这么简单的水杯模具,大师都说有难度!其中的要点你都get到了吗

一般初学模具的人,往往会认为如下图所示杯子的模具是非常简单的模具。其实不然,这个透明PS杯子定单量巨大,用来注塑杯子的模具,有很多细节问题要处理。通过几年的改进,取得了一些经验,在这里与大家分享。现在学习模具设计的小伙伴越来越多,很多人问我有没有资料,

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一、产品分析

图1

1 、产品的壁厚为0.6mm。

2、 要求配合机械手进行全自动生产,注塑周期为12秒(含机械手动作)。

3、 杯口和杯底部不能有毛边。产品透明,不能够有拖花的现象。

4 、壁厚的不均匀度小于0.02mm。

二、分模

分模确实是非常简单的,就是简单的上下模,通过以往在使用的模具,总结出一个经验,在模具结构方面,模芯绝对不可以做镶件式的,否则动、定模的同心度很不稳定。不可以采用“刮板式”脱模,否则杯口容易出毛边,而且都要做成独立型腔,独立精定位,见图2。

图2

由于产品的杯口不允许有任何的毛边,所以产品的脱模形式很关键,一般有三种形式:刮板脱模,吹气脱模、中间顶出。以前曾经试过刮板脱模和吹气脱模二种方式,经过长期使用,效果不是很好,刮板脱模虽然简单,但是模具使用一段时间后杯口部分会出现毛边。吹气脱模也是可行的,但是在与机械手的配合方面,会由于气压的变化而产生节奏上的差异,使得机械手经常 警,所以我采取了中间顶出的方式(成型顶杆顶底),见图3。

图3

三、定模的布置

1、定模的外观

定模的外观见图4。

图4

2、定模热流道的设计

a、热流道元件是由专业的热流道供应商提供的,在这里我不描述热流道元件的内部结构,我关心的是热流道元件的外部尺寸,特别是装配尺寸。我们在设计模具时,必须要考虑到热流道元件与模具的合理配合,和关键部位的尺寸配合,因为这些尺寸是由模具厂负责加工的。这套杯子模具的热流道是最常见的做法,在这里与大家分享,见图5。

图5

热流道元件与模具的尺寸配合见图6。

图6

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图7

在图7中,操作时加一个护套,可以使得冷挤压棒不歪斜,护套与冷挤压棒和进口镶件是松配的,操作完毕后冷挤压棒尾端有螺纹,可以将冷挤压棒拉出。没有冷挤压机时,也可以用铁锤轻轻地打下去。

另外有个重要的问题,浇口镶件的出口一定要留一个直面,否则浇口镶件的寿命会很短,在产品上的进胶点会越来越大,影响产品的外观,见图8。

图8

b、热嘴大端与热流道装配板的配合

热流道的大端有一个直径38的台阶,它控制热嘴的同心度和热嘴尖端与浇口镶件齐平见图9和图10。

图9

图10

C、垫片和进胶发兰,见图11。

图11

在图11中可以看到,法兰的支撑面与垫片是等高的,在模具的流道板的厚度不精准时,可以调整法兰的支撑面和垫片的厚度。我一般的习惯是将模具的流道板做准,因为进胶法兰与垫片是标准件,尺寸是整数,很精准的,假如做模具的时候贪图方便,调整了进胶法兰和垫片的厚度,以后模具维修时,就比较麻烦,特别是当模具档案遗失和人员更换后,容易搞错,因为这个尺寸不对,就会漏胶,产生很大的麻烦。

3、浇口镶件的设计

浇口镶件的剖面见图12。

图12

浇口镶件是一个较难设计和加工的零件,钢材是采用S136H,硬度为HRC38,外形见图13。

图13

由于注塑机开模时,定模腔有真空(负压)现象,产品有时会吸附在定模,引起机械手 警。比较难处理,所以,定模腔必须设计补气机构,浇口镶件上的这条槽是补气的通道,它通过定模仁上的孔,直接通到模具外,见图14。

图14

补气的通道即浇口镶件和定模仁装配后产生的间隙必须小于塑料的溢边值。先讲一下什么叫溢边值,通俗地讲,当模具的间隙为多大的时候,熔融的塑料可以“钻”过去?这个间隙的值就是溢边值。当然,这个溢边值的大小受很多因素的影响,譬如熔融的塑料的实际温度、注塑机射胶的压力和速度等。

