模具设计原理

模具結構原理
四﹑支承系統﹕
塑膠模具中的公母模板﹐上下固定板﹐模腳﹐支撐柱(SP)﹐停止 銷(STP)等零件均稱為支承零部件。
支承零部件與合模導向機構組裝﹐便構成注射模架。模架的作用 就是用來安裝和固定注射模中的各種功能結構﹐因此設計注射模時﹐ 必須保証各種支承零部件具有足夠的強度和剛度。
公母模板在模具中起安裝和固定成型零部件﹑合模導向機構以及 頂出脫模機構等各種功能機構的作用。
速度的提升﹐要求設計段能夠在3天左右就完成給后工段﹔精度的 提升﹐要求在設計過程中考慮清楚各個零件的加工方法﹐盡量采用高 精度且加工成本較低的加工方法。
精度和速度的提升是相鋪相承的。速度的提高必然要求精度的提 升﹔精度的提高必然帶動速度的提升。
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二﹑塑膠模具基本構成﹕
上下固定板起支承公母模板以及安裝在公母模板上的各種零部件 ﹐同時可以利用其將模具安裝在成型機上。
模腳和支撐柱(SP)墊靠在公模板與下固定板之間﹐可以形成頂出 脫模機構的運動空間。
停止銷(STP)則是調整頂出脫模機構的平整性。
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定位塊
EGP SP
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梢退位; b. 斜梢行程=S-Z; c. 兩段相連采用燕尾槽不可有逃料; d. 確保頂部一般在合模時不撞至公
模仁
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2﹑兩段式
A﹑頂針式斜梢 設計要點: a.斜梢導向行程 頂出行程+10mm. b.頂出安裝時要從公模板背后裝入 再旋轉900方向勾住T形槽, c.頂針是否與模仁有干涉. d.頂針直徑 6mm
A.滑塊抽向定模。
左圖中 α°=δ°-β°≦25° γ°=α°+(2°-3°)； H1=H-S*sinβ° S=(H1*tgδ°)/cosβ° L4=H1/cosδ°
B.滑塊抽向動模。
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左圖中 α°=δ°+β°≦25° γ°=α°+(2°+3°); H1=H+S*sinβ° S=H1*tgδ°/cosβ° L4=H/cosδ°
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12﹑斜銷式滑塊
斜銷式斜銷計算公式 ﹕
圖中﹕ S3>S (S為垂直倒勾距離) S3=L*tgα ( S3為滑塊入子B垂 直下降距離;α為”T”槽角度; L 為限位螺釘行程) S4>S1+S5 (S4為滑塊座運動 行程；S1水平倒勾距離; S5為 滑塊入子B距離水平運動距離) S4=(H*sinβ-δ)/cosβ (β為斜撐 銷角度；δ位斜撐銷與滑塊座 間隙;H為斜撐銷伸入滑塊座垂 直
T為成品倒勾) S=H*tgα-δ/cosα(H為拔塊在滑塊內的垂直距離)
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4﹑滑塊的導滑：
滑塊在導滑中,運動必須順利、平穩,才能保證滑塊在模具生產中不發生卡 滯或跳動現象,否則會影響成品質品,模具壽命等。常用的導滑形式如下所示：
采用整體式加工 困難,一般用在模 具較小的場合。
利用彈簧螺釘和擋 板定位,彈簧強度為 滑塊重量的1.5~2倍, 適用于向上和側向 抽芯。
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利用彈簧鋼球定 位,一般滑塊較小 的場合下,用于側 向抽芯。
利用滑塊定位夾定位﹐ 適用于滑塊不太大之場 合。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7﹑傾斜滑塊
傾斜滑塊參數計算及設計要點：由于成品的倒勾面是傾斜的,因此滑塊 的運動方向要與成品倒勾斜面方向一致,否側會拉傷成品。
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2020/11/20
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一﹑模具概況﹕
“模具是工業之母”這句話大家已經耳熟能詳﹐模具的重要性日益 被人們所認識﹐模具設計和模具制造技朮取得了長足進步。
模具加工技朮的革新﹐各種模具新材料的廣泛應用﹐模具零部件 的標准化和專業化等﹐都迫使我們在設計上要更快﹐更准的適應模具 的發展。
上固定板 母模板 GP 公模板
模腳 下固定板
