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各种新型模具结构


各种新型模具结构
模具的主体结构包括标准模架、非标准框架、型腔(上模)和型芯(下模) 。一般情况下,模架是从专 门生产模架的公司外购的,型腔和型芯则由本厂设计和生产。一套完整的模具不仅包括模架、型腔和型芯, 还包括镶块、滑块、斜顶、顶针、螺钉、浇注系统、冷却系统、顶出机构和抽芯机构等。下面介绍几种新型 的模具结构。

一、高光无痕制品注塑模具的新型密

封结构

本实用新型密封结构包括(1)闭合凹槽(2)闭合凸筋(3)铝合金密封环。 这种新型结构克服了现有技术存在的因橡胶密封条高温老化,承受不住经常性、高频次高温、高压、速热、 速冷的反复冲击,不能可靠密封而泄漏的不足, 采用铝合金密封环结构的技术方案, 所提供的一种高光无 痕制品注塑模具的新型密封结构, 使高光无痕制品注塑模具的叠合流体通道的密封, 达到了能承受经常性、 高频次的高温、高压、速热、速冷反复冲击, 长期可靠不泄漏的目的。

二、一种旋转轴唇形密封圈及其一次成型模具

此新型密封圈包括:密封圈本体、骨架和弹簧。 密封圈本体包裹骨架, 弹簧安装于密封圈本体的唇口部;在密封圈本体的唇口上方,设置有凸台;模具 具有上模和下模, 下模设置对应唇口的唇腔,在唇腔的上部预留有成型凸台的成型腔;唇腔的前唇角为 45±5°, 唇腔的后唇角为 25±5° ; 在上模与下模合模时, 唇腔的尖点与上模的凸环的中心偏移距离为 0.25~0.55 mm ;唇腔的尖点的模具内直径为密封圈唇口的内直径加上橡胶缩水值,其缩水值为 0.3~0.5 mm ,具有排 除密封圈失效的隐患。 模具结构简单, 成型方便, 一次成型, 不用第二次整修成型唇口的优点, 适用于旋转轴唇形密封圈的 生产和加工。

三、新型点浇口注塑模具
点浇口是塑料注塑模具中常用的结构形式,塑件浇口痕迹小, 脱模时能自动切断浇注系统凝料。 但是点浇口

模具结构相对复杂, 要采用双分型面结构, 且要考虑中间板的定距分型、 浇注系统凝料的脱出等机构, 这些机 构的设置使模具的设计和加工难度增加。 模具工作, 过程如下:经注射、保压、冷却后模具沿定动模分开,在上推块 15 对塑件扣边向下的压力以 及塑料熔体冷凝时产生的包紧力的作用下, 塑件留在动模一边。在注射机油压顶杆推动推板 22 的作用下, 利 用推块 15 和 16 顶松塑件 13 , 然后人工取出制品。合模时, 推块 15 和 16 复位, 同时前模的组合式结构 , 设置了两块刹块 7 作为合模时模具的定位机构, 以增加合模的精确度。 塑件表面粗糙度要求较高, 表面不能有印痕, 一次不可选用大浇口进料, 若采用侧浇口,则压力损失大, 不 利于薄壳塑件的保压补塑,易产生熔接痕、缩孔等缺陷。而常规的点浇口结构相对复杂, 要采用双分型面结构, 所以本套模具采用新型的组合式形成流道和点浇口。结构图中,镶块 11 与上推块 15 组合成点浇口,定模板 4 与上推块 15 组合成流道。 为确保最佳的进料位置,将浇口设置在塑件地面前端的中间位置,这样当熔料进入型腔先充满壁厚较大处, 然后充至塑件后面,防止塑件正面产生熔接痕, 而影响塑件的外观。

本模具结合塑件的结构特点和外观要求, 采用组合式的点浇口形式进行一次脱模的结构, 模具结构简单, 大大降低了制造成本。缺点在于塑件被顶松后要手工取出。经生产验证,模具结构合理,完全满足生产要求,在 实际生产中取得了理想效果,具有一定的推广价值。

四、一种新型二次顶出结构的模具
图 1 所示产品是一种圆孔的两线护套,它的特点是孔壁太薄,且圆孔较深,外部型腔动定模高度几乎

均等。图 1 产品这些结构特征给产品的脱模造成一定的难度。圆形薄壁的特点使顶杆无法顶在制品的端部, 只能在两侧挂鼻处设计上两根顶杆。由于型芯较长,又有一半的型腔埋在动模部分,单依赖这两根顶杆脱模, 是不可靠的;又因为有一半的型腔埋在动模部分,若不用顶杆而仅用推板,型芯部分可以脱出,但型腔部分 的脱模是不可能实现的。所以,本产品只能采用顶杆和推板相结合的二次顶出脱模结构,先用推板把型芯 脱出来,再用顶杆把产品从型腔中顶出来,从而完成脱模任务。

