模具是現代工業企業(yè)製造不可缺少的環節和配(pèi)件,以下從模具的分類,模具的結構,常用注(zhù)塑材質和(hé)模具的內部結構設計4個方麵介紹模具的基本結構。
一.模具的分類,模具大致分為以下4種(zhǒng):
1.塑料模具:①注塑模具,②吹塑模具,③吸塑模具(jù)。
2.壓鑄模(mó)具:①鋁合金模(mó)具,②鋅合金模具,③鎂合金模具。
3.鑄造模具(jù):①翻砂模具(jù),②失臘模具,③重力澆鑄模具,④倒膠模具。
4.五金模具:①衝壓模具,②拉伸模具(jù),③冷鐓模具(jù)。
二.注塑模具的結構:
1.注塑模具又分(fèn)為:①熱膠模(熱流道模具),②冷膠模、冷膠膜(mó)的(de)進膠方式分為大水口和(hé)細水口(又叫三板模具(jù)),③包膠模(雙色模)。
2.注(zhù)塑模具基本設計:①模具的滑塊設(shè)計,②模具的斜頂(dǐng)設計,③模具的(de)運水設計。
三.常用塑膠材料材質:
1.塑料的(de)分類:我們常說的塑料,是(shì)對所有塑料品種的統稱,它的應用很廣泛,因此,分類方(fāng)法也各有不(bú)同。按用途大體(tǐ)可以分為通用塑料(liào)和(hé)工程塑料兩大類。
①通用塑料如聚乙(yǐ)烯(PE)、聚(jù)丙烯(PP)、聚苯乙(yǐ)烯(PS)、改性聚苯乙烯(例如:SAN、HIPS)、聚氯乙(yǐ)烯(xī)(PVC)等,這些是日常使用最廣泛的材料,性能要求不高(gāo),成本低。
②工程塑料指一些具有機(jī)械零件或工程結構(gòu)材料(liào)等工業(yè)品質的塑料。其機械性能、電氣(qì)性能、對化學環境的耐受性、對高溫、低溫的耐受性等方麵都具有較(jiào)優越的特點,在工程技術上(shàng)甚至能取(qǔ)代某些金屬或其它材料。常見的有ABS、聚酰胺(簡稱PA,俗稱尼龍)、聚碳酸(suān)酯(PC)、聚甲醛(POM)、有機玻璃(PMMA)、聚酯樹脂(如PET、PBT)等等,前(qián)四種發展最快,為國際上公認的四大工程塑料。
2.按加熱(rè)時的工藝性能,塑料又可以分為熱固(gù)性塑料和熱塑性塑料兩大類。
①熱固性塑料在受(shòu)熱後分子結構轉化成網狀或體(tǐ)型而固化成型,變硬後即使加熱也(yě)不能使它再(zài)軟化(huà)。這種材料的特點是質地(dì)堅硬,耐熱性好,尺寸比較穩定,不(bú)溶(róng)於溶劑。常見的(de)有酚醛樹脂(PF)、環氧樹脂(EP)、不飽和(hé)聚酯(UP)等等。②熱塑性塑料在受熱條件下軟化熔融,冷卻後定型。並可(kě)多次反複而始終具(jù)有可(kě)塑性,加工時所起的是(shì)物理變化。常見的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙(bǐng)烯(xī)(PP)、聚苯乙烯(PS)及其改性品種(zhǒng)、ABS、尼(ní)龍(PA)、聚甲醛(quán)(POM)、聚碳(tàn)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(bǐ)較簡單,其塑料製(zhì)品具有不同(tóng)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(yī)種高(gāo)強度改性PS。
②三元結構的ABS兼具各組分的多種(zhǒng)固有特性:丙烯腈能使製品有較高的強度和表麵硬度,提高耐化學腐蝕性和耐熱(rè)性;丁二烯使聚合物有一定的(de)柔順性,使塑膠外殼在低溫下具有一定(dìng)的韌性(xìng)和彈性、較高的衝擊強(qiáng)度而不易脆折;苯(běn)乙烯使分子鏈保持剛性,使材質堅硬、帶光澤,保留了良好的電性能和熱流動性,易於加工成型和染色。
③ABS本色為淺象牙(yá)色,不透明,無毒無味,屬於無定形塑料。粘度適(shì)中,它的熔體流動(dòng)性和溫度、壓力都有關係,其中壓力的影響要大一些。
④ABS樹(shù)脂是一種(zhǒng)緩慢燃燒的材料,燃燒時火焰呈黃色,冒黑煙,氣味特殊,在繼續燃燒(shāo)時不會熔融滴(dī)落。
4.ABS的主要優點:
①綜合性能比較好:機械強度高;抗衝擊能力強,低溫時也不會(huì)迅速下降;缺口敏感性較好;抗(kàng)蠕變(biàn)性好(hǎo),溫度(dù)升高時也不會迅速下降;有一定的表麵硬度,抗抓傷;耐磨性好,摩擦係(xì)數低;
②電氣性能好,受溫度、濕度、頻率變化影響小
③耐低溫達-40℃.
