深圳市科(kē)翔模具有限公司
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區第二工業區24棟A區
產(chǎn)品完成一個成形周期後開模,產(chǎn)品會包裹在模具(jù)的一邊,必須將其從模具上取下來,此工作必須由頂出係統來完成.它是整套模具結構中重要(yào)組成(chéng)部(bù)分,一般由頂出,複位(wèi)和頂出導向等三(sān)部分組成.
1、按動力來分
1、手動頂出: 當模具開模後,由人工操縱頂(dǐng)出係統(tǒng)頂出產品.它可(kě)使模具結構簡(jiǎn)化,脫模平穩,產品不易變形.但工人勞動強度大,生產率(lǜ)低,適用(yòng)範圍不廣.一(yī)般在手動旋出螺紋型芯時使用.
2、機動頂出: 通過注射機動力或加設(shè)之馬達來推動脫模機構頂出產品,它可通過機台上的頂杆推頂針(zhēn)板,來達到脫模目的.也可在公母(mǔ)模板上安裝定距拉杆或(huò)鏈(liàn)條,靠開模力拖動頂出機構頂出產品,調模時必須注意控製開模行程,適用於頂(dǐng)出係統在(zài)母模側之模具.
3、液壓頂出: 在模具上安裝專用油缸,由注射機控製油缸動作,其頂出(chū)力速度(dù)和時間都可通過液壓(yā)係統來調節,可在合模之前頂出係統先回位.
4、氣動(dòng)頂(dǐng)出: 利用壓縮空氣在模(mó)具上設置氣(qì)道和細小的頂出氣孔,直接將產品(pǐn)吹出.產品上不留頂出痕(hén)跡,適用於薄件或長筒形產品.
2、按模具結構分
一次頂出機構,二次頂(dǐng)出機構(gòu),母模頂出機構,澆注係統頂出機構(gòu),螺紋頂出機構等.
設計(jì)原則:
1、選擇分模麵時盡量(liàng)使產品(pǐn)留在有脫模機構的一邊,
2、頂出力和位置平(píng)衡,確保產品不變形,不頂破.
3、頂針須設在不影響產品外觀和功能處(chù).
4、盡量使用標準件,安全(quán),可靠有利於製造和更(gèng)換.
頂出係統形式多種多樣,它與產品(pǐn)之(zhī)形狀,結構和塑料性能有(yǒu)關,一般有頂(dǐng)杆,頂管,推(tuī)板,頂出塊,氣壓,複合式頂出等.
3、頂杆
它是頂出機構(gòu)中最簡單,最常見的(de)一種形式,其截麵積(jī)形式主要有如下:
1.圓形因圓形製造(zào)加工和修配方便,頂出效(xiào)果好,在生產中應用最廣泛.但圓形頂出麵積相(xiàng)對較小,易產生(shēng)應力集(jí)中,頂穿產品,頂(dǐng)變形等不良.在脫(tuō)模斜度小,阻力大等管形,箱形產品中盡量避(bì)免使用.當頂杆較細長時,一般設(shè)置成台階形的有托(tuō)頂針,以加強剛度(dù),避免(miǎn)彎曲和折斷.
設計要點:
1、頂出位置應(yīng)設置在阻力大處,不可離鑲件或型芯太近(jìn),對於箱形類(lèi)等深腔(qiāng)模具.側(cè)麵阻力最大,應采用頂麵和側麵同時(shí)頂出方式,以免產品變形頂(dǐng)破.
2、產品阻力均衡時,頂杆應對稱設置,使受力(lì)平衡.
3、當有細而(ér)深之加強筋(jīn)時,一般在其底部設置頂杆.
4、若模具上有鑲件,頂(dǐng)針設在其上效果更佳(jiā).
5、在產品進膠口處避免設置頂針(zhēn),以免破裂.
6、當產(chǎn)品表麵不(bú)允(yǔn)許有頂(dǐng)出痕跡時,可設置頂出耳(ěr)再剪除.
7、對於薄肉產品在分流道上設置頂針,即可將產品帶出.