1 模具结构: 模具结构: 模具的结构如图 2 所示,本模具和一般的模具相比,增加了推板限位拉杆 1、推板复位拉杆 4 以及弹簧 6。 弹簧 6 套在复位拉杆 4 上,弹簧 6 处于压缩状态,复位拉杆 4 的底部有一个销钉 9,通过销钉 9 使复位拉杆 固定在顶杆固定板 7 和顶出推板 8 之间。原有的复位杆不做任何改动,顶出板只需要保留顶杆固定板 7 和顶 出推板 8 即可,垫块做相应的减短。 模具工作过程: 模具工作过程: 开模时,定模部分不动,注塑机带动动模部分一起向后移动,模具就在Ⅰ-Ⅰ处完成分模。顶出时,在弹 簧 6 的作用下,推板 3 和产品一起向外移动,这时,型芯从制品中缓缓脱出。当型芯完全脱离制品时,在推 板限位拉杆 1 的作用下,推板 3 停止了运动,顶出系统继续向前移动,在顶杆的作用下,制品从推板内脱出, 这样,整个顶出动作就完成了。合模时,定模部分不动,注塑机带动动模部分一起向前移动。在此过程中, 复位杆 5 首先碰到定分,带动顶杆固顶板 7 和顶出推板 8 复位。因为拉杆 4 是通过销钉 9 固定在顶杆固顶板 7 和顶出推板 8 上的,所以,顶杆固顶板 7 和顶出推板 8 带动拉杆 4,拉杆 4 拉着推板 3,一起做复位动作。 当顶出机构完全复位后,模具也就呈闭合状态,等待着下一个生产过程了。 模具优点: 模具优点: 传统的顶出机构要用 4 块板,这样就会加高垫块,增加模具的闭合高度,使模具结构复杂化,不利于生产。 本文所介绍的这种模具结构, 是在不改变标准模架大小及高度的情况下, 通过增加一些小的模具配件的方法, 来完成原来庞大的模具机构才能完成的工作。这是模具结构上的一大进步,是对原来模具结构的一个简化, 也是技术上的一次提升。

五、十字轴套筒精密热挤压新型模具结构
图1所示解放CA-10B汽车万向节十字轴套筒锻件是一种典型的杯形件 (图中的双点划线和括号内的数字分别 是零件的形状和尺寸) ,一般采用反挤压方法成形。由于杯形件底部厚度有一定要求,一般采用曲柄压力机成 形,若采用摩擦压力机或液压机,则需要在模具上安装滑块限位装置,使滑块有确定的下死点。用一般的敞 开式反挤压模挤压杯形件时, 锻件纯在孔口高低不平和壁厚不匀的缺陷, 孔口高低不平对于高径比较小 (H/d<1) 的杯形件的材料消耗影响极大。 产生孔口高低不平和壁厚不匀的主要原因有: (1)坯料两端不平。 (2)坯料加热不均匀。 (3)锻坯直径与坯料直径相差太大,坯料定位不准确。 (4)凸模与凹模不对中。 (5)挤压时因凸模受锻件不均匀变形的横向力作用,且凹模对凸模无导向作用,使凸模产生横向弯曲弹性变 形,导致凸模下端偏移。 (6)锻件孔口无压力限制(背压) 。

