毕业设计（论文）-关于注塑模具制造技术

毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （论文）-关于注塑模具制造技术 学校: 系别:机械工程系 学号 姓名: - 1 - 目录 第一章 我国模具行业的发展简述，趋势及与国外对比 ................ - 1 - 1.1我国模具行业发展现状 ............................................................... - 1 - 1.2我国模具行业技术进步 ............................................................... - 2 - 1.3我国模具行业技术的发展趋势 ................................................... - 3 - 1.4我国的模具制造与国外相比: ................................................. - 10 - 1.5总结 .............................................................................................- 11 - 第二章 模具在加工工业中的地位及重要作用 .............................. - 12 - 2.1模具在加工工业中的地位 ......................................................... - 12 - 2.2模具在现代工业生产中的重要作用: ..................................... - 14 - 第三章 关于注塑模具制造技术简介 ............................................. - 15 - 3.1注塑模具制造技术及发展趋势 ................................................. - 15 - 3.2注塑模具常见问题分析 ............................................................. - 19 - 3.3注塑模具制造新技术与新材料发展趋势.................................. - 21 - 第四章(塑料碗注塑模具设计 ....................................................... - 24 - 4.1、塑料的工艺性设计 .................................................................. - 25 - 4.2、注射成型机的选择 .................................................................. - 27 - 4.3、型腔布局与分型面设计 .......................................................... - 27 - 4.4、浇注系统设计 ......................................................................... - 29 - 4.5、成型零件的设计...................................................................... - 31 - 4.6、脱模机构的设计...................................................................... - 37 - - 1 - 第一章 我国模具行业的发展 简述，趋势及与国外对比 摘要:根据相关的资料总结了我国现阶段模具的发展状况和趋势，对我国未来模具行业的发展提供一种借鉴 关键词:模具CAD/CAM;快速成形;隔音件;抛光技术;模具材料 1.1我国模具行业发展现状 国内模具工业从起步到发展，历经了半个多世纪，尤其是20世纪90年代以来发展得更加迅速。近年我国的模具在国际模具行业美好的发展形势下，模具水平有了较大提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。从模具发展地域来看，我国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，模具生产最集中的地区在江浙和广东等经济技术高的地区。从模具的需求情况看，汽车工业是模具的最大用户，汽车产量的增幅虽然有较大回落，但车型开发和新车型的上市速度并未放慢，有的还有所加快，汽车工业对模具需求仍旧十分强劲。电子信息行业、电器和仪器仪表行业、电机行业、建材行业等，也是大量使用模具的行业，这些都对模具产生大量的需求。中国经济的高速发展对模具工业提出越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近年来，我国的模具工业一直以高增长速度快速发展。除了国有- 1 - 专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，如集体企业、合资企业和私营企业，都得到了快速发展，其中集体和私营的模具企业发展得最为迅速，各地从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，形成了许多国内外知名的“模具之城”和最具发展活力的组成之一。 1.2我国模具行业技术进步 模具 CA D/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。