塑料注射模具设计CAI系统课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,塑料注射模具设计,CAI,系统,塑料及其工艺特性,塑料制品的设计原则,塑料注射成型原理,注射成型模具设计概述,浇注系统的设计,成型零部件的设计,结构零件的设计,脱模机构的设计,分型抽芯机构的设计,温度调节系统排气系统,塑料注射模具设计CAI系统塑料及其工艺特性,1,第四章,注射成型模具设计概述,第四章注射成型模具设计概述,2,目录,一、设计注射模具应考虑的问题,二、注射模设计原则,三、注射模具典型结构,四、注射,模具的类型,五、塑料模具的设计步骤,目录一、设计注射模具应考虑的问题,3,一、设计注射模具应考虑的问题,设计注射模具时，既要考虑塑料熔体流动行为等塑料加工工艺要求方面的问题，又要考虑模具制造装配等模具结构方面的问题，归纳起来大致右以下几个方面；,了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力，流动速度，校验最大流动长度。根据塑料在模具内流动方向(即充模顺序)，考虑塑料在模具内重新熔合和模腔内原有空气排出的问题。,考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题。,一、设计注射模具应考虑的问题设计注射模具时，既要考虑,4,通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力。,浇点和分型面的选择问题。,制件的横向分型抽芯及顶出的问题。,模具的冷却或加热问题。,模具有关尺寸与所用注射机的关系，包括与注射机的最大注射量、锁模力、装模部分的尺寸等的关系。,通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力,5,模具总体结构和零件形状要简单合理，模具应具有适当的精度、光洁度、强度和刚度，易于制造和装配。,以上这些问题，并非孤立存在，而是相互影响的，应综合加以考虑。,模具总体结构和零件形状要简单合理，模具应具有适当的精度、光,6,二、注射模具的设计原则,单向流动,单方向的流动设计原则是保证在填充过程中，塑料应该在一个方向上流动,并且保持一个直的流动前沿。这导致单方向定位的产生。,流动平衡,动所有的流动路径应该是平衡的那就是,，,在相同时间以相同压力进行充填。,恒定压力梯度,最有效率的填充方式是压力梯度(压力降低对单位长度)沿着流动路径是固定的时候。,二、注射模具的设计原则单向流动,7,最大剪应力,剪应力在填充的时候应该是小于材料临界的最大剪切应力，数值依赖于材料和应用。,熔接/融合位置,在最不敏感部位放置熔接和融合线。,避免滞留,仅可能避免在流体流动路径分为厚的和薄流动路径那里设置浇口。,避免潜流,通过浇口的设置避免潜流保证流体在最后充填区相遇。,最大剪应力剪应力在填充的时候应该是小于材料临界的最大剪,8,可控制的摩擦加热,磨擦加热腔熔体温度，这将在产品中获得较低的应力,而不引起塑料的降解因塑料长期处于较高的温度。,流道热阀,利用热阀设计流道系统,保证浇口冻结时型腔刚好充填完毕和已充分保压这避免在模具充填完毕后过保压或产生倒流。,可接受流道/型腔比,为高压力降设计流道系统,使流道材料最小获得一个低比率的流道/型腔设计。,可控制的摩擦加热,9,三、注射模具典型结构,三、注射模具典型结构,10,(1)浇注系统,将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道，分流道，内浇口，冷料穴等结构组成。,(2)成型零件,是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，由型芯（成型塑件内部形状），型腔（成型塑料外部形状），成型杆，镶块等构成。,根据各部分起作用不同分类:,(1)浇注系统将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统,11,(3)导向部件,用来保证模具的动模和定模在模具闭合时的准确定位，有时也用来保证脱模机构的运动灵活平稳。通常由导柱和导套组成,。,(4)脱模机构,实现塑件脱模的装置。其结构形式很多，最常用的有推杆、推管和推板等脱模结构。,(5)分型抽芯机构,对于有侧孔和侧凸凹的塑件，在塑件被推出之前，模具必须先进行侧向抽芯或分型，方能顺利脱模，广义来讲，它也是实现塑件脱模的装置。,(3)导向部件 用来保证模具的动模和定模在模具闭合时的准确,12,(6)温度调节系统,为了满足塑料成型工艺对模具温度的要求，需要温度调节系统对模具温度进行调节。,(7)排气系统,为了将型腔内的气体排出，通常在模具的分型面上设置排气槽，对于小型塑件围排气量不大，可直接利用分型而排气。许多模具的推杆或型芯与模板的配合间隙均可起到排气的作用，可不必另外开设排气槽。,(8)其它零部件,包括支承、固定零件，定位和限位零件等。,(6)温度调节系统 为了满足塑料成型工艺对模具温度的要求，,13,定模部分：,一部份留于模具机座的定模板上。,动模部分：,随注射机动模板运动的部分。,定模部分与动模部分闭合则可形成型腔与浇注系统。,根据其运动特点均可分为两大部分：,根据其运动特点均可分为两大部分：,14,一 按注射机类型分,立式注射机上用的模具,；,卧式注射机上用的模具,；,直角式注射机上用的模具,。,四、注射,模具的类型,一 按注射机类型分 四、注射模具的类型,15,移动式（仅用立式注射机）,固定式注射模,具。,二,按其在注射机上的安装方式分,二按其在注射机上的安装方式分,16,1、单分型面模,分流道位于分型面上，需切除流道凝料。,2双分型面注射模（又称：三板式注射模、点浇口注射模),其与单分型面注射 模相比，在动模与定校之间增加了一块活动板(浇注板或中间板)。开模时活动板与定模板作定距分型，以便取出浇道凝料，如图所示。