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注塑件模具设计应注意的几大要点

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模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为它是所有工业中的“关键工业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。

 

 一、开模方向和分型线

 

每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,以保证尽可能减少抽芯滑块机构和消除分型线对外观的影响。

 

1、开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。

 

2、开模方向确定后,可选择适当的分型线,避免开模方向存在倒扣,以改善外观及性能。

 

二、脱模斜度

 

1、适当的脱模斜度可避免产品拉毛(拉花)。光滑表面的脱模斜度应≥0.5度,细皮纹(砂面)表面大于1度,粗皮纹表面大于1.5度。

 

2、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。

 

3、深腔结构产品设计时外表面斜度尽量要求大于内表面斜度,以保证注塑时模具型芯不偏位,得到均匀的产品壁厚,并保证产品开口部位的材料强度。

 

三、产品壁厚

 

1、各种塑料均有一定的壁厚范围,一般0.5~4mm,当壁厚超过4mm时,将引起冷却时间过长,产生缩印等问题,应考虑改变产品结构。

 

2、壁厚不均会引起表面缩水。

 

3、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。

 

四、加强筋

 

1、加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。

2、加强筋的厚度必须≤(0.5~0.7)T产品壁厚,否则引起表面缩水。

3、加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。

 

五、圆角

 

1、圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。

2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。

3、设置合理的圆角,还可以改善模具的加工工艺,如型腔可直接用R刀铣加工,而避免低效率的电加工。

4、不同的圆角可能会引起分型线的移动,应结合实际情况选择不同的圆角或清角。

 

六、孔

 

1、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。

2、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。

3、当孔的长径比大于2时,应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸(最大实体尺寸)计算。

4、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯

5、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。

 

七、注塑模的抽芯、滑块机构及避免

 

1、当塑件按开模方向不能顺利脱模时,应设计抽芯滑块机构。抽芯机构滑块能成型复杂产品结构,但易引起产品拼缝线、缩水等缺陷,并增加模具成本缩短模具寿命。

 

2、设计注塑产品时,如无特殊要求,尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向,利用型腔型芯碰穿等方法。

 

八、一体铰链

 

1、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。

2、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,

3、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。

 

九、嵌件

 

1、在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔(轴),满足各种特殊需求。同时会增加产品成本。

2、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。

3、嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如:滚花、孔、折弯、压扁、轴肩等。

4、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。

5、设计嵌件时,应充分考虑其在模具中的定位方式(孔、销、磁性)

十、标识

 

产品标识一般设置在产品内表面较平坦处,并采用凸起形式,选择法向与开模方向尺可能一致的面处设置标识,可以避免拉伤。

 

十一、注塑件精度

 

由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性,注塑件精度明显低于金属件,不能简单地套用机械零件的尺寸公差应按标准选择适当的公差要求.我国也于1993年发布了GB/T14486-93《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》,设计者可根据所用的塑料原料和制件使用要求,根据标准中的规定确定制件的尺寸公差。同时要根据工厂综合实力,同行的产品的设计精度来确定适合的设计公差精度。

 

十二、注塑件的变形

 

提高注塑产品结构的刚性,减少变形。尽量避免平板结构,合理设置翻边,凹凸结构。设置合理的加强筋。

 

十三、扣位

 

1、将扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而不能运作,从而增加其使用寿命,再是多考滤加圆角,增加强度。

 

2、是扣位相关尺寸的公差要求十分严谨,倒扣位置过多容易形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松的现象。解决办法是要预留改模容易加胶的方式来实现。

 

十四、焊接(热板焊、超声波焊、振动焊) 

 

1、采用焊接,可提高联接强度。

2、采用焊接,可简化产品设计。

 

十五、合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾

 

1设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。有时牺牲部分工艺性,可得到很好的外观或性能。

 

2结构设计实在无法避免注塑缺陷时,尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。

 

十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系

 

自攻螺丝螺丝柱孔径

 

M21.7mm

M2.32.0mm

M2.62.2mm

M32.5mm

 

十七、BOSS的设计原则:

 

1、支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。

2、支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(長度太長時會引起氣孔﹐燒焦﹐充填不足等)。

3、支柱高度若超过支柱直径的两倍半,尤其是远离外壁的支柱,加强支柱的强度的方法是使用加强筋

4、BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易

5、BOSS的位置不能太接近轉角或外側壁,应与产品外壁保持一段距离

6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷

7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或1 

 

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