与任 何 新 生事物一样，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进人本世纪以来，模具CAD/CAE/CAM技术发展速度更快、应用范围更广，为了使广大模具工作者能进一步加深对该技术的认识，更好发挥模具CAD/CAE/CAM的作用， 本文针对模具中应用最广泛、最具有代表性的铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的发展状况和趋势作概括性的介绍和分析。 - 2 - 1.3我国模具行业技术的发展趋势 我国模具工业的技术水平近年来取得了长足的进步。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。一般模具可以自行制造或跟国内企业合作制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的塑料模、压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，针对我国工业生产产品品种多、更新快和市场竞争激烈的特点，模具技术的发展应该与这些要求相适应，许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，其主要有以下表现。 1. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平 目前 ，模具行业在整个国家工业中占有重要的地位，在未来的整个国民经济发展中，模具所占比例逐步提高，且发展速度将高于其他行业。随着模具行业的不断发展，对模具提出越来越高的要求是正常的，因此，黄岩为了在国内模具行业激烈的竞争中继续保持旺盛的生- 3 - 命力，就要大力发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。 模具产品成型零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化,精密模具精度已由原来的5Nm提高到2一3pm,有些模具加工精度公差要求在lpm以下，这就要求发展超精加工。同时，由于近年来进口模具中，精密大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在国内市场上的份额也将逐步增大。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 件的应用应大力推广。为此，企业要严格按标准生产;要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;要进一步增加标准件规格品种，提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。 2. CAD/CAM/CAE技术 模具 CA D/CAM/CAE技术是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。近年来，模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD / CAM / CAE一体化系统结构初见端倪，将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足- 4 - 实际生产过程分工协作要求的问题，CAD/CAM软件的智能化程度也将逐步提高。我国自主开发CAD/CAE/CAM系统有很大发展。目前，国内模具企业中已有相当多的厂家普及了计算机绘图，并陆续引进了高档CAD/CAE/CAM o UG,Pro/Engineer, I-DEAS, Euclid-IS等著名软件在中国模具工业应用已相当广泛，特别是在汽车模具行业，目前国内一流的汽车模具公司都应用了CAE软件，在全国全面普及CAD/CAE/CAM技术的条件已基本成熟。 国外一些软件开发商已能按实际生产过程中的功能划分产品系列，在网络系统下实现CAD/CAE/CAM 的一体化，解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作的要求。例如英国DELCAM 公司在原有软件DUCTS的基础上，为适应最新软件发展及工业生产实际推出了CAD/CAM集成化系统Delcam'sPower Solution，该系统覆盖了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数据编程、测量分析等各个领域。系统的每个功能模块既可独立运行，又可通过数据接口与其他系统相兼容，并能按使用要求进行组合，以便形成专业化的CAD/CAE/CAM系统，做到开放性、兼容性和专业化的统一。可以预计，模具CAD/CAE/CAM系统在今后几年内将会逐步发展为支持从设计、分析、管理和加工全过程的产品信息管理集成化系统。 在现阶段，模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具工作者的经验，仅凭计算机的数值计算功能去完成诸如模具 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 的选择、工艺参数与模具结构的优化、成型缺陷的诊断以及模具成形性能- 5 - 的评价是不现实的。新一代模具CAD/CAE/CAM系统正在利用KBE(基于知识的工程)技术进行脱胎换骨的改造。如UG-II中所提供的人工智能模块KF (Knowledge Fusion)。利用KF可将设计知识融人系统之中，以便进行图形的识别与推理。 数值计算和人工智能技术的结合将是今后相当长时间内一件十分艰巨而重要的工作。传统的模拟软件基本上都是被动式计算工具，分析前需要用户事先设计成形 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和确定工艺参数，分析结果常常难于直接用来指导生产，这在很大程度上影响了模拟软件的推广和普及，国内模具技术国家重点实验室在国产注塑成型模拟软件中成功地引人了人工智能技术。