以上的前4项因素,可分别通过提高下料精度,提高加热水平,控制锻坯尺寸,提高模具加工和装配精度得到 解决,而要消除后2项因素,则需要改进模具结构。 用传统的封闭成形反挤压模(没有补偿空间)挤压十字轴套筒,难以解决孔口高低不平问题。因为机械压 力机有固定的下死点(对于摩擦压力机和液压机而言,则在模具上装有滑块限位装置) ,所以在模具温度一定 情况下,封闭模腔内的空间是一定的,对热料块体积精度要求很高。挤压时热料块体积是否符合模具型腔要 求,取决于料块的尺寸精度、料块烧损控制、锻件成形温度和模具的温升控制等多方面因素,很难精确掌握。 挤压时若热料块体积稍小,则模腔上部充不满,锻件孔口仍不平齐;若热料块体积稍大,虽然可保证锻件孔 口平齐,但凹模很容易胀裂。 新模具结构 该模具结构的特点是: 卸料板3上装有与凸模8间隙配合的背压套7, 凸模固定板10上有数个沿周向均 匀 特点 : 分布的圆孔,圆孔内装有弹性元件11和压块9。模具未工作时,背压套7和卸料板3在卸料弹簧2的张力作用下, 处于相对于凸模8的下极限位置,背压套7的下端与凸模8的下端近乎平齐。模具开始工作时,上模随压力机滑 块下行,背压套7与凸模8一起插入凹模4内,进而接触锻坯,此时凸模通过背压套7依靠凹模4导向,限制了挤 压过程中凸模下端偏移,防止锻件壁厚不匀。随着上模下行,锻坯被凸模挤压变形成筒形,筒底减薄,筒壁 增高, 孔口金属推动背压套和卸料板上移, 通过压块9传力, 弹性元件11被压缩, 弹性元件的张力1背压力2 反 作用于锻件孔口,迫使孔口金属流动趋于平齐。显然,各热料块体积的差异通过弹性元件的不同压缩量获得 补偿,换言之,封闭模腔的补偿空间是由弹性元件的压缩提供的。锻件变形结束时,弹性元件压缩量达到其 最大工作变形量,背压力达到其最大工作压力(其值应大于保证锻件孔口平齐的最小压力) 。 背压力和卸料力 背压力和卸料力 背压力是锻件变形过程中因筒壁增高,筒口金属上移,被压缩的弹性元件产生的张力,其作用是阻止锻件 孔口的不均匀变形,迫使孔口金属流动趋于均匀。因此保证锻件孔口平齐的单位背压力比凸模对锻件底部的 单位压力(主动力)小得多。在变形的最后阶段,前者仅为后者的1/8-1/10. 该模具采用双卸料结构,即挤压完成后先靠卸料板的推力使锻件停留在凹模内,然后靠下顶料机构(图2 未示出)通过卸件器5将工件顶出凹模。 挤压完成后上模上行,在凸模上行(为弹性元件11的最大工作变形量)过程中,依靠弹性元件11和卸料弹 簧2的张力压住锻件不动,即此阶段每一瞬时的卸料力为弹性元件11和卸料弹簧2的瞬时张力之和。此阶段以 后每一瞬时的卸料力仅为卸料弹簧2的瞬时张力,直至锻件完全脱离凸模。

小结: 小结: 一般的敞开式反挤压模热挤压十字轴套筒时, 锻件存在孔口高低不平和壁厚不匀的缺陷。 用没有补偿空间 的封闭成形反挤压模挤压十字轴套筒,若热料块体积稍有差异,则或者模腔上部充不满,或者凹模被胀裂。 作者设计的模具,在凸模上套有受弹性元件张力作用的背压套,在模具结构上既保证了锻件在封闭型腔中变 形,迫使孔口金属流动趋于平齐,又使模腔在一定范围内对不同的锻件体积具有不同的补偿空间,避免因锻 件体积差异导致的孔口不平或凹模被胀裂。同时背压套还对凸模有导向作用,限制了凸模下端的偏移,避免

锻件壁厚不匀。 随着塑料成形工艺的不断改进与发展, 气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。 塑料件 的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度(即光泽、色调等) ,为了确保这些精度,将继续研究发展高 压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具,在注射成型中,影响成型件精度的最大因素是成型收 缩,高压注射成型可减小树脂收缩率,增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好,耐高压,特别是精密模具 的型腔应淬火,浇口密封性好,模温能准确控制。气体辅助注射成型技术已比较成熟,它能改善塑件的内在 和外观质量,具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点,而且可以节约原料及提 高制件生产率,从而大幅度降低成本。 模具的未来特点有(1)模具日趋大型化.(2)模具精度将越来越高.(3)多功能复合模具将进一步发展. (4)热流道、气体辅助注塑成型模具,在塑料模具中的比例逐步增长.(5)模具标准件应用更加广泛.因此会 有越来越多的新型模具的产生,我们拭目以待吧。 参考文献:
田福祥,十字轴套筒精密热挤压新型模具结构, 青岛建筑工程学院, (青岛建筑工程学院 田福祥,十字轴套筒精密热挤压新型模具结构, 青岛建筑工程学院,山东青岛 266033) ( ) 司红丽,花玉来,岳伟,周敬一,一种新型二次顶出结构的模具设计, (河南天海电器有限公司 司红丽,花玉来,岳伟,周敬一,一种新型二次顶出结构的模具设计, 河南天海电器有限公司 河南鹤壁 458030) ( ) 何亮,吴清鹤,新型点浇口注塑模具设计, 广东轻工职业技术学院轻化工程系 何亮,吴清鹤,新型点浇口注塑模具设计,(广东轻工职业技术学院轻化工程系 广东 广州 510300) ) 胡海明,三板式成型模具新型结构的设计, (青岛科技大学 胡海明,三板式成型模具新型结构的设计, 青岛科技大学 山东 青岛 266042) ( )


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