8、頂針與頂針孔配合,一(yī)般為間隙配(pèi)合.如太(tài)鬆易產生毛邊,太緊易造成卡死(sǐ).為利於加工和裝配(pèi),減少摩擦麵,一般在模仁上預留10—15mm之配合長度,其餘部分擴孔0.5—1.0mm成逃孔.
9、為(wéi)防止頂針在生產時轉動,須將其固定在頂針板上,其形式(shì)多種多樣,須根據(jù)頂針大小(xiǎo),形狀,位置來具體確定,在此不一一列舉.
10、頂(dǐng)出(chū)係統托模以(yǐ)後在進行下一周期生產時,必須退回(huí)原處,其形式主要有強製回位,拉杆回位(wèi),彈簧回位,油缸等.
4、頂管
又叫司筒或套筒(tǒng)頂針,它適用於環形筒形(xíng)或帶中心孔之產品頂出.由於它是全(quán)周接觸,受力均勻(yún),不會(huì)使產品變形,也不(bú)易留下明顯(xiǎn)頂出痕(hén)跡,可提高產品同心度.但對於周邊肉厚較薄之產品避(bì)免使(shǐ)用,以免加工困難和強度減弱,造成損(sǔn)壞.
5、推(tuī)板(bǎn)
此形式適用於各種(zhǒng)容器,箱(xiāng)形(xíng),筒形和細長帶中心(xīn)孔之薄件產(chǎn)品.它頂出平穩均勻,頂出力大,不留頂出痕.一般會有固定連接,以免生(shēng)產中或托模時將(jiāng)推板推落.但隻要(yào)導柱足夠長,嚴格控製托模行程(chéng),推板也可不固定.
推(tuī)板與型芯之間(jiān)的配合須順(shùn)暢,防止摩擦或卡死,也必須防止塑料滲入間隙中,當(dāng)產品為盲孔時,會因真空吸附造成脫模困難(nán)和產品變形,一般會在公模上設置(zhì)一菌(jun1)形閥,在頂(dǐng)出時菌形閥打開,進入空(kōng)氣,使脫模順暢(chàng).它(tā)可用(yòng)彈簧回位,也可跟頂出裝置連在一起兼作頂杆作用.
6、頂出塊
有些帶突緣或尺寸較大之產(chǎn)品,為便於加工和脫模,常設計成頂出塊形式頂出.大多其平麵為分模麵,下(xià)麵有兩支或數支較大直(zhí)徑頂(dǐng)杆連(lián)接,頂出麵積較大,平穩.在有成形麵和尺寸較大之模具中應用較廣泛.
7、氣壓頂出
當產品為深腔(qiāng)薄肉件時,用壓縮空氣頂出,簡單而有效.可在公模仁上設置一些細小進氣孔,也可設置菌形杆,開模後通入5—6個大氣壓之壓縮空氣,使彈簧壓縮(suō)開啟閥門(mén),高壓空氣進入產品(pǐn)與公模仁之間,使產品脫模.但對於箱形(xíng)產品,因(yīn)氣體進(jìn)入(rù)會使側壁橫向摳張,而使空氣漏(lòu)掉,這(zhè)時應配與推板(bǎn)配合使用(yòng).
8、複合(hé)頂出
受產品形狀影響(xiǎng),多數模具采用兩種以上頂出方式,以便(biàn)達到理想的頂出效(xiào)果,具體形式(shì)須根據產品和模具結構來定,在此不作具體敘述.
9、其它頂出方式(shì)
9.1點狀(zhuàng)進膠澆道自動脫落
點澆口在母模一邊,為取出膠道,須加(jiā)設一(yī)分型麵.開模後一般由人工取出膠道,造成操作麻煩,生產率降低,為適應自動化(huà)生產,最好設計成自動脫落裝置,使膠道在頂出時自動脫落.
a.側凹拉斷 在分流道(dào)盡頭鑽一斜孔,開模後拉出膠(jiāo)道,由中心頂杆頂出.
b.拉(lā)料杆拉斷 由拉料杆拉出膠道,開模一定行程後(hòu)限(xiàn)位杆帶動推板將膠道推落.
c.母模推板推脫 開模時母模板(bǎn)與母模推板先(xiān)分型,膠道留在母模板與母模一起移動一定行程後,限(xiàn)位杆限製推板移動,推板與(yǔ)模板分(fèn)開(kāi),膠道被拉斷而自動脫落.
d.頂針拉斷 對於細長深腔模具,可(kě)在母模設置一頂出係統,開模後以限位杆行(háng)程使頂針反向頂出膠道(dào),產品由推板推出,此方式與開模行程有關,應用較特殊.