对于注射时间、注射温度等具有连续取值空间的参数，采用人工神经网络进行优化，对于分析结果的解释和评价则采用基于规则推理的方法来处理。的专家系统规则库以专家知识为基础，涵盖了有关短射、流动平衡、熔体降解、温差控制、保压时间、许可剪切应力、剪切速率和锁模力等方面的领域知识，在对分析结果进行综合和提炼的基础上驱动专家系统进行推理，对成型方案进行评价并在分析报告中输出具体的改进建议，其目标是将模拟软件由传统的“被动式”计算工具提升为新一代的“主动式”优化系统。 3. 逐步推广高速铣削在模具加工的应用 高速切削的高效率不光体现在减少多少机床加工时间，实际上是减少整体工序时间。采用更高的切削速度，精加工时更少的加工余量，更密的刀轨以及更少的切深，特别是在自由曲面上(切深一般在0.02至0.1mm)使用细小直径(如0.3-0.8mm )刀具时，切深更小- 6 - 0.008-0.02mm)，精细、紧密的刀轨一般均会大大提高加工表面的光洁度。以快速精细的轻切削代替常规的缓慢的重切削，会大大简化以后的工序。与传统的切削方式相比，高速铣削的切屑形成方式不同，产生的绝大部分的热量由切屑带走，热量不会聚集在加工区域，同时走刀速度比常规走刀速度要快的多，热量更不容易聚集，材料热变形小的多，保持比较恒定、理想的切削条件，从而保证了工件的加工精度。另外在电极加工中，加工的电极精度高，轮廓形状一致性好，光洁度高，电极一般不需要抛光处理，不会产生由于手工抛光而影响工件的精度，从而大大提高了模具的制造精度。 高速切削加工与传统切削加工相比具有温升低(加工工件只升高39C)、热变形小等优点。高速铣削必须与相应的软件、加工工艺、刀具及其夹紧头相配合。国外是联合开发，企业提供费用，大学、研究所提供理论分析，共同讨论后企业制造，然后又给大学实验室验证，分析改进，重新制造，再改进，用户试用，分析改进??许多年以后才出成果，但这是一个产业化的成果，开始投人实际应用，产生经济效益。 高速 铣 削 加工是近年来发展很快的模具加工技术。国内已有一些公司引进了高速铣床，并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准高速的铣床，并正开发高速加工机床。但是，高速铣削的应用面在黄岩使用尚不广泛，不过现在发展很迅速，目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 4. 快速制造成形和热压成型汽车隔音件模具技术得到大- 7 - 力发展 目前， 欧美的部分汽车模具企业采用转速高于45000 r/min和实际进给速度达到10 m/min的高速加工，而日本企业基本上还是停留在准高速加工阶段，不管转速如何，实际曲面加工进给速度很难突破6m/min。从实际使用情况来看，如果达到了真正的高速，刀具的费用、机床的价格和机床的维护费用等都是目前黄岩模具成本难以接受的。像30000r/min, 60m/min这样的高速加工中心，都属于中小型机床，只适用于注塑模的型腔加工。因此，大力、全面发展快速成形模具在黄岩模具发展趋势中刻不容缓。快速 制 造 成形技术得到重视和发展，黄岩的热压成型汽车隔音件模具在国内率先发展起来，且目前许多企业及研究机构也正致力于这方面的研究开发，并不断取得新成果。近年来，随着汽车行业的规模化生产，对模具的设计技术要求也随之提高，特别是汽车引擎仓、乘驾仓、行李仓的隔音件模具，由原来分成型、切边、冲孔、包边等多工序多付模具完成的生产工艺，改为实现单付模具单工序完成，集油缸、气钻、气缸、冲压等在单付模具上完成对产品的成型、切边、冲孔、包边等工艺。大大提高了生产率，减少了生产设备和人力，提高了产品的竞争力。 5. 进一步研究开发模具的抛光技术 模具常用的抛光方法有:机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，严格来说，模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、- 8 - 光滑度以及几何精确度也有很高的标准。由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。但由于机械抛光主要还是由人工完成，不仅效率低(约占整个模具制造周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是促进我国模具向更好方向发展的重要课题。 除此之外，模具抛光效果还与模具材料、抛光前的表面状况、热处理工艺等有关。优质的钢材是获得良好抛光质量的前提条件，如果钢材表面硬度不均或特性上有差异，往往会产生抛光困难，且钢材中的各种夹杂物和气孔都不利于抛光。 日本研制成功数控研磨机，可实现三维曲面的自动化研磨抛光。由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。发展特种研磨与抛光方法，挤压研磨、电化学抛光、超声抛光及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量是发展方向。 6. 优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%一30%之间，模具用材料包括的范围很广，从一般的碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、马氏体时效钢到硬质合金、难熔合金、高温合金、非铁金属等都可选用，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向- 9 - 性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。目前，中国合金工具钢的产量已居世界前列，而其中一般质量的模具钢材多，高质量的模具钢材少，相当部分要求高的模具钢都需要经过真空精炼和电渣重熔，以保证钢材的高纯净度、高致密度、高等向性，而通过电渣重熔的模具钢所占的份额很小，材料利用率低，生产周期长，不能适应现代模具制造业的需要。