26注塑模模架结构件的设计.docx

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26注塑模模架结构件的设计

注塑模结构件的设计

一、概述

结构零件是指模架和用于安装、定位、导向以及成型时完成各种动作的零件，如定位圈、浇口套、推杆板复位弹簧撑柱、挡销、拉料杆、密封圈、推杆、板先复位机构、三板模定距分型机构和紧固螺钉等。

见图1。

注塑模结构件的设计内容包括以下几方面。

1模架的设计：

确定模架的型号和尺寸。

2动模板和定模板的设计：

确定动、定模的板厚度及开框尺寸。

3

图　１

三板模定距分型机构的设计。

4推杆板复位弹簧的设计：

确定复位弹簧的大小、位置、数量和长度。

5推杆板先复位机构的设计。

6撑柱的设计：

确定撑柱的大小、位置、数量和高度。

7推杆板限位钉的设计：

确定限位钉的大小、数量和装配方式。

8锁模螺孔及锁模槽的设计：

确定锁模螺孔的大小、位置和数量。

9顶棍孔的设计：

确定顶棍孔的位置、大小和数量。

10浇口套的设计。

⑾模具中其他常用结构件的设计。

二、模架的设计

模架已经标准化，但型号和大小需要设计者确定。

目前珠江三角洲一带所使用的模架包括二板模模架、三板模模架、简化三板模模架三种。

图2是几款常见模架的实物图。

图　２

1.模架分类

（1）二板模模架

　　二板模模架又称大水口模架，其优点是模具结构简单，成型制品的适应性强，但塑料制品连同流道凝料在一起，从同一分型面中取出，需人工切除。

二板模模架应用广泛，约占总注塑模的70％。

二板模模架由定模部分和动模部分组成，定模部分包括面板和定模板；动模部分包括推板、动模板、托板、支撑件方铁、底板及推杆固定板和推杆底板等。

见图3。

（2）三板模模架

三板模模架又称细水口模架，需要采用点浇口进料的投影面积较大制品，桶形、盒形、壳形制品都采用三板模模架。

采用三板模模架时制品可在任何位置进料，制品成型质量较好，并且有利于自动化生产；但这种模架结构较复杂，成本较高，模具的重量增大，制品和流道凝料

从不同的分型面取出。

因三板模的浇注系统较长，故它很少用于大型制品或流动性较差的塑料成型。

三板模模架也由动模部分和定模部分组成，定模部分包括面板，流道推板和定模板，比二板模模架多一块流道推板和四根长导柱；动模部分与二板模模架的动模部分组成相同。

见图4

（3）简化三板模模架

简化三板模模架又叫简化细水口模架，它由三板模模架演变而来，比三板模模架少四根动模、定模板之间的短导柱。

简化三板模模架的定模部分和三板模模架的定模部分相同，动模部分比三板模模架少一块推板，也无动模、定模板导柱（直边）。

见图5

（4）非标模架

用户根据特殊需要而订制的特殊模架。

因非标模架价钱较贵，订货时间长，设计模具时尽量不要采用。

2.模架规格

生产模架的公司较多，不同模架生产公司的模架规格不尽相同，下面介绍龙记公司的模架规格及其含义。

（1）二板模模架（图6）

（2）三板模模架（图7）

（3）简化三板模模架（图8）

注意事项：

