可塑性设计

第2卷:底边和通孔

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花了很多时间在室内,或者他们已经完善了瞬间移动。更有可能的是,这是因为没有门、没有窗户的塑料房子很容易用简单的两部分模具建造。



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、通孔和其他不是竖直向上或向下的特征,可以作为两部分模具的底边。使用快速注射成型的设计师可以通过各种方式解决这些挑战,包括侧动凸轮、滑动关闭、挑孔和凸起。

大富翁房子的3D渲染与侧边动作摄像头做出的底边
图1:侧动凸轮是注塑设计中小底孔的常见解决方案。
Side-Action凸轮

最明显的方法是侧动作-模具块从部件的外部起作用,垂直于模具开口的方向移动。这些在一个封闭的模具中产生侧面特征,然后自动收回,允许a侧模具一半收回,随着模具打开,零件从b侧弹出。在图1中,一个侧动凸轮生产门,在模具填充时密封在b侧芯上,然后收回以允许弹出。类似的技术可以产生非贯通缩进,否则将充当缺口。

虽然副反应是一个相对简单的解决方案,但在使用它们时要记住一些事情。首先,它们的开口必须与模具开口方向垂直。如果部分墙壁不需要绘制,并且始终垂直放置,那么这将很简单。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(并且本身是起草的)垂直于模具开口的方向,而不一定垂直于它们所处的表面。

将图1中的窗口想象成屋顶上的天窗,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程序允许您定义应面向和绘制特征的面或平面。在这种情况下,在创建天窗时,你只需垂直于分型线的平面,而不是屋顶的平面。

虽然凸轮通常用于生产小的特征,但它们也可以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面和b面模具组成的,它的整个圆周完全由两个凸轮组成。

由凸轮形成的模塑件圆周
图3:可以用两个凸轮通过调整其方向来形成零件的整个周长。
滑动号

在某些情况下,您可以通过使用简单的两部分模具和有策略地放置滑动关闭来消除成本和侧操作的复杂性。这是一个区域,在A面和b面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去掉底部的窗台,如图4所示,我们可以仅通过A侧和b侧模具半部分的相互作用来生成特征。

当模具关闭时,从b侧模具一半延伸出来的门状垫密封在a侧模具一半的壁上。由于门下没有门槛,垫料不会被困住,当模具打开时,垫料可以从门底部排出。

利用零件定位实现特征
图4:巧妙地使用模具的A端和b端可以消除对侧动作的需要,降低零件成本。

与侧动作形成的门向房屋外部拉伸不同,由b侧模具形成的门向房屋底部拉伸,以方便部分弹射。类似地,滑动关闭本身- b侧模具的一半区域,即形成门的垫块与a侧模具内部的一半相遇的区域-必须被拉伸到至少3°。这一点之所以重要,有两个原因。第一个是允许一个严密的密封时,模具被夹关闭注射。二是防止模具开模时模具表面磨损。关闭磨损会导致模具面之间的树脂泄漏,从而产生不美观的闪光,并可能影响零件的功能。

铰链创建与滑动关闭
图5:滑动关闭是设计师在模具零件上成功实现铰链的一种方式。

滑动关闭可以用来产生各种其他有用的功能。一个是夹子,就像里面的那个图5。从本质上讲,夹子末端的钩子是专门设计用来捕捉的,所以它下面的区域通常是一个边缘。在钩子下面的“地板”上挖一个洞,可以达到与前面例子中拆除门下窗台相同的最终结果。在这种设计中,它允许一个矩形形状的一个模具的一半,通过地板延伸,以创建钩子的底部和夹子的凹进脸。矩形垫关闭对墙壁的另一个模具一半,这产生了其余的剪辑。

创建带有滑动关闭的通孔
图6:垂直于模具开口的通孔是滑动关闭的另一种常见用途。

另一个有用的特点,可以形成使用关闭是一个通孔,是垂直于模具开口的方向。(见图6

通过移除孔壁的交替部分,你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,必须起草在这些点中的每一个。这项技术在Protolabs的Design Cube中得到了演示,可以在explore.protolabs.com/design-cube

我们已经展示了如何删除窗台可以消除对侧面操作的需要,但也有实例表明,一个完全包围的通孔(例如一个窗户)可以通过滑动关闭产生。这是通过增加对墙壁的风量来实现的,以允许窗口部分地由两个模具的每一个部分形成。图7中的窗口是由图8所示的滑动关闭形成的。在这种情况下,两个模具之间的关闭角穿过窗户。所述窗口的上边缘由b侧模具半成型;所述底边是由a面模具半部分形成的。两个模面在关闭(滑动关闭)处必须至少倾斜3度。为了允许这一点,部分墙本身必须起草超过3度。墙体必须起草的附加量取决于零件的几何形状。

你怎么知道?问以下问题:(参见图8)。

1.当你向下看你的关闭,你能清楚地看到边1和边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之间的角是3度还是更大?

Pickouts

在Protolabs的注射成型过程中,凸轮不能在非外表面形成下切。然而,在许多情况下,内部表面上的底边可以使用剔齿形成。这些镶件在注入树脂时是模具的一部分,但会随着零件一起喷射出来,然后从零件上移除,在其位置上留下凹边特征。图9显示了两个pickout和由它们组成的特征。通过填充底边,并暂时成为零件的一个元件,挑板消除了弹射问题。

图7:增加吃水可以形成一个完全环绕的通孔。

图7:增加吃水可以形成一个完全环绕的通孔。


注射成型,以创建内部咬边
图9:在零件成型后,手动移除凸点。


它的功能与侧动凸轮类似,但在几个方面有所不同。首先,它颠倒了侧边动作的操作顺序。不是先退出再退出,而是先退出再退出。其次,镐不是自动操作,而是手动插入模具,手动从弹出部分取出,然后手动重新插入模具。为了提高效率,一个模具通常有多组镐,操作人员交替使用。

注射成型轻微凸边
图10:Bumpoffs用于轻微削减。当它被弹出时,它在模具上弯曲。
Bumpoffs

对于用相对灵活的树脂制成的非常小、形状合适的底边,还有最后一种选择。凸点是壁上的一个轻微的凹口,当零件被推出模具时,它可以弯曲,允许零件在没有损坏的情况下释放。在凸起发生的地方对零件和模具进行适当的“倾斜”将有助于突出的零件和模具特征相互覆盖而不损坏。(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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