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五﹑成型零件系統﹕
成型零件系統主要是為了讓成品能夠順利的射出成型﹐得到理想 的產品而設計的。目前較常見之情形大致有
為處理成品外部倒勾的機構(滑塊機構) 為處理成品內部倒勾的機構(斜銷機構)
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10﹑脫螺紋機構
當成品有內螺紋需要成型時﹐就需要設計脫螺紋機構。 如下圖﹐其運動順序為﹕馬達旋轉通過鍵帶動芯軸旋轉﹐由于螺紋套內車有 螺紋(其螺紋的螺距與成品中螺紋的螺距相同)﹐就可使芯軸從成品中退出﹐ 達到脫螺紋的目地。
鍵
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馬達 馬達座
螺 芯 軸紋 軸 承套
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8﹑母模遂道滑塊
母模遂道滑塊適用場合: a.制品倒勾成型在母模側 b.制品外觀不允許有痕跡 c.滑塊成型面積不大
母模 遂道 滑塊 機構
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此處倒勾成形在母模側， 且外觀不允許有痕跡， 須跑母模遂道滑塊。
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9﹑母模爆炸式滑塊
母模爆炸式滑塊適用場合﹕一般成型在母模側且對滑塊成型面積較大， 尤其是滑塊在母模側很深的情況下使用。
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11﹑滑塊打頂針
一般對於成品璧厚薄而深，壁側面抽芯孔位較多，抽芯力較大，在跑滑塊 時，成品可能被滑塊拉變形或拉傷。為防止成品被滑塊拉變形或拉傷，需在滑 塊內打頂針，以阻止成品被滑塊拉變形或拉傷,形式如下圖(合模時的情況)。
圖中: S=3~5MM；
S1>S (以利合模)
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3﹑撥塊抽芯的滑塊
撥塊抽芯的滑塊參數及設計要點： a.撥塊撥動面與滑塊斜孔要有0.5間隙的配合，以便開模順暢。(δ撥 塊撥動面為與滑塊間的間隙，B為撥塊撥動面) b.撥塊角度α=β≦25°(α為拔塊傾斜角度，β為拔塊止動角度) c.撥塊在模板配合長度H1≧1.5W (以保証 撥塊強度) d.滑塊的行程計算 S=T+2～3mm (S為滑塊需要水平運動距 離；
合模導向機構在塑模中﹐主要用來保証公模和母模兩大部分或模 內其他零部件之間准確對合﹐以保証塑料制品的形狀和尺寸精度﹐并 避免模內各種零部件發生碰撞和干涉。
設計合模導向機構的基本要求是定位准確﹑導向精確﹐并具有足 夠的強度﹑剛度和耐磨性。
導向機構有導柱導向機構和錐面(直面)定位機構。 導柱導向機構我們常用的有GP(導柱)﹐EGP(頂板導柱)等。如圖 1﹐圖2所示。 錐面定位機構我們常用的有直角定位塊﹐斜度定位塊﹐模仁定位 凸台等。如圖3﹐圖4所示。
采用壓板,中央導 軌形式,一般用在 滑塊較長和模溫 較高的場合下。
用矩形的壓板形 式,加工簡單,強 度較好,應用廣泛, 壓板規格可查標 准零件表.
采用”7”字形 壓板,加工簡單, 強度較好,一般 要加銷孔定位.
采用”T”形槽, 且裝在滑塊內部, 一般用於空間較 小的場合,如跑內 滑塊.
采用鑲嵌式的 “T”形槽,穩定 性較好,加工困難.
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12﹑斜銷式滑塊
斜銷式滑塊運動簡圖 ﹕
合模狀態
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滑塊入子B下降到極限位置
開模完畢狀態
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13﹑滑塊急回機構﹕
在某些模具中，由於成 品結構決定頂出裝置在滑塊 機構的底部，如不早回頂出 機構將導致無法順利合模﹐ 滑塊與頂出裝置相撞。為改 善此種狀況,必須安裝急回 機構，使頂出杆在合模時先 回復原位。
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5﹑滑塊后跟塊的鎖緊及定位方式﹕
由于滑塊在成型機注射時產生很大的壓力,為防止滑塊與活動芯在受到壓力 而位移,從而會影響成品的尺寸及外觀(如跑毛邊),因此滑塊應采用鎖緊定位， 通常稱此機構為止動塊或后跟塊。(撥塊式滑塊一般不需加后跟塊)
滑塊采用鑲拼式鎖緊 方式,通常可用標準件. 可查標準零件表,結構 強度好.適用于鎖緊力 較大的場合.
