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1. 單分型面射出模具
單分型面射出模具是一種結構簡單、應用廣泛的模具設計,主要用於塑膠製品的射出成型。其特點是僅有一個分型面,因此也被稱為兩板式射出模具。該模具在塑膠製品生產中極為常見。以下將詳細說明其工作原理,分為合模、射出、冷卻、開模、頂出以及復位等階段(圖1-1) (圖1-2)。


(1-1) 合模階段
工作開始時,射出機的合模系統啟動,帶動模具的【導柱8】和【導套9】精確對位,使母模與公模閉合。此時,模腔由【母模板2】上的型腔與固定在公模板上的【型芯7】共同構成,形成產品的最終成型結構。為了避免射出過程中因壓力過大導致模具分開,合模系統提供鎖模力,將模具牢牢鎖緊。這一過程確保了模腔的密閉性,為後續的射出操作提供穩定條件。
(1-2) 射出階段
合模完成後,射出機的塑化系統將塑膠熔體加熱至適當溫度並加壓,通過公模上的澆注系統注入模腔。澆注系統由澆口套、主流道、分流道以及澆口構成,其作用是引導熔體流向模腔的各部分。
在熔體進入模腔後,射出機繼續進行保壓操作,確保熔體充滿模腔,並補充因冷卻收縮而減少的材料量。同時,模具內的型腔和型芯提供熔體冷卻所需的熱傳遞環境,為後續塑件的定型奠定基礎。
(1-3) 冷卻與定型階段
熔體填滿模腔後,模具內部開始進行冷卻。冷卻系統通常設置在模具內部,包括水路或冷卻液通道。冷卻的目的是讓熔體由液態轉為固態,使塑件成型穩定,並達到設計的尺寸精度和結構強度。在此過程中,模具結構需要具有良好的熱傳導性能,以縮短冷卻時間,提高生產效率。
(1-4) 開模階段
塑件冷卻定型後,射出機的合模系統反向運作,帶動公模向後移動。此時,模具沿【A-A】分型面分離,公模與母模逐漸脫開,塑件仍然包覆在【型芯7】上,隨著公模一起後退。
在這一過程中,【拉料桿15】開始發揮作用,將澆注系統的主流道凝料從【澆口套】中拉出,完成澆注系統與模具的分離,為後續的頂出動作做好準備。
(1-5) 頂出階段
當公模後退到設計的距離後,射出機的【頂桿21】觸動模具內的【推板13】,推板(頂出板)機構開始運作。推板驅動【推桿18】和【拉料桿15】,分別將塑件與澆注系統的凝料從【型芯7】和冷料穴中頂出。
塑件與澆注系統凝料一同脫離模具,自由落下,進入收集裝置或傳送帶。此時,模具內部已無塑件殘留,整個射出過程即將結束。
(1-6) 回位與準備下一輪射出
在頂出完成後,模具內的推出機構依靠【回位銷19】進行復位,推板和推桿回到原始位置。此時,母模與公模再次準備合模,完成一次完整的生產循環。
整個過程中,單分型面模具的結構設計使其操作簡便,維護成本低,非常適合於大批量生產結構較為簡單的塑膠產品。
2. 雙分型面射出模具
雙分型面模具的設計中包含兩個分型面,通常分別設在【A-A】和【B-B】位置。第一分型面(B-B)主要用於澆注系統凝料的分離,第二分型面(A-A)則用於塑件與型腔的脫模。模具還會包含第三個分型面(如【C-C】),用於澆口套與澆注系統的分離。
這種多分型面的設計適合於製作結構複雜、脫模難度較大的塑膠產品,其內部常搭配多功能機構,如【拉料桿】、【拉板】和【型腔板】,以實現精確的順序分型(圖2-1) (圖2-2) (圖2-3)。