9.2母模側頂出方式
一般的產品都會留(liú)在公(gōng)模側頂出,但有些產品因(yīn)形狀特殊或產品特(tè)殊要求,頂出裝置必須設在母模.因母模是(shì)固定的機台,頂(dǐng)杆無法作用在頂板上,必須借助開模力或外力來完成.常見的有油缸,電動,拉勾等.
9.3螺紋頂出
因螺紋與一般產品形狀特殊,必須(xū)旋(xuán)轉頂出或側向脫模,根據產品複雜程度和產量,一般(bān)有采用手(shǒu)動和機(jī)動兩種方式.
1)強製(zhì)脫螺紋
a. 對於本身彈性強之塑料(PP . PE),可利用其彈性進行強製脫模(mó)而不會損壞螺(luó)牙.
b. 用具有彈性(xìng)的珪(guī)橡膠(jiāo)做成螺紋型芯(xīn),開模時用彈簧先退出型(xíng)芯中(zhōng)頂杆,使橡膠型芯產生向內收縮,再用頂針(zhēn)將產品脫出.此方式能簡化模具結構,但橡膠(jiāo)型芯壽命較短,隻(zhī)適用於小批量生產.
c. 有些螺紋可通過半圓滑(huá)塊或型環成形,用兩個對半滑塊合起來組成完整螺紋或產品(pǐn)頂出後用(yòng)手,
2)電機將螺(luó)紋旋出.
螺紋脫出時必須作相對轉動,模具上(shàng)必須要有止轉裝置來保證(zhèng).
a. 外部止動 模具母模設有止轉花紋,公模仁回轉時產(chǎn)品可自動脫落.
b. 內部止動 有內螺紋之產品在(zài)公模(mó)仁頂麵設置止轉形式,脫模時止動模仁旋轉並軸向頂出螺紋可脫(tuō)出,注意止動模仁螺距(jù)必須與產品螺距一致.
c. 產品端麵止動 在產品端麵設置止動小凸點,型芯旋轉時推板將產品頂出.
小(xiǎo)型產(chǎn)品有側澆口時,隻(zhī)頂出膠道也可將產品帶出,但對於軟性塑(sù)料則避免(miǎn)使用.
型芯旋轉驅動方式 常用(yòng)的有人工,電動,油缸,氣缸,液壓馬達及大螺距(jù)絲杆螺(luó)母驅(qū)動等(děng)方式,一般來講,旋轉機構在設計(jì)時(shí),產品有幾扣螺紋,螺紋型(xíng)芯就必須轉幾圈.
