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塑料模具设计全攻略:性能解析与工艺要点
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更新于2024-07-25
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"《模具设计指南》是一本实用的参考手册,专为塑料制品模具设计和制造提供深入的指导。全书分为五个主要章节: 1. 序部分简要介绍了工模部的背景和目标,以及涵盖的产品范围,包括教育玩具和电话产品。此外,还概述了模具设计与制造的一般流程图,为后续内容设定了框架。 2. 第二章着重于常用塑料的性能和注塑机参数介绍。这里详细讲解了各种塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS、聚碳酸酯(PC)和聚甲醛(POM)的性能特点,包括它们的优点和缺点,以及在模具设计中的注意事项。同时,还介绍了FANUC等注塑机的预顶出功能,强调了模具与注塑机之间的密切关系。 3. 第三章深入到胶件结构设计,讨论了注塑工艺对壁厚、筋骨位、浇口等结构要求,以及模具对胶件脱模斜度、表面处理等方面的影响。考虑到产品装配,章节探讨了装配干涉、间隙控制和不同连接方式。 4. 第四章涉及模具报价,解释了不同类型的模具(如二板模和三板模)的特征,以及如何通过报价图来确定所需材料和成本。这部分内容对于理解和估算模具项目的经济可行性至关重要。 5. 第五章详细阐述了模具结构设计的核心要素。包括胶件排位、分模面的选择和确定,以及模具强度的校核和提升方法。此外,还有成型零件的设计,如考虑成形收缩率、脱模斜度和工艺性,以及常用结构件的设计。 附录部分涵盖了客户资料处理,如数据转换和IGS文件的管理,这些都是模具设计过程中不可或缺的步骤。 整本书旨在帮助读者掌握塑料模具设计的关键技术和实践,确保产品的质量和生产效率,同时兼顾经济成本和工艺可行性。无论你是初学者还是经验丰富的设计师,都能从中受益匪浅。"
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模具设计指南
额定锁模
力(吨)
机型
螺杆型号
额定射胶量(克)
容模尺寸(宽*高*厚度范围)
( mm * mm * mm )
50
J50E-C3
A
56
310*460*160~300
J50E-D
J50E II-C
J50E II-P
KM50C
B
55
310*440*150~300
KM50-C2
46
FANUC50C
46
320*460*150~350
75
J75E-D
A
105
360*530*180~350
J75E II-C
J75E II-P
80
KM80C
B
100
360*520*180~350
KM80-B2
100
J100E-D
A
160
410*604*200~400
KM100C
B
410*580*180~400
FANUC100C
95
410*610*150~450
140
KM140C
A
197
460*660*200~450
KM140-C2
200
B
250
150
J150E-D
A
273
510*740*220~450
J150SA II
B &BM II
335
J150E II-P
AM VII
273
J150E II-C
B
335
FANUC150C
248
510*750*200~490
180
KM180C
A
339
510*740*200~500
220
J220E-D
BM II
505
580*840*230~500
J220SA II
A
421
560*820*230~500
模具设计指南
B & BMII
505
J220SB II
B
J220E II-P
AM VII
421
580*840*230~500
J220E II-C
A
265
KM265-C
B
668
610*815*200~560
280
KM280C
B
681
610*900*300~600
KM280C2
300
FANUC300C
593
710*1030*300~600
330
J330SA II
B
965
690*995*320~670
350
J350E-D
BM VII
965
730*1035*320~670
J350E II-C
AM VII
810
450
J450E-D
B
1511
810*1175*380~750
850
J850E-C3
A
2903
1060*1560*550~1100
