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精密塑胶模具设计标准

发布时间:2018-12-12 浏览次数:351次

  精密塑胶模具设计标准

  1. 为了规范本部门的精密塑胶模具设计工作,统一设计风格和完善设计工艺,真正实现设计指导生产并为生产服务这一宗旨;

  2. 为了实现飞速的模具质量上一个新的台阶,结合本部门的实际情况,特别制定精密塑胶模具计标准.

  首先,对产品图的分析:

  工程师接到工作指令后,首先必须认真阅读用于开模的产品图和客户所提供的相关资料,对产品的材料,胶位的厚度及均匀情况,出模方向和拔模角度进行分析,结合客户所提供的相关资料和主管的具体要求,草拟一个简短的报告,内容凶手:产品能否开模,开模后有无不良现象产生,产品能否满足客户的要求等等,并将此报告于第一时间发送给主管.

  一、 精密塑胶模具浇注系统的设计

  浇注系统是注射模具熔体填充模具型腔的通道和入口,由主流道、分流道、浇口和冷料部分组成。浇注系统设计的合理与否,对制品的质量、精度和生产时的效率有直接的影响。

  在模具设计中,构成浇注系统的零件主要有定位圈(法兰)、唧嘴、唧嘴衫套、水口套、拉料杆等。根据本部的习惯和风格结合客户要求对这些零件选用作如下规定:

  1. 设计美国公司的模具时,定位圈选用英制φ3.99,内孔径为φ2的DME NO.6501系列和DME英制NO6502系列(φ4.99)两个系列(如客户有指定的标准和型号时则按客户的要求设计),,唧嘴用英制DME.B-6600 SR=1/2" B-6600 SR=3/4" D-6600 SR=1/2" V-6600 SR=3/4"这两个系列

  2. 对于欧洲客户的精密塑胶模具:

  定位圈用φ125或φ100,公制标准,唧嘴用φ2、φ16、φ20、SR=20的公制标准

  不论是哪个客户,如果对上述零件有指定使用的标准和型号时,则按客户的要求进行设计

  精密塑胶模具设计浇注系统时要注意以下几个方面:

  1. 流道截面首选圆形,其次是半圆形和梯形,大小根据产品的大小和材质的性能等确定,通常选用φ4、φ5、φ6、φ8、φ10或相当尺寸,如果产品不大,材料的流动性较好时,(如POM、PP、软PVC等)流道大小首选φ4、φ5等,如ABS、PS、AS等,流动性中等到的材料首选φ5、φ6等,如PC、硬PVC、PA加纤等流动性较差的材料,可将流道设计略大些。

  2. 设计流道时,必须考虑熔体均匀填充型腔。和保证制品的精度和外观

  3. 水口的设计:设计水口时,首先考虑水口能否与产品自动分离,实现自动生产;其次水口位置尽可能不对产品的外观造成影响,再次水口位置最好是选择胶位较厚和有利于熔体填充型腔的位置,水口最好是避口正冲镶针和较弱的镶件。如果是潜水时,潜水的角度最好取40°~50°之间,潜水口的顶针与水口入口的距离为10~15mm为宜

精密塑胶模具

  4. 于流道的最末端设计冷料井,冷料井深度或长度为6-10mm(图1)

  5. 流道表现必须注明有光,分流道处必须设计R(图2)

  6. 唧嘴球表面半径的选择塬则是略大于客户所提供的注塑机射嘴的球面半径

  7. 细水口模具在设计时,从减少水口料着想,首选深唧嘴,设计深唧嘴时要着重参考客户所提供的注塑机资料,参考注塑机射嘴的直径和长度来设计唧嘴的内直径和深度

  8. 细水口模的流道截面一般设计成梯形,两侧斜度取5°~15°,并在适当位置加水口扣针和流道推块,以保证水口被拉断定和被弹出

  9. 精密塑胶模具热流道结构的设计

  为了保证制品的质量,缩短注塑时间和减少水口料,有些模具必须选择热流道系统。设计热流道结构时,我们尽可能的选用标准的热唧嘴,热流道系板和其标准件配件,以缩短订购周期和节约成本;一些特殊情况下需要订制此类零件的非标准件时,必须充分考虑其装配尺寸,加热均匀性,以及其良好的散热性等等。同时,对其电源引线和感应器的引线布置也要美观合理,切不可让此等线像蜘蛛网一样分散于模具之间(如客户有指定的标准和型号时则按客户的要求设计)

  二、 精密塑胶模具成形零件的设计

  成形零件通常指那些参与封胶的零件,如前后模仁,内模中的镶件,镶针及侧抽芯机构中的行位、斜顶等等,这些零件对保证制品的外观精度都起着决定性作用。设计这些零件时要特别注意以下几点:

  1. 分模线(面)的选择:首先分模线会直接在制品的外观上留下痕迹,所以在进行设计之前必须仔细阅读客户的资料,了解客户对产品外表面的要求;其次,分模面的合理设计与否会直接影响产品的形成和排气;再次,分模成将直接关系到模具的加工成本,合理选择分模面,就要求工程对精密塑胶模具的设计工艺有较丰富的经验,一个产品也许有数种设计方案,但真正全面合理的方案只有一种,通常选择模具的分型面要从以下几个方面考虑:在满足客户要求的前提下,分型面有利于制品的质量,简单,易于加工和降低模具成本为塬则。

  2. 镶件和镶针:模具上之所以要设计镶件(针)主要有两个塬因:有利于加工和熔胶填充型腔以及易损零件更换和减少加工成本等等,但镶件(针) 的设计往往会降低模具的强度和刚度,并会造成局部应力集中。所以于模具上设计镶件时要遵从以下几点:首先,满足客户对外观的要求,其次,考虑模具的整体使用寿命,尽可能避免局部应力集中,对可镶可不镶 的地方尽量不镶

  3. 插穿位和枕位:由于产品结构的多样性,在精密塑胶模具设计中,插穿位与枕位是经常涉及的结构,设计这些结构时,要注意以下几个方面:首先,这些结构的插穿面要设计3°或以上的斜度,或采用两硬度不同的材料(HRC5°左右);其次,插穿位深度较大或结构易损坏时,一般设计成镶拼结构;再次,要尽可能在加强这些地方结构的强度和刚度。

  4. 行位与斜顶的设计:行位和斜顶属于侧抽芯结构,在生产过程中,这些结构运动方向与开模方向不一致,需要设计相应的机构来约束其运动,这无疑增加了模具结构的复杂性,对设计和制造都增加了一定的难度。对这些结构中设计要注意以下几个方面:首先,行位的设计:行位分模线的设计要考虑客户对产品的要;行位的行程要大于扣位最大深度3-5mm;行位的运动要平稳顺畅;行位T槽通常设计成镶拼结构,且需淬硬(与行位的硬度差在5HRC左右,这一条为出口模要求);行位T槽的有效配合高度要≥行位高度的2/3(最少不能少于1/2),行位座与压条之间的配优先选用H7/f6;行位较大时,要求增加导向槽来保证其运动的平稳性;行位座底部以及铲机与行位座接触面要设计硬块(出口模要求);大面封胶的模具在选料过程时要运水的布局;Half行位要设计咬位;前模行位要设计控制开合模次序的机构;前模Half行位要于后模设计辅助开行位机构;斜导柱的斜度一般在10°~25°之间,大小可选用φ12(φ1/2″)、φ16(φ5/8″)、φ20(φ3/4″)、φ25(φ1″)等等。如行位的动力要求较大时也可采用斜T槽的方式;斜导柱与孔之间一般避空1mm/side;行位座的宽高比≥2/3;用油缸抽忒时,一般选用标准油缸,且行程要大于最大扣位深度的10~20mm左右,外接的油缸座要定位准确稳定,在油缸轴与行位座之间设计一活动块,以便装配;为保证行径能承受较大的注射压力;16、行位铲机一般要求设计得结实些;17、铲机定位必须严格(与A板配合选用H>m6),配合深度≥10mm,配合面与A板边最薄≥20mm;18、大行位的铲机要求设计反铲来增加其承受力;19、铲机与行位的配合面斜度大于斜导住斜度2°~3°,其次,斜顶的设计:斜顶分模线的设计要考虑客户对产品的要求;斜顶的斜度一般取5°~12°之间;斜顶的大小根据扣位的大小确定,如果位置允许两斜面之间的距离≥8mm;斜顶于扣位侧要设计弄真身位,深度为6~10mm,见图3;斜顶与内模配合部分一般要求设计导向机构来增加斜顶运动的稳定性。如图4;斜顶不大时,一般设计成整条,如果较大,可于底部设计推杆,此时斜顶配合高度要大于顶出高度10~15mm;斜顶的行程要大于产品扣位最大深度1.0mm;斜顶底部要设计斜顶座,面针板周围要避空足够距离,于B板底部与斜顶配合处设计的硬块厚度≥10mm,此硬块于斜顶斜面的配合选H7/f6(如图3);斜顶设计完成时,要做干涉检验和顶出行程分析。

  5. 前后模仁(精密塑胶模具内模的设计)

  1、 必须充分考虑模仁的强度和刚度,防止其在生产中炸裂和变形

  2、 选择模具钢料时必须参照客户的要求和产品材料的性能

  3、 选择材料的规格时,要求参考报价和LKM公司的标准花式,以避免浪费和增加加工条量。一般塬则是:精料单边留条量0.5mm,硬弯模时粗料单边留条量1.5~3mm.除此之外还必须考虑运水,螺丝,定位柱等,辅助机构有足够的安装位置

