衣架模具

以塑膠衣架模具的設計和典型模具零件的數控加工為例,介紹了注塑模具的設計方法和流程。 分類目前,衣架模具似乎沒有按模具加工工藝分的分類。 模具澆口位置的選擇應使塑膠的流程最短,料流變化方向最少。

簡介

衣架模具 (hanger mould),這裡的衣架具體指塑膠衣架,是塑膠衣架生產商製造生產衣架的必要設備。衣架模具是決定衣架形狀與質量的重要因素。衣架模具在模具分類裡面幾乎都被歸為注塑模具這一分類裡面,主要跟模具的加工和使用有關。具體指將受熱融化的材料由高壓射入衣架模具模腔內,經冷卻固化後,得到衣架成形品。衣架注塑成型過程大致可分為以下6個階段“合模-注射-保壓-冷卻-開模-塑膠衣架取出”,上述工藝反覆進行,就可連續生產出製品。衣架模具可以做成多腔模具,打一模可以出多個衣架產品。現下模具加工過程中,生產一出二與一出四的衣架模具居多。

在現代生產中,模具是大批量生產各種產品和日用生活品的重要工藝裝備,它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由於模具成型具有優質、高產、省料和成本低特點,現已在國民經濟各個部門,特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器儀表、機械製造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的套用。以塑膠衣架模具的設計和典型模具零件的數控加工為例,介紹了注塑模具的設計方法和流程。首先根據塑件材料及工藝特性用pro/e軟體對零件進行模型分析,然後選擇注塑機並確定型腔數目,接著確定成形方案:總體結構設計、分型面設計、澆注系統設計、脫模機構設計、冷卻系統設計等。最後進行注塑機工藝參數校核,包括注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機閉合高度等方面,然後運用MasterCAM軟體對成型零件的數控加工,確定刀具路徑和加工方法,模擬其加工過程。

分類

目前,衣架模具似乎沒有按模具加工工藝分的分類。但大家都知道,不同款式不同用料的衣架,其模具的設計加工生產的方式大有不同。所以,衣架模具的分類主要還是按衣架的分類來分的。 大致分類有:女式衣架,西裝衣架,兒童衣架,寵物衣架,文胸衣架等。

選材

選用ABS塑膠成型,ABS是一種具有良好綜合性能的工程材料,它具有苯聚乙烯的良好成型性,聚丁二烯的韌性,聚丙烯晴的化學穩定性和表面硬度,其抗拉強度可達35~50Mpa,ABS粘度適中,流動性好。它的另一個優點是耐氣候性,其製品的使用溫度範圍40℃~100℃。ABS的線膨脹係數小,製品具有良好的尺寸穩定性,且抗蠕變性好;拉伸強度、衝擊強度、硬度值都較高;能耐水、無機酸、鹼等由於ABS中B組分的存在,耐候性差,易發生光氧化老化和熱氧化老化,為了提高耐候性,可加入抗氧化劑和光穩定劑。綜上所述,由於ABS具有良好的耐酸鹼性、較強力學性能、使用溫度範圍較寬,相比之下ABS更加適合做衣架的成型材料。

衣架模具的選材主要考慮鋼材的熱強度,熱穩定性以及鋼材本身的硬度,常用模具材料:
45#鋼:45號鋼為 優質碳素結構用鋼,硬度不高易切削加工,相應加工成本較其他鋼材低。一般產量不是很高,製作要求,衣架質量要求不是很高的建議選用。
P20:預硬塑膠模具鋼。適用於長期生產高質塑膠模具。此鋼具有良好的可切削性及可一般拋光。
718:718模具鋼用途與P20類型模具鋼材相同,但由於淬透性更好,性能更優越,可以製作尺寸大的、高檔次的塑膠模具成形零件。
H13:H13鋼材是熱作模具鋼。加工前都需要進行真空淬火硬度達到50°以上。

