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工具:模具设计师的隧道门,第1部分

在所有闸门类型中,隧道闸门最容易被误解。这里’为您的应用选择最佳设计所需的知识。
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有多种不同类型的冷流道浇口用于填充两板模具中的型腔。在这里,我将只关注一种类型—the 隧道门 —由于所有的闸门类型,隧道闸门最容易被误解。

有角度的圆锥形隧道闸,也称为地下闸或海底闸,是最好的之一—and worst—选通方法的类型。原因之一’最好的原因是,当打开模具或弹出零件和流道时,隧道浇口会自动从零件分离或脱离零件。这减少了劳动—通常从相当于一个操作员的费用降低到只有一个操作员的四分之一的费用。而且这些节省很快就累了。另一个有利的特征是它们能够以几乎任何角度进行加工。当您要浇铸到其他浇口类型无法到达的位置时,例如在零件的最厚部分,这非常方便。

  • 有各种类型的隧道门设计。最常见的四个是:
  • 全锥形浇口,留下椭圆形浇口痕迹;
  • 截锥或D型闸门,留下一个“D”-shaped gate mark;
  • 球形或球形的门,留下完美的圆形门痕;
  • 凿门,也称为火炬门,留下矩形的门痕。

所有这四个刀片在离分型线最近的一侧都有一个刀口型钢。那’s进行剪切的边缘。但是,D型闸门和球形闸门的另一侧也有刀刃。那些边缘在注射过程中会很快磨损,尤其是在填充或研磨材料的情况下。

隧道闸口因过早冻结,无法填充或包装零件或产生过大的剪切力而享有声誉。这些报告的问题几乎总是由于隧道门尺寸过小所致。它’通常的做法是使标准边缘浇口的深度为零件的60%至70%’壁厚,边缘浇口的宽度通常是深度的两倍。宽度影响物料流的长度,而深度影响物料包装的能力。

避免将隧道浇口插入锥度较大的零件中。

让’s说您有一个0.080英寸的零件。室壁厚度。您可以设计一个深为0.050英寸的边缘浇口 宽0.100英寸因此,此浇口的流通面积为0.0050英寸。2。如果您想使用隧道门,则可能会使用与0.050 in。相同的“diameter,”因为您假设与边缘浇口采用相同的经验法则:壁厚的60%至70%。

然后’发生错误的位置。

For these two gate styles to have an 当量 flow area, you have to do the math. The flow area of an elliptical 隧道门 is equal to:

  • (Pi X Height)/2 X Width/2, or
  • (Pi X Height X Width)/4

如果此示例中的隧道门位于45°椭圆的高度(大直径)为0.096英寸,宽度(最小直径减去工具制造商使用量规销测量的尺寸)为0.067英寸。—不是0.050英寸。如果您使用的是0.050英寸。 “diameter,”流面积仅为0.0028英寸。2,几乎是假定的一半“equivalent” edge gate. The interesting thing is that when these two gate types are designed with 当量 flow areas, the edge gate is the one that has less of a chance to pack out the parts, because it is shallower.

有人认为隧道浇口孔应保持尽可能小,以免增加浇口密封时间。那’废话。出于相同的原因,您是否将边缘浇口做得尽可能小?如果必须增加闸门密封时间,那有什么关系?零件仍在固化,因此冷却零件所需的时间不会't 更改。最坏的情况是您将螺丝拧得更快一点以保持周期时间。

其他人认为,隧道门的底部不应大于流道的直径或宽度。那’完全是胡说八道,甚至在设计模具时也不应考虑。我看到过数十个模具,其中隧道门的底部比流道大得多—他们做得很好。实际上,我通常更喜欢比转轮更大的隧道门。那里’较大的质量,可保持更长的时间并且更灵活。物料流的限制较少。而且,此类闸门不易卡在孔中。

隧道式闸门也因留下较高的闸门痕迹而享有声誉,尤其是在闸门尺寸较大时。那’有点废话。门的大小通常会影响痕迹的大小,但主要的控制因素是“clean”或您得到的痕迹的高度取决于它的墙的角度’进入。隧道门通常不’脱离零件。他们被剪掉了。最靠近分型线的钢孔边缘会进行剪切。

