塑料模具基本结构简介
一. 概述
塑料模就是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具.
2.模具分类:
模具加工的一般流程
以上所有模具,在其相应的生产领域中,都有其举足轻重的作用.因为我们个人的精力所限和社会分工的结果,使我们无法逐一去了解和精通每一种类型的模具奥秘,结合塑料中心实际,我们所看到和接触最多的模具便是塑料模,而几乎100％的塑料模具是热塑性塑料注射模.所以下面的内容我们将重点禅述此类模具细节.细分下去,热塑性塑料模具又可分为以下机几种:标准模具(两板模.三板模.拼合型腔模具,推板脱模模具).迭层模具.热流道模具.冷流道模具和特殊设计模具.
二. 塑料及塑料制品
塑料模具是用来生产塑料制品的工具,所以我们在设计制造模具之前.必须对各种常用塑料的特性有充分了解和掌握.才能精确控制模具尺寸与塑料件尺寸及成型条件之间的内在关系.才能设计出优秀的模具,常用热塑性塑料之特性如下:
三. 典型塑料模胚结构图
模具的几个常用名词:
1.溶注口或水口(sprue)
塑料由此进入模腔内,亦称主流道.溶注口瀙套连接喷嘴与模具,已形成标准件.有些母模板较薄的模具,不须瀙套,直接在模具上钻出溶注口.
2.冷料穴(cold-slug well)
喷嘴最前端的熔融塑料温度较低,形成冷料渣.在进料口的末端公模仁上开设洞穴,以防止冷料渣进入模腔,造成堵塞流道.减缓料流速度,产品上形成冷料痕结合线.
为了开模时从瀙套内拉出冷凝料,一般在冷料穴末端设置拉料杆(顶针上).
3. 分流道(runer)
分流道是主流道的连接部分,是塑料流入模腔的通道,它可在压力损失最小的条件下,将主流道内的塑料以较快的速度送到浇口处,其主要类型有:圆形.半圆形.矩形.梯形. 要求分流道的表面积或侧面积与其截面积的比值为最小.
4.栅门(gates)
亦称浇口,是分流道和型腔之间连接部分,也是浇注系统的最后部分.其作用是使流道内熔融塑料以较快速度进入模腔.型腔充满后浇口能很快冷却封闭,防止型腔内未冷却料回流.其类型.位置.
形状.多种多样.主要有:盘形.扇形.环形.点状.侧进胶.直接进胶.潜伏进胶.
5.排气槽(vent)
当模具完全闭合时,模腔与浇道内充满空气.注射时必须将空气排出模具以外,否则将产生烧焦,填充不满,毛边,气泡,银线等不良.排气槽的形式,大小.深度因材料和模具结构不同而异(如上表),其方法主要有:
分模面排气法,顶针排气法,镶件排气法,水路排气法,真空排气法.
6.顶出系统(Ejection device)
是将产品从模具上脱出之装置,亦称脱模机构.是模具的重要组成部分,其形式和推出方式因产品形状,结构和塑料特性有关,其零件有顶针,推板,顶出块,斜梢,司筒,油缸或气缸,齿轮等,它与模仁之间是间隙配合,表面积尽可能大,设在不影响外观和功能处,注意脱模平衡.
7.模穴模仁(Mold cavity)
模穴是在模板上挖框,,以便埋入模仁,主要是节省材料和加工方便方面考虑.有些分模面断差大的模具母模侧,会不挖模穴直接在模板上加工产品部分.模仁主要指模具的产品部分,其精度,材质要求比模胚部分要高,其形状,形式对不同的模具有不同的要求,为整套模具最重要部分.