在模具制造的成本中，材料费用往往只占模具成本的20%左右，但模具工业的竞争就是模具使用效率的竞争，而不是以模具材料 低价位来取胜，因此对于要求较高的长寿命模具，在选用模具材料时往往需要精益求精。 1.4我国的模具制造与国外相比 1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种 较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。 2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低1~2级，制造周期长1~2倍。 3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具- 10 - 中完成。 4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%。 5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%~8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。 以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造(专)专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。 1.5总结 目前，由于国产模具材料不能完全适应模具制造业的需要，很多高性能、长寿命、交货日期紧迫的模具仍不得不采用进口的模具材料。而进口材料的价格很高，比国产材料的价格高3-5倍。除少数品种尚需做一些研制、开发，大部分产品及尺寸规格我国是有能力进行开发- 11 - 的，其关键问题在于如何保证国产模具钢的质量稳定并缩短钢材的交货期。当前应加强黄岩模具材料企业与模具制造企业间的合作。因为模具市场的开拓和发展是一项系统工程，要求模具材料的研制、生产、销售、推广等部门以及模具设计、制造与模具使用等部门组织起来，大力协同，及时反馈模具制造和使用方面的问题和要求，开发与试制工作、技术咨询工作和售前与售后的服务工作，大力推广质量稳定的高性能的模具材料的应用，促进我国模具工业的迅猛发展。 第二章 模具在加工工业中的地位及 重要作用 2.1模具在加工工业中的地位 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、- 12 - 分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 。模具在制造业中的应用极其广泛，涉及的行业有机械、汽车、电子通讯、轻工、化工、冶金、塑料、建材等，模具专业技术人才是制造业中的基础性人才。随着世界制造业中心向中国转移，我国模具产业迎来了新一轮发展机遇，模具产业因此得到了快速发展。近几年，我国模具产业总产值保持着13%的年增长率。从模具业规模上讲，我国已跃居世界第三位，仅次于日本和美国，成为模具生产大国。 - 13 - 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。许多产业部门(如机电、汽车、家电轻工、电器仪表、通讯、军械等)的发展依赖于模具工业的技术提高和发展。我国对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。 2.2模具在现代工业生产中的重要作: 1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如:模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。 2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。 3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模- 14 - 具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%~70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。 第三章 关于注塑模具制造技术简介 3.1注塑模具制造技术及发展趋势 为了能够为注塑加工商生产出可节约投资成本和时间成本，以及提高注塑生产效率的模具，模具制造商们不断使用新材料和新技术，而这些新材料和新技术则在一定程度上代表了注塑模具制造的新趋势。 新材料促进模具嵌件的发展 有一种新材料能够降低注射模具制造商的投资成本和时间成本。这种新合金名为钴铬MP1，专为在快速成型(RP)设备上采用金属激光直接烧结(DMLS)工艺而开发。该材料由德国快速成型设备和材料供应商EOS(ElectroOpticalSystems)GmbH公司生产。现在北美的用户可通过EOS北美公司和美国MorrisTechnologies公司来购买这种材料。 MorrisTechnologies公司是一家注塑模具开发公司，这家公司首次将该材料应用于商业化制造。在该公司的使用过程中，这种钴铬合金被证明具有高强度、耐高温性能和抗腐蚀性能。MorrisTechnologies 曾是美国第一家引入EOS公司的EosintM-级快速成型机的公司，因为当时该公司已预见到了基于DMLS的快速成型的巨大市场。然而- 15 - 通过实验发现，当时市场上还没有一种材料能够满足其诸多客户的应用需求。 “有许多项目需要快速成型解决方案，但是客户的实验条件需要材料具有更好的耐高温性和耐腐蚀性以及更高的机械性 能。”MorrisTechnologies公司的总裁GregMorris说，“即使花费更多的时间和金钱，不锈钢或者其他合金仍然不能满足他们的要求。” 为了解决上述问题，MorrisTechnologies公司选择了EOS的钴铬MP1材料。Morris表示，该合金的洛式硬度在30,40之间，能够生产小型复杂的模具产品，而这些产品目前通常需要采用电火花加工或者机加工方法来制造。 