塑胶模具设计合理化.ppt
塑膠模具設計合理化,模具技術專員 李幸峰,大綱,分模面設計澆注系統設計冷卻系統設計排氣系統設計脫模機構設計,分模面設計檢查重點,設計分模面時，除了考慮模具結構外，必須考慮到鉗工組立分模面設計，需要檢查的重點：分模面的位置判斷分模面定位可增加模仁定位方式分模面是否有尖角,澆注系統的合理化,模穴配置盡量採用平衡配置流道末端必須設計冷料井結合線位置可增加額外肉厚設計改變原結合線位置,增加額外肉厚設計,澆口設計的合理化,澆口的主要作用有二：模穴填滿後，塑料會在澆口處凝固，防止倒流多模穴模具，澆口可用來平衡進料；對於多澆口單模穴的模具，澆口可控制結合線位置最常出現的澆口設計錯誤，就是造成產品有噴流痕（jetting）。,噴流,定義：自一受限區域（如噴嘴或是澆口），到一較厚和開闊的區域，形成的彎曲摺疊似蛇的流痕。解決之道：加大受限區域阻止到其開闊區域,正確澆口位置以避免噴流,Poor Good,澆口設計對噴流的解決方式,使用凸片方式利用CAE軟體分析檢查塑料通過澆口時的剪切率(shear rate)是否超過材料商的建議值。,矩形邊緣澆口設計,L=0.50.75 mmW=澆口厚度(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVCh=澆口厚度(mm)t=零件壁厚(mm),扇形澆口設計,L=0.50.75 mmW=澆口厚度(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVCh=澆口厚度(mm)(h1=nt h2=wh1/D)t=零件壁厚(mm),重疊式澆口設計,W=澆口厚度(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVC澆口厚度(mm)=nt澆口長度L1=0.50.75 L2=h+(w/2)t=零件壁厚(mm),凸片澆口設計,L=0.50.75 mmW=澆口厚度(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVCh=澆口厚度(mm)(h1=nt h2=0.9t)t=零件壁厚(mm),針點澆口設計,L=0.50.75 mmd=澆口直徑(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVCt=零件壁厚(mm),潛入式澆口設計,W=澆口厚度(mm)A=型腔表面積(mm2)n=材料常數 0.6 for PE,PS 0.7 for POM,PC,PP 0.8 for CA,PMMA,PA 0.9 for PVC澆口厚度(mm)=ntt=零件壁厚(mm),冷卻系統的合理化,牛頓冷卻定律Q=AT,Q 冷卻介質從模具帶走的熱量 冷卻管道與冷卻介質間的傳熱系數(W/m2 K)冷卻管道的熱傳面積(m2)T 模具溫度與冷卻介直的溫度差(K)冷卻時間(sec),縮短冷卻時間的方法,提高熱傳係數提高模具與冷卻介質間的溫差T模溫固定，儘可能降低冷卻介質溫度增加冷卻管道的熱傳面積A水管的直徑不能過大；過大的直徑會使流速減慢，雷諾數降低，熱傳係數降低。,冷卻水流速與水管直徑的關係,Re10000，10,典型的冷卻系統,公母模水路供須平衡,57d,75d,L=L1+L2+L3+L4+L5+4*57d,冷卻孔直徑、深度和節距,D：直徑為810 mmd：深度為D3DP：節距為3D5D,冷卻水路設計重點,冷卻水路與模穴表面各處距離最好相同，但冷卻水路與模穴的距離儘量不小於10mm澆口附近加強冷卻水路入口與出口的溫差儘量降低若可以的話，滑塊內側也需冷卻須注意平衡問題,澆口附近加強冷卻-側澆口,澆口附近加強冷卻-薄膜澆口,澆口附近加強冷卻-多澆口,水路出入口的溫差儘量降低,worst better,若出入口溫差過大，將使模具的溫度分佈不均勻；其改變水路排列方式，可解決此問題。對精密模具而言，出入口溫度最好控制在5度以下。,排氣系統的合理化,成形過程中，塑料進入模穴，模穴的空氣必須容易排出，塑料才能順利充填。排氣不良時，產品表面會有困氣造成氣泡、甚至焦痕。在成形過程中，最常遇到的情況，常常是因為澆注系統設計的不恰當，造成排氣問題。當產品造型設計不適當時，排氣問題亦很難解決。,脫模機構的合理化,脫模機構可分為：簡單脫模機構（頂針、套筒）頂針規格選擇是否冾當？頂針位置選擇是否合理？除了頂出，能否顧排氣的設計？頂出面若為曲面，是否有作定位？側向脫模機構（滑塊、斜銷）,滑塊機構設計參數,S：倒勾脫離距離S1：滑塊移動距離D：斜撐銷直徑D1：斜撐銷孔直徑：斜撐銷角度(1525度)1：鎖緊塊角度L：斜撐銷總長L1：斜撐銷作用長度LS：模具安全距離20mm,滑塊設計重點,滑塊、鎖緊塊、壓塊、斜撐銷及耐磨塊，都須熱處理。S1=S+(35)可避免在作斜撐孔圓角過大時，造成滑塊後退行程不足滑塊行程S1倒勾行程S鎖緊塊角度1=斜撐銷角度+3度斜撐銷有效長度L1sin()=S1S斜撐銷總長L必須要提供足夠有效長度L1安全距離LS至少須大於20mm,滑塊機構設計檢查點,滑塊行程是否有預留安全距離斜撐銷角度必須小於25度鎖緊塊角度至少為斜撐銷角度加上三度鎖緊塊後端至模板距離是否大於20mm滑塊種類選擇是否恰當鎖緊塊安裝是否恰當,斜銷,斜銷設計重點,頂出行程EJH必須能夠將成品頂出分模面，因此其距離必須大於成品高度H。頂出行程配合斜銷角度，必須能夠讓成品倒勾脫離模具，因此實際頂出距離EJH*tan(斜銷角度)必須大於倒勾行程S斜銷與頂針的安全距離需大於20mm，否則易造成頂白現象。設計斜頂出時，斜頂高度儘量小於或等於公模高度。,斜銷機構設計檢查點,斜銷行程是否足夠？斜銷強度是否足夠？斜銷是否與其他機構產生干涉？斜銷與頂針距離是否恰當？,
