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(qū)
產(chǎn)品完成一個成形周期後開模,產品會包裹在模具的一邊,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組成部分,一般(bān)由頂出,複位和頂出導(dǎo)向等三部分組(zǔ)成.
1、按動力來分
1、手動頂出(chū): 當模(mó)具(jù)開模後,由人工操縱頂出係統頂出產品.它可使模具結構簡(jiǎn)化,脫模平穩,產品不易變形.但工人勞(láo)動強度大,生產率低,適(shì)用範圍不廣.一(yī)般在手動旋(xuán)出螺紋型芯時使用.
2、機動(dòng)頂出: 通過注(zhù)射機動力或加設之(zhī)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板,來達到脫模目的.也可在公母模板上安裝定距拉杆或鏈條,靠開模(mó)力拖動頂出機構頂出產品,調(diào)模時必須注意控製開模行程,適(shì)用於頂出係統在母模側之模具.
3、液壓頂出(chū): 在(zài)模具上(shàng)安裝專用油缸,由注(zhù)射機控(kòng)製油缸動作,其頂出力速度(dù)和時間都可通過液壓係統來調節,可在合模之(zhī)前頂出係統先回位.
4、氣動頂出: 利用壓縮空氣在模具上設置(zhì)氣道和細小的頂出氣孔(kǒng),直接(jiē)將產品吹出.產品(pǐn)上不留頂出痕跡,適用於薄件或長筒形(xíng)產品.
2、按模具結構分
一次頂出(chū)機構,二次頂出機構,母(mǔ)模頂出機構(gòu),澆(jiāo)注係統頂出機(jī)構,螺紋頂出機構等.
設計原則:
1、選擇分模麵時盡(jìn)量使產品留在有脫(tuō)模機構的一邊,
2、頂出力和位置平衡,確保產(chǎn)品不變形(xíng),不頂破.
3、頂針須設在不影(yǐng)響產品外(wài)觀和功能處.
4、盡量使用標(biāo)準件,安全,可靠有利於製造和(hé)更換.
頂出係統形式多種多樣,它與產品之(zhī)形狀,結(jié)構和塑料性能(néng)有關,一般有頂杆,頂管,推板,頂出塊,氣壓,複合式頂出等.
3、頂杆
它是頂出機構中最簡單,最常見的一(yī)種形式,其截(jié)麵積形式主要有如(rú)下:
1.圓形因圓(yuán)形製(zhì)造加工和修配方便,頂出效果(guǒ)好,在生產中應用(yòng)最廣泛.但圓(yuán)形頂(dǐng)出麵積相對(duì)較小,易產生應力集中,頂穿產品,頂變形等不良.在脫模斜度小,阻力大(dà)等管形,箱形產品中盡量避免使用.當頂(dǐng)杆較(jiào)細長時,一般設置成台階形的有托頂(dǐng)針(zhēn),以加強剛度,避(bì)免彎曲和折斷.
設計要點:
1、頂出位置應設置在(zài)阻力(lì)大處,不可離鑲(xiāng)件或(huò)型芯太近,對於箱形類等深腔模具.側麵阻力最(zuì)大,應采(cǎi)用頂麵和(hé)側麵同時頂出方式,以免產品變形頂破.
2、產品阻力均衡時,頂杆應對稱設置,使受力(lì)平衡.
3、當有細而深之加強筋時,一般在其底(dǐ)部設置頂杆.
4、若模具上有鑲件,頂針設在其上效果更佳.
5、在產(chǎn)品進膠口處避免設置頂針,以免破(pò)裂.
6、當產品表麵不允許有頂(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,一般為間隙配合.如太(tài)鬆易產生毛邊(biān),太緊易造成卡死.為(wéi)利於(yú)加工和裝配,減少(shǎo)摩擦麵,一般在模仁上預留10—15mm之配合長(zhǎng)度,其餘部分擴孔0.5—1.0mm成逃孔.
9、為防止頂針在(zài)生(shēng)產時轉動,須將其固定在頂針板上,其形(xíng)式(shì)多種多樣,須根據頂針大小,形狀,位置來具體確定,在此不(bú)一一列(liè)舉.
10、頂出係統托模以後在進(jìn)行下一(yī)周期生產時,必須退回原處,其形式主(zhǔ)要有強製回位,拉杆回位(wèi),彈簧回位,油缸(gāng)等.
