模具是現代(dài)工業企業製造不可缺少的環節和配件,以下從模具的分類,模具的結(jié)構,常用注塑材質和模具的(de)內(nèi)部結構(gòu)設計4個方麵介紹模具的基本結構(gòu)。
一.模(mó)具的分類,模(mó)具大致分為以下4種:
1.塑(sù)料(liào)模具:①注塑模具,②吹塑模具(jù),③吸塑模具。
2.壓鑄模具:①鋁(lǚ)合金模具,②鋅合金模具,③鎂合金模具。
3.鑄造(zào)模(mó)具:①翻(fān)砂模具,②失臘模具,③重力澆鑄模(mó)具(jù),④倒膠模具。
4.五金模具:①衝壓模具(jù),②拉伸模具,③冷鐓模具。
二.注塑模具的結構:
1.注塑模具又分為:①熱(rè)膠模(熱流道模具),②冷膠模、冷膠膜的進(jìn)膠方式分為大水口(kǒu)和細水口(又叫三板模具),③包膠模(雙色模)。
2.注塑模(mó)具基本設(shè)計:①模具(jù)的(de)滑塊設計(jì),②模具的斜(xié)頂設計,③模具的運水設計。
三.常用塑膠材料材質:
1.塑料的分類:我們常說的塑料(liào),是對所有塑料品種的(de)統(tǒng)稱,它的應用很廣泛,因此,分類方法也各有不同(tóng)。按用途大體可以分為通用塑料和工程塑(sù)料兩大類。
①通用塑料如聚乙烯(PE)、聚(jù)丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、改性聚苯乙(yǐ)烯(例(lì)如:SAN、HIPS)、聚(jù)氯乙烯(PVC)等,這(zhè)些是日常使用最廣泛(fàn)的材料,性能要求不高,成(chéng)本低。
②工程塑料(liào)指一些具有機械零件或工程結構材料等工業品質的塑料。其機械性能、電氣性(xìng)能、對化學環境的耐受性、對高溫、低溫(wēn)的耐(nài)受性(xìng)等方麵都具有較優(yōu)越的特點,在工程技術上(shàng)甚至能取代某些金屬或其它材料。常(cháng)見的有ABS、聚酰胺(簡稱(chēng)PA,俗稱尼龍)、聚(jù)碳(tàn)酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、有(yǒu)機玻璃(PMMA)、聚(jù)酯樹脂(如PET、PBT)等等,前四種(zhǒng)發展最(zuì)快,為國際上公認的四(sì)大工程塑料。
2.按加(jiā)熱時的工藝性能,塑料又可(kě)以分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。
①熱固性塑料在受熱後分子結構轉化成網狀或體型而固化成型,變硬後即使(shǐ)加熱也不能使它再軟化。這種材(cái)料的特點是質地堅硬,耐(nài)熱性好,尺寸比較穩(wěn)定,不溶於溶劑。常見(jiàn)的有酚醛樹脂(PF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯(UP)等等(děng)。②熱塑性塑(sù)料在受熱條件(jiàn)下(xià)軟化熔融,冷卻後定型。並可多次反複而始終具有可塑性(xìng),加工時所起的是物理變化。常見(jiàn)的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(xī)(PP)、聚(jù)苯乙(yǐ)烯(PS)及其改性品種、ABS、尼(ní)龍(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、有機玻璃(PMMA)等等。這類塑料在一定塑化溫度及適當壓力下成型過程比較簡(jiǎn)單,其塑(sù)料(liào)製品具有不同的物理性能和機械性能。
3.ABS塑膠特性(xìng)
①ABS俗稱超不碎膠,是一種(zhǒng)高強度改性PS。
②三元結構(gòu)的ABS兼具各(gè)組(zǔ)分的(de)多種固有特性:丙烯腈能(néng)使製(zhì)品有較高的強(qiáng)度和表麵硬度(dù),提高耐化學腐蝕(shí)性和(hé)耐熱性;丁二烯使聚合物有(yǒu)一定的柔順性(xìng),使塑膠外殼在低溫下具有一定的韌性和彈性、較(jiào)高的衝擊(jī)強(qiáng)度而不(bú)易脆折;苯乙烯使分子鏈保持剛性,使材質堅硬、帶光澤,保留了良(liáng)好的電性(xìng)能和熱流動性,易於加工成型和染色。
③ABS本色為淺象牙色,不透明,無毒無味,屬(shǔ)於無定形塑料。粘度適中,它的熔體流動性和溫度、壓力都有關係,其中壓力的影(yǐng)響要大一些。
④ABS樹脂是一種緩慢燃燒的材料,燃燒時火焰呈黃(huáng)色,冒黑煙,氣味特殊,在繼續燃燒時不會熔融滴落。
4.ABS的主(zhǔ)要優點:
①綜合性(xìng)能比較好:機械強度高;抗衝擊能力強,低溫時也不(bú)會迅速下降;缺口敏感性(xìng)較好;抗蠕變性好,溫度升高時也不會(huì)迅速下降;有一定的表麵硬度,抗抓傷;耐磨性好,摩(mó)擦係數(shù)低;
②電氣性能好,受溫度、濕度、頻率變化影響小
③耐(nài)低溫達-40℃.
