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如何设计一套快速高效换模结构?

 草虫gg 2019-07-16


在信息化与工业化融合的时代,各行各业都面临着适应快速变化环境的新型能力的转变。EPS(可发性聚苯乙烯)、EPP(发泡聚丙烯)行业也随着市场的变化而快速发展。EPS、EPP生产行业有许多是多腔、多品种、批量不等的塑件,如装饰板(见图1)、鞋底(见图2)。

图1 装饰板

 图2 鞋底

由于塑件种类繁多且用量不等,在生产时需要通过调节模具来实现生产。一般多腔模具有2种装配方式:①整体装配,多个型腔共同在一块模板上加工成型,其缺点是无法按照生产需求对模具型腔数量进行调整;②镶件形式装配,一个模框由几个单独的模板装配在分格的镶件式模框中,优点是可以按照生产需求对模具型腔数量进行调整,换模时只需要拆卸或者装配相应的螺钉即可,节约生产成本。

图3 改进前模具结构

1.固定侧蒸汽室 2.固定侧模架 3.移动侧模架 4.固定侧蒸汽室 5.封闭板 6.固定侧支撑块 7.凸模固定板 8.凸模 9.凹模 10.凹模固定板 11.移动侧支撑块 12.固定侧转换框 13.移动侧转换框 14.喷嘴固定座 15.喷嘴

以图3所示的结构为例进行统计:K1214标准多用调节器框模具使用原来的工艺换模,需要6~8h,且此结构在换模时易出现螺钉损坏及滑牙等现象。采用快速高效换模结构(见图4)只要1.5~2h,提高了工作效率及设备使用率,并解决多品种、不同批量的塑件在换模时的繁琐、浪费设备资源、螺钉易损坏等问题。此种快速高效换模结构已申请国家发明专利,专利号为201310225444.0。

改进前模具结构

改进前的模具结构如图3所示,即标准多用调节汽框结构,从图3可以看出,模框与模板、凹模与凹模固定板、凸模与凸模固定板的连接都是采用螺钉连接。

K1214标准多用调节器框模具由模架和型腔2个部分组成。

(1)模架。模架可分成凹模架和凸模架。采用标准化模架,以便于模具的安装和型腔本体的更换。且凹模架的高度必须系列化,可做成几种特定的规格,以适应不同深度包装的需要,且只需要配上合适的支撑即可。图3所示的1~4为模架部位。

(2)型腔本体。由凹模、凸模、模板和背板等组成。更换模具时,尽可能只更换型腔本体部位,以便制作和使用。

不同的注塑机,其工作台面也不同,所以可根据塑件面积大小,进行合理选择。型腔本体的几何形状是与塑件形状直接相关的,但其必须用螺钉固定在模架上,并进行十字中心校正。同时,每副模具要保证一定数量的支撑块(间隔约15~20cm)。而推杆和喷嘴的位置,要先保证背板和模板等中心校正后,再与凹模的推杆和喷嘴的位置对准。制作不同的模具时只需要制作型腔本体部位即可。

更换模具时,需要将模架和型腔本体从机床上卸下,然后将需要更换的型腔本体拆除。拆除时先将推杆、喷嘴拆掉,然后将模板与模架连接的螺钉拆除,再将凸模与模板、凹模与模板连接的螺钉拆除。然后换上新的模具零件,更换时注意模具零件的定位,一般通过定位销来定位。安装时根据模具装配标准进行装配。

此结构在更换模具零件时,安装的螺钉在频繁拆卸时容易损坏,更换时间较长,影响设备的生产效率,同时增加了换模人员在高温环境下的工作时间,增加了人员的疲劳度,造成资源的浪费。

改进后模具结构

图4 改进后模具结构 

1.螺钉 2.螺母 3.凸模背板 4.支撑架 5.转换架 6.凸模 7.凸模固定板 8.凹模固定板 9.凹模 10.垫块 11.凹模背板 12.喷嘴 13.喷嘴固定座 14.螺钉 15.锁紧螺母 16.转换架

改进后的模具结构如图4所示,凹模、凸模装配时根据凹模固定板、凸模固定板的孔尺寸定位,凹模、凸模装配完成后只需要通过背板中心的螺钉固定即可锁紧。

图5 转换架

改进的模具结构把图3的模框A处更改为图5所示的转换架,转换架可根据塑件的尺寸需要将模框设计成几个小的模架,实现生产塑件所需的型腔数量,调整各种塑件的生产。

制作模具时需根据凹模固定板、凸模固定板的尺寸确定转换框孔尺寸,其余的按照模具标准设计,将制作完成的模具零件安装到相应的转换框中,然后通过一个M22mm的螺钉将模具锁紧,快速完成模具的安装。

在有相同类型的模具需要更换的情况下,设计模具时,依据相应位置的装配尺寸进行设计,装配偏差严格按照设计的偏差进行加工、验收,确保装配顺利。

在推杆、喷嘴的位置设计一致的前提下,模具设计时只需要制作相应的凹模、凸模。节省了凹模固定板、凸模固定板、背板、喷嘴、推杆的固定零件及冷却系统加工费用,能够有效降低模具的生产成本,提高生产效益。

把模具及模框的装配精度交给专业制作模具的供应商,采用数控加工进行控制,保证了模具、模框重复定位的效果,换模速度提高了几倍,降低了换模人员的技术要求,减少了换模人员在高温环境的工作时间,同时提高了设备的使用率,提升了设备的产量,可以节约部分设备,创造更高的产能利润。

▍内容来源:《模具工业》2018年第1期

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