(2-1) 開模階段
射出過程結束後,模具進入開模階段。射出機的合模系統帶動公模部分後退,模具首先在輔助分型面【B-B】位置分型。在此過程中,【拉料桿1】起到關鍵作用,其作用是將澆注系統的凝料保留在母模上,並與塑件分離。
(2-2) 母模板停止運動
隨著公模繼續後移,模具內的【母模板16】運動到一定位置後,受到【小拉桿5】大徑部分的限制而停止移動。此時,模具進一步在主分型面【A-A】位置分型,塑件與母模內的型腔分離。
(2-3) 公模繼續運動
公模繼續向後退,直到到達預設距離。這一過程中,模具內的【拉板4】開始發揮作用,公模驅動【母模板】與【脫料板】同步運動。在模具內的第三分型面【C-C】位置,澆注系統凝料與拉料桿以及澆口套徹底分離。
(2-4) 塑件與公模分離
在分型結束後,塑件仍保留在公模(型芯)上。此時,模具內的頂出機構開始運作,【頂針】推動塑件脫離型芯,完成塑件的最終頂出。澆注系統的凝料與塑件分離後一同落入收集裝置中,至此,整個開模過程結束。
3. 斜導柱側向分型與抽芯射出模具
當塑件上存在側孔或側凹時,模具中需設置側向分型與抽芯機構,該機構通常由斜導柱或斜滑塊等部件組成。其主要功能是使側型芯實現橫向運動,從而完成抽芯操作(圖3)。在塑件脫模之前,必須先將活動型芯從塑件中抽出,否則會導致無法順利脫模。
側向分型與抽芯機構是由多個部件協同運作的結構,主要包括用於驅動活動型芯進行橫向移動的裝置。該機構負責完成活動型芯的抽拔與復位操作,以確保脫模過程順利進行。在模具設計中,這類機構的設置至關重要,不僅可以實現對側孔或側凹的加工,還能確保產品成型後的完整性和精度。

4. 帶有活動鑲件的射出模具
由於某些塑件結構具有特殊要求,例如內側凸起、內側凹陷或螺紋孔等特徵,模具設計中需要引入活動的成型零件,這些零件通常被稱為活動鑲塊或活動件。這些鑲塊能夠適應塑件的複雜結構,確保成型過程順利進行。
在模具開模時,活動鑲塊會與塑件一起從模具中脫出,並保持與塑件緊密接觸。接下來,需依靠人工操作將活動鑲塊從塑件上分離(圖4)。這一設計使模具能有效應對塑件的特殊結構需求,特別是在處理帶有內部特徵的塑件時,活動鑲塊起到了不可替代的作用。

5. 熱流道射出模具
普通的澆注系統射出模具在每次開模取出塑件時,會伴隨產生流道凝料。而熱流道澆注系統的設計則完全避免了這一問題。其主要特點是通過加熱或絕熱的方式,使澆注系統中的塑料在整個生產過程中始終保持熔融狀態。因此,在每次開模時,只需取出塑件,無需處理流道凝料(圖5)。
熱流道澆注系統的優勢在於壓力損失小,適用於多點澆口、多型腔模具以及大型塑件的低壓射出成型。這種系統無流道凝料的特性實現了無廢料加工,顯著提高了生產效率。此外,由於不產生澆口凝料,省去了後續去除澆口的工序,從而節約了人力和物力成本。

6. 自動卸螺紋的射出模具
對於帶有內螺紋或外螺紋的塑件,如果需要在射出成型後實現自動脫螺紋,模具設計中可加入可轉動的螺紋型芯或型環。這些活動部件能與射出機的旋轉運動或往復運動協同作用,將塑件從螺紋型芯上順利脫出(圖6)。
該機構的原理是通過型芯或型環的旋轉,配合螺紋塑件的結構特性,實現塑件的精確脫模。與傳統人工拆卸螺紋的方法相比,這種設計不僅提高了生產效率,還減少了對塑件表面和螺紋精度的損傷,確保成型後產品的高質量。
自動脫螺紋的模具設計適用於各種需要螺紋結構的塑件加工,如瓶蓋、螺紋管件和容器蓋等。該技術能有效縮短生產周期,降低人工干預,並提高整體生產的自動化程度。此外,它還具有穩定性高、可靠性強的特點,特別適合批量化生產中對效率和精度要求較高的應用場景。

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