,三 按注射模具的总体结构特征分,1、单分型面模 三 按注射模具的总体结构特征分,17,塑料注射模具设计CAI系统课件,18,由于塑件结构的特殊要求，如带有侧孔或螺纹孔的塑件，需要在模具上设有活动的型芯或螺纹型芯或对拼组合式凹模等镶块。图示为塑件内侧带有凸台，采用活动镶块3成型，开模后额件与浇道料同时留在镶块3上，当动模与定模开到一定距离后，顶杆垫板11碰到注射机的顶杆，推动顶杆9使镶块3沿型芯4的斜面向右移动，镶块3和塑件一起脱离型芯4，从而先成脱离动棋动作，然后通过手工或其他装置，使塑件与镶块分离。,3带有活动镶块的注射模,由于塑件结构的特殊要求，如带有侧孔或螺纹孔的塑件，需要在,19,塑料注射模具设计CAI系统课件,20,当塑件带有侧凹或侧凸时，在模具上常设有侧向分型抽芯机构。如图所示，利用开模力使斜导柱带动滑块向外滑移而抽出型芯，而与塑件分离。,4带侧向分型抽芯的注射模,当塑件带有侧凹或侧凸时，在模具上常设有侧向分型抽芯机构。,21,塑料注射模具设计CAI系统课件,22,对带有内螺纹或外螺纹的塑件要求自动卸螺纹时，在模具上设有可转动的螺纹型芯或型环，利用注射机的往复运动或旋转运动，或者装置专门的原动机件(如电动机、液压马达等)和传动装置，带动螺纹型芯或型环转动，使塑件脱出。图示为用于直角式注射机的自动卸螺纹注射模，螺纹型芯由注射机开合模的丝杆带动旋转使其与塑件相脱离。,5自动卸螺纹的注射模,对带有内螺纹或外螺纹的塑件要求自动卸螺纹时，在模具上设有,23,塑料注射模具设计CAI系统课件,24,一般注射模开模后，塑件均留在动模 一侧，故顶出装置也设在动模一侧。但有时由于塑件的特殊要求或形状的限制，开模后塑件将留在定模上(或可能留在定模上)，则在定模的一侧设置项出装置。开模时由拉板或杠杆等带动顶出装置顶出塑件。图示为定模设有顶出装置的注射模，在定模一侧设有脱模板7，开模时由设在动模侧的拉板8带动，将塑件从定模型芯11上强制脱下。,6定模设顶出装置的注射模,一般注射模开模后，塑件均留在动模 一侧，故顶出装置,25,塑料注射模具设计CAI系统课件,26,五、塑料模具的设计步骤,一、接受任务书,六、模具总装图的技术要求,二、收集分析吸收原始资料,七、绘制全部零件图,三、影响模具结构因素,八、校对、审图、描图、送晒,四、绘制模具图,九、试模及修模,五、模具总装图,十、整理资料进行归档,五、塑料模具的设计步骤一、接受任务书,27,1、接受任务书,成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：,1.经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。2.塑料制件说明书或技术要求。3.生产产量。4.塑料制件样品。,通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。,1、接受任务书成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，,28,2、收集、分析消化原始资料,收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。,1.消化塑料制件图,了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。,2、收集、分析消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工,29,2.消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。,3.确定成型方法,采用直压法、铸压法还是注射法。,4、选择成型设备,2.消化工艺资料,30,根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。,要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。,5.具体结构方案,（一）确定模具类型如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。,根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性,31,（二）确定模具类型的主要结构选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力,。,（二）确定模具类型的主要结构选择理想的模具结构,32,三、影响模具结构因素,1.型腔布置,根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3,a,级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取4-6个；塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；塑料制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个，16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。,三、影响模具结构因素1.型腔布置,33,2.确定分型面,分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。,3.确定浇注系统,（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。,4.选择顶出方式,（顶杆、顶管、推板、组合式顶出）决定侧凹处理方法、抽芯方式。,2.确定分型面,34,5.决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。,6.根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位