疊層式注射模具設(shè)計(jì)與應(yīng)用【下】【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-02-26 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

二.國(guó)內(nèi)外疊層式注射模具的發(fā)展與應(yīng)用

早在1940年12月,KNOWLESER就取得了疊層式模具的專利權(quán)。今天的疊層式注射模具,不僅比傳統(tǒng)的單層模具成本更低,而且增加了應(yīng)用疊層式注射模具的靈活性。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,疊層式注射模具經(jīng)歷了冷流道雙層注射模具、熱流道雙層注射模具、3層或4層疊層式注射模具、直角進(jìn)澆熱流道疊層式注射模具、旋轉(zhuǎn)疊層式注射模具等結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化。

1.國(guó)外疊層式注射模具的發(fā)展動(dòng)態(tài)

國(guó)外疊層式注射模具技術(shù)起步較早,發(fā)展相對(duì)成熟,知名的疊層模具公司有Tradesco、Ferromatik Milacron、Foboha和Engel等。由于熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展較快,所以熱流道疊層式注射模具技術(shù)在國(guó)外被廣泛使用。此外,發(fā)達(dá)國(guó)家在新型疊層式注射模具技術(shù)處于領(lǐng)先水平,最近發(fā)展起來的旋轉(zhuǎn)疊層式注射模具技術(shù)拓寬了疊層式注射模具的應(yīng)用能力。

20世紀(jì)60-70年代,國(guó)外一些公司便開始研制疊層式注射模具。瑞士的Schottli公司最早開發(fā)出工業(yè)應(yīng)用的疊層式注射模具。

1980年德國(guó)的Johnson T.便設(shè)計(jì)了一款冷流道雙層注射模具,該模具由動(dòng)模部分、定模部分和中間部分組成,中間部分實(shí)際上就是延續(xù)了主流道并具有分流道和兩層各自型腔的型腔板,在動(dòng)模和定模部分都設(shè)置有脫模機(jī)構(gòu),用機(jī)械、液壓或氣壓等方式來頂出塑件。

1989年D.Gener和Wiesbaden-Delkheim設(shè)計(jì)了一款熱流道雙層注射模具,它也由動(dòng)模部分、定模部分和中間部分組成,中間部分由熱流道和向型腔供料的熱噴嘴以及制品的2個(gè)型腔板構(gòu)成。

1991年Tradesco模具公司的Rozema H.設(shè)計(jì)了一款4層疊層式注射模具,該模具是在熱流道雙層注射模具的基礎(chǔ)上,延伸熱流道,并增加一套中間部分使成型層數(shù)擴(kuò)展到4層,使生產(chǎn)率提高了4倍。

1992年日本的確井裕雄和山本國(guó)雄發(fā)明了一款熱噴嘴不對(duì)稱分布的熱流道疊層式注射模具,但合理的流道設(shè)計(jì)能夠控制模腔內(nèi)的熔體達(dá)到流動(dòng)平衡。

2.國(guó)內(nèi)疊層式注射模具的發(fā)展動(dòng)態(tài)

直到20世紀(jì)80年代末,疊層式注射模具技術(shù)才逐漸傳入我國(guó)模具行業(yè),因此,我國(guó)疊層式注射模具技術(shù)起步較晚,生產(chǎn)中采用熱流道疊層式注射模具所占的比例較少,在設(shè)計(jì)和應(yīng)用上與國(guó)外先進(jìn)疊式模具技術(shù)存在一定的差距,甚至在一些技術(shù)領(lǐng)域(如旋轉(zhuǎn)疊式注射模具)仍處于空白。所以,面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)必須盡快提高疊層式注射模具技術(shù),在國(guó)際市場(chǎng)中掌握主動(dòng)性,使企業(yè)立于不敗之地。

1990年,北京塑料十三廠的李書贊提出了一種采用側(cè)澆口進(jìn)料的雙層型腔注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),該模具比點(diǎn)澆口進(jìn)料減少一個(gè)模具分型面,容易實(shí)現(xiàn)順序開模,但在成型較深型腔或需較大脫模力的塑件時(shí)不可靠。

1992年,常州輕工業(yè)學(xué)校的卜建新介紹了一種側(cè)澆口和點(diǎn)澆口并用的雙層型腔注射模具,上層型腔采用側(cè)澆口進(jìn)料,下層型腔采用點(diǎn)澆口進(jìn)料,利用限位拉鉤和限位拉板等實(shí)現(xiàn)順序分型,可成型不相同的塑件。