  4、 固定螺丝的选用,M8、M10、M12或相当的英制规格

  5、 模仁四角的R大小参照LKM精框R值的大小即H50时R=13;H50时R=16.5

  6、 成形零件设计特别注意点:客户有要求的一律按客户的要求执行;优先考虑生产要求,其次是模具加工工艺,再次是模具成本的控制;这些零件的公差一般取产品分差的1/4~1/3,但出口出模取产品公差的1/10(太难);与之相关的配件的选用,美国客户选用DME标准或英制,欧洲客户选用Aasco 标准(公制),升宁选用宏达公制标准

  7、 螺纹抽芯机构的设计

  螺纹抽芯机构在塑胶模结构中属于旋转抽芯机构,常用的传动机构有齿轮,齿条传动,链条链轮活动和螺旋传动等等。

  设计螺纹抽芯结构时要注意以下几个方面:

  动力是否能提供足够的转距;开合模时具有相对运动且接触面较大的两零件选用不同的材料或有足够的硬度差,(5HRC以上);零件要有足够的强度和刚度,并且要有利于加工和拆装;齿轮磨数选用第一系列,最好是标准齿轮,通常主动齿轮的负载比从动齿轮要大,所以主动齿轮磨数可选大一些;计算传动比时要充分考虑有效抽芯长度,(有效抽芯长度为产品实际螺纹圈数另加1~2圈螺纹所占的轴向长度);齿轮与轴如手销或键连接时,必须对这些零件进行可靠性和稳定性分析;螺纹轴要设计辅助基准供加工与装配参考;每次注塑后螺纹轴必须严格定位和复位。

  叁、 精密塑胶模具冷却系统的设计

  冷却系统设计的合理与否,直接关系到制品的形成周期和制品的质量等,设计冷却系统时要注意以下几点:

  1、 分布均匀,既要考虑生产效率,又要考虑其负面影响

  2、 水道直径通常取φ6、φ8、φ10、φ12

  3、 水道直径、间距、与型脸之间的关系:两水道之间3d~5d

  水道与型脸之间:1.5d~3d(胶位较厚处加强冷却)如图5

  4、 封胶面较大的零件都要求设计冷却水,如前后模仁、行位、镶件、斜顶等等

  5、 热嘴四周要求设计运水

  6、 堵塞与喉嘴选用:φ6、φ8与喉嘴分别用1/8NPS和3/8NPT,φ10的用1/4NPS和1/4NPT;φ12时用3/8NPS和3/8NPT。出口模堵塞材料一律用青铜

  7、 隔水片厚度一般用2mm,如水井较大时,(≥φ18)厚度用3mm

  8、 无法加工运水但又必须加强冷却的地方必须镶铍铜冷却

  9、 胶圈均按DME规范设计

  10、喉嘴不能露出模胚四周,且中心距要≥40mm(或1.5)

  11、冷却水管壁与其它零件壁之距离≥4mm

  12、每个冷却水路要标明IN**、OUT**

  13、水路避免循环太长,容易加工

  四、 精密塑胶模具顶出系统的设计:在制品注塑完成之后,将制品从型芯上顶脱的机构,设计时,必须注意:

  1、 合理选择顶出方式,对客户不允许有顶针痕迹的产品,(特别是透明产品),首先考虑推板或推块顶出

  2、 用顶针顶出时,顶针大小要合理,不能小产品大顶针,大产品小顶针,顶针布局要合理,产品对嗬包得较紧的地方着重考虑顶出

  3、 顶出行程要足够并且首选产品在顶出后自动脱落

  4、 用推板或推块顶出时,配合面要设计足够斜度(≥5°)

  5、 二次顶出和强脱模结构必须设计动作分解图

  6、 精密塑胶模具深柱位(≥12mm)要设计司筒,深骨位(≥12mm)要考虑镶拼或用扁顶针

  7、 顶针与行位有干涉时,要设计先复位机构

  8、 非平面上的顶针要设计止转机构

  9、 顶针小于φ2时,用有托顶针

  10、 顶针封胶位的高度参考如下标准:φ1~φ3的顶针封胶位8~10m;φ3~φ5时,12~15m;φ5以上取18~24mm

  11、 非顶针封胶位顶针周围要避空,内模上单边避空0.1mm,B板单边避空0.2mm,更针板单边避空0.3mm

  12、 顶针板复位弹簧弹力要足够

  13、 合模状态时,回针顶面必须与A板紧贴

  14、 K、O孔要按照客户的要求设计

  15、 精密塑胶模具斜顶机构要设计顶出行程限制机构