高效注塑模具- 叠层模具的开发探讨

旋转叠层模
叠层模具的发展历程







叠层式模具的原始模型是1899年美国人Alanson cD.Gray在铸造薄壁 蜡制品时采用； 早在1940年12月E.R.Knowles就取得了叠层式模具的专利权，但未推 广使用； 20 世纪 60 年代瑞士的模具制造商开始研究用于加工塑料的叠层式 模具，主要是生产包装盒及简单的日常用品的注塑模具； 1980 年德国人设计了普通流道的双层注射模（即冷流道叠层式模 具）； 20世纪80年代末90年代初日本人、德国人设计发明了各自不同结构 的热流道叠层式模具； 20世纪90年代初Tradesco 模具公司的 Rozema研发出4层模； 21世纪初Tradesco模具公司成功开发了3层多腔叠层式热流道模具； 1995 年俄罗斯的 Grabovski研发出直角进浇热流道叠层式模具； 21世纪初德国人设计了一种16+16 腔的 2 种材料的旋转叠层式模具， 之后用于多色注塑的旋转叠层模具逐渐广泛使用； 2002年由德国Bielefeld大学应用科学研究院开发了应用于厚壁制品 的Tandem模具。
叠层模具的优点是什么？





与常规模具相比，叠层式模具锁模力只提高了10%～15%，但产量可 以增加90%～95%； 模具制造要求基本上与常规模具相同，且将多副型腔组合在一副模 具中，所以模具制造周期也大大缩短； 使用高效叠层注塑模可以得到双倍或者四倍于普通单层模的产出而 无须投资购买额外的机器和设备。这就节约了安装机器、设备和扩 建厂房、新增劳动力的费用； 叠层模具可以装在单层模具要求相近的注塑机上，单位时间的产出 效率却是成倍的增长 节约原料，易于自动化，提高产品性能，缩短生产周期
R角
4.行位和后模肉镶件之间是弧面碰穿，加大
FIT模难度，NC和EDM加工时都调整好火花 位 5. Half行位两边单独完成EDM后，需装夹在一 起EDM以保证行位夹口段差不大 6.此模具是多型腔模，工件加工量大且数量 多，开粗时适当的加大切削深度和增大电蚀量， 确保安全、高效。
R角
行位镶件
模具装配工艺
行位
行位限 位台阶
下模肉
控制产品 分型面夹线
模具主要结构介绍------导向定位系统－行位导滑
行位
行位 压片
行位 压片
行位 导滑片
B板
模具主要结构介绍－－－冷却系统－－－上模肉
水路 通道 热咀
胶位
热咀
模具主要结构介绍－－－冷却系统－－－下模镶件
下模镶件
散热铜
炮孔，隔水片
炮孔，隔水片
模具主要结构介绍－－－冷却系统－－－行位
人造奶油桶盖3种注塑系统的经济预算比较
叠层模具的分类：

普通叠层模具
a. 2层模 b. 4层模 c. 3层 d. 最多到10层 旋转叠层模具 a.双层双面每次180度旋转 b.双层4面每次90度旋转 c.3层2面（每次180度旋转）+4 面（每次90度旋转） Tandem模


二层模
三层模
四层模
Parker 油缸
感应开关 Switches
感应开关 Switches
模具主要结构介绍------导向定位系统－模胚部分
导柱
分型面直 身管位块 模具4个面分别有 两个管位块，从正面 锁螺丝固定，便于在 加工模胚落位框时准 确控制定位精度和尺 寸精度
导柱导套做 6组，导向稳 定可靠
模具主要结构介绍------导向定位系统－模肉定位
热咀
模具主要结构介绍------浇注系统---进胶方式
针点浇口直接进胶
模具主要结构介绍------浇注系统---主灌咀导向及保护
主灌咀保护套
主灌咀
主灌咀导套
模具主要结构介绍------浇注系统---主灌咀缓冲设计
Sprue bar shut off
shut off guide
模具主要结构介绍---浇注系统---热咀保护
模具材料及配件规格





A板和B板材料为P20HH; 上下模肉及行位用S136材料淬火； 模胚采用龙记品牌，标准件采用DME相等规格; 油唧采用PARKER,限位开关和齿轮齿条机构采用 PROGRESSIVE; 热流道采用INCOE叠式热流道系统，16点针点热咀进 胶；接线盒及电源/电偶插座采用DME规格； 防水胶圈使用HASCO相等规格，水咀喉塞使用DME正 牌标准件。
此模具是双层叠模，先装配完上下两层的模肉和行位后，把下层的前模倒转， 装上热流道板，再合上上层的前模，接着分别两边都合上后模部分。
第一步：安装热流道系统部分
2013-8-19
第二步：安装动定模部分
第三步：安装中间型腔部分
第四步：安装中间整体部分
第五步：合模
第六步：上机、码模
第七步：校正导滑块位置
调节螺丝
导滑块 Tie Bar Pads
注塑机哥林柱 Tie Bar
支撑座 Support Base
模具主要结构介绍------顶出机构 Ejection Actuation
Parker 油缸
Parker 油缸
模具主要结构介绍------顶出方式
胶件
推圈
下模肉
推方杆
产品自动掉落
模具主要结构介绍------感应开关 Switches
胶位面
行位
运水通道
模具零件加工工艺控制