8.模具钢(Mold Steel)
一套模具外观看似乎都是一样的钢铁,其实它的各部位因要求不同必须使用不同之材质,模具钢之选择对模具寿命,加工性,精度等影响很大.模具钢材料因模具之构造塑料产品要求不同而异.选材要求主要如下:
1.采购容易
2.机械加工性优良
3.耐磨,耐腐蚀,耐热性好
4.组织细密一致,无针孔等内部缺陷
5.适合热处理变形小
6.经济,降低成本又能满足使用要求
9.温控系统（temperature control）
一般模具,通常以常温的水来冷却,其温度控制藉水的流量调节,流动性好的低融点材料大都以此方法成形。
但有时为了缩短成形周期,须将水再加以冷却。
小型成型品的射出时间,保压时间都短,成形周期取决于冷却时间,此种成形为了提高效率,经常也以冷水冷却,但用冷水冷却时,大气中的水分会凝聚于成形空间表面,造成成型品缺陷,须加以注意。
成形高融点材料或肉厚较厚,流动距离长的成型品,为了防止充填不足或应变的发生,有时对水管通温水。
成形低融点成形材料时,成形面积大或大型成型品时,也会将模具加热,此时用热水或热油,或用加热器来控制模具温度。
模具温度较高时,需考虑模具滑动部位的间隙,避免模具因热膨胀而作动不良。
一般中融点成形材料,有时因成型品的质量或流动性而使用加热方式来控制模具温度,为了使材料固化为最终温度均匀化,使用部分加热方式,防止残留应变。
以上所述,模具的温度控制是利用冷却或加热的方式来调整的。
温度控制的必要性
在射出成形中,射出于模具内之熔融材料温度,一般在150~350℃之间,但由于模具之温度一般在40~120℃之间,所以成形材料所带来的热量会逐渐使模具温度升高。
另一方面,由于加热缸之喷嘴与模具之注道衬套直接接触,喷嘴处之温度高于模具温度,亦会使模具温度上升。
假使不设法将多余之热量带走,则模具温度必然继续上升,而影响成型品的冷却固化。
相反地,若从模具中带走太多的热量,
使模具温度下降,亦会影响成型品的质量。
故不管在生产性或成型品的质量上,模具的温度控制是有其必要性的。
兹分述如下：
1.就成形性及成形效率而言
模具温度高时,成形空间内熔融材料的流动性改善,可促进充填。
但就成形效率(成形周期)而言,模具温度宜适度减低,如此,可缩短材料冷却固化的时间,提高成形效率。
2.就成型品的物性而言
通常熔融材料充填成形空间时,模具温度低的话,材料会迅速固化,此时为了充填,需要很大的成形压力,因此,固化之际,施加于成型品的一部份压力残留于内部,成为所谓的残留应力。
对于PC或变性PPO之类硬质材料,此残留应力大到某种程度以上时,会发生应力龟裂现象或造成成型品变形。
PA或POM等结晶性塑料之结晶化度及结晶化状态显著取决于其冷却速度,冷却速度愈慢时,所得结果愈好。
由上可知,模具温度高,虽不利于成形效率,但却常有利于成型品的品质。
3.就防止成型品变形而言
成型品肉厚大时,若冷却不充分的话,则其表面发生收缩下陷,即使肉厚适当,若冷却方法不良,成
型品各部分的冷却速度不同的话,则会因热收缩而引起翘曲、扭曲等变形,因而需使模具各部分均匀冷却。
冷却回路的配置,取决于成型品之形状、成形空间内的温度分布及浇口位置等。
常用的方法有钻孔法、沟槽法、隔板法、套管法、间接法等
无流道模具
无流道模具是将注道，流道加热或保持在熔融状态，使流道系统内之材料，保持在流动状态下，在每次射出成型完型毕后，使流道系统乃残留于模具内，只取出成型品，故称无流道模具。
无流道模具由于不必将流道部取出，故有下列优点：
（1）可节省不必要之废料部，可节省材料。
（2）缩短材料往流道系统充填的时间，减短成形机关闭模具的作动行程，同时也省去流道取出之时间，故可缩短成型周期。
（3）流道不必取出，浇口自动分离，可全自动成型操作。
无流道模有上述之优点，但有其限制。
1.有熔融状态易热分解，成形温度范围小的材料不适用此类模具，但有充分之设计，可使用。
2.无流道模具通常构造较复杂，温度控制装置相当，生产量不多时，不合算。
无流道模具之种类，大体可分为：1.延长喷嘴方式；2 滞液式喷嘴方式；
绝热流道方式，3.加热流道方式。
前二个方式之无流道模具一次只能成形一件成型品，除非使用多喷嘴成型机，后二个方式则一次可成型多个形品。
模具与成型设备之关系
模具要生产,必须架设在相应的成型设备上才能发挥其作用.所以从广义上讲,模具也是成型机的一个组成部分.两者之间相辅相成,互为关联.在模具设计中必须了解此模具生产中适用机台之相关规格.才能设计出符合要求之模具:
1.注射机型号及生产厂商
2.最大注射量
3.最大锁模力
4.喷嘴球面半径及喷嘴孔径
5.定位孔直径
6.顶杆间距坐标
7.闭合高度(最大最小)
8.注塑机能配合的脱模方式
9.注塑机开模行程及开距
10.其它相关要求
模具设计规范表
模具设计检查表
模具检查表
常见产品缺陷分析
2.
3. 气泡
4. 凹痕
5. 溶接痕
6. 脱皮分层
7. 表面波绞
8. 黑点及条绞
9. 银丝、斑绞
10. 变形
11. 裂绞
12. 强度下降
13. 脱件困难
14. 主流道粘模
15. 冷块或僵块
16. 尺寸不稳定
谢谢，商祺！。