（1）规格中模具长度和模具宽度是指动模板、定模板的长与宽，不包括工字模的外缘。

单位为cm。

（2）动模、定模板厚度及拉杆长度单位均为mm。

（3）拉杆又叫长导柱或水口边。

3.模架的选用

选用何种模架应由制品的特点和模具型腔的数量来决定，制品千差万别，型腔数量也各不相同，但无论怎样变化，模架通常就只三种。

模具设计时，应综合考虑各种因素，选择合理的结构形式，满足模具成型的目的。

以下就三种模架的选用加以总结。

图　７

图　６

图　６

图　８

（1）二板模模架和三板模模架的选用

①能用二板模模架时不用三板模模架。

因为二板模模架结构简单，制造成本相对较低。

而三板模模架结构较复杂，模具在生产过程中发生障碍的概率也大。

但在选择二板模模架和三板模模架之间犹豫不决的时候，为保险起见应选用三板模模架，因为采用点浇口进料时灵活性较大，便于型腔填充。

②当制品必须采用点浇口从型腔中间一点或多点进料时，则选用三板模模架。

③热流道模都用二板模模架。

④齿轮模大多采用三板模模架。

（2）三板模模架和简化三板模模架的选用

①龙记模架中三种标准模架的最小尺寸分别是：

a．点浇口模模架最小尺寸2025；

b．简化点浇口模模架最小尺寸1520；

c．侧浇口模模架最小尺寸1515。

②简化三板模模架无推板。

若制品需要用推板推出时，宜用三板模模架。

③两侧有较大侧抽芯滑块（行位）时，用三板模模架时模架很长，此时可考虑用简化三板模模架，少四根短导柱，可以使模架缩短。

④斜滑块模，滑块弹出时易碰撞短导柱，此时可考虑用简化三板模模架。

⑤精度要求高，寿命要求高的模具，不宜用简化三板模模架，而尽量采用三板模模架。

⑥简化三板模模架中的GAI或GCI常用于采用侧浇口浇注系统，但定模有侧向抽芯机构的制品。

（3）工字模架和直身模架的选用

图　１０

图　９

所有模具按固定在注射设备上的需要，有工字模和直身模之分；通常模具宽度尺寸小于等于300mm时，宜选择工字模，如图9所示；模具宽度尺寸大于300mm时，宜选择直身模，如图10所示。

对于二板模模架，模架宽度大于等于300mm，且要开通框时，可用有面板的直身模架（T型）。

直身模架必须加工锁模槽。

锁模槽的尺寸已标准化，可查阅模架手册。

用户也可以根据需要自己设计或加工。

而对于三板模模架，通常都采用工字型模架。

模宽450mm以下的工字模边缘单边高出25mm，模宽450mm以上（含45mm）的工字模边缘单边高出50mm。

选直身模时，模架的宽度小50mm或100mm，与之匹配的注射机可以小一些。

（4）什么情况下模架要用托板?

托板装配在动模B板的下面，见图11。

通常有两种情况需要加托板。

①动模板开通框。

当内模镶件为圆形，或者动模板开框很深时，宜开通框。

有侧向抽芯机构或斜滑块的模架，不宜开通框。

图　１１

②假三板模。

假三板模中的托板和动模板在制品推出之前要分型，此时导柱安装在托板上，动模板上装导套。

假三板模常用于动模有内侧抽芯或斜抽芯（锁紧块和斜导柱装在托板上选用有托板的模架），以及制品要强行脱模的场合，否则无须加托板。

托板厚度已标准化。

（5）什么情况下模架要用推板?

