二、模具的组成结构
在上述的分类方法中,有些不能全面地反映各种模具的结构和成形加工工艺的特点及它们的使用功能,因此,采用以使用模具进行成形加工的工艺性质和使用对象为主,以及根据各自的产值比重的综合分类方法,主要将模具分为以下五大类。
1.塑料模
塑料模用于塑料制件成型,当颗粒状或片状塑料原材料经过一定的高温加热成黏流态熔融体后,由注射设备将熔融体经过喷嘴射入型腔内成型,待成型件冷却固定后再开模,最后由模具顶出装置将成型件顶出。塑料模在模具行业所占比重较大,约为50%。
通常塑料模具根据生产工艺和生产产品的不同又可分为注射成型模、吹塑模、压缩成型模、转移成型模、挤压成型模、热成型模和旋转成型模等。
塑料注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的,作为注射成型加工的主要工具之一的注塑模具,在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方面水平高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新,同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。常见的注射模典型结构如图1-1所示。
图1-1 注射模典型结构
1-动模座板;2-支撑板;3-动模垫板;4-动模板;5-管塞;6-定模板;7-定模座板;8-定位环;9-浇口衬套;10-型腔组件;11-推板;12-围绕水道;13-顶杆;14-复位弹簧;15-直水道;16-水管接头;17-顶杆固定板;18-推杆固定板
注射成型模具主要由以下几个部分构成。
◆ 成型零件:直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件,它包括型芯、型腔、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。其中构成塑件外形的成型零件称为型腔,构成塑件内部形状的成型零件称为型芯,如图1-2所示。
图1-2 模具成型零件
◆ 浇注系统:它是将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道。通常,浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴4个部分组成,如图1-3所示。
图1-3 模具的浇注系统
◆ 分型与抽芯机构:当塑料制品上有侧孔或侧凹时,开模推出塑料制品以前,必须先进行侧向分型,将侧型芯从塑料制品中抽出,塑料制品才能顺利脱模。例如斜导柱、滑块、锲紧块等,如图1-4所示。
图1-4 分型与抽芯机构
◆ 导向零件:引导动模和推杆固定板运动,保证各运动零件之间相互位置的准确度的零件为导向零件。如导柱、导套等,如图1-5所示。
图1-5 导向零件
◆ 推出机构:在开模过程中将塑料制品及浇注系统凝料推出或拉出的装置。如推杆、推管、推杆固定板、推件板等,如图1-6所示。
图1-6 推出机构
◆ 加热和冷却装置:为满足注射成型工艺对模具温度的要求,模具上需设有加热和冷却装置。加热时在模具内部或周围安装加热元件,冷却时在模具内部开设冷却通道,如图1-7所示。
图1-7 模具冷却通道
◆ 排气系统:在注射过程中,为将型腔内的空气及塑料制品在受热和冷凝过程中产生的气体排除而开设的气流通道。排气系统通常是在分型面处开设排气槽,有的也可利用活动零件的配合间隙排气。如图1-8所示的排气系统部件。
图1-8 排气系统部件
◆ 模架:主要起装配、定位和连接的作用。它们是定模板、动模板、垫块、支承板、定位环、销钉、螺钉等,如图1-9所示。
图1-9 模具模架
2.冲压模
冲压模是利用金属的塑性变形,由冲床等冲压设备将金属板料加工成型。其所占行业产值比重为40%左右。如图1-10所示为典型的单冲压模具。
图1-10 单冲压模具
3.压铸模具
压铸模具被用于熔融轻金属,如铝、锌、镁、铜等合金成型。其加工成型过程和原理与塑料模具差不多,只是两者在材料和后续加工所用的器具不同而已。塑料模具其实就是由压铸模具演变而来。带有侧向分型的压铸模具如图1-11所示。
图1-11 压铸模具
4.锻模
锻造就是将金属成型加工,将金属胚料放置锻模内,运用锻压或锤击方式,使金属胚料按设计的形状来成型。如图1-12所示为汽车件锻造模具。
图1-12 锻造模具
5.其他模具
除以上介绍的几种模具外,还包括玻璃模具、抽线模具、金属粉末成型模具等其他类型模具。如图1-13(a)、(b)、(c)所示为常见的玻璃模具、抽线模具和金属粉末成型模具。
图1-13 其他类型模具