塑膠模具由七大系統構成﹕導向系統﹑支承系統﹑成型零件系統 ﹑澆注系統﹑冷卻系統﹑頂出系統﹑排氣系統。
由以上各系統組成之模具﹐塑膠經澆注系統﹐通過澆口進入模腔 內部﹐填充保壓之后由冷卻系統冷卻﹐成品冷凝固化后經成型零件以 及頂出系統頂出﹐完成一個成型周期。
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三﹑合模導向系統﹕
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6﹑滑塊定位方式﹕
滑塊在開模過程中要運動一定距離,因此,要使滑塊能夠安全回位,必須給
滑塊安裝定位裝置,且定位裝置必須靈活可靠,保證滑塊在原位不動,但特殊情
況下﹐可不采用定位裝置,如左右側跑滑塊,但為了安全起見,仍然要裝定位裝
置.常見的定位裝置如下：
利用彈簧螺釘定位, 彈簧強度為滑塊重 量的1.5~2倍,常用于 向上和側向抽芯。
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2. 斜撑梢滑塊
斜撑梢滑塊的设计要点: a.斜撐梢與滑塊斜孔要有0.5間隙的配合,以便開模順暢。(δ為斜撐梢與滑塊間 的間隙) b.斜撐梢角度α≦25°，防止彎矩過大變形。(α為斜撐銷傾斜角度) c.斜撐梢角度要小于止動塊角度2°~3°，以減小滑塊與止動塊間的磨擦，同時也 有利于合模。(即β=α+2°～3°) d.斜撐梢在模板配合長度L要大于或等于1.5D。 (D為斜撐梢直計徑) e.滑塊行程計算 S=T+2～3mm(S為滑塊需要水平運動距離；T為成品倒勾) S=L1*tgα-δ/cosα(δ為斜撐梢與滑塊間的間隙, 一般為0.5MM；L1為斜撐梢在滑塊內的垂直距離)
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1﹑整體式
A﹑常規整體式斜銷 整體式斜銷與斜銷座的聯接型式有如下几種 ﹕
“T”型槽
球頭
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滾輪 銷釘
斜銷座
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B﹑頭部兩段式斜梢 適用場合:斜梢后退脫模時頂部有倒
勾可采用此形式 。 設計要點﹕ a. 頭部沿斜面下降高度應足以讓斜
<一>﹑滑塊﹕ 1‧滑塊的动作原理
滑塊是倒勾處理的一種方式，一般是借助注射機開模力與合模力進行側向 分型、抽芯及復位動作的機構，這種機構經濟性好，動作可靠，實用性強,常 用的撥動方式有斜撐梢及撥桿撥動。 撥塊撥動與斜撐銷撥動區別: a.作用面不同:
斜撐銷只有撥動作用沒有止動作用，因此要裝止動塊. 撥塊既有撥動作用又有止動作用，因此一般可不裝止動塊. b.使用場合不一樣 斜撐銷一般使用在滑塊較大及行程較大的場合下. 撥塊一般使用在滑塊較小及行程不大的場合下.
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(GP)導柱
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母模板
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公模板 圖1
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(EGP)頂板導柱
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圖2
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直角定位塊
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斜度定位塊
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圖3
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模仁定位凸台
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圖4
模仁定 位凸台
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采用鑲式鎖緊 方式,剛性較好 一般適用于空 間較大的場合.
采用拔動兼止動 穩定性較差,一般 用在滑塊空間較 小的情況下.
采用嵌入式鎖緊 方式適用于較寬 的滑塊.
采用嵌入式鎖 緊方式,適用于 較寬的滑塊
滑塊采用整體式鎖 緊方式,結構剛性好 但加工困難脫模距 小適用于小型模具.
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未裝急回機構，導致滑塊與套筒相撞
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<二>﹑斜銷
斜銷為成型倒鉤的處理方式之一﹐其種類有﹕1.整體式﹐2.兩段式﹐3. 母模斜銷。
斜銷設計時應考慮如下几點﹕ A. 斜梢行程=倒勾距離+收縮量+安全值(1.5～3mm)。 B .斜梢度α
tgα= C.檢查斜梢后退時是否有干涉。 D.斜銷頂部偷料0.05~0.1mm E.一般斜銷的角度不要大于15度。
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11﹑滑塊打頂針
開模中的情況
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滑塊頂針相對靜止狀態
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滑塊頂針回位狀態
開模完畢狀態
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12﹑斜銷式滑塊
一般用在成品有滑塊機構,同時沿滑塊運動方向成品也有倒勾， 這時可采用斜銷式滑塊。 如下圖為斜銷式滑塊的典型實例：
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此角落有 倒勾
斜面
此面為倒 勾面
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9﹑母模爆炸式滑塊
母模爆炸式滑塊簡圖如下(合模時的情況)：
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9﹑母模爆炸式滑塊
母模爆炸式滑塊簡圖如右圖(開模后的情況)：
行程計算：如下圖中 S=L*sinβ (β為T槽角度；L為沿 T槽方向行程；S為滑塊水平運動 距離) H=L*cosβ (H為滑塊純垂直運 動距離)