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塑料模具基础知识

发布时间:2016/11/30 9:29:06 浏览次数:859
塑料模具基础知识

塑料模具基础知识—塑料

一﹑塑料的分子结构:

主要成份是树脂﹐树脂有 天然树脂和合成树脂两种。

二﹑塑料的成份:

1.树脂:主要作 用是将塑料的其它成份加以粘合,并决定塑料的类型(热塑性或热固性)和主要性能,如机械﹑物理﹑电﹑化学性能等。

树脂在 塑料中的比例一般为40~65%

2.填充剂:又称填料,正确地选择填充剂,可以改 善塑料的性能和扩大它的使用范围。

3.增塑剂:有些树 脂的可塑性很小,柔软性也很差,为了降 低树脂的熔融粘度和熔融温度,改善其成型加工性能,改进塑料的柔韧性,弹性以 及其它各种必要的性能,通常加 入能入树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。这类物质称增塑剂。增塑常 是一种高沸点液纳或熔点固体的酯类化合物。

4.着色剂:又称色料,主要是 起美观和装饰作用,包括涂料两部分。

5.稳定剂:凡能阴 缓塑料变质的物质称稳定剂,分光稳定剂﹑热稳定剂﹑抗氧剂。

6.润滑剂:改善塑 料熔体的流动性,减少或 避免对设备或模具的磨擦和粘附,以及改 进塑件的表面光洁度。

三、塑料的工艺特性:

塑料在 常温下是玻璃态,若加热则变成高弹态,进而变成粘流态,从而具 有优良的可塑性,可以用 许多高生产率的成型方法来制造产品,这样就能节省原料﹑节省工时,简化工艺过程,且对人工技朮要求低,易组织大批量生产。

1. 收缩率或称缩水率。设计前 一定先问供货商的缩水率,模具设 计时采用计算收缩率=常温模具尺寸-常温塑件尺寸

2.比容和压缩率。

3.流动性。是塑料 成形中一个很重要的因素,流动性好的易长毛边,设计时配合的间隙,气槽的 深度等要根据不同材料的流动性设计尺寸。

4.吸湿性。热能性及挥发物含量。吸水的 塑料有的在塑料成型后直接放于水中让它吸饱水后再进行使用,有的塑 料吸湿性特别大,比例有1100

5.结晶性。

6.应力开裂及熔体液裂。

7.定型速度。

四、塑料种类:

1.热塑性塑料:这类塑 料的合成树都是线型或支链型高聚物,因而受热变软﹐甚至成 为可流动的稳定粘稠液体,在此状 态时具有可塑性,可塑制 成一定形状的塑件,冷却后 保持既得的形状,如再加 热又可变软成另一种形状,如此可 以进行反复多次。这一过 程中只有物理变化,而无化学变化,其变化是可逆的。(反复多次成型)塑料种类:

a.聚氯乙烯(PVC) 产量大,有毒不 能用作食品包装。

b.聚苯乙烯(PS) 是最早 的工业化塑料品种之一

c.聚乙烯(PE) d.聚炳烯(PP)

e.尼龙(PA) f.聚甲醛(POM)

g.聚碳酸脂(PC)可用于食品包装﹐镜片。

h.ABS塑料

i.聚砚(PSU) j.聚苯醚(PPO)

K.氟塑料 l.聚酯树脂

N.有机玻璃(PMMA

2.热固性塑料:这类塑 料的合成树脂是体型高聚物,因而在加热之初,因分子 呈线型构具有可熔性和可塑性,可塑制 成一定形状的塑件,当继续加热时,分子呈现风状结构,当温度 达到一定程度后,树脂变 成不溶和不熔的体型结构,使形状固定下来,不再变化。如有加热也不软化,不再具有可。在一定变化过程中,既有物理变化,又有化学变化﹐因此,变化过程中不可逆的。(一次成型)

种类:A.酚酸塑料 PF

B.氨基塑料

C.环氧树脂 EP

D.酚醛PF)又称电木,用于电气开关,热固性材料。

塑料模具基础知识—塑件

一﹑塑件的基本内容

1.立体空间内容,几何结构,尺寸及精度。

2.塑件表面的内容、标记、符号、文字、表面图案、图形、粗糙度。

3.静态、动态性能,机械、物理、化学等性能。

4.环境、人机工程。

5.塑料的选择。

6.成本、价格。

7.成型及成型 方法实现的可行性﹐经济性等。

二﹑几何结构及尺寸精度

1.结构包 括内部结构和外部结构的设计。

1-1.形状:塑件的 形状应尽可能保证有利于成型原则。

1-2.脱模斜度:由于塑 件冷却后产生收缩,会使塑 件紧紧包住模具型芯和型腔中的凸起部分(主要包模仁),为了便于取出塑件,防止脱 模时撞伤或擦伤塑件,设计塑件时,其内外 表面沿脱模方向均应具有足够的脱模斜度。