④耐酸、堿、鹽(yán)、油、水;
⑤可以用塗漆、印刷、電鍍等方法對製(zhì)品進行表麵裝飾;
⑥較小的(de)收縮率,較(jiào)寬的成(chéng)型工藝(yì)範圍(wéi)。
5.ABS的主要(yào)缺點:
①不耐有機溶劑(jì),會(huì)被溶脹,也會被極性溶(róng)劑所溶解;
②耐候性較差,特(tè)別是耐紫外線性能不好;
③耐熱性不夠好。普通ABS的熱變形溫度僅為95℃~98℃。
四:模具的內部(bù)結構設計:
1.塑膠(jiāo)模具的膠(jiāo)位設計:
①塑膠件壁厚應均勻一致,避免突變和截麵厚薄懸殊的設計,否(fǒu)則會引起收(shōu)縮不均,使膠件表麵產生缺陷。
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(zhè)都(dōu)隨膠件類型及膠件大小(xiǎo)而定。
2:塑膠模具骨位的(de)設計:
①塑膠件骨(gǔ)位其作用有增加強(qiáng)度、固定底麵殼、支撐架、按鍵導向等。由於骨(gǔ)位與塑膠件殼體連接處易產(chǎn)生外觀收縮凹陷;所以、要求骨位厚度應小於等於(yú)0.5t(t為膠件壁厚)、一般骨位厚度在0.8~1.2mm範圍。
②當骨深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(qì)。
④骨位深15mm以下、脫(tuō)模斜度應有0.5°以上(shàng);
⑤骨位深15mm以上、骨位根部與頂部厚度差不小於0.2mm。
3.塑膠模具(jù)的澆(jiāo)口設計:
(1)流程為最(zuì)遠處位置入澆口在中間到膠件各個部位流程最(zuì)短。
(2)膠件澆口位置和入澆形式的選擇,將直接(jiē)關係到膠件成形(xíng)質量和注射過程(chéng)能否(fǒu)順利進行(háng)。膠件的澆口位置和形式,應進行分析確定。
(3)澆(jiāo)口的設置原則如(rú)下:
①保證塑膠料的流動前沿,能同時(shí)到達型腔末端,並使其流程為最短。
②澆口應先從壁厚(hòu)較厚的部(bù)位(wèi)進(jìn)料,以利(lì)於保壓,減少(shǎo)壓力損失;止口與(yǔ)入澆膠片根部斷(duàn)開,便(biàn)於清理膠片膠片(piàn)入澆。
③型腔內如有小型芯或嵌件時,澆口應避免直接衝擊,防止變形。
④澆口的位置應在塑膠件容易清除的部位,修整方便,不影響塑膠件的外(wài)觀。
⑤有(yǒu)利(lì)於型腔內排氣,使腔內氣體擠入分模麵附近。
⑥避免塑膠料流動出現“跑道”效應、使塑膠件產生(shēng)困(kùn)氣、熔接痕現象:止口(kǒu)位塑膠件(jiàn)潛入澆口,避免表麵氣烘塑膠件,熱塑膠料入澆口表麵易產生氣烘。
⑦避免澆口處產生氣烘、蛇紋等現象。
⑧塑膠料流(liú)入方向,應使其流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻地流入,避免塑膠料入澆口在長(zhǎng)度方(fāng)向(xiàng)均勻(yún)地流(liú)入,避免變形塑膠件為透明(míng)的,塑膠(jiāo)件不直接入澆,避免(miǎn)表麵氣烘和蛇紋(wén)流動異常,使(shǐ)塑膠件產生翹曲變形(xíng)、應力開裂現象。
4.塑(sù)膠模具(jù)脫模角(jiǎo)度的設計:
①塑膠件必須有足夠的脫模斜度(dù)、以避免出現頂白、頂傷(shāng)和拖白現象。脫模斜(xié)度與塑膠料性能(néng)、塑膠件形狀、表麵(miàn)要求有關。
②外表麵光麵(miàn)的小塑膠件脫模斜度1°、大塑(sù)膠件脫模斜度(dù)3°。
③外表麵(miàn)蝕紋麵Ra<6.3脫模斜(xié)度/3°、Ra/6.3脫模斜度/4°。
④外表麵火花(huā)紋麵Ra<3.2脫模斜度/3°、Ra/3.2脫模斜度14°。
5. 塑膠模具的斜頂和滑塊的設計:
①塑(sù)膠件側壁有凹凸形狀、側孔和(hé)扣位時,塑膠模具開模頂出(chū)塑膠件前,則必須將(jiāng)側向型芯抽出,此機構稱行位。
②塑膠件外側孔,需後模行位抽芯。塑膠件內側凹(āo)槽(cáo),若用斜(xié)頂出模,頂部開距不夠,須采用內行位利用斜(xié)向頂(dǐng)出,頂出和抽芯(xīn)同時完成的頂出機構(gòu)稱斜頂(dǐng)。對塑膠件上需抽芯的部位(wèi),當行位空間不夠時,可利用斜頂機構完(wán)成。斜頂機(jī)構中,斜向頂出(chū)距離(lí)應大於抽芯距離(B>H),防止頂出幹涉。
6.塑膠模具的頂出:
①塑膠件的出模通常使用頂(dǐng)針、司筒和推板頂出。若塑膠件上有特殊結構或表麵光潔度要求(qiú)時(shí),需采用其它方式出模,如頂塊頂出、斜向頂出、螺紋(wén)旋轉出模、二次頂出等(děng)。對某些透(tòu)明塑膠件的頂出、還須注意頂(dǐng)出痕跡不能外露。