该规则也有例外,例如材料是否具有很高的柔韧性,模具设计是否有缺陷或是否存在某种类型的两级顶出系统。使用前面的示例,如果隧道浇口被浇铸成具有4的零件°在侧面逐渐变细的情况下,您可以期望得到0.007英寸的门禁高度。拔模角通常向下倾斜约1°,这会使痕迹高度仅为0.001 in。遇到麻烦的地方是,当浇口进入具有较大锥度或几乎任何半径的零件时。在这些情况下,闸门高度可能会很大。随着门的磨损和需要锐化,痕迹的尺寸会变得更大。始终尝试避免隧道选通进入锥度较大的零件或半径较大的零件。

隧道门的长度可以很短也可以很长。较短的隧道闸通常可以以较小的角度加工,而较长的隧道闸需要较大的角度才能轻松拆除。请记住,较长的浇口从腔体开始越远越好,这使模具更坚固。具有浅角度的闸门必须在腔壁附近进行加工。由于浇口处的注射压力极高,因此通常是第一个闪蒸的地方。对于短的隧道浇口使用单独的浇口插件始终是一个好主意。这将使您不必在路上进行大量焊接工作。

对于短的隧道浇口使用单独的浇口插件始终是一个好主意。

隧道闸口也因成为“jetting.” That’通常是胡说八道。无论您使用哪种门—边缘,隧道,腰果,风扇,精确度甚至热流道—除非材料爬行到空腔中,否则它们都会以一定程度喷射,直到碰到障碍物为止。最常见的障碍物是大门对面的墙壁。

小闸门确实会增加喷射的机会。而且由于隧道门经常尺寸过小,因此为0.030英寸。闸门将喷射到0.100英寸宽的腔中,而不是0.060英寸。门将。那里’较小的物料流通过浇口,在空腔壁之间蜿蜒而动,还有更多空间。登机口与第一个障碍物之间的距离通常确定是否要喷射。

我说隧道闸喷射通常是胡说八道,是因为它取决于隧道闸的角度。隧道闸的角度’中心线通常在30° to 50°从分型线开始,但是我’我看到那个角度低至20° and as high as 60°。角度越高, 喷射的机会更大。与其立即将材料撞击到相对的核心中,不如说’在空旷的地方射击。但是材料类型,注射速度,模具温度和许多其他因素会导致喷射问题—不只是门型

其实我’我们看到一个巨大的边缘浇口,宽达3/4英寸,深1/4英寸,喷入一个敞开的空腔中。作为工具设计师,请考虑喷射的可能性以及可以进行哪些更改以最大程度地降低风险。有时,您必须在可能导致喷射的大角度与削弱模具的浅角度之间做出折衷。

无论您选择的隧道门的长度,角度或类型如何,都必须对孔进行打磨—在抽奖中。该规则的例外是材料是软的还是弹性的。这些材料具有更好的哑光效果。我还建议所有隧道浇口都由EDM加工,尤其是在多腔模具中。由于隧道浇口通常用于较小的零件,因此这些浇口通常很小。如果浇口的孔口尺寸不在彼此的0.001或0.002英寸之内,则零件尺寸可能会有所不同。

在这项业务中’考虑百分比总是很有帮助的。让’s说一个闸门的高度为0.030英寸。直径,而另一个浇口的厚度为0.027英寸。直径0.003英寸的微小面积仅阻塞了20%的流通面积。那个特定的空腔可能有凹陷或空隙,因为浇口冻结太早了—都是因为一张纸的厚度。

D浇口和凿式浇口比椭圆形浇口在选通浅部时要好得多。当我不穿’如果不推荐,也可以加工凿子门以形成一种矩形D型门。但是,如果您担心浇口成浅部分所需的浅角度会导致浇口折断,则可以在浇口位置移动分型线以允许变陡的角度。

当将隧道浇口加工到模具的固定侧时,需要一些机械手段才能将其从模具的孔中拉出。通常,对于两板模具,使用带有底切或反向锥度的缩短顶针,而对于脱模板,则使用抽油杆。当隧道浇口被加工到模具的移动侧时,还需要一些机械手段将其从模具的孔中拉出。同样,通常使用缩短的顶针,但没有反向角度。

不管将通道浇口安装在模具的哪一侧,顶针与通道浇口之间的距离以及由缩短的顶针形成的凸台的长度都是至关重要的。如果引脚太靠近,则隧道栅极无法弯曲。如果它’s太远,它会过度弯曲。

