塑料注射模具材料选择有哪些要求?这7个都很重要

塑料注射模具结构比较复杂,一套完整的模具有各种各样的零件,各个零件在模具中所处的位置、作用不同,对材料的性能要求就有所不同。合理选择模具零件的材料,是生产高质量模具、提高效率、降低成本的基础。

一、注塑模具的结构组成

1、模腔:模具中用于成型塑料制件的空腔部分,模腔的形状与塑件的形状一致,模腔一般由型芯、型腔组成。

2、成型零件:赋予成型材料形状、结构、尺寸的零件,通常由型芯(凸模)、凹模型腔以及螺纹型芯、镶块等构成。

3、浇注系统:将塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统,浇注系统分主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分,是由浇口套、拉料杆和定模板上的流道组成。

4、导向部件:为了保证动模与定模闭合时能够精确对准而设置的导向部件,起导向定位作用,它是由导柱和导套组成的,有的模具还在顶出板上设置了导向部件,保证脱模机构运动平稳可靠。

5、脱模机构:实现塑件和浇注系统脱模的装置,其结构形式很多,最常用的有顶杆、顶管、顶板及气动顶出等脱模机构,一般由顶杆、复位杆、弹弓、顶杆固定板、顶板(顶环)及顶板导柱/导套等组成。

6、抽芯机构:对于有侧孔或侧凹的塑件,在被顶出脱模之前,必须先进行侧向抽芯或分开滑块(侧向分型),方能顺利脱模。

7、模温调节系统:为了满足注射成型工艺对模具温度的要求,需要有模温调节系统(如:冷却水、热水、热油及电热系统等)对模具温度进行调节的装置。

8、排气系统:为了将模腔内的气体顺利排出,常在模具分型面处开设排气槽,许多模具的推杆或其它活动部件(如:滑块)之间的间隙也可起到排气作用。

9、其它结构零件:是指为满足模具结构上的要求而设置的零件(如:固定板、动/定模板、撑头、支承板及连接螺钉等)。

二、注塑模具的分类

1、单分型面注塑模:开模时,动模和定模分开,从而取出塑件,称单分型面模具,又称双板式模。它是注塑模具中最简单最基本的一种形式,它根据需要可以设计成单型腔注塑模,也可以设计成多型腔注塑模,是应用最广泛的一种注塑模。

2、双分型面注塑模:双分型面注塑模有两个分型面,与单分型面注塑模具相比较,双分型面注塑模具在定模部分增加了一块可以局部移动的中间板(又叫活动浇口板,其上设有浇口、流道及定模所需要的其它零件和部件),所以也叫三板式(动模板,中间板,定模板)注塑模具,它常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注塑模具,开模时,中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离,以便在这两个模板之间取出浇注系统凝料。双分型面注塑模结构复杂,制造成本较高,零部件加工困难,一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。

3、带有侧向分型与抽芯机构的注塑模:当塑件有侧孔或侧凹时,需采用可侧向移动的型芯或滑块成型。注塑成型后,动模首先向下移动一段距离,然后固定于定模板上的弯销的斜面段迫使滑块向外移动,与此同时脱模机构的推杆推动推件板使塑件自型芯上脱下。

4、带有活动成型零部件的注塑模:由于塑件的某些特殊结构,要求注塑模设置可活动的成型零部件,如活动凸模、活动凹模、

活动镶件、活动螺纹型芯或型环等,在脱模时可与塑件一起移出模外,然后与塑件分离。

5、自动卸螺纹注塑模:对带有螺纹的塑件,当要求自动脱模时,可在模具上设置能够转动的螺纹型芯或型环,利用开模动作或注塑机的旋转机构,或设置专门的传动装置,带动螺纹型芯或螺纹型环转动,从而脱出塑件。

6、无流道注塑模:无流道注塑模是指采用对流道进行绝热加热的方法,保持从注塑机喷嘴一型腔之间的塑料呈熔融状态,使开模取出塑件时无浇注系统凝料。前者称绝热流道注塑模,后者称热流道注塑模。

7、直角式注塑模:直角式注塑模具仅适用于角式注塑机,与其他注塑模截然不同的是该类模具在成型时进料的方向与开合模方向垂直。他的主流道开设在动、定模分型面的两侧,且它的截面积通常是不变的,这与其他注塑机用的模具有区别的,主流道的端部,为了防止注塑机喷嘴与主流道进口端的磨损和变形,可设置可更换的流道镶块。

8、脱模机构在定模上的注塑模:在大多数注塑模中,其脱模装置均是安装在动模一侧,这样有利于注塑机开合模系统中顶出装置的工作。在实际生产中,由于某些塑件受形状的限制,将塑件留在定模一侧对成型更好一些,这了使塑件从模具中脱出,就必须在定模一侧设置脱模机构。

三、塑料注射模具对材料的基本要求

对于塑料注射模具,模具零件材料的基本要求如下。

1、具有良好的机械加工性能:塑料注射模具零件的生产,大部分由机械加工完成。良好的机械加工性能是实现高速加工的必要条件。良好的机械加工性能能够延长加工刀具的寿命,提高切削性能,减小表面粗糙度值,以获得高精度的模具零件。

2、具有足够的表面硬度和耐磨性:塑料制品的表面粗糙度和尺寸精度、模具的使用寿命等,都与模具表面的粗糙度、硬度和耐磨性有直接的关系。因此,要求塑料注射模具的成型表面有足够的硬度,其淬火硬度应不低于55 HRC,以便获得较高的耐磨性,延长模具的使用寿命。

3、具有足够的强度和韧性:由于塑料注射模具在成型过程中反复受到压应力(注射机的锁模力)和拉应力(注射模型腔的注射压力)的作用,特别是大中型和结构形状复杂的注射模具,要求其模具零件材料必须有高的强度和良好的韧性,以满足使用要求。

4、具有良好的抛光性能:为了获得高光洁表面的塑料制品,要求模具成型零件表面的粗糙度值小,因而要求对成型零件表面进行抛光以减小其表面粗糙度值。为保证抛光效果,模具材料不应有气孔、杂质等缺陷。

5、具有良好的热处理工艺性:模具材料经常依靠热处理来达到必要的硬度,这就要求材料具有较好的淬硬性和淬透性。塑料注射模具的零件往往形状较复杂,淬火后进行加工较为困难,甚至根本无法加工,因此模具零件应尽量选择热处理变形小的材料,以减少热处理后的加工量。

6、具有良好的耐腐蚀性:一些塑料及其添加剂在成型时会产生腐蚀性气体,因此选择的模具材料应具有一定的耐腐蚀性,另外还可以采用镀镍、铬等方法提高模具型腔表面的抗蚀能力。

7、表面加工性能好:塑料制品要求外表美观,花纹装饰时,则要求对模具型腔表面进行化学腐蚀花纹,因此要求模具材料蚀刻花纹容易,花纹清晰、耐磨损。

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