按钮双色塑料注射模具设计

时间:2025-02-04

  随着塑料工业的持续不断的发展,目前塑料制品行业有更多的制品加工要求采用多色/多料成型以提高或获得制品的外观要求、功能要求和性能要求,如从小的牙刷到大的汽车车灯。但许多制品的成型是在多台机器上用嵌件的方法多次成型的,存在诸多不足和弊端。而采用双色注射成型机加工双色/双料制品,可以双色一次成型,减少多次组合加工所产生的品质异常。对于客户而言,这不但大幅降低生产成本同时也提高了产品品质。

  按钮是一种常用的控制电器元件,常用来接通或断开‘控制电路’(其中电流很小),从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。按钮的用途很广,例如车床的起动与停机、正转与反转等;塔式吊车的起动,停止,上升,下降,前、后、左、右、慢速或快速运行等,都需要按钮控制。它已经成为现代生活中必不可少的工具,电子产品大都有用到按钮这个最基本人机接口工具,且随着工业水平的提升与创新,按钮外观也变的慢慢的变多样化及更具有丰富的视觉效果。

  本次设计的制品的内部形状较为复杂,多为曲面造型,且内层平均壁厚为1.5mm,外层平均壁厚为1.2mm,属轻质薄壁制品。

  塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差等。在满足使用上的要求的情况下,本次塑料制品的尺寸精度按MT5级精度取值。而塑件的表面粗糙度主要根据模具粗糙度,正常的情况下,塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1~2级,本次设计根据制件各层的作用和构造及材料性质,故对第一次注射成型的型芯型腔的要求相对于第二次注射成型的模具成型部分的要求要来的低。查参考文献[2]

  共注射成型是指用两个或两个以上注射单元的注射成型机,将不同的品种或不一样的颜色的塑料,同时或先后注入模具内的成型方法。此法可生产多种色彩或多种塑料的复合制品。共注射成型的典型代表有:双色注射和双层注射,也可夹层泡沫塑料注射。在本次设计中应用的是双色注射成型

  双色注射成型这一成型方法有两个料筒和一个喷嘴所组成的注射机,通过液压系统调整两个推料柱塞注射熔料进入模具的先后次序,来取得所要求的不同混色情况的双色塑料制品的,即“混色”注射和“夹芯”注射。但也有用两个具有独立喷嘴的注射装置、一个带回转机构的公用合模装置和两副模具制得明显分色的混合塑料制品的,即双清色注射机。

  由于本设计采用在两幅模具中一台注射机上进行两次注射成型制件,成型由两种塑料组成的制品,减少相关成本,故以采用双清色注射机来成型制品。

  聚酰胺树脂是含有酰胺基(—CO—NH—)的结晶型的线型高聚物。品种较多,国外称为“尼龙”,我国称其为“棉纶”,大多数都用在合成纤维,目前在工程塑料中居于首位。PA具有优良的综合性能,由于组分、牌号和生产厂商生产方法的不同,使之在性能上存在比较大差异,因此以下的试验数据仅供参考。

  脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定,以塑件内孔型芯小端为准,尺寸符合图纸要求,斜度由扩大方向取得;塑件外形,以型腔大端为准,尺寸符合图纸要求,斜度由缩小方向取得。正常的情况,脱模斜度不包括塑件的公差范围内。因制件为小型浅型腔制件,故本设计采用1°脱模斜度。查参考文献[2]

  双色产品是由两种不同色的塑料原料通过分别注射成型而形成单一的注射产品。对模具的实际要求就是两个相同的凸模要对应两个不同的凹模型腔,其中第二色型腔体积往往大于第一色型腔体积,在第一次注射后,先开模然后动模利用注射机可旋转机构旋转180度,再合模并采用与第一次注射不同色的原料进行第二次注射。第二次开模后,已完成两次注射的凸模进行脱模动作。要求注射机上有两个注射喷嘴,分别注射不一样的颜色的原料,同时其动模固定板附带有可旋转180度的回转装置。