任何一种情况都可能导致问题。每种模具设计都不同,每种类型的成型材料也不同。没有关于在哪里定位这些弹出器销钉的规则。当模具开始打开时,这完全取决于隧道浇口和流道的刚度。它们越刚性,则顶出销需要越远。

计划出问题的地方,并牢记有选择地解决问题,以防万一。

当隧道浇口进入模具的固定侧时,由缩短的顶针形成的凸台不必很长—通常仅约转轮的直径。但是,当隧道浇口进入模具的移动半部时,凸台的长度必须至少与隧道浇口的长度相同—不是门的深度,而是门的斜边。

我曾经教过的最好的课程之一是计划出问题的地方,并牢记有选择地解决问题,以防万一。当涉及到隧道闸门时,第一条规则是在流道顶杆上留很多支承面。如果您需要增加凸台的长度,但销钉已松开,那么现在您必须安装固定套筒。

我曾经有一个模具,我想要一个隧道浇口,该通道浇口加工在工具的移动侧,以便在开模行程中与零件分离。无需结合昂贵的两阶段顶出系统,而是将抛物线浇铸机加工到模具的固定侧。跑步者的末端已咬边或“puller” ribs with a slight angle machined into the side of the runner. As the mold opened, the runner flexed at the same time the ribs pulled 隧道门 out of its bore. As the mold continued to open, the undercut ribs disengaged from the stationary side. A center sprue 拉马 retained the runner, so that it could be ejected on the moving side when the mold was fully open.

就像任何其他类型的闸门一样,隧道闸门也应从具有溢流口或冷口的流道供入,以防止闸门被堵塞或有害物质进入空腔。与其他任何浇口一样,隧道浇口在浇口与流道相交且流道与顶针相交之处应具有较大的半径。如果材料易碎,则很有可能在这两个位置之一处折断。我不想使用每个隧道门一个缩短的顶针,而是使用两个与门等距安装的缩短的顶针。

要正确修复因隧道闸门剥落而造成的损坏,几乎必须重建整个模具。

它的价格要高一些,但是我在这种设计上取得了巨大的成功。现在让’我们讨论闸门剥落或我所说的杀霉菌剂。要修复因剥落而损坏的注塑模具,必须研磨分型线以去除滚花的表面并重新安装所有的截止孔。但是现在零件的整体高度更短,可能超出规格范围。此外,零件顶部的壁厚现在更薄,这可能导致“racetrack” or a “back-fill”健康)状况。要消除这种情况,您必须磨掉核心的顶部,但剩下的部分仍然较短。要恢复规格,还必须对型腔进行更深的加工和重新抛光。因此,要正确修复因隧道闸门剥落而造成的损坏,您几乎必须重建整个模具。那’这就是为什么我称它们为霉菌杀手。那么如何防止剥落呢?

要了解如何防止剥落,您必须首先了解导致剥落的原因。左下方的照片显示了椭圆形隧道门顶端的小薄片。当隧道闸门从其孔中撤出时,它会弯曲。这种弯曲“spring loads”隧道门,当它进入时会尝试弹回其原始形状’完全摆脱了困境。在撤回隧道闸门之前的瞬间,会生成薄片。弹簧力大于隧道浇口尖端的一小段刚性塑料的强度,这会使其破裂。有时候’由晶须固定在隧道门上。有时它会掉入滑道。但是由于这种恶魔,静电,它通常会附着在分型线的表面。

椭圆形隧道闸门是造成剥落的最大原因,尤其是当闸门较长且与分型线的角度超过45度时°. That’当椭圆的大直径最大而尖端的结构完整性最弱时。 D型闸非常擅长不剥落。但是凿式闸门是最好的,因为它们很宽,并且其结构完整性相当强。凿式浇口也留下最少的浇口痕迹,因为它们是所有隧道式浇口中最浅的—假设它们具有相等的流动面积。

但是在选择要使用的隧道门类型之前,请先检查材料供应商’的设计手册。某些类型的材料需要特定的浇口,它可能不是本专栏中介绍的四种。


关于作者 :Jim Fattori是第三代注塑机,拥有40多年的成型经验。他是Injection Mold Consulting LLC的创始人,还是新泽西州一家大型多工厂成型机的项目工程师。联系: [email protected]; injectionmoldconsulting.com.

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