冷卻係統
冷卻係統之設計規則 設計冷卻係統的目的(de)在於維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸,以方便加工(gōng)與組裝。設計冷卻係統時,模具設計者必須根據塑件的(de)肉厚與(yǔ)體(tǐ)積決定下列設計參數:冷卻孔(kǒng)道的位置與(yǔ)尺寸、孔道的長度、孔道的種類(lèi)、孔道的配置(zhì)與冷卻係統之設計(jì)規則。
設計冷卻係統的目(mù)的在於維持適當而有效率的冷(lěng)卻。冷卻孔道應使用標準尺寸,以方便加工與(yǔ)組(zǔ)裝。設計冷卻係統時,模具設計者必(bì)須根據塑件的肉厚與體積決定下(xià)列設計參數:冷卻孔道的位(wèi)置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以(yǐ)及冷卻劑的流動速率與熱傳性質。
1、冷卻(què)管路的位置與尺寸
要維持經濟有效的冷卻時間,就(jiù)應避免塑件肉厚過大。塑件所需的冷卻時間隨其肉厚增加而(ér)急速增長。塑(sù)件肉厚應該盡可(kě)能維持均勻,例如圖6-56的設計(jì)。冷卻孔道最好設置是在公模塊與母模塊內,設在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。
通常,鋼(gāng)模的冷卻孔道與模具表麵、模穴或模心的距離應維持為冷卻孔道直徑的1~2倍,經驗要求,鋼材冷卻孔道要維持1倍直徑的深度,鈹鋼合金要1.5倍直徑的深度,鋁材要2倍直徑的深度(dù)。冷(lěng)卻孔道之間的間距應維(wéi)持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為10~14 mm(7/16~9/16英吋),如圖6-57所示。
2、流動(dòng)速(sù)率與熱傳
塑件兩側的溫度應維持在最小的差異,緊(jǐn)配塑件溫差應維持在10℃以內。當冷卻劑之(zhī)流動從(cóng)層流轉變為擾流,熱傳效果變佳。層流在層與層之(zhī)間僅以熱傳導傳熱;擾流則以徑向方向質(zhì)傳,加上熱傳導和熱對流兩種方式傳熱(rè),結果,熱傳效率顯者增加,如圖6-58所(suǒ)示。應注意(yì)確保冷卻管路之各部份的冷卻劑(jì)都是擾流。
當冷卻劑到達擾流流動狀態後,流速的(de)增加對於熱傳的改善(shàn)很有限,所以,當雷諾數超過10,000時,就不須再增加冷卻劑的(de)流動速率,否則(zé),隻會小幅地改善熱傳,卻造成冷卻管路的高壓力,需要更高(gāo)的(de)幫浦費用。圖6-59說明了一旦冷卻劑(jì)變成擾(rǎo)流後,更高的冷媒流動速率並無法改善熱傳速率或冷卻時間,但(dàn)是壓力降與幫浦成本卻顯著提高(gāo)。
冷卻劑會向阻力最低的路徑流動。有時候可以嚐試使用限流塞將冷卻劑引導流向熱負荷較高的冷卻孔(kǒng)道。氣隙會降低熱傳效率,因此,應嚐試消除鑲埋件與(yǔ)模板之間的氣隙,以及冷卻管(guǎn)路內的氣(qì)泡。
模流分析軟件的冷卻分析(xī)可(kě)以協助發現與修正靜止冷卻管(guǎn)路和快(kuài)捷方式冷卻管路,以及冷卻管路的高壓力降。
排氣係(xì)統
注塑(sù)模(mó)的排氣是模具設計中(zhōng)的一(yī)個重要問題,特(tè)別是在快速注塑成型中(zhōng)對注塑(sù)模的排氣要求就更加嚴(yán)格。
1、注塑模中氣體的來源:
1、澆注係統和模具型腔中存有的空氣(qì)。
2、有些原料含有未被幹燥排除的水分,它們在高溫下氣化成水蒸氣。
3、由於(yú)注塑時溫度過高,某些性質不穩定的塑料發生分解(jiě)所產生的氣體。
4、塑料原料中的某(mǒu)些(xiē)添加劑揮發或(huò)相互發(fā)生化學反應所(suǒ)生成的氣體
2、注塑模的排氣不良,將會給塑件的質量等(děng)諸多方麵帶來一係列的危害。主要表現如下:
1、在注塑過程中,熔(róng)體將取代型腔中的氣體,如果氣體排出不及時,將會造成熔(róng)體充填(tián)困難,造成注射量不足而不能充滿型腔。
2、排(pái)除不暢的氣體會(huì)在型腔(qiāng)內形成高壓,並在一定的壓縮程度(dù)下滲人塑料內部,造成氣孔、組織疏鬆、空洞、銀紋等質量缺陷。
3、由於氣體被(bèi)高度壓縮,使得型腔(qiāng)內溫度急(jí)劇上升,進而引(yǐn)起周圍熔體分解(jiě)、燒灼、使塑件出現局部(bù)碳化和燒焦現象。它主要出現在兩股(gǔ)熔體的合流處,死角及(jí)澆口凸緣處。
4、氣體的排除不暢,使得進入各型腔的熔體速度不同,因此,易形成流動痕(hén)和熔合痕,並使塑(sù)件的力學性能降低。
5、由於型腔中氣體的阻礙(ài),會降低充模速度,影響成型周期,降低生(shēng)產效率。
3、排氣(qì)槽(cáo)設計要點:
1、排氣槽盡(jìn)量放在分型麵的凹模(mó)一邊,方便模具的製造與清理;
2、盡量設在料流末端和塑件(jiàn)壁厚較大部(bù)分;
3、排氣方向不應(yīng)朝向操作人員,並應加工成(chéng)曲線或折彎狀態,以免氣體噴射(shè)時燙傷工人;
4、排氣槽寬度常取1.5-6mm,槽深(shēn)0.02-0.05mm,以塑(sù)料(liào)不進入排氣槽為宜。
4、排氣係統的方式:
1.開設排氣槽
排氣槽通常開設在型腔一側,圍繞型腔開設或在熔體最(zuì)後充滿部(bù)位。
排氣通道尺寸:排氣道A 深:0.01~0.02mm 寬:3~5mm 長:一般3~5mm
排氣道B 深:0.05~0.08mm 寬:3~5mm或更大(dà) 長:根據需要而定
排氣道C 深:可取1mm 寬(kuān):可大於5mm 長:連通至模板邊界
分型麵(miàn)排氣
模(mó)具流道(dào)排(pái)氣
2 抽真空(kōng)排氣
這種方式要求模具的分型(xíng)麵溫和要好,通過(guò)氣孔將模腔內放入氣體抽淨。但需要配備抽真空設備(bèi),增加模具成本,一般不采用。
3 利用間隙排氣
1)鑲拚零件的配合麵間隙,如型腔(qiāng)、型芯鑲塊。
2)側向抽(chōu)芯零件間隙
3)頂出零件配合間隙(推杆(gǎn)、塊)
4)分型麵間隙(粗糙度一般(bān))利用間隙排氣時,使用時間長了,間隙可能堵塞,應定期清理,保持暢通。
4 利用多孔金屬排氣
近年來新發展的一種內部具有均勻的相互連通的孔隙結(jié)構的(de)金屬材料(liào)---多孔金屬,對模具型腔(qiāng)的排氣具有很好的效果。當型腔某些部位(wèi)排氣困難時,可循用多孔金屬製作型(xíng)腔鑲塊,排氣效果十(shí)分明顯。模具使用時應注意維護與清理,保持氣孔暢通(tōng)。
5 混合排氣
通常是(shì)開設排氣通道(dào)和間(jiān)隙排氣混用。
塑(sù)料的溢邊值與排氣間隙,排氣係統應保證氣(qì)體順利(lì)逸出,塑料熔體不能流出。
塑料材料的溢邊值可分為如下三種:
低(dī)粘度材料不產生醫療的(de)間隙為(wéi):0.01~0.03mm
中粘度(dù)材料不產生(shēng)醫療的間(jiān)隙為:0.03~0.05mm
高粘度材料不(bú)產生醫療的間隙(xì)為:0.05~0.08mm
常用材料的模具排氣間隙如下:
材料 | 排氣間(jiān)隙(xì) |
PE | 0.015mm |
PA | 0.01mm |
PP | 0.015mm |
PS | 0.015mm |
PC | 0.01~0.025mm |
POM | 0.01~0.025mm |
PET | 0.01~0.03mm |
ABS | 0.025mm |
抽芯係統
當塑料製品側壁帶有通孔凹槽,凸台時,塑料(liào)製品不能直接從模具內脫出,必須將成型孔,凹槽及凸台的成型零件做成活動的,稱為活動型芯。完成活動型抽出和複位(wèi)的機構叫做抽苡機構。
