模具設計分享——排氣系統的設計

排氣系統在模具中的地位是相當重要的,雖然排氣系統的設計並不複雜,但它對模具的正常注塑卻起到至關重要的作用。排氣,就是在注塑灌膠時能讓模具內的氣體排出來,其示範圖如圖3.130所示。

模具設計分享——排氣系統的設計

當開始注塑時,流膠從入水口流進模具型腔,當流到A點時,從A點到C點的這段空氣再也無法排出去了,變成了“死氣”、“困氣”。當流膠繼續流進時,則空氣在壓力的作用下被壓縮。當空氣被不斷地被壓縮時,溫度在不斷升高,反壓力會不斷地增大,使得升起來的溫度足夠燒焦塑料。再者,無論加多大的壓力,都不能把這些被困死的空氣壓縮為零。也就是說,無論注塑機增加多大的注塑壓力都永遠無法使流膠流到C點,即產品的尺寸是不準確的,對高精度要求的產品,是絕對不允許的。這就是“死氣”、“困氣”才有的現象,對注塑來說有害無益。設計時應該設法消除它、解決它。上述的示範圖講解中是以空氣為例的,其實所謂的“死氣”、“困氣”,它包含的氣體有多種,例如:

①型腔中原來就存在自然狀態下的空氣。

②塑料材料中蒸發出來的水蒸氣。

③液態塑料中分解出來的揮發性氣體。

④塑料中輔助添加劑的反應氣和揮發氣。這些“死氣”、“困氣”,對產品的危害和影響是很大的。它的形成會影響到產品的外觀、產品的力學強度、產品的縮水、產品的尺寸精度、產品的注塑生產時間,等等,所以,對產品的排氣問題,應該給予足夠的重視。


在模具裡如何判斷需要排氣的方位

判斷需要排氣的方位,其實就是判斷可能“死氣”、“困氣”的地方,這是非常重要的先決條件,如果判斷出錯,則我們設計的排氣方位就會出錯。所有的加工就會作廢,解決不了問題,所以說,判斷需要排氣的方位是很重要的,要想準確地判斷出需要排氣的方位,就必須對流膠的過程和方向理解通透。

1.流膠在模具注塑時的流動過程與方向如表3.20所示,分析了流膠在模具注塑時的流動過程與方向。 

模具設計分享——排氣系統的設計

2.排氣區域的劃分與主次排氣位排氣系統是對整套模具排氣方法的總稱,往往排氣系統不做詳細的區分,所以常把這些主次排氣位置忽略了,其實對排氣區域的劃分與主次排氣位的劃分是很重要的。如果對排氣區域弄不清楚,我們如何對它進行排氣?如果對需要排氣的主要排氣位置和次要排氣位置搞不清楚,我們又如何進行設計?下面以圖3.138來講解。

(1)排氣區域的劃分:從圖上可以清楚地看到此產品有三個困氣位,即A、B、C三處,也就是說此產品有三個排氣區域,就是A困氣位排氣、B困氣位排氣和C困氣位排氣。

(2)從前面流膠過程的講解可以知道,流膠是通過1、2、3線的主流膠方向來完成產品注塑的。例如,如果Ⅰ面不設計排氣的話,還有Ⅱ面、Ⅲ面和Ⅳ面可以“跑”氣,如果Ⅱ面和Ⅳ面也不開排氣的話,還有Ⅲ面可以“跑”氣,但是Ⅲ面不開排氣的話,則“困氣”就再也沒路“跑”了,只能回沖,當與3線流過來的流膠會合後就產生了溶合線,也產生了“困氣C”。從上述可知,Ⅰ面不是主要排氣位,Ⅱ面和Ⅳ面也不是主要排氣位,但是比Ⅰ面要重要些,而Ⅲ面則是最主要的排氣位。

當流膠沿4線進膠時,“困氣”也已經沒有路可跑了,因此,A困氣位的排氣也是主要的排氣位。

當流膠沿5線進膠時,“困氣”也已經沒有路可跑了,因此,B困氣位的排氣也是主要的排氣位。

從圖3.138及其入水點可知:

①此產品共分為三個排氣區域,即A、B、C三個排氣區。

②Ⅲ面排氣、A位排氣、B位排氣是主要排氣區,用鑲件排氣如圖3.139所示。

③Ⅱ面、Ⅳ面是次要排氣位。

④Ⅰ面是最不重要的排氣位。


設計排氣的方法

常用的排氣方式有以下幾種:

①在前後模分型面開排氣槽排氣。

②用現成的頂針排氣。

③用現成的鑲件排氣。

④用工藝鑲件排氣。

⑤用透氣鋼排氣。

這幾種排氣方式裡,前四種用得最多,也是最常用的排氣方式。

1.在前後模分型面開排氣槽排氣這種方式是最常用的方式,可以說每套模都要用上這種排氣方式,因為,這種排氣方式的排氣量最大,加工也最容易,效果也最明顯,每套模具都有分型面,而這種排氣方式就是在前、後板鑲件之間開槽來完成的,如圖3.140所示。

排氣槽要開在入水邊的對邊、入水邊的左右兩側邊上,當產品很大,膠位很厚時,在入水邊上也會開排氣槽,開排氣槽的概念有兩種,分別如表3.21中的圖3.141、圖3.142所示。

模具設計分享——排氣系統的設計

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2.用現成的頂針排氣頂針排氣,通常在設計頂針時,多考慮一項就是讓頂針既有頂出的功能,又有排氣的功能,屬常規性排氣設計,司筒排氣、扁頂針排氣、

直頂排氣也屬於這個範疇,如表3.22所示。

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3.用現成的鑲件排氣所謂的“現成的鑲件”就是說,在不用考慮注塑排氣的情況下,設計模具時都要設計的鑲件結構。無論它有沒有排氣的功能,模具都要按鑲件結構來設計,見表3.23。

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4.用工藝鑲件排氣所謂的“工藝鑲件”就是說,在不用考慮注塑排氣的情況下,模具不會設計鑲件鑲出的結構,而為了排氣應設計成鑲件結構的設計就稱為“工藝鑲件”。工藝鑲件的設計,是通常在產品結構特殊、注塑時排氣要求較高、產品尺寸要求較高時採用的排氣設計方法,見表3.24。

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5.用透氣鋼排氣當產品結構很特別,困氣的地方又不允許做工藝鑲件排氣,總之,在困氣的地方不允許有一點點的疤痕等缺陷的情況下,只有用透氣鋼來作為模具的鑲件才能解決此類問題,透氣鋼是網狀結構的鋼材,就像在鋼材內部有很多的細細小小的地道一樣,氣體可以四通八達地連接,用壓縮空氣來吹這種鋼材,則在另一面會有氣泡出來,可見透氣性很強,但這種鋼材很貴,在進行模具設計時應慎用。


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