考虑到PS的溢边值在0.012左右,我设计时将补气的间隙定为0.008(单面),见图9-14中,封胶的圆的直径比上面一档的圆(固定档)的直径小0.016mm。当注塑机将熔融的塑料射入模腔时,模腔里的空气除了通过主分型面排出外(后面有详细介绍),部分空气也会从浇口镶件与定模仁的间隙中排出。注塑机将模具打开时,空气会从这个间隙补充进来,避免产品由于负压的原因留在定模。

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浇口镶件补气档的直径为ф48.374 ,固定档的直径为ф48.390。通常这二档尺寸可以在外园磨床上加工,但是考虑到外园磨床加工时必须要有砂轮越程槽,按机械行业的标准是宽度4mm,但是浇口镶件的固定档的长度尺寸为5.4mm,仅仅留下1.4mm,这样就不合理。我现在介绍一种研磨的方法给大家,可以不用外圆磨床加工,也不需要砂轮越程槽。这个研磨工具很有价值,见图15和16。

图15

图16

图17中的铸铁研磨套要开4条或者6条槽,见图17。

图17

先期加工时将浇口镶件上要研磨的尺寸留单面0.02mm。研磨时先在铸铁研磨套的内面均匀地抹上研磨膏(从1000号开始)。然后套上图17中的内锥套,然后旋上螺母,但是不要夹得太紧,以手柄勉强可以转动为宜,用3爪卡盘夹住浇口镶件,双手轻轻扳动手柄,感到很松的时候,微微旋紧螺母,再继续旋转铸铁研磨套。经过2次旋紧螺母后,松开螺母,取出浇口镶件,用煤油洗干净浇口镶件并擦干,测量浇口镶件的固定档的尺寸ф48.390。假如未到数,则继续研磨,直到尺寸理想为止。

然后将浇口镶件取出,加个垫圈,再将浇口镶件放入,见图18。

图18

这时铸铁研磨套只夹到浇口镶件上的补气档,即封胶的那一档,见图19。

图19

按上述的方法,将封胶补气档的尺寸研磨到ф48.374。

四、定模仁的设计和加工

定模仁的材料也是用S136H,硬度为HRC42,见图20。

图20

反过来是这样的,见图21。

图21

1、定模仁的定位和固定

定模板上有4处定位的凹槽,这4处方形凹槽的尺寸要求加工得非常精准,见图22。

图22

定模仁固定在定模板上见图23。

图23

定模仁固定在定模板上的螺丝是从正面拧的,这样装配时比较方便,而且可以极有效地保护热流道系统。也就是说,在维护和更换模具零件时,完全不用接触到热流道元件。

定模仁与动模仁的精确定位是独立的,补气和冷却水也是独立的。

2、定模仁的冷却系统的设计

定模仁的冷却系统见图24。

图24

定模仁的冷却系统是采用了垂直水塘加隔水片的形式,加工起来很方便,冷却效果也很好。由于是独立的冷却,生产时调整模具温度时不会受其他型腔的影响。可以将模具温度调整到最佳状态现在学习模具设计的小伙伴越来越多,很多人问我有没有资料,

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3、定模仁上装浇口镶件的孔的加工

定模仁上装浇口镶件的孔由于要考虑补气的功能与浇口镶件的配合要非常精准,直径尺寸为ф48.390+0.01,可以在内圆磨床上磨出来。但是由于外形是长方形,装夹不方便,我在这里介绍一种研磨的工具,见图25、图26。

图25

图26

定模仁的孔用数控加工中心加工出来,单面留0.01~0.02,在开了缝的铸铁研磨套外圆上均匀地涂上研磨膏(1000号),旋动螺母,调整到研磨夹具勉强放入孔内,旋转并且上下抽动几次后,取出夹具,清洗并且擦干内孔,用量缸表或者内径千分尺测量内孔,直到尺寸到位为止。

4、定模仁的排气槽的加工方法

定模仁除了补气外,还要设计排气机构,见图27。

图27

在动模仁上,对着排气槽的位置有一个排气孔,见图28。

图28

反面再开排气槽,见图29。

图29

按这样设计,动、定模仁组合成为一个理想的排气系统。封胶位采用了整圈的排气,目的是在产品的杯口不产生任何的飞边和毛刺,使得产品的杯口非常光滑。现在的问题是,这个内圈的封胶面比分型面低0.008是怎么加工出来的?我在这里介绍一种研磨的方法,见图30和图31。

图30

图31

操作时先将研磨定位圈与定模仁用502胶水黏牢,在铸铁研磨块上均匀地涂上研磨膏,转动铸铁研磨块,就可以将封胶面磨低,要多次测量,慢慢接近尺寸,以免磨过头。铸铁研磨块磨损后可用平面磨床修正。还不会私信的小伙伴,可以按照以下步骤操作:

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