1995年,乙清設(shè)計(jì)一種特殊的雙層注射模具,其流道采用了兩級(jí)主流道形式,一級(jí)主流道頂部設(shè)有沉孔槽,動(dòng)模板通過鏈條傳動(dòng),帶動(dòng)定模部分的頂出板頂出塑件。它的缺點(diǎn)是需要將注塑機(jī)噴嘴延伸至模具的定模上注入主流道襯套,且澆注系統(tǒng)粗大。

1997年,李樹、揣成智把熱流道繞過中心從模具邊緣將塑料熔體傳送到流道板,設(shè)計(jì)了一款生產(chǎn)汽車門窗密封條的雙層熱流道注射模具,該模具在一個(gè)注射周期中能成型兩組塑件,每組含有前后左右4條密封條,兩輛汽車上使用的8條密封條即可一次成型出來。

1999年,浙江偉星集團(tuán)的王曰興設(shè)計(jì)了一款高效哈夫式雙層注射模具,共用一對(duì)哈夫滑塊,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本較低,而型腔數(shù)增加1倍,注塑成型周期短,生產(chǎn)效率高。

2000年,馮孝中等人介紹了一種潛伏式澆口的白酒杯蓋雙層注射模具,可使各層塑件與流道凝料實(shí)現(xiàn)模內(nèi)分離,且各層分型面可同時(shí)脫出,既簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu),又降低了對(duì)分型距離的要求,而且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),但要求塑件留?？煽啃愿吆椭髁鞯酪r套為深陷式。

2003年,閻亞林和黃曉燕設(shè)計(jì)了一種直角進(jìn)澆熱流道疊層式注射模具,該模具改變了進(jìn)澆口的位置,進(jìn)澆口改在中間部分,與開模方向成直角,需要直角式注塑機(jī),但是省去了熱注道的延伸,減少了塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴流向分流板的距離,簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2004年,陳劍玲、劉廷華等人又設(shè)計(jì)了一款CD包裝盒的熱流道疊層式模具,采用定距拉桿實(shí)現(xiàn)順序開模,結(jié)構(gòu)緊湊,經(jīng)濟(jì)性佳,并節(jié)省了人力,極大地提高了效率,保證了制品質(zhì)量。

2007年,沈洪雷等人設(shè)計(jì)了一款光碟支架熱流道疊層模具,該模具采用雙層熱流道結(jié)構(gòu)形式,利用齒輪、齒條及液壓缸來實(shí)現(xiàn)模具的順序開模和塑件的頂出,生產(chǎn)的塑件尺寸和外觀符合要求,生產(chǎn)效率大幅提高,生產(chǎn)成本和廢品率大大下降。

2008年,王振保等人將CAE技術(shù)應(yīng)用到疊層式注射模具設(shè)計(jì)中,利用Moldflow分析軟件,通過對(duì)塑料填充、保壓和冷卻過程的模擬分析,對(duì)空調(diào)面板疊層式模具的成型過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,分析了影響成型過程的主要因素,優(yōu)化了工藝參數(shù)。

三.結(jié)論

采用疊層式注射模具,尤其是熱流道疊層式注射模具,可以充分發(fā)揮注塑機(jī)的能力,節(jié)省人力和設(shè)備資源,極大地提高生產(chǎn)效率。雖然疊層式注射模具在設(shè)計(jì)和加工方面成本較高,但是,如果能在以下幾個(gè)方面加以改進(jìn),則可以大幅度地降低模具成本,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍:

1.完善疊層式注射模具的設(shè)計(jì)理論,縮短研發(fā)周期;

2.延長(zhǎng)一些核心元件(如加熱元件、溫控元件等)的使用壽命;

3.使疊層式注射模具與普通的注射模塑設(shè)備配套;

4.借助CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與加工,實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)最優(yōu)化;

5.實(shí)現(xiàn)疊層式注射模具通用零件的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化;

6.提高壓力傳遞能力,使其適于厚壁塑件的生產(chǎn);

7.實(shí)現(xiàn)疊層式注射成型工藝參數(shù)的優(yōu)化;

8.實(shí)現(xiàn)疊層式注射成型的全自動(dòng)化。

(來源:塑料模具網(wǎng),2016-05-03,由華南理工大學(xué)研究生譚景煥供稿)

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