由于这种材料的结构层非常薄，只有20μm，因此产品可被完全烧结。Morris相信这种材料和金属激光直接烧结技术能够帮助注塑模 目前很多模具制造工业以更低的成本生产精细的型芯和型腔嵌件。“具制造商之所以没有采纳该技术，在我看来，是因为许多人认为他们只有采用以前的方式制造模芯和模腔才算最好。”Morris解释说。 清除保守 模具制造商LinearMold&Engineering公司总裁JohnTenbusch毫不犹豫地采纳了上述技术。因为Tenbusch发现EOS公司的金属激光直接烧结快速成型设备的新客户甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。 在注塑模具的制造过程中，采用典型的电火花设备(EDM)进行烧焊是比较流行的，而线切割在快速成型模具制造中的使用也在逐渐增长。对此，Tenbusch解释说:“采用线切割可以帮助我们节约时间，- 16 - 也就是说，我们使用线切割来切割出型腔，而像嵌件这样的精细部件则使用DMLS工艺来加工。” Tenbusch介绍，这种方法的准确率很高，而且不需要定很多测点，同时肋筋能够被分开而作为排气口。使用线切割也能够加工一些不锈钢嵌件，并将它们置于模具中。如果所用材料足够硬，且寿命足够长的时候，加工人员就没有必要对部件细节进行电火花加工了，如对于常用的预硬化高拉伸渗氮模具钢便是如此。使用线切割可在4,5周的时间内完成模具的制造，而这种速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS设备代替了电火花设备。 钴铬MP1是EOS公司的新型不锈钢17-4家族中的一个系列，按照 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 今年推向市场的是MaragingSteelMS1，这是一种18马氏体300钢(型号:1.2709)，其性能至少等同于甚至优于传统的模具钢，非常适合于采用DMLS工艺制作模具嵌件。 少用抛光，多用涂层 美国Bales模具服务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少采用特级EDM抛光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。Bales模具服务公司总裁SteveBales说:“现在不是每一台模具都需要抛光，而涂层的使用正在逐渐增长。我们采用电镀的方法代替EDM活研磨抛光，可以为客户节约时间和金钱。” 众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模- 17 - 具增加镀层，如Nicklon(一种镍-PTFE镀层)和Nibore(镍硼氮化物)则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这些镀层又非常便宜。 用Ritemp得到合适的温度 澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。 采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。 Ritemp的工作原理如下:Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。 使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹 这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。 - 18 - 3.2注塑模具常见问题分析 变色焦化出现黑点的原因分析 造成注塑制品变色焦化出现黑点的主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解，或在料筒内停留时间过长而分解、焦化，再随同熔料注入型腔形成。分析如下: 1.机台方面: (1)由于加热控制系统失控，导致料筒过热造成分解变黑。 (2)由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而囤积，经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否有金属异物。 (3)某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化，在几乎维持原来颗粒形状情形下，难以熔融，被螺杆压破碎后夹带进入制件。 2(模具方面: (1)模具排气不顺，易烧焦，或浇注系统的尺寸过小，剪切过于厉害造成焦化。 (2)模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。 3(塑料方面: 塑料挥发物过多，湿度过大，杂质过多，再生料过多，受污染。 4(加工方面: (1)压力过大，速度过高，背压过大，转速过快都会使料温分解。 (2)应定期清洁料筒，清除比塑料耐性还差的添加剂。 - 19 - 出现分层剥离的原因分析 造成注塑制品出现分层剥离原因及排除方法: 1(料温太低、模具温度太低，造成内应力与熔接缝的出现。 2(注射速度太低，应适当减慢速度。 3(背压太低。 4(原料内混入异料杂质，应筛除异料或换用新料。 肿胀和鼓泡的原因分析 有些塑料制件在成型脱模后，很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压的作用下释放气体膨胀造成。 解决措施: 1(有效的冷却。降低模温，延长开模时间，降低料的干燥与加工温度。 2(降低充模速度，减少成形周期，减少流动阻力。 3(提高保压压力和时间。 4(改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。 