可塑性设计

卷2:下切孔和通孔

侧面看快速注射成型
大富翁世界里的房子没有门窗。也许住在那里的小人大部分时间都呆在室内,或者他们已经完善了隐形传输。更有可能的是,没有门没有窗的塑料房子很容易用简单的两部分模具制造出来。



在现实世界中——包括塑料零件的世界——生活要复杂得多。房子有门,零件有凹痕、通孔和其他特征,这些特征不是垂直向上或向下的,可以作为两部分模具的凹口。设计人员使用快速注射成型技术可以通过多种方式解决这些挑战,包括侧面动作凸轮、滑动关闭、拾取和凹凸。

3D渲染的垄断与削弱与侧面行动凸轮
图1:侧动凸轮是一种常见的解决方案,在注射成型设计小凹口。
Side-Action凸轮

最明显的方法是侧动作-模具件的行为,从外部的部分,移动垂直于模具开孔的方向。这些在一个封闭的模具中产生侧面特征,然后自动退出,允许a侧模具一半退出,当模具打开时,零件从b侧弹出。在图1中,一个侧面动作凸轮产生门,密封对b侧核心模具填充,然后撤回,以允许弹出。类似的技术可以产生非穿透式压痕,否则就会起到凹痕的作用。

虽然支线行动是一种相对简单的解决方案,但在使用它们时仍需牢记一些事项。首先,它们必须垂直于开模方向打开。这将是简单的,如果部分墙没有起草,总是垂直定位。然而,由于壁并不总是方便地定向,必须注意确保侧动作的操作(并且它们本身是起草的)垂直于模具开模方向,而不一定垂直于它们所在的表面。

将图1中的窗口想象为屋顶上的天窗,而不是天窗。(见图2)。当凸轮向侧面打开时,垂直于倾斜屋顶的窗户将部分被困住。幸运的是,大多数CAD程序允许您定义面向和绘制特征的面或平面。在这种情况下,在创建天窗时,你将简单地垂直于分离线的平面,而不是屋顶的平面。

虽然凸轮通常用于生产小特征,但它们也可用于生产零件的大部分。在图3,我们看到一个零件的顶部和底部是由a和b侧模具的一半和它的整个圆周完全由两个凸轮形成。

由凸轮形成的成型零件周长
图3:通过调整其方向,可以用两个凸轮形成零件的整个圆周。
滑动号

在某些情况下,您可以通过使用简单的两部分模具来消除侧向动作的成本和复杂性,这些模具具有战略性地放置滑动关闭。这是一个区域,其中面对的A和b边模具一半移动平行于另一个模具打开。如果我们从房子的门上移走底部的窗台,如图4所示,我们可以仅仅通过A侧和b侧模具的相互作用来产生特征。

当模具关闭时,从b侧模具一半伸出的门形垫密封在a侧模具一半的壁上。因为在门下面没有台阶,垫不会被困住,当模具打开时可以从门的底部出来。

使用零件方向来实现特征
图4:巧妙地利用模具的A面和b面可以消除侧面动作的需要,降低零件成本。

与侧面作用形成的朝向房屋外部的门不同,由b侧模具一半形成的门朝向房屋的底部,以方便零件的射出。同样,滑动关闭本身- b侧模具一半的区域,其中形成门的垫满足a侧模具一半的内部,必须起草到至少3°。这一点之所以重要,有两个原因。首先是当模具被夹紧以进行注射时,要有一个紧密的密封。第二是防止模具表面的磨损,因为模具打开。关闭磨损会导致模具表面之间的树脂泄漏,从而产生不美观的闪光,并可能干扰零件功能。

铰链创建与滑动关闭
图5:滑动关闭是设计师可以成功地在模具零件上实现铰链的一种方式。

滑动关断器可用于产生各种其他有用的功能。一个是像里面那个一样的夹子图5.就其本质而言,夹子末端的钩是专门设计用来捕捉的,所以它下面的区域通常是一个凹边。在钩子下面的“地板”上创建一个洞,与在前面的例子中移除门下的窗台达到相同的最终结果。在这种设计中,它允许一个矩形的垫模一半通过地板向上延伸,以创建钩的底部和夹子的凹陷面。矩形垫关闭对墙壁的另一个模具的一半,这产生了夹子的其余部分。

制造带滑动关闭的通孔
图6:垂直于模具开口的通孔是滑动关闭器的另一种常见用途。

另一个有用的功能,可以形成使用关闭是一个通孔,是垂直于模具开孔的方向。(见图6

通过去除孔壁的交替部分,您可以让每个模具一半形成,交替地,内部和外部表面的通道。两个模具半满足在多个点沿通孔的长度,必须在这些点的每一个起草。该技术在Protolabs的Design Cube中进行了演示,可在此免费获得explore.protolabs.com/design-cube

我们已经展示了移除一个槛如何消除对侧面操作的需求,但也有一些实例可以通过滑动关闭产生一个完全包围的通孔(例如窗口)。这是通过增加墙壁的吃水量来实现的,这样可以使窗户部分地由两个模具的每一部分形成。图7中的窗口是由图8所示的滑动关闭器形成的。在这种情况下,关闭之间的两个模具半角横跨窗口。窗口的上边缘由b侧模具一半形成;底边由a侧模具一半成型。两个模具面必须在关闭(滑动关闭)的地方至少有3度的距离。为了做到这一点,零件壁本身必须被起草超过3度。壁的额外拉伸量取决于零件的几何形状。

你怎么知道?询问以下问题:(参见图8)。

1.当你向下看你的关闭器时,你能清楚地看到边缘1和边缘2吗?如果2隐藏在1之下,则不能使用此关闭设计。

2.边1和边2的夹角是3度还是更大?

Pickouts

在Protolabs的注塑过程中,凸轮不能在非外部表面形成凹痕。然而,在许多情况下,内部表面上的凹口可以使用拾取器形成。当树脂注入时,这些插入物是模具的一部分,但与零件一起弹出,然后从零件中取出,在其位置留下凹边特征。图9显示了两个拾取点以及它们形成的特性。通过填充凹口并暂时成为零件的一个元件,挑出器消除了弹出问题。

图7:增加吃水可以形成一个完全包围的通孔。

图7:增加吃水可以形成一个完全包围的通孔。


注射成型挑出,以创造内部凹边
图9:零件成型后手动移除挑件。


它的功能与侧动凸轮类似,但在几个方面有所不同。首先,它颠倒了副动作的操作顺序。不是先取出再取出,而是先取出再取出。其次,拔件不自动操作,而是手动插入模具,手动从出模件中取出,然后手动重新插入模具。为了提高效率,一个模具通常有多套挑件,操作员交替使用。

轻微凹边的注塑凸点
图10:凹坑用于轻微的切口。当它被挤出时,它在模具上弯曲。
Bumpoffs

对于相对柔性树脂中非常小、形状合适的切口,还有一个最后的选择。凸点是在墙上的一个轻微的凹痕,当零件被推出模具时,它可以弯曲,使零件在没有损坏的情况下被释放。适当的“斜坡”的部分和模具在凹凸发生的点将有助于突出的部分和模具特征骑在另一个没有损坏。(参见图10。)

有关这些主题和其他主题的更多信息,请访问protolabs.com/en-gb/世界杯2022官网投注resources/design-tips

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