4、頂管
又叫司筒或套筒(tǒng)頂針,它適用於環形筒形或(huò)帶中心孔(kǒng)之產品頂出.由於它是全周接觸,受力均勻(yún),不會使(shǐ)產品變形(xíng),也不易留下明顯(xiǎn)頂(dǐng)出痕跡,可提(tí)高產品同心度(dù).但對於周邊肉厚較薄之產品避免使用,以免加工困難和強度(dù)減弱,造成損壞.
5、推板
此形式(shì)適用於各種容器(qì),箱形,筒形和細長帶中心孔之(zhī)薄件產品.它頂出平穩均勻,頂出力大,不留頂出痕.一般會有固定連接,以免生產中或托模時將推(tuī)板推落.但隻要導柱足夠長,嚴格控製托(tuō)模行程,推板也可不固(gù)定.
推板(bǎn)與型芯之間的配合須順暢,防止摩擦或卡死,也(yě)必須防止塑料滲入(rù)間隙中,當產(chǎn)品為盲孔時,會(huì)因真空吸附造成脫模困(kùn)難和產品變形,一般會在(zài)公模上設置一菌形閥,在頂出時菌形閥打開,進入空(kōng)氣(qì),使脫模順暢.它可(kě)用彈(dàn)簧回位,也可(kě)跟頂出裝置連在一起(qǐ)兼作(zuò)頂杆作用.
6、頂出塊
有些帶突緣或尺寸較大之產品,為(wéi)便於(yú)加工和脫模,常設計成頂出塊形式頂出.大多其平(píng)麵為(wéi)分(fèn)模麵,下麵有兩支或(huò)數支較大直徑頂杆連接,頂出麵積較大,平穩.在有(yǒu)成形麵和尺寸較大之模具中(zhōng)應用較廣泛.
7、氣壓頂出
當(dāng)產品為深腔薄肉件時,用壓(yā)縮空氣頂出,簡單而有(yǒu)效.可在公模仁上設置一些細小進氣孔,也(yě)可設置菌形杆,開模後通入5—6個大(dà)氣壓之壓縮空氣(qì),使彈簧壓縮開啟閥門,高壓空氣進入產品(pǐn)與公模仁之(zhī)間,使產品脫模.但對於箱形產品(pǐn),因氣體進入會使側壁橫(héng)向摳張,而使空氣漏掉,這時應配與推板配合使用.
8、複合頂出
受產(chǎn)品形狀影響(xiǎng),多數模具采用兩種以(yǐ)上頂出方(fāng)式,以便達到理想的(de)頂出效果,具體形式須根據產品和模具結構來定,在此不作(zuò)具體敘述.
9、其它(tā)頂出方式
9.1點狀進膠澆道(dào)自動脫(tuō)落
點澆口在母模一邊,為取出(chū)膠道,須加設一分型麵.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 在分流道盡頭(tóu)鑽一(yī)斜孔,開模後拉出膠道,由中心頂杆頂出.
b.拉料杆拉斷 由拉料杆拉出膠(jiāo)道,開模(mó)一定行程後(hòu)限位杆帶動推板將膠道推落.
c.母模推(tuī)板推脫 開模時母模(mó)板與母模推板先分型,膠(jiāo)道留在母模板與母模一起移動一定行程後,限位杆限製推板移動,推板與模板分開,膠道被拉(lā)斷而自動脫落.
d.頂針拉斷 對於細(xì)長深腔模具,可在母模設置一頂出(chū)係統,開模後以(yǐ)限位杆行(háng)程使頂針反向頂出膠道,產品由推板推出,此方式與開模行(háng)程有關,應用較特殊.
9.2母模側頂出方式
一般的產品(pǐn)都會留在公模側頂出,但有些(xiē)產品因形狀特殊或產品特殊要求,頂(dǐng)出裝置必須設在母模.因(yīn)母模是固定的機台,頂杆無法作用在頂板上,必(bì)須借(jiè)助開模力或外(wài)力來完成.常見的有油缸(gāng),電(diàn)動,拉勾等.
9.3螺紋(wén)頂出
因螺紋與一般產品形狀(zhuàng)特殊,必(bì)須旋轉頂出或側向(xiàng)脫模,根據產品複雜程度和產量,一般有(yǒu)采用手動和機動兩種方式.
1)強製脫螺紋
a. 對於本身(shēn)彈(dàn)性強之塑料(PP . PE),可利用其彈性進行強製脫模而不(bú)會損壞(huài)螺牙.
b. 用具有彈(dàn)性的珪橡膠做成(chéng)螺紋型芯(xīn),開模時用彈簧先退出型芯中頂杆,使橡膠型芯產生向內收縮,再用頂針將產品脫出.此方式能簡化模(mó)具結構,但橡膠型芯壽命較短,隻適用於小批量生產.
c. 有些螺紋可通過半圓滑塊或型環成(chéng)形,用兩個對半(bàn)滑塊(kuài)合起(qǐ)來組成完整螺紋或產品(pǐn)頂出後用手,
2)電機將螺(luó)紋旋出.