透明缺陷的原因分析 熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件，有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称烁斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力，使聚合物分子在流动方向取- 20 - 向，使得取向部分与未取向部分折射率不同，光线透过两者界面时发生折射产生银纹。 解决方法: (1)消除气体及其它杂质的干扰，对塑料充分干燥。 (2)降低料温，分段调节料筒温度，适当提高模温。 (3)增加注射压力，降低注射速度。 (4)增加或减少预塑背压压力，减少螺杆转速。 (5)改善流道及型腔排气状况。 (6)清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。 (7)缩短成型周期，脱模后可用退火方法消除银纹:对聚苯乙烯在78?时保持15分钟，或50?时保持1小时，对聚碳酸酯，加热到160?以上保持数分钟。 3.3注塑模具制造新技术与新材料发展 趋势 澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。 采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的- 21 - NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。 Ritemp的工作原理如下:Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。 使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹 这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。 清除保守 模具制造商LinearMold&Engineering公司总裁JohnTenbusch毫不犹豫地采纳了上述技术。因为Tenbusch发现EOS公司的金属激光直接烧结快速成型设备的新客户甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。 在注塑模具的制造过程中，采用典型的电火花设备(EDM)进行烧焊是比较流行的，而线切割在快速成型模具制造中的使用也在逐渐增长。对此，Tenbusch解释说:“采用线切割可以帮助我们节约时间，也就是说，我们使用线切割来切割出型腔，而像嵌件这样的精细部件则使用DMLS工艺来加工。” - 22 - Tenbusch介绍，这种方法的准确率很高，而且不需要定很多测点，同时肋筋能够被分开而作为排气口。使用线切割也能够加工一些不锈钢嵌件，并将它们置于模具中。如果所用材料足够硬，且寿命足够长的时候，加工人员就没有必要对部件细节进行电火花加工了，如对于常用的预硬化高拉伸渗氮模具钢便是如此。使用线切割可在4,5周的时间内完成模具的制造，而这种速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS设备代替了电火花设备。 钴铬MP1是EOS公司的新型不锈钢17-4家族中的一个系列，按照计划今年推向市场的是MaragingSteelMS1，这是一种18马氏体300钢(型号:1.2709)，其性能至少等同于甚至优于传统的模具钢，非常适合于采用DMLS工艺制作模具嵌件。 少用抛光，多用涂层 美国Bales模具服务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少采用特级EDM抛光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。Bales模具服务公司总裁SteveBales说:“现在不是每一台模具都需要抛光，而涂层的使用正在逐渐增长。我们采用电镀的方法代替EDM活研磨抛光，可以为客户节约时间和金钱。” 众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模具增加镀层，如Nicklon(一种镍-PTFE镀层)和Nibore(镍硼氮化物)则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这- 23 - 些镀层又非常便宜。 澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。 采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。 Ritemp的工作原理如下:Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。 使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹 这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。 第四章(塑料碗注塑模具设计 - 24 - 名称:碗 材料PP 4(1、塑料的工艺性设计 (1)、注塑模工艺 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度:220~275?，注意不要超过275?。 模具温度:40~80?，建议使用50?。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力:可大到1800bar。 注射速度:通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。 成型时间:注射时间 20s~60s 高压时间 0s~3s 冷却时间 20s~90s 总周期 50s~160s - 25 - (2)、化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0?以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100?)