推板属于推出零件，它是通过推动塑料制品的周边，从而将塑料制品推离模具的，见图11。

推板一般用在以下两种情况中：

①成型制品为薄壁、深腔类制品，用推板或推板加推杆推出，平稳可靠；

②成型制品表面不允许有推杆痕迹，必须用推板。

这类制品包括透明制品，或动、定模的两个成型表面在装配后都看得见。

4.定模板和动模板开框尺寸的设计

在定模板和动模板上加工出用于装配内模镶件的圆槽或方槽，叫开框。

开框有通框和不通框两种。

（1）开框的长、宽尺寸确定

长度和宽度基本尺寸等于内模镶件的长度和宽度基本尺寸，公差配合取H7／m6，见图12。

图12

（2）开框的深度尺寸确定

①如果分型面为平面：

定模A板和动模B板上的开框深度分别比内模镶件的高度尺寸小0.5mm，使镶件装配后高出分型面0.5mm，以保证模具在生产时分型面的优先接触（图13）。

图１３

②如果分型面为斜面或曲面：

定模板和动模板上开框的总深度一镶件装配后的总高度－1mm。

这种情况较为复杂，一般来说，两边开框深度可取大致相等，或视具体情况而定（图14）。

③若无侧向抽芯，应尽量使动、定模开框长、宽和深度大致相等，若有侧向抽芯，则要视乎具体情况而定。

（3）开框的圆角设计

图　１４

为了提高整体强度，应尽量避免开框内出现尖角。

增加圆角对增强侧壁刚度有较明显的帮助，另外也可减小应力集中，防止尖角处开裂，延长模具使用寿命。

如图15所示。

龙记模架对开框的圆角有如下规定：

开框深度≤50mm时，R=13mm；

开框深度51～100mm时，R=16.5mm；

开框深度101～150mm时，R=26mm；

开框深度大于150mm，R=32mm。

图　１５９

注：

内模镶件宽度小于或等于100mm的模具，外侧抽芯时滑块靠近开框的角部，或以铍铜为内模镶件的模具，为保证定位稳定可靠．内模镶件通常不倒圆角。

但即使镶件四个角是直角，开框的四个角也不能做成直角，而应该钻孔避空，见图16。

5.定模板和动模板大小的设计

（1）经验确定法

①定模板和动模板宽度的确定

图　１６

定模板和动模板宽度即模架的宽度，在实际工作中常根据经验按以下方法选取：

所选用的模架，其推杆板宽度应和开框宽度（即内模镶件宽度）相当．两者之差应在10mm之内。

见图17。

最低限度型腔排位应在推杆板投影面内，以不影响布置推杆。

推杆板宽度和模架宽度有一一对应关系．因此只要确定了推杆板宽度就可以确定模架宽度。

②定模板和动模板长度的确定

图　１７

定模板和动模板长度即模架的长度，在实际工作中常根据经验按以下方法选取：

定模板和动模板即内模镶件的边至复位杆圆孔边应有足够的距离C，即钢的厚度。

当模板宽小于400mn，时，距离C应不小于10mm；当模宽大于400mm时，距离C应不小于15mm。

见图18。

图中：

A=B±（0～1）mm

当D≤400mm时，C≥10mm；当D>400mm时，C≥15mm。

图　１８

注：

以上模架长宽的确定方法，仅适用于模具无外侧抽芯的情况，如果模具有外侧滑块，需画完滑块和锁紧块后，再确定模架长宽。

③定模板、动模板的长宽尺寸还可以按以下经验确定

第一步：

确定模具的大致宽度，方法是在内模镶件宽度基础上加100mm，如果和小于等于250mm，则为小型模具；如果和在250～350mm之间（包括350mm），则为中型模具；如果和大于350mm，则为大型模具。

第二步：

对于小型模具，定模板、动模板的长、宽尺寸在内模镶件长、宽度基础上加80mm（单边加40mm），然后取模具的标准值；对于中型模具，定模板、动模板的长、宽尺寸在内模镶件长、宽度基础上加100mm（单边加50ram），然后取模具的标准值；对于大型模具，定模板、动模板的长、宽尺寸在内模镶件长、宽度基础上加120mm（单边加60mm），然后取模具的标准值。

龙记模架的宽度标准值有：

150mm，180mm，20（）mm，230mm，250mm，270mm，290mm，300mm，330mm，35c）mm，4（）Omm，450mm，500mm。