  常用的双色注射模具可分为四种,型芯旋转式、既件板旋转式、型芯(型腔)后退式,型芯滑动式。

  成型双色塑件有两种方法。一是用两副模具在两台普通注射机上分别注射成型。第一次注射成型嵌件(如电话机按键字码),再注射另一种颜色的塑料将嵌件进行包封,完成双色注射。这种方法劳动强度大,生产效率低。目前我国工业生产的很多双色塑料制品都是依靠这种成型方式。由于双色注射机的产生,这种成型方式必然被逐步淘汰。

  摘要随着双色注射机的技术持续不断的发展,双色注射模也在日新月异的模具生产技术中崭露头角。它不仅提高了多色塑件的外观精度,还增强了它们的使用性能。此次的双色按钮设计从按钮的基本测绘、CAD二维制图、Pro/E三维建模等方面入手,再对双色按钮的成型工艺性和成型方案及其注射成型模具的结构可以进行必要的分析。设计采用一模四件的两幅相互配合适用的注射模具和一个带回转机构的公用合模装置的双清色注射机进行按钮的批量生产,从而能满足生产规格要求和生产效益。

  双色产品能得到这么大的发展,有赖于双色注射成型机出现和成熟。在此,介绍下最新的双色注射成型机的性能。HTS360双色注射成型机,是大型的双色注射成型机。整机为模块化设计,可进行多种拼接组合,扩大应用场景范围;两套互相独立、并行布置注射装置;合模部件采用内卷式斜排五铰链双曲肘合模结构,并运用三维建模、机构装配和有限元分析技术精心设计而成;两套独立的液压顶出系统,扩大机器的应用场景范围和灵活度;双工位双向180转动模板采取了液压马达驱动,使用进口高性能、长寿命可轴向移动的滚针轴承,分段转模压力、流量控制,转动模板准确位置由液压定位销和固定定位销共同定位,确保转动模板定位精度,保护模具安全;转动模板模具冷却水连接装置,模具所需冷却水可方便地从转动模板连接,从而避免冷却水管缠绕、干涉;两套独立的比例压力流量控制油路,用来控制驱动两套注射装置和两套液压顶出系统;射出两组、顶出两组及开关模均采用电子尺控制行程。

  (1)机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。抗拉强度强度接近于屈服强度,比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。

  综上所诉,本次设计主要是采用双“清色”注射机,双清色注射成型时,动模安装于具有回转机构的注射机动模板上,定模安装于注射机定模板上,合模→注射→保压→冷却→开模后,处于第二种颜色塑料注射位置的动模部分进行顶出制品;接着回转机构带着动模和第一种颜色的制品一同回转180度,实现两模具动模部分换位,再次合模后,两个注射装置一起进行注射,经冷却、开模、顶出制品,之后继续循环往复工作,如此可获得两种颜色分界清晰的双色制品。查参考文献[1]

  第二种成型双色制品的方法是用一副模具,在专用双色注射机上一次注射成型。由于双色注射机有两个相互垂直或平行的独立注射装置。因而生产效率高,劳动强度低。在进行双色料射成形时,通常是不一样的颜色的同一种塑料。这种嵌件和包封塑料的结台强度好,若使用不相同品种的塑料则应在嵌件上增设凹槽以增加结合强度。另外,当两种塑料要求的模具的温度不同时,应使一次型芯(嵌件)和二次型芯(包封)控制在不同的模具的温度下。

  图2-1b)的双色按钮就是PA[聚酰胺]和PU[聚氨酯橡胶]一次成型的。一次成型出两种塑料组成的制品,能提高塑料间的熔接强度,减少装配工序,提高工作效益,使双色按钮外观更加好看。但对模具的要求更高,而且还要使用专门的双色注射机。

  图2-1a)按钮是第一次注射成型的PA塑料制品,在进行模具设计之前,首先对制品图及形状结构分析,其内容最重要的包含塑件的几何形状,尺寸精度和表面粗糙度,脱模斜度等几个维度的分析。

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