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150?。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。 (3)、塑件的尺寸与公差 1、塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素: a) 取决于用户的使用要求。 b) 受制于塑件的流动性。 c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。 2、塑件尺寸公差标准 a) 影响塑件尺寸精度的因素主要有:塑料材料的收缩率及 其波动。 b) 塑件结构的复杂程度。 c) 模具因素(含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、 模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等)。 d) 成型工艺因素(模塑成型的温度T、压力p、时间t及 取向、结晶、成型后处理等)。 e) 成型设备的控制精度等。 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。 - 26 - 题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT5。 3、塑件的表面质量 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。 模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。 4.2、注射成型机的选择 估算V=58.5g 塑 2制品的正面投影面积S=103.81cm 3 V=82cm公 注射机为上海橡塑机厂的XS-ZY-500卧试注塑机。查表注射压力为 4104MPa，合模力为350×10N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为7.5mm(一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具)。 4.3、型腔布局与分型面设计 (1)、型腔数目的确定 型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。 根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n ，即 F,pA2,pA1 n 式中 F——注射机额定锁模力(N) P——型腔内塑料熔体的平均压力(MPa) A、A——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积122(mm) - 27 - 大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模一腔。 (2)、分型面的设计 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。 a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 c) 保证塑件的精度要求。 d) 满足塑件的外观质量要求。 e) 便于模具加工制造。 f) 对成型面积的影响。 g) 对排气效果的影响。 h) 对侧向抽芯的影响。 - 28 - 4.4、浇注系统设计 注射模的浇注系统是指塑料从注射机喷嘴进入模具开始到型腔入口为止(不包括型腔)的塑料流动通道。 鉴于产品外观的要求，我们选择主流道浇口形式。从塑料盆底进料，虽然可能会产生痕迹，但是在盆底不影响正常使用。 ? 主浇道的形状 一般为圆锥形，并取锥角 α=2?,5?。这个斜度比一般的脱模斜度大，主要是为了减少主浇道凝料的脱模阻力。这里取α=4?。 d,d，(0.5~1)?主浇道入口直径d1应比喷咀孔径d大些 。 21 为了避免喷嘴与浇口套之间造成死角而积存冷料 ，影响浇注系统凝料脱出。 在这里取d1=5mm，d2=6mm。 ? 在主浇道出口处设置圆角，有利于熔料的平稳转向，同时还可 r,(0.5~3)mm1减小料流阻力。其取值范围为: 在这里取r1=2mm 。 ? 为了保证注射机喷嘴头部与浇注系统进料处的良好吻合避免由 R,r，(1~2)于积存冷料而影响脱模，一般，要求浇口套凹球面半径R比喷咀球面半径r大1,2mm，即 通过注射机的参数可知r=18mm，取R=20mm。 ?为了减少浇注系统的凝料消耗，减小熔料的压力损失，同时结构 H,60上没有特别需要，主浇道长度应尽可能短些，一般mm，这里取 H=50mm。 定位环尺寸由上面的注射机可知 :定位孔直径为250mm,定位孔深度为50mm，尺寸如下图。 (4)、浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 a) 浇口的选用 - 29 - 它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用点浇口: , 浇口在成形自动切数断，故有利于自动成形。 , 浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。 , 浇口之压力损失大，必须高之射出压力。 , 浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹。 它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。 b) 浇口位置的选用 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，如图(6)所示。 通常要考虑以下几项原则: , 尽量缩短流动距离。 , 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 , 必须尽量减少熔接痕。 , 应有利于型腔中气体排出。 , 考虑分