模压力 5-2 换成型机台 1-1 清洗加热料桶 1-2 避免在高温下 使材料滞留过久 1-1 安排适当质疑气孔道 1-2 重新设计产品 1-3 进料口重新安排 1-4 降低射压或速度

53、 1-5 提高模温 1-1 塑料中加入润滑剂 1-2 提高料桶后段温度 2 降低喷嘴温度 3.重新安装螺杆 8.黑斑 1.料桶壁上剥落之过热塑料 9.黑点 1.空气被压缩在模穴中 10.黑色流纹 1.冷塑料之互相摩擦或与桶壁 摩擦引起塑料过热 2.材料在过热之喷嘴中分解 3.螺杆偏心,使介于螺杆与料桶 壁的材料摩擦过热 11.流痕 1.塑料太冷 2.模温太低 3.进料口太小 1.压力过高 2.塑料过热 3.浇道太大 4.脱模角不足 5.凹陷或表面粗糙 6.进料量过多 1.较厚的部分有筋状物 2.射出压力过低 3.射料不足 4.材料中有水气 5.射出速度太快 1.操作条件不稳定 2.操作条件变动

54、 1.增加塑料温度 2.增加模温 3.加大进料口,并减低射出速度 1.减小压力 2.降低料温 3.缩小浇道,使用延伸射料嘴 4.增加脱模角 5.消除凹陷使表面光滑 6.减少进料量 1.重新设计模具 2.提高射出压力 3.增加射料 4.烘干材料 5.降低射出速度 1.调操作条件,使一致 2-1.修正变动的条件 2-2.检查材料温度,压力,模温,周期, 送料,等系统的温度. 1-1.降低射料量 1-2.降低射出压力 12.浇道不能脱离 13.内部水泡 14.尺寸变动 15.裂缝或破裂 1.过度填充 2 模温太低 3.脱模角不当或凹陷 4.顶销位置不当 2.提高模温 3.修改模具 4.修正之 后处理

55、一. 塑料件的表面喷漆. 1. 喷漆流程图: 设定 除尘 喷漆员漆 底 烤箱 55 烤箱 60 烤箱 55 全检 乾燥车 取产品檫拭 调漆员供漆 调漆员点检 参数设定手喷枪 组立装箱 2. 3. 常见的喷漆缺陷及对策: (1) 缺陷: 垃圾. 原因: 塑料带电而吸附垃圾尘埃等却难以除去. 对策: a) 喷漆前做通电处理或离子化吹喷工作. b) 调整合适的喷漆排气的均衡性和气流. (2) 缺陷: 剥离. 原因: 塑料表面有低份子物质或沾着有前处理时的离行剂. 对策: a) 在塑料里面配合一些充填物或橡胶. b) 导入一些物理性,化学性的粗面化火极性基. c) 塑料内选用一些和塑料兼容性良好的调漆

56、剂,或稀释时选用有浸透力的 天那水. (3) 缺陷: 龟裂. 原因: 一般认为是因塑料成型时内部应力和涂料中的溶剂引起塑料彭润,从而引 起分子间的吸引力低下. 对策: a) 按规定进行成型工作,尽量控制内部应力在最少限度并同时进行锻烧工 作. b) 再喷漆前利用实物进行实验,确认天那水及涂装方法不会引起龟裂缺 陷. (4) 缺陷: 皱皮. 原因: a) 酸性气体所致. b) 塑料比金属的热传导率小的多,如果升温过慢,涂抹表面极容易干燥硬 化. 对策: 选用溶解力强,蒸发慢的溶剂,或控制催化剂的量,使涂膜全体能均一硬化. 喷漆控制参数: 温湿度计 温度: 255 湿度: (6510)% 调漆室温

57、湿度 油漆测试 油漆过滤 烘烤参数 膜厚 色差 酒精实验 附着力 黏度杯 马表 180200 网布 控制箱 膜厚计 色差机 99.5%的乙醇 百格刀,3M 胶带 黏度: 9.750.50 过滤 12 遍 温度:505 烘烤时间: 305 分 以要求 以要求 500gf/cm 来回檫 100 次. 垂直拉起低于 5%的脱落. 二.后续热处理. 成型品无论是原壁制件环是带金属嵌件的制品,即使是采取了模具加热,嵌件预热等措施, 但在制品的内部仍然存在内应力.为了进一步消除应力,成品退火就是一种方法.另外如: PA()为消除应力及稳定尺寸还需进行调湿.其区分大致如下. 红外线.退火温度实际实用温度 1

58、020. 退火 循环热风烘箱 热变形温度 20. 加热介质(如,矿物油,甘油)时间-视厚度而定 后续热处理 沸水(1).防止空气氧化;(2).退火;(3).以达到吸湿平衡 调湿 醋酸钾水熔液(沸点 121). 凡退火或调湿的成品,必须缓慢降低温度,如突然冷却或冷却太快将会重新引入应力. 退火目的. 1). 改变成型制品的尺寸安定性 2). 改变热变形温度或机械性质. 3). 减轻或不发生应力龟裂. 成型不良要因表表 问题 面 有 水 纹 可能产生问题 痕 迹 , 条 纹 毛 口 , 飞 边 熔 接 处 痕 迹 光 洁 度 不 佳 缺 口 , 少 边 烧 黄 , 烧 焦 变 色 混 色 等 成 型 品 变 形 成 型 品 太 厚 裂 纹 , 裂 口 的原因机筒温度过低 机筒温度过高 注塑压力过低 注塑压力过高 注塑保压时间过 短 注塑保压时间过 长 射出速度太快 射出速度太慢 冷却不充分 模具温度控制不 良 注塑周期过短 注塑周期过长 注塑口, 流道或喷 咀太大 注塑口, 流道或喷 咀太小 注塑口位置不佳 模具关合力过低 模具出气孔不适 进料不足 树脂干燥温度, 时 间不适 颗粒中混入其它 物质 清机不良 脱模剂, 防锈油不 适