螺(luó)紋脫出時必須(xū)作相對轉動,模具上必(bì)須要有止轉裝置來保證(zhèng).
a. 外部(bù)止(zhǐ)動 模具母模設有止轉(zhuǎn)花紋,公(gōng)模仁回轉時產品可自動脫落.
b. 內部止動 有(yǒu)內螺(luó)紋之產品在公模(mó)仁頂麵(miàn)設置止(zhǐ)轉形式,脫模時止動模(mó)仁(rén)旋轉並軸向(xiàng)頂出螺紋可脫出,注意止動模仁螺距必須與產品(pǐn)螺距一致.
c. 產品(pǐn)端麵止動 在產品端(duān)麵設置止動小凸點(diǎn),型芯旋轉時推板將(jiāng)產品(pǐn)頂出.
小(xiǎo)型產品有側澆口時,隻頂出膠道也可將產品帶出,但對於軟性(xìng)塑料則避免使用(yòng).
型芯旋轉驅動方式 常用的有(yǒu)人工(gōng),電動,油缸,氣缸,液壓馬(mǎ)達及大螺距絲杆(gǎn)螺母驅動等方式,一般來(lái)講,旋轉機構在設計時,產品有幾扣螺紋(wén),螺紋型芯就必須轉幾圈.
冷卻係(xì)統
冷卻係(xì)統之設計規則 設計冷卻係統的目的在於維持模(mó)具適當而有效率的冷卻。冷卻孔(kǒng)道應使用標準尺寸,以方便加工與組(zǔ)裝。設計冷卻係統時,模具設計(jì)者必須根據塑件的肉厚與體積決定下列設計參數:冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道(dào)的種類、孔道的配置與冷卻係統之設計規則(zé)。
設(shè)計冷卻(què)係統的目的在於維持適當而(ér)有效(xiào)率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸,以方便加工與組裝。設計冷卻係統時,模具(jù)設計者必須根據塑件的肉(ròu)厚與體積決定下列設計參數:冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度(dù)、孔道的種類、孔道的配置與連接(jiē)、以(yǐ)及冷卻劑的(de)流動速率與熱傳性質。
1、冷卻管路的位置與尺寸
要維持經濟有效的冷卻時間,就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急速增長。塑件肉厚應該盡可能維持均勻,例如圖6-56的設(shè)計。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(què)模具。
通常,鋼模的冷卻孔道與(yǔ)模具表麵、模穴(xué)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(gāng)合(hé)金要1.5倍直徑的深(shēn)度,鋁材要2倍直(zhí)徑的深度。冷卻孔道之間的(de)間距應維持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、流動速率(lǜ)與熱傳
塑件兩側的溫度應維持在最小的差異,緊配塑件溫差應維持在10℃以內。當冷卻劑之流動從層流轉變為擾流(liú),熱傳效果變(biàn)佳。層流在層與層之間僅以熱傳導傳熱;擾流則以徑向方向(xiàng)質傳,加上熱傳導和熱(rè)對流(liú)兩種方式傳熱,結果,熱傳效率顯者增加,如圖6-58所示。應注意確保冷卻管路之(zhī)各部份的冷卻劑都是擾流。
當冷卻劑到達擾流流(liú)動狀態後,流速的增加對於熱(rè)傳的改善很有限,所以,當雷諾(nuò)數超過10,000時,就不須再增加冷卻劑的流動速率,否則,隻會小幅(fú)地改善熱傳,卻(què)造成冷卻管路(lù)的高壓(yā)力,需要更高的幫浦(pǔ)費用。圖6-59說明了一旦冷卻劑變成擾流後,更高的冷媒流動速率(lǜ)並無法改善熱傳速率或冷卻時間,但是壓力降與幫浦成本卻顯著提高。
冷卻(què)劑會向阻力最低的路(lù)徑(jìng)流動。有時候可以嚐試(shì)使用限流塞將冷卻劑引導流向熱負荷(hé)較高的(de)冷(lěng)卻孔道。氣隙會降低熱傳(chuán)效率,因此,應嚐試消除鑲埋件與模板之間的氣隙,以及冷卻管路內的氣(qì)泡。
模流分析軟(ruǎn)件的冷卻分析可以協助發現與修正靜止冷卻管路和快捷方式冷卻(què)管路,以及冷卻管(guǎn)路的高(gāo)壓力降。