④耐酸、堿、鹽、油、水;
⑤可以用塗漆、印刷、電鍍等方法對製品進行表麵裝飾;
⑥較小的收(shōu)縮率,較寬的成型工藝範圍。
5.ABS的主要缺點:
①不耐(nài)有(yǒu)機溶劑,會被溶脹,也(yě)會被極性溶(róng)劑所(suǒ)溶解;
②耐候性較差,特別是(shì)耐紫外線性能不好;
③耐熱性不(bú)夠好。普通ABS的熱變形溫度僅為95℃~98℃。
四(sì):模具的內部結構設計:
1.塑膠模具的膠位設計:
①塑膠件壁厚應均勻一致,避(bì)免突變(biàn)和截麵厚薄懸殊的設(shè)計,否則會引起收縮不均,使(shǐ)膠件(jiàn)表麵(miàn)產生缺陷。
②塑膠件壁厚一般在1~6mm範圍內,最常用壁厚值為1.8~3mm,這都隨膠件類型及膠件大(dà)小而定。
2:塑膠模具骨位(wèi)的設計:
①塑膠件骨位其作用有(yǒu)增加強度、固定(dìng)底麵殼(ké)、支撐架(jià)、按鍵導向等。由(yóu)於骨位與塑膠件(jiàn)殼體連接處易產生外觀收縮凹陷;所以、要求骨位厚度應小(xiǎo)於等於0.5t(t為膠件壁厚)、一(yī)般骨位(wèi)厚度在0.8~1.2mm範圍。
②當骨深(shēn)15mm以上、易產生走膠困難、困氣。
③模具上可製作鑲件,也方便省模、排氣。
④骨位深15mm以下、脫模斜度應有0.5°以上;
⑤骨位深15mm以上(shàng)、骨位根部與頂部厚度差不小於0.2mm。
3.塑(sù)膠模具的澆口設計(jì):
(1)流程為最遠處位置入澆口在中間到膠件(jiàn)各(gè)個部位流程最短。
(2)膠件澆口位置和入澆(jiāo)形式的選擇,將直接關(guān)係到膠件成形質量和注射過程能否順利進行。膠件(jiàn)的澆口位置和形式,應進行分析(xī)確定。
(3)澆(jiāo)口(kǒu)的(de)設(shè)置原則(zé)如下:
①保證塑膠料的流動前沿,能同時到達型腔末端,並使其流程為最短。
②澆(jiāo)口應先從壁(bì)厚較厚的部位進(jìn)料,以(yǐ)利於保壓,減少壓力損失;止口與入澆膠片(piàn)根部斷開,便於清理膠片膠片入澆。
③型腔(qiāng)內如有小型芯或嵌件時,澆口應避免直(zhí)接衝擊,防止變形。
④澆口的(de)位(wèi)置應在塑膠件容易清除的部位,修整方便,不影響塑膠件的(de)外(wài)觀。
⑤有(yǒu)利於型(xíng)腔(qiāng)內排氣,使腔內氣(qì)體(tǐ)擠入分模麵附近。
⑥避免塑膠料流動出現“跑道”效應、使塑(sù)膠件產生困氣、熔接痕現象(xiàng):止(zhǐ)口位塑膠件潛入澆口,避免表(biǎo)麵氣烘塑膠件,熱塑膠料入澆口(kǒu)表麵易產生氣烘。
⑦避免澆口處產生氣烘、蛇紋(wén)等現象。
⑧塑膠(jiāo)料(liào)流入方向,應使其流入型腔時,能沿(yán)著型腔平行(háng)方向(xiàng)均勻地流入,避免塑膠料入澆口(kǒu)在長度方向均勻地流入,避免變形塑膠件為透明的,塑膠件不直接(jiē)入澆(jiāo),避免表麵氣烘和蛇紋流動異常,使塑膠件產(chǎn)生翹曲變形、應力開裂現象。
4.塑膠模具(jù)脫模角度的設計:
①塑(sù)膠件必須(xū)有(yǒu)足夠的脫模斜(xié)度、以避免出現頂白、頂傷和拖白現象。脫模斜度與塑膠料(liào)性能、塑膠件形狀、表(biǎo)麵(miàn)要求有關。
②外表麵光麵的小塑膠件脫模斜度1°、大塑膠(jiāo)件脫模斜度3°。
③外表麵蝕紋麵Ra<6.3脫模斜度(dù)/3°、Ra/6.3脫模斜度/4°。
④外表麵火花(huā)紋(wén)麵Ra<3.2脫模斜度(dù)/3°、Ra/3.2脫模斜(xié)度(dù)14°。
5. 塑膠模具的斜頂和滑塊的設計:
①塑膠件側壁有(yǒu)凹凸形狀、側孔和扣(kòu)位時,塑膠模具(jù)開模頂出塑膠件前(qián),則必須將側(cè)向型芯抽出,此機(jī)構稱行位。
②塑膠件外側孔,需後模(mó)行位抽芯(xīn)。塑膠件內(nèi)側凹(āo)槽,若用斜頂出模,頂部開距不夠,須(xū)采用內行位(wèi)利用斜向頂(dǐng)出,頂出和抽芯同時完成的頂出機構稱斜頂。對塑膠件上需抽芯的部位,當(dāng)行位空間不夠時,可利用斜頂機構完成。斜頂機構中,斜向(xiàng)頂(dǐng)出距離應大於抽芯距離(B>H),防止頂(dǐng)出幹(gàn)涉。
6.塑膠模(mó)具的頂出:
①塑膠件的出模通常使用頂針、司(sī)筒和推(tuī)板頂出。若塑膠(jiāo)件上有(yǒu)特殊結構或表麵光潔度要求時,需采用其它方式出模(mó),如頂塊頂出、斜向(xiàng)頂出、螺紋旋轉出模、二次頂出等。對某些透明(míng)塑膠件的頂出、還須注(zhù)意頂出(chū)痕跡不能外露。