500tnm以后为特大型模具，宽度为50的倍数。

长度标准值为150inm，180rnm，2（）Orrlm，230mm，270mm，，300mm，以后都是50的倍数。

④动模（A）板和定模（B）板厚度的确定

a．定模板厚度有面板时，一般等于框深a加20～30mm左右；无面板时，一般等于框深ａ加30～40mm左右。

定模板的厚度尽量取小些，原因有二：

其一，减小主流道长度，减轻模具的排气负担，缩短成型周期；其二，前模安装在注射机上生产时，紧贴注射机定模板，无变形之后患。

b．动模板厚度一般等于开框深度加30～60mm左右。

动模板厚度尽量取大些，以增加模具的强度和刚度。

具体可按表1选取。

动、定模板的长、宽和高度尺寸都已标准化，设计时尽量取标准值，而避免采用非标模架。

表1动模板开框后钢位C的经验确定法

框深

长×宽

﹤20

20～30

30～40

40～50

50～60

﹥60

﹤100×100

20～25

25～30

30～35

35～40

40～45

45～50

100×100～200×200

25～30

30～35

35～40

40～45

45～50

50～55

200×200～300×300

30～35

35～40

40～45

45～50

50～55

55～60

﹥300×300

35～40

40～45

45～50

50～55

≈55

≈60

注：

1．表中的“长×宽”和“深”均指动模板开框的长、宽和深。

2．动模板厚度等于开框深度加钢位C，向上靠标准（一般为10的倍数）。

3．如果动模有侧抽芯，有滑块“T”形槽，或因推杆太多而无法加撑柱时，须在表中数据的基础上再加5～10mm。

（2）公式计算法

对于大型模具、重要模具，为安全起见，需用计算法校核其强度和刚度。

图20

图19

开通框方形模板壁厚尺寸计算（图１９）

式中h——侧壁厚，mm；

p——成形压力，kg／cm。

；

l——内模镶件长度，mm；

a——型腔高度（即受力部分高度），mm；

E——弹性模量，钢：

2．1×10。

kg／cm。

；

b——模板厚度，mm；

δ——容许变形量，mm。

②方形模板开不通框时壁厚尺寸计算（图20）

式中a——开框深度，mm；

c——常数，随1／a而变，可按表2取。

表2常数C值

1/a

c

1/a

c

1/a

c

1.0

0.044

1.5

0.084

2.0

0.110

1.1

0.053

1.6

0.090

3.0

0.134

1.2

0.062

1.7

0.096

4.0

0.140

1.3

0.070

1.8

0.102

5.0

0.142

1.4

0.078

1.9

0.106

②圆形模板开不通框壁厚尺寸计算（图２１）

式中δ——内半径变形量，mm；

ｐ——型腔压力，kg／cm。

；

E——弹性模量，钢：

2．1×106kg／cm。

；

r——内半径，mm；

R——外半径，mm；

m——泊松比，钢：

0.25。

6.方铁的设计

方铁（图22）的高度，必须能顺利推出制品，并使推杆固定板离动模板或托板间有10mm左右的间隙，不可以当推杆固定板碰到动模板时，才能推出制品。

方铁高度一推杆固定板厚度+推杆底板厚度+限位钉高度+顶出距离+10～15mm推杆固定板厚度和推杆底板厚度由模架大小确定，限位钉高度通常为5mm。

顶出距离≥制品需顶出高度+5～10mm

上式中10～15mm和5～10mm都是安全距离。

标准模架中方铁高度已标准化，一般情况下，方铁高度只需符合模架标准即可，但在下列情况下，方铁需要加高：

①制品很深或很高，顶出距离大，标准方铁高。

度不够；

②双推板二次顶出，因方铁内有四块板，缩小了推杆板的顶出距离，为将制品安全顶出，需要加高方铁；

③内螺纹推出模具中，因方铁内有齿轮传动，有时也要加高方铁；

④斜推杆抽芯的模具，斜推杆倾斜角度和顶出距离成反比，若抽芯距离较大，可采用加大顶出距离来减小斜推杆的倾斜角度，从而使斜推杆顶出平稳可靠，磨损小。

方铁加高的尺寸较大时，为提高模具的强度和刚度，有时还要将方铁的宽度加大；其次为了提高制品推出的稳定性和可靠性，推杆固定板宜增加导柱导向。

7.无框模具

当塑料制品结构简单，在分型上投影面积大时，可不做内模镶件。