所有模肉、镶件和行位在NC、EDM以及铜公加工时使用夹具； 机加工完成所有胶位零件； 编制详细合理的加工工艺并严格执行； 每道工序完成后对零件实施全检，确保零件尺寸在公差范围内；
模具加工工艺
模具加工工艺
1.前后模肉分型面由NC精加工,且非胶位的直角位都加R，避免钢料应力集中而爆裂 2.产品是用Half行位两边封胶，后模镶件和推板 设计避空，以避免生产周期短而易擦伤 3.行位先NC精加工完镶件槽后，配行位镶件， 最后装一起EDM
平均壁厚： 1.5mm
模具尺寸：X:720 Y:950 Z:954；
A板厚：140mm， B板厚：130mm。
产品及模具基本要求： 1.产品公差最高为正负0.1mm； 2.产品表面要求蚀纹，所有夹线需控制在0.05mm内； 3.注塑周期要求为25秒，日产量要求为45619PCS； 4.模具要求自动生产，产品自动落下； 5.模具寿命要求100万次。
第八步：安装同步开合模机构
第九步：接通水路、电子线路
注塑工艺

炮筒温度：230/245/240/235/220 摄氏度 射胶压力：85/95 kgf/cm2 保压：35％ 注射时间：2.68s,保压时间：6S，冷却时间：9s 周期时间：29s 锁模力：350T 前模温度：35º C 后模温度: 35º C
普通双层叠模的应用实例
产品模具基本信息
模号： 模腔数： B09999 8+8 客户： Zobele US 胶料： PP 产品类型： 香水盒 产品名称： Inner housing 胶料牌号： PP copolymer 缩水率： 1.017
制作部门： 精密一部 T1时间：
2009-08-18 产品尺寸： 38X64X90mm
叠层模具设计考虑要点


模具开模后主灌咀不能脱出导套之外，应注意主灌咀长度和 模具开模行程的合理设置； 需校核注塑机最大开模行程和最大塑化量； 注射装置的预塑效率要高； 注射速率适当增加； 热流道熔体的压力释放； 型腔布置与主灌咀的关系处理。
2层叠模设计总结－－－浇注系统

模具基本构成部分
定模部分 型芯 顶出一侧
中间部分 型腔 热咀进胶
动模部分 型芯 顶出一侧
模具主要结构介绍------浇注系统
主灌咀 分流板 接线盒 叠式热流道设计要点：
1. 主灌咀的运动导向；
2. 主灌咀与流道板的连接； 3. 流道板与热咀的连接；
4. 线架、接线盒与热流道 部分的整体化设计；
5. 热流道的平衡技术； 6. 热流道装拆方便性考虑； 7. 热流道系统的保护。 线架
导滑安装方式1
导滑安装方式2
2层叠模设计总结－－－顶出驱动方式

曲肘连杆驱动顶出机构 油缸驱动顶出 拉杆、拉板驱动顶出
热半模导柱
导柱长度及数量
前模回针
直身管位块
直身管位块
直身管位块
模具主要结构介绍------同步开模机构
齿轮箱 Gear housing 齿条安装座 Rack spacer 齿条 rack
齿条安装座 Rack spacer
齿条 rack
模具主要结构介绍------中间支撑导滑机构 Center Support Systems
高效注塑模具－叠层模具 的开发研讨 The Research on Stacking Mold
什么是叠层模具？

叠层模具是当今塑料模具发展的一项前沿技术； 型腔是分布在2个或多个层面上的，呈重叠式排列，相当于是将多 副模具叠放组合在一起
叠层模具产生的需求背景
通常注塑机在使用单层塑料注射模具的时候，其本身 的 注 射 量 和 开 模 行 程 只 使 用 了 额 定 的20%~40%，没有充分发挥注 射机的性能，而叠层式注塑模具能够在不增加锁模力的基础上， 在 1 台注射机 1 个操作人员的条件下能使产量根据层数成倍增加， 可以极大地提高生产效率和设备利用率，并能节约生产成本和人 力资源。叠层式注塑模具最适于成型大型扁平制件、浅腔壳体类 制件、小型多腔薄壁制件和需大批量生产的制件。
整体开放式热流道 针阀式开闭热流道 冷流道溢料式热流道
整体开放式热流道
针阀式开闭热流道
冷流道溢料式热流道
2层叠模设计总结－Байду номын сангаас－同步开模机构

曲轴连杆开模机构 齿轮齿条开模机构 丝杆螺母开模机构
曲肘连杆同步开模机构
齿轮齿条同步开模机构
丝杆螺母同步开模机构
2层叠模设计总结－－－支撑导滑机构
分型面圆 锥管位块凹
下模肉
分型面圆 锥管位块凹 分型面圆 锥管位块凸
上模肉 分型面圆 锥管位块凸
模具主要结构介绍------导向定位系统－行位下模肉定位
行位
下模肉
模肉两端留出一段高度约为 行位一半的钢位，在行位运动 方向上做5度斜度，使得行位在 模肉中精确定位
模具主要结构介绍------导向定位系统－行位上模肉定位
行位
上模肉两端留出一段高度约为行 位一半的钢位，在行位运动方向上 和开模方向上都做5度斜度，使得行 位在模肉中精确定位
上模肉
控制产品前模 分型面夹线
模具主要结构介绍------导向定位系统－行位互锁
行位互 锁落位
控制产品行位 分型面夹线
模具主要结构介绍------导向定位系统－行位限位
上模肉
行位