排氣係統
注塑模的排氣是模(mó)具設計中的一個(gè)重要問題(tí),特別是在(zài)快速注塑(sù)成型中(zhōng)對注塑模的排氣要求就更加(jiā)嚴格。
1、注塑模中氣體的來源:
1、澆(jiāo)注係統(tǒng)和模具型(xíng)腔中存有的空氣。
2、有些原料含有未被幹燥排除的水分(fèn),它們在高溫下氣化成水蒸氣。
3、由於注塑時(shí)溫度過(guò)高,某些性質不穩定的塑料發生分解所產生的氣體。
4、塑(sù)料原料中的某些添加劑揮發或相互發生化學反應(yīng)所生成的氣體
2、注塑模的(de)排氣不良,將會(huì)給塑件的(de)質量等諸多方(fāng)麵帶來一係(xì)列的危害。主要(yào)表現(xiàn)如下:
1、在注塑過程中,熔體將取代型腔中的氣體,如果氣體排(pái)出不及時,將會造成熔體充(chōng)填困(kùn)難,造成注射量(liàng)不足而(ér)不能充滿(mǎn)型腔。
2、排(pái)除(chú)不暢的氣體會在型腔內形成高壓,並在一定的壓縮程度下滲人塑(sù)料內部,造成氣孔、組織疏(shū)鬆、空洞、銀紋等質量缺(quē)陷。
3、由(yóu)於氣體被高度壓縮,使得型腔內溫度急劇上(shàng)升(shēng),進而(ér)引起周圍熔體分解、燒灼、使塑件出現局部碳化和燒焦(jiāo)現象(xiàng)。它主(zhǔ)要出現在兩股熔體的合流處,死角及澆口凸緣處。
4、氣體的排除不暢,使得進入各型腔的熔體速度不同,因此,易形成流動痕和熔合痕,並使塑件的(de)力學性能降低。
5、由於型腔中氣體的阻礙,會降低充模速度,影響成型周期,降低生(shēng)產效率。
3、排氣槽設計要點:
1、排氣槽盡量放(fàng)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壁厚較大部分;
3、排氣方向不應朝向操作人員,並應加工成曲線或折彎狀態,以免氣體噴(pēn)射(shè)時燙傷工人;
4、排氣槽寬度常取1.5-6mm,槽深0.02-0.05mm,以塑料不進入排氣槽為宜。
4、排氣係統的(de)方式:
1.開(kāi)設排氣槽
排氣槽通常開設在型腔一側,圍(wéi)繞型腔開設或在熔(róng)體最後充滿部位。
排氣通道尺(chǐ)寸:排(pái)氣道A 深:0.01~0.02mm 寬:3~5mm 長:一般3~5mm
排(pái)氣道B 深(shēn):0.05~0.08mm 寬(kuān):3~5mm或更大 長:根據需要而定
排氣道(dào)C 深:可取1mm 寬:可大於5mm 長:連通至模板(bǎn)邊界(jiè)
分型麵排氣
模具流道(dào)排氣
2 抽(chōu)真空排氣
這種方式要求模具的(de)分(fèn)型麵溫和要好(hǎo),通過氣孔將模腔內放入氣體抽淨。但需要配備抽真空設(shè)備,增加(jiā)模(mó)具成本,一般不采用。
3 利用(yòng)間隙排氣
1)鑲拚零件的配合麵間隙,如型腔、型芯鑲塊(kuài)。
2)側向抽芯零件間隙
3)頂出零件配合間隙(推杆、塊)
4)分型(xíng)麵間隙(粗(cū)糙(cāo)度一般)利用間隙排氣時,使用(yòng)時間長了,間隙可能堵塞,應定期清理,保持暢(chàng)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(xì)結構的金屬材料---多孔金屬,對模具型腔的排(pái)氣具有(yǒu)很好的效果。當型腔某些部位排氣困(kùn)難時,可循用多孔金屬製作型腔(qiāng)鑲塊,排氣效果十分明顯。模具使用時應注意維護與清理,保持氣孔暢通。
5 混合排氣
通常是開設排氣通道和間隙排(pái)氣混用。
塑料的(de)溢邊值與排氣間隙,排氣(qì)係統應保證氣(qì)體順(shùn)利逸(yì)出,塑料熔(róng)體不(bú)能流出。
塑料(liào)材料的溢邊值可分為如下三種:
低粘度材料不產生醫療(liáo)的間隙為:0.01~0.03mm
中粘度材料不產生醫(yī)療(liáo)的間隙為:0.03~0.05mm
高粘度材料不產生醫(yī)療的間隙為(wéi):0.05~0.08mm
常用材料的(de)模具排氣間隙(xì)如下:
材料 | 排氣間(jiān)隙 |
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(dài)有通孔凹(āo)槽,凸(tū)台時,塑料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(líng)件做(zuò)成活動的,稱為活動型芯。完成活動型抽(chōu)出和複(fù)位的機構叫做抽苡機構。
1、抽芯(xīn)機構的分類(lèi)
1.機動抽芯
開模時,依靠注射檢的開模動作,通過抽芯機來(lái)帶活動型芯,把型芯抽出。機動抽芯具有脫模力大,勞動(dòng)強度小,生產率高和操作方便等優點,在生產中廣泛采用。按(àn)其傳動(dòng)機構可分為以下幾種:斜導柱抽芯,斜滑塊抽芯,齒輪(lún)齒條抽芯等(děng)。
2.手動抽芯
開(kāi)模時,依靠(kào)人力直接或通過傳遞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(dào)限製,故難以得到(dào)大的抽芯力、其優點是模具結構簡(jiǎn)單,製造方便,製造模具周期短,適用於塑料製品試製和小批量生產。因塑料製品特點的限製,在(zài)無法采用機動抽芯時,就必須采用手動抽芯。手動抽芯按其傳動機構又可分為以(yǐ)下幾種:螺紋機構抽芯(xīn),齒輪齒條(tiáo)抽芯,活(huó)動鑲塊芯,其他抽芯等。
3.液壓抽芯
活(huó)動型芯的,依靠液壓筒進行,其優點是根據脫模力的大小和抽(chōu)芯距(jù)的長短可(kě)更換芯液壓裝置,因此能得到較大(dà)的脫模力和較長的(de)抽芯距,由於使用高壓液體為動力,傳遞平穩。其缺點是增加了操作工(gōng)序,同時還要有整套的抽芯液壓裝置,因此,它的使用範圍受到限製,一般很小采用。
2、 斜導柱抽芯機構設計(jì)原則:
1、活動型芯一般比較小,應牢固裝在滑塊上,防止在(zài)抽芯進鬆動(dòng)滑脫。型芯與(yǔ)滑塊連接有一(yī)定的強度和剛度。
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(xiàn)位裝裝置要可靠(kào),保(bǎo)證開模後滑塊停止在一定而不任意滑動。
4、鎖緊塊要能(néng)承受注射時(shí)向壓力,應選用可靠的連接方式與(yǔ)模板連接。鎖緊塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ,一般取θ1-θ>2°-3°,否則斜導(dǎo)柱無法帶動(dòng)滑塊運動。
5、滑塊(kuài)完成抽芯運動後,仍停留在導滑槽內,留在導滑槽內的長度不應小於滑塊全長的-4、3,否財,滑塊在開始複位時容易傾(qīng)斜而損壞模具。
6、防止滑塊設在(zài)定(dìng)模的情況下,為(wéi)保證塑料製品留在定(dìng)模上,開模前必須先抽出側(cè)向型芯,最好采取定向定距拉緊裝置。
3、斜滑塊抽芯(xīn)機構設計
塑料製品側麵的凹穴或凸台較淺(qiǎn),所需(xū)的抽芯距不大,但所需的脫模(mó)力較大時,可選(xuǎn)用斜滑塊抽芯結構。這(zhè)種斜滑塊抽芯結構的特點是:當(dāng)推杆推動斜(xié)滑塊時,推杆及抽芯(或分型)動作同時進行。
因斜滑塊(kuài)剛(gāng)性(xìng)好(hǎo),能承受(shòu)較大的脫模力,因此,斜滑塊的斜角比斜導柱(zhù)的斜角稍大,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不超過(guò)導長度(dù)的2/3,如果太長,會影響斜滑塊的導滑。 因為斜(xié)塊抽芯結構簡單,安全可靠,製造比較方便。因此,在塑料射模(mó)具(jù)中應用廣泛。
1、斜滑塊的導滑及組合形式(shì)。按導滑部分形狀可分為(wéi)矩形,半圓(yuán)形和燕尾形。
2、斜滑塊的組合形式 斜滑塊的(de)組合,應考慮抽芯方向,並(bìng)盡量(liàng)保持塑料製品的外觀美(měi)不使塑料製品(pǐn)表麵留有明顯的痕跡。同時還要考慮滑塊的組合部分有足夠的(de)強度。如果塑料製品外形有轉折(shé)處,則斜(xié)滑塊的拚縫線應與塑料製品的折線重合。
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