加工流程

1、底面加工,加工量保證;
2、鑄件毛坯基準找正,2D、3D型面餘量檢查;
3、2D、3D型面粗加工,非安裝非工作平面加工(包括安全平台面、緩衝器安裝面、壓板平面、側基準面);
4、半精加工前,側基準面的找正確保精度;
5、半精加工2D、3D型面,精加工各類安裝工作面(包括限位塊安裝面及接觸面、鑲塊安裝面及靠背面、沖頭安裝面、廢料切刀安裝面及靠背面、彈簧安裝面及接觸面、各類行程限制工作面、斜楔安裝面及靠背面),半精加工各類導向面、導向孔,留餘量精加工工藝基準孔及高度基準面,並記錄數據;
6、檢驗複查加工精度;
7、鉗工鑲作工序;
8、精加工前,工藝基準孔基準面找正,鑲塊餘量檢查;
9、精加工型面2D、3D,側沖型面及孔位,精加工工藝基準孔及高度基準,精加工導向面及導向孔;
10、檢驗複查加工精度。

澆口位置

衣架模具澆口的形式很多,但無論採用什麼形式的模具澆口,其開設的位置對塑件的成形性能及成型質量影響都很大,無形中增加了對衣架模具設計者的要求。合理選擇模具澆口的開設位置是提高塑件質量的一個重要設計環節。在選擇模具澆口位置時,應針對塑膠製造的幾何形狀特點及技術要求,來分析熔融塑膠在模內的流動狀態,填充條件及排氣條件等因素。 模具澆口應開設在塑件斷面最厚處。當塑件的壁厚相差較大時,若將模具澆口開設在壁薄處,這是塑膠熔體進入型腔後,不但流動阻力大,而且還易冷卻,影響熔體的流動距離,難以保證充填滿整個型腔。塑件的壁厚處往往是熔體最晚固化的地方,如果澆口開設在壁薄處,那么壁厚的地方因塑膠熔體收縮得不到補縮而會形成表面凹陷或縮孔。
模具澆口的尺寸及位置選擇應避免產生噴射和蠕動現象。小的模具澆口如果正對著一個寬度和厚度較大的型腔,則高速料流經過澆口時,由於受到很高的切應力,將生產噴射和蠕動等熔體斷裂現象。有時噴著現象還會使塑膠製件形成波紋流痕。
模具澆口位置的選擇應使塑膠的流程最短,料流變化方向最少。
模具澆口位置的選擇應有利於型腔內氣體的排出。
應防止料流將型腔,型芯,嵌件擠壓變形。

結構形式

(1)推出機構分類
推出機構一般由推出、復位和導向等三大元件組成,推出機構設計的合理性與可靠性直接影響到塑膠製件的質量。推出機構按基本傳動形式可分為機動推出、液壓推出和手動推出等三類。本設計採用液壓推出,它是利用開模動作,由注射機上的液壓缸推動模具上的推出機構,將塑件從動模部分推出.推出機構按推出元件的類別可分為推桿推出、推管推出、推件板推出等。本設計採用推桿推出機構,推桿推出機構是推出機構中最簡單、動作最可靠、最常見的結構形式,因為設定推桿的自由度較大,而且推桿截面大部分為圓形,製造、修配方便,容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度,推桿推出時運動阻力小,推出動作靈活可靠,推桿損壞後也便於更換。
(2)推桿的形狀
本設計中推桿的形狀採用圓柱頭直通式推桿,尾部採用台肩固定,這種形式通常在d>3mm時採用,是最常用的形式。本設計中衣架身和衣架頭的推桿直徑d都取4mm。推桿尺寸(GB/T4169.1-1984)
(3)推桿的固定與配合
在推桿固定板上制有台階孔,將推桿裝入其中。這種形式強度高,不易變形,但在推桿很多的情況下,台階孔深度的一致性很難保證,本設計a)衣架身所使用的推桿數為4,不是很多,可採用此種形式。b)衣架頭所使用的推桿數為8。推桿固定板上的孔為d+1mm,即5mm;推桿台階部分的直徑為8mm,推桿固定板上的台階孔為9mm。推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常採用H8/f7~H8/f8的間隙配合,視推桿直徑的大小與塑膠品種的不同而定。推桿直徑大、塑膠流動性差可以取H8/f8,反之採用H8/f7。本設計採用的推桿直徑較小,且ABS塑膠的流動性好,據此取H8/f7。推桿與推桿孔的配合長度視推桿直徑的大小而定,L=1.5~3d,本設計取配合長度為3d即12mm。推桿工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8μm。
(4)推桿的材料與熱處理要求
材料為8A鋼,端部淬火到50~55HRC

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