备注:
1. 正常情况下,锁模力不应超过额定锁模力的 90%;
2. 额定射胶量是以 GPPS 塑料的熔融状态为标准测定;
3. 正常使用射胶量(以 GPPS 为标准)范围:大于是 15%额定射胶量,小于 85%额定射
胶量;
4. 正常使用容模尺寸,表中给定的宽度和高度尺寸减 5mm,最小厚度加 5mm,最大
厚度减 5mm。
2.9.2 FANUC 机型的预顶出功能
FANUC 型注塑机为全电动注塑机,其射胶、开合模、顶出动作由三组电机分别控
制,具有预顶出功能,即在开模之前,就可执行顶出动作。预顶有三种模式:1.基本模
式。其特点是预顶针顶出后要回缩,然后才开模。这种模式可用于“预剪浇口”的功
能,节约人工剪切浇口的工作;2.保持模式。其特点是预顶针顶出后不回缩,一直保持
在顶出位置,直到开模,顶针直接从预顶出结束位置开始顶出制品。这种模式可用于制
品在型腔的“预压”功能,改善局部厚胶位置收缩过大的缺陷;3.后拉模式。其特点是
预顶针不是向前顶而是向后拉。
模具设计指南
厚胶位易
收缩凹陷
图 3.1.1
图 3.1.2
两边薄胶位厚
0.3mm,易产
生滞流,须加
厚到 0.8mm
第三章 胶件结构
胶件结构不合理,会造成模具制造和胶件成形的困难;模具工程师应对胶件结构提
出改进方案,并知会产品设计人员,由其确认。
当接到客户资料,应对资料进行必要的处理,其方式见本章附录 1。
根据客户资料,胶件结构分析主要有以下几方面:(1)注塑工艺对胶件结构的要求;
(2)模具对胶件结构的要求;(3)产品装配对胶件结构的要求;(4)表面要求。
3.1 注塑工艺对胶件结构的要求
胶件产生收缩凹陷、气烘、困气、变形、烧焦等工艺性问题,是与胶件的局部胶厚、
浇口设置、冷却等因素影响有关。分析胶件结构的工艺性应从以下几方面进行。
3.1.1 壁厚
胶件壁厚应均匀一致,避免突变和截面厚薄悬殊的设计,否则会引起收缩不均,使
胶件表面产生缺陷。
胶件壁厚一般在 1~6mm 范围内,最常用壁厚值为 1.8~3mm,这都随胶件类型及胶
件大小而定。
对已建 3D 模型之胶件,应用 Pro/E 进行截面分析,可发现胶件壁厚不均匀问题,
其步骤:
Analysis Model Analysis Thickness [给定最大胶厚和最小胶厚,选分
析起始点和结束点,确定分析所对应的平行截面]Compute ,如图 3.1.1 图 3.1.2 所
示。
另外,胶件壁厚还与熔体充模流程有密切关系;其流程是指熔料从浇口起流向型腔
各处的距离。在常规工艺条件下,流程大小与胶件壁厚成正比关系。胶件壁厚越大,则
允许最大流程越长。可利用关系式或图表(见《塑料模具技术手册》68~69 页)校核胶件
成形的可能性。
胶件壁厚为 2.5mm,常规成形条件,其常用料的流程如下:
ABS : 流程 220 mm; PC : 流程 120 mm;
HDPE: 流程 280 mm; POM : 流程 180 mm。
常见壁厚不均会产生的问题:
(1)局部厚胶位如图 3.1.1 所示,易产生表面收缩凹陷。
模具设计指南
图 3.1.3
胶厚突变易
产生白线
壁厚不均匀
影响流动
胶厚渐变
增加圆角使
壁厚均匀
(2)如图 3.1.2 所示,胶件两边薄胶位,易产生成形滞流现象。
(3)止口位如图 3.1.3 所示,胶厚采用渐变方法以消除表面白印;另有胶件内部拐角
位增加圆角使其壁厚均匀。
(4)如图 3.1.4 所示,胶件平面中间凹位过深,实际成形胶件产生拱形变形;解决变
形的方法是减小凹位深度,使壁厚尽量均匀。
(5)如图 3.1.5 所示,尖角位表面易产生
烘印,避免烘印的办法是加圆角过渡。
3.1.2 (筋)骨位
胶件骨位其作用有增加强度、固定底面壳、支撑架、按键导向等。由于骨位与胶件
壳体连接处易产生外观收缩凹陷;所以,要求骨位厚度应小于等于 0.5t(t 为胶件壁厚),
一般骨位厚度在 0.8~1.2mm 范围。
当骨深 15mm 以上,易产生走胶困难、困气,
模具上可制作镶件,也方便省模、排气。
骨深 15mm 以下,脱模斜度应有 0.5˚以上;骨
深 15mm 以上,骨位根部与顶部厚度差不小于 0.2mm,
如图 3.1.6 所示。
为改善某些深骨位的流动状况,骨位上增加走
胶米仔;如图 3.1.7 所示喇叭骨加走胶米仔,模具制作镶件。
图
3.1.4
中间凹位过深,实际产生拱形变形
减小凹位深度,解决变形
图 3.1.5
尖角位表面易产生烘印
加圆角避免烘印
图 3.1.6
喇叭骨
支架骨
加走胶米仔
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