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薄壁塑料杯模具的設計制造
日期:2017年06月26日    來源: 張家港市瑞鑫精密模具有限公司

  1 引言

  薄壁塑膠杯由于重量輕、方便攜帶、環保、成本低,應用范圍覆蓋各個領域。如容器、飲水杯都采用薄壁塑膠杯來代替。薄壁塑膠杯的生產制作,都是通過注射模的設計和制造,  在注射機上注射來實現。但薄壁塑膠杯的模具設計和制造一般較困難, 所以它的模具設計和制造以及注射工藝往往有許多技術問題值得探討。

  2 塑件工藝分析

  圖1 所示薄壁塑膠杯為航空公司的航空飲水杯。該杯的壁厚為0. 46mm ,口徑為Ф82. 00mm ,高度為78. 08mm。該杯口徑大底徑小,而口徑與底徑又有適當圓弧過渡形成, 利于膠件脫模。杯的四周壁厚均勻對稱, 其重量不超過10g , 在內側底部有4條加強筋, 底部是凹凸形狀。材料采用PC , 收縮率0. 5 %。

  3 模具結構設計分析

  模具結構如圖2 所示,其特點如下:

  (1) 采用MASTIP 熱流道系統,并設計成一模4 腔,其優點為: ①熔體熱量分布平衡均一,產品注射周期短, 產品成型性穩定; ② 換色時間短, 換色能力好; ③好的結構設計,合理地選用H13 鋼;④噴嘴的嘴芯及嘴頭可更換, 保證制品更精密, 質量更易控制。

  (2) 克服產品偏心的設計措施。將模芯設計成活動塊, 調整位置方便, 不但節省材料費還可保證前、后模中心位置一致。模內螺釘采用彈簧墊圈防松, 拆卸時靈活方便。因該模需要溫模注射, 待上、下模溫度穩定時, 再將內模收緊, 以確保上、下內模自動移位找正中心。

  (3) 采用氣動系統吹出產品。為避免產品頂裂、變形, 先讓推板頂出一部分后再吹, 有利于氣體吹出,從而使產品懸浮脫離模芯自動掉落。

  (4) 模具材料。塑膠杯是透明件,模具型腔鑲件采用H13 鋼料,拋光性及耐熱性均較好,注意使上、下模材料與鑲件材料熱膨脹接近, 以便降低產品變形的機會。

  (5) 注射成型。①因在注射過程中澆口部位若散熱過慢, 溫度過高, 會導致澆口剪切不平整, 從而產生拖絲。故需在該部位附近加設冷卻水道, 從而達到降低澆口附近溫度, 避免拖絲。②由于注射時壓力高, 速度要快, 塑料分子被過度拉長, 在頂出時使分子鏈斷裂造成產品爆裂, 故降低注射速度及壓力并增高模具溫度及澆口口徑。

  (6) 模具工作過程。當熱流道系統注滿模具型腔后, 前、后模分開, 推塊先推出產品, 再通過氣動系統吹出產品。

  (7) 經濟效益。由于采用熱流道及氣動吹出系統, 故模具成本偏高, 但從長遠利益看, 該模具注射周期短, 沒有澆口凝料, 成型性穩定(注射周期比普通結構短6~7s) , 注射成本低, 且可適用于大批量生產, 預計模具壽命可達250 萬次。由此可見維修量小, 經濟效益遠遠超過普通選材, 這也體現了模具設計的合理性

  1. 模架 2. 支撐柱 3. 限位塊 4. 膠圈 5. 通水鑲件 6. 上模鑲件 7. 噴嘴 8.流道組件 9. 法蘭 10、12. 鑲件 11. 上模 13. 推板 14. 下模

  4 模具主要零件的制造

  該杯的型腔組成部分為上模11 和杯的下模14(圖2) 是模具制造過程中重要的零件。該下模型芯和上模型腔的加工直接決定模具的成功與失敗。所以它們的加工必須在數控加工中心上加工成形。

  首先在加工中心上安裝好杯件型腔鑲件、杯件型芯各4 件, 經過粗加工后, 再精加工, 精加工時機床主軸坐標參數不能變動, 要手動裝刀, 不能卸刀, 采用一次裝夾加工的方法將工件加工成形。

  5 結束語

  薄壁注射模的設計要點是射膠流程范圍的計算,不但要考慮塑料收縮率,還要考慮壁厚不均勻的問題。而型腔、型芯的制造工藝方法是整個模具的核心,直接影響模具制造的周期、成本以及塑件的質量。利用加工中心加工型腔、型芯是一種簡單、實用、快速工藝方法。

  4 模具主要零件的制造

  該杯的型腔組成部分為上模11 和杯的下模14(圖2) 是模具制造過程中重要的零件。該下模型芯和上模型腔的加工直接決定模具的成功與失敗。所以它們的加工必須在數控加工中心上加工成形。

  首先在加工中心上安裝好杯件型腔鑲件、杯件型芯各4 件, 經過粗加工后, 再精加工, 精加工時機床主軸坐標參數不能變動, 要手動裝刀, 不能卸刀, 采用一次裝夾加工的方法將工件加工成形。

  5 結束語

  薄壁注射模的設計要點是射膠流程范圍的計算,不但要考慮塑料收縮率,還要考慮壁厚不均勻的問題。而型腔、型芯的制造工藝方法是整個模具的核心,直接影響模具制造的周期、成本以及塑件的質量。利用加工中心加工型腔、型芯是一種簡單、實用、快速、工藝方法。

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