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1. 前言
型腔在成型過程中受到塑料融體的高壓作用,應具有足夠的強度和剛度。理論分析和生產實踐表明,對於大尺寸型腔,剛度不足是主要矛盾,型腔應以滿足剛度條件為準;而對於小尺寸的型腔,強度不足是主要矛盾,型腔應以滿足強度條件為準。強度不足,會使模具發生塑性變形,甚至破裂,因此,強度計算的條件是滿足受力下的許用應力。而剛度不足,導致型腔尺寸擴大,其結果會使射出時產生毛邊現象,會使塑件的尺寸精度降低或脫模困難。
2. 模具型腔數目的確定
型腔數目的確定方法有多種,其說明如下。
(2-1) 模具設計中已經給定了條件
模具設計中已經給定了條件,例如產品脫模結構較為複雜不能做多模穴(圖2)。
(2-2) 按射出機的最大射出量確定型腔數n
給定射出機的型號,並按射出機的最大射出量確定型腔數n,根據下式計算(圖3)。
(2-3) 按射出機的額定鎖模力確定型腔數n
根據射出機的額定鎖模力大於模具分型面脹模力的原理(圖4)。
(2-4) 按製品的精度要求確定型腔數
生產經驗認為,增加一個型腔,塑件的尺寸精度將降低4%,為了滿足塑件尺寸精度要求,型腔數為(圖5-1)所示。
對於射出模來說,塑料製件精度(圖5-2)為3級和3a級,重量為5克,採用硬化澆注系統,型腔數取4-6個;塑料製件為一般精度(4-5級),成型材料為局部結晶材料,型腔數可取16-20個;塑料製件重量為12-16克,型腔數取8-12個;而重量為50-100克的塑料製件,型腔數取4-8個。
對於無定型的塑料製件建議型腔數為24-48個,16-32個和6-10個。當再繼續增加塑料製件重量時,就很少採用多腔模具。7-9級精度的塑料製件,最多型腔數較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。
成型高精度製品時,型腔數不宜過多,多常推薦不超過4腔,因為多腔難於使各型腔的情形條件均勻一致。
(2-5) 按經濟確定型腔數n
根據總成型加工費用最小的原則,並忽略準備時間和試生產原材料費用,僅考慮模具費用和成型加工費(圖6-1)。或是其他方式的考量評估(圖6-2)。
3. 單腔模仁尺寸的設計
如(圖7)所示,模仁的尺寸設計主要是確定產品在模仁中的位置以及模仁尺寸的大小,單腔模具產品邊到模仁邊的距離確定是比較典型的,相對來說變化較少,設計時可以參照以下參數。
(3-1) 塑膠件長寬尺寸1
(3-2) 塑膠件長寬尺寸2
(3-3) 塑膠件長寬尺寸3
(3-4) 塑膠件長寬尺寸4
4. 多腔模具的排位設計
多腔模具的設計在現實工作中是經常碰到的,相對於單腔模具,設計多腔模具時,還要考慮腔與腔之間的距離以及澆注系統的形式與尺寸對模仁尺寸的影響等。排位設計時,因塑件形狀、大小、深淺、結構各異,很難用一個固定的模式去要求它。
(4-1) 產品排位原則
- (a) 產品排位應以節約成本為原則,包括節約模仁材料成本,也包括節約模仁加工成本。
- (b) 產品排位應儘量避免產生複合角度,(圖12-a)所示為需側抽芯的產品。(圖12-b)所示排位將導致側抽複合角度,模具製造難度大。改成(圖12-c)後,側抽芯方向與模仁側面垂直,製造簡便得多。
- (c) 一模多腔時,應該充分考慮保證塑膠流動順暢和流動平衡。
- (d) 產品排位時,應該選擇柱位、孔位、規則的凸台或凹坑等明顯的特徵中心為產品的基準,若無明顯的規則特徵,也可以將產品四面分中,取其中心作為產品基準。產品基準到模具中心應取整數,如(圖13)所示。
(4-2) 多腔模產品排位尺寸
排位尺寸主要根據具體情況和設計經驗來確定,(圖14-1)和(圖14-2)可作參考。若是B1的距離要做S型流道或U型流道(圖14-3),則需視狀況調整放大尺寸。
☆ 其他參考資料及文章
★ 【模仁尺寸大小的確定】