1、抽(chōu)芯機構的分類
1.機動(dòng)抽芯
開模時,依(yī)靠注射檢(jiǎn)的開模動作,通過抽芯(xīn)機來帶活動(dòng)型芯,把型芯抽出。機動抽芯具有脫模力大(dà),勞動強度小,生產率高和操作方便等優(yōu)點,在生產中廣(guǎng)泛采用。按其傳動機構可分為以下幾種:斜導柱(zhù)抽芯,斜滑塊抽(chōu)芯,齒輪齒條抽芯等。
2.手(shǒu)動抽芯
開模時(shí),依靠人力直接或通過傳遞(dì)零件的作用抽出活動型芯。其缺點是生產,勞動強度大,而且由於受到限製,故難以得到大的抽芯力、其優點是模具結構簡單,製造方便,製造模具周期短,適用於塑料製品(pǐn)試製和小批量生產。因塑料製品特點的限(xiàn)製,在無法采用(yòng)機動抽芯時,就必須采用手動抽芯。手動抽芯按其傳動機構又可分為以下(xià)幾種:螺紋機構抽(chōu)芯,齒輪齒(chǐ)條抽芯,活動鑲塊芯,其他抽(chōu)芯等。
3.液(yè)壓抽芯
活動型芯的,依靠液壓筒進行,其優點是根據脫模力的大小和(hé)抽芯距的長短可更換芯液壓裝置,因此能得到較大的脫(tuō)模力和較長的抽芯距,由(yóu)於使(shǐ)用高壓液體為動力,傳遞平穩。其缺(quē)點是增加了操作(zuò)工序,同時還要有整套的抽芯液壓裝置,因此,它的使用範圍受(shòu)到限製,一般很小采用。
2、 斜(xié)導柱抽芯機構設計原則:
1、活動型芯一般比較小,應牢固裝在滑塊上,防止(zhǐ)在抽芯進鬆動滑脫。型芯與滑塊連接有一定的強(qiáng)度和剛度。
2、滑塊在導滑槽中滑動要平穩,不要發生卡住,跳動等現象。
3、滑塊限位裝裝置要可靠,保證開(kāi)模(mó)後滑塊停止在一定而不任(rèn)意滑動(dòng)。
4、鎖緊塊要能承受注射時向壓力(lì),應(yīng)選(xuǎn)用可靠的連接方式與模板連接。鎖(suǒ)緊(jǐn)塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ,一(yī)般取θ1-θ>2°-3°,否則斜導柱無法帶動(dòng)滑塊運動。
5、滑塊完成(chéng)抽芯(xīn)運動後,仍停留在導滑槽內(nèi),留(liú)在導(dǎo)滑槽內的長度不應小於滑塊全長的-4、3,否(fǒu)財,滑塊在開始複位時容易(yì)傾斜而損壞模具。
6、防(fáng)止滑塊設在定模的情況下,為(wéi)保證塑料(liào)製品留在定模上,開模前必(bì)須先抽出側向型芯,最好(hǎo)采取定向定距拉緊裝置。
3、斜滑塊抽(chōu)芯機構設計
塑料製品(pǐn)側麵的凹穴或凸台較淺,所需的抽芯距(jù)不大,但所需的脫模力較大(dà)時,可(kě)選用斜滑塊抽芯結構(gòu)。這種斜滑塊抽芯結構的特點是:當推杆推動斜滑塊時,推杆及抽芯(或分型)動作同時進行。
因斜滑塊剛性好,能承受較大的脫(tuō)模力,因此,斜滑塊的斜角比斜導(dǎo)柱的斜(xié)角稍大,一般斜塊的斜角不能大於30°,否則易發生故障。斜滑塊推出長度一般(bān)不(bú)超過導長度的2/3,如果太長,會影響斜滑塊的導滑。 因為斜塊抽芯結構簡單(dān),安全可靠,製造比較方便(biàn)。因此,在塑料射模具中應用廣泛。
1、斜滑塊的導滑及組合形式。按導滑(huá)部分形狀可(kě)分為矩形,半圓形和燕尾形。
2、斜滑塊的組合形式 斜滑塊的組合,應考(kǎo)慮(lǜ)抽芯方向,並盡量保持塑料製(zhì)品的外觀美不使塑料製品表麵留有明顯的痕跡。同時還要考(kǎo)慮滑塊的組合部分有足夠的強度。如果塑料製品外形有轉折處,則斜滑塊的(de)拚縫線應與塑料製品的折線重合。
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