在设计时,应注意以下几个方面:

a.压缩成 型较大的塑件时,要求内 表面的脱模斜度大于外表面的脱模斜度。

b.常用脱模斜度值为1°~1.5°,也可小到0.5°

c.对于高度不大的塑件,可不取脱模斜度。

1-3.壁厚:塑件的 壁厚与使用要求及工艺要求有关。

a.在塑模成型上,壁厚过小,熔融塑 料在模具型腔中的流动阴力较大。

b.壁厚过大,会造成用料过多,增加成本,且会给 成型工艺带来困难。在塑件 上还会产生气泡,缩孔﹑凹痕﹑翘曲等,影响产品外观。

c.在成型 工艺上还要求塑件各部位的壁厚尽可能均匀。

1-4.加强筋:它是塑 件中经常会用到的增加塑件强度的办法,其优点:

a.使塑件壁厚均匀,即节约了材料,又提高了强度,还可避免塑件中外观缺陷。

b.增加塑件的刚性。

c.沿料流 方向的加强筋还能降低塑料的充模阴力。

加强筋的设计要求:

a. 为了增 强塑件的强度及刚性﹐加强筋 应设计得矮一些,多一些为好。

b.加强筋 之间的中心距应大于两倍的壁厚。

c.对于薄壁塑件,也可将 其设计成球面或拱曲面形状。

1-5.支承面:以塑件 的整个底面作为支承面是不合理的。通常利 用的是边框支承或底脚支承。

1-6.圆角:塑件上 除了使用上要求必须采用尖角之外,其余所 有转角处均应采用圆弧过渡,因为尖 角处易产生应力集中,影响塑件强度。采用圆 角的优点主要有两方面:

a.避免应力集中,提高了 塑件强度及美观。

b.模具在 淬火和使用时不致因应力集中而开裂。

1-7.孔:塑件上 的孔是用模具的型芯来成型的,在设计 上应注意以下几点:

a.孔应设 置在不易削弱塑件强度的地方。

b.在孔之 间及孔与边缘之间均应有足够的距离(一般应大于孔径)

c.对于盲孔,在挤塑或注射成型时,其孔深 不得大于孔径的4倍。

1-8.合页的设计:合页的 设计主要有以下几点:

 a.对于塑 件本身壁厚小的中间薄膜处应相薄,壁厚大的,薄膜处应厚一些,但不得超过0.5mm

b.合页部 分的厚度应均匀一致。

c.成型时,塑料必 须从塑件本身的边通过中间薄膜流向另一边,脱模后立即折曲几次。

1-9.止转凸凹:塑件上 设计的止转凸凹一般是为了便用握持和塑件成

型后易于拧出,在设计时应当注意:凸凹纹 方向与脱模方向一致性及模具便于加工性。

1-10.螺纹:

a.塑件上 的螺纹可以模塑时直接成型,也可在 模塑后机械加工成型。

b.模塑的 螺纹其外螺纹直径不宜小于4mm,内螺纹直径不宜小于2mm,精度不高于3级。

c.为防止 塑件上螺孔的最外围螺纹崩裂或变形,应使孔始端有一深度0.2~0.8mm的台阶孔,螺纹末 端也不宜延伸到与底面相接。

1-11.齿轮:

a.齿轮各 部分的尺寸有如下的规定:

a-1.轮缘宽 度最小为齿高的3倍。

a-2.辐板的 厚度应等于或小于轮缘厚度。

a-3.轮壳厚 度应等于或大于轮缘厚度。

a-4.轮壳外 径最小应为轴孔径的1.5~3倍。

a-5.轮壳长 度应相当于轴径。

b.在设计齿轮时,还应注意:

b-1.尽量避 免截面的突然变化。

b-2.尽可能 加大圆角及圆弧过渡的半径。

b-3.轴与孔 尽可能不采用过盈配合,可采用过渡配合。

1-12.嵌件:

嵌件的用途:

a.增加塑件局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导磁性。

b.增塑件 的尺寸和形状的稳定性,提高精度。

c.降低塑 料的消耗及满足其它多种要求。

2.嵌件表面形式:菱形滚花、直纹滚花、六边形、切口、打孔、折弯、压偏等。

3.嵌件的设计要`求:

3-1.为了防塑件应力开裂,嵌件周 围的塑料层应有足够的厚度,同时嵌件本身

结构不应带有尖角。

3-2.单侧带有嵌件的塑件,因两侧收缩不均匀,造成很大的内应力,会使塑 件产生弯曲或断裂。

3-3.为了防 止嵌件受到塑料流动压力产生位移或变形,嵌件应 牢固固定在模具内。

3-4.嵌件设 计应尽量用不通孔或不通螺孔。

3-5.为了避免鼓胀,套筒嵌 件不应设置在塑件的表面或边缘附近。

3-6.为了提 高嵌件装在模具里的稳定性,在条件许可时,嵌件上应有凸缘,并便其凹入或凸起1.5~2mm

3-7.当嵌件 自由伸出长度超过嵌件支承的直径2倍时,垂直于 压塑方向的嵌件应有支承柱。

3-8.当嵌件为螺杆时,光杆部 分与模具的配合部分应具有IT9级精度的间隙配合。

3-9.为了使 嵌件与塑件牢固地连接在一起,嵌件的 表面应具有止动的部分,以防嵌件移动。

塑料模具的基本结构

塑料模 具依总体功能结构可分为:成型系统,浇注系统,排气系统,冷却系统,顶出系统等。

.浇注系统:

定义:模具中 从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其由主流道﹑分流道﹑浇口及泠料穴组成。

 ().主流道:

1.定义:主流道 是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起,到分流 道为止的这一段。

2.设计上的注意事项:

1.主流道 的端面形状通常为圆形。

2.为便于脱模,主流道 一般制作都带有斜度,但如果 主流道同时穿过多块板子时,一定要 注意每一块块子上孔的斜度及孔的大小。

3.主流道 大小的设计要根据塑料材料的流动特性来定

4.主流道 在设计上大多采用圆锥形.制作时要注意:

A.小端直径D2=D1+0.5~1mm

B.小端球半径R2=R1+1~2mm(其中D1R1分别为 注射机射出口的直径及注射头的球半径)

3.浇口套

由于主 流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞,所以模 具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的衬套,简称浇注套或浇口套

1.其作用主要为:

A.使模具 安装时进入定位孔方便而在注塑机上很好地定位与注塑机喷嘴孔吻合,并能经 受塑料的反压力,不致被推出模具

B.作为浇 注系统的主流道,将料筒 内的塑料过渡到内,保证料 流有力畅通地到达型腔,在注射 过程中不应有塑料溢出,同时保 证主流道凝料脱出方便。

2)结构形 式有整体式和分体式

整体式:即台肩 与构成主流道部份做成一体

分体式:即台肩 与构成主流道部份分开制作

日本的工业标准:JIS

中国的工业标准:SJB

(二)、分流道:

定义:主流道 与浇口之间的一段﹐它是熔 融塑料由主流道流入型腔的过渡段也是浇注系统中通过断面面积变化及塑料转向的过渡段﹐能使塑 料得到平稳的转换。

1.截面设计

A.一般设计截面为圆形

B.从加工 方便性来看一般设计为U形,V形,梯形,正六边形

C.分流道 的断面形状及尺寸大小,应根据 塑件的成型体积,塑件壁厚,塑件形状,所用塑料工艺特性,注射速率,分流道 长度等因素来确定。

2.分流道 的布置形式有平衡式进料和非平衡式进料两种形式。平衡式 进料就是保证各个进料口同时均衡地进料,非平衡 式进料就是各个进料口不能同时均衡地进料,一般要 做模流分析来进行评估。

().浇口

1.定义:浇口又 称进料口或内流道。它是分 流道与塑件之间狭窄的部份,也称浇 注系统最短小的部份;

2.作用:能使分 流道输送过来的熔融塑料的流速产生加速度,形成理想的流态,顺序,并速速地充满型腔﹐同时还 起着封闭型腔防止熔料倒流的作用,并在成 型后便于使浇口与塑件分离。

3.浇口的形式:

1>.侧向浇口:

内侧浇口

普通侧浇口(边缘浇口):

外侧浇口

扇形浇口:常用来 成型宽度较大的薄片状塑件

平缝式浇口

护耳式浇口

隙式浇口

一般点浇口

2>.点浇口:

潜伏式浇口(我公司 大多采用此种方式)盘环型 浇口轮辐式浇口爪形浇口园环形浇口

3>.浇口位置的选择

1)浇口选 择有阻挡物最近的距离。

2)浇口的 尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动。

3)浇口应 开设在塑件断面最厚处。

4)浇口位 置的选择应使塑料流程最短,料流变向最少。

5)浇口位 置选择应有利于型腔内气体的排出。

6)浇口位 置的选择应减少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度。

7)浇口位 置的选择应防止料流将型腔,型蕊,嵌件挤压变形。

(四).冷料穴

1.结构:冷料穴 是用来储臧注射间隔期间产生的冷料头的,防止冷 料进入型腔而影响塑件质量,并使熔 料能顺利地充满型腔,冷料穴又称冷料井。

2.拉料形式:

1)钩形(工形)拉料杆

2)球形拉料杆

3.圆锥形拉料杆

4.拉料穴:A.带顶杆; B.不带顶杆

一般凹模结构设计

1.分模面的确定

从分模 面与开模的方向来看,有平行于开模方向,垂直于开模方向,与开模方向成斜角。

2.分模线:分模线 不要影响产品外观,尽量选 择在产品棱边上。产品的 外表面是由母模制作,产品的 内表面是由公模仁成型制成。

3.cavity数量的确定:

3-1.是根据 所用注射机的最大注射量确定型腔数量。(切记算 出之数值不能四舍五入,只能取小)

3-2.根据注 射机的最大锁模力确定型腔数量。

3-3.根据塑 件精度确定型腔数量。

3-4.根据经 济性确定型腔数。

备注:注射机 的规格主要是用机器吨位或锁模力,另一种 是用注射量确定。

塑料模具基础知识—通用注射线型系统

一﹑通用注射线型系统﹐

是指热 塑料的通用注射成形系统﹐其包括 用来成型的和最后成型好的塑件﹐以及用 来保证塑件成型的注射机和注射模待组成。

常用注射成型系统:

1.机身

2.电同及油泵

3.注射油缸

4.齿轮箱

5.齿轮传动电同

6.料斗

7.螺杆

8.加热器

9.料筒

10.喷嘴

11.定模固定板

12.

13.导柱

14.动模固定板

15.合模机构

16.合模油缸

17.螺杆传动齿轮

18.螺杆花键

19.油箱

重点:

1.料斗干燥﹑储料作用(一般在 成型之前要对塑料作干燥)

2.螺杆核心部位﹐起混料﹑碾料﹑产生压力﹑推料等作用

3.喷嘴与模具 上的主胶道相连接

二﹑塑料成型种类﹕

射出成型﹑压铸成型﹑吸塑成型﹑吹塑成型﹑发泡成型﹑挤压成型等。

三﹑工作循环﹕ 

计量 塑化 注射充模 保压增密 制品冷却 开模 顶件 取件 闭模 后加料

1.单色模 具注射机分立式﹑卧式﹑角式等。

2.单色多模注射机。

3.多色单模注射机。

4.多色多模的注射机。

立式注射机:料斗在上面,母模在上,公模在下,开模时母模上开,公模不动。

四﹑注射机 装置部分技朮参数﹕

1.公称注射量(gm3)

2.注射压力(Pa)

3.注射速度

4.线型时间

5.指压

6.螺杆转速

7.注射行程

8.喷嘴接力

9.加热功率

10.喷嘴温度

11.料筒温度

12.喷嘴球半径

13.喷嘴孔直径

14.螺杆直径

15.螺杆有效长度

16.螺杆长径比

17.螺杆的压缩比

五、合模装 置部分技朮参数:

1.锁模力(合模力)﹐是指注 射机的合模机构对模具所能施加的夹紧力 (KN)

2.合模速度(m/s) 动模转动最高速度。

3.开模力(KN) 为取出制品﹐模具开启最大力。

4.开模速度(M/S) 开模时﹐动模移动速度。

5.顶出力(KN) 顶出装置的最大推力。

6.模温控制参数()要求恒定的温度值。

7.合模装置的基本尺寸。





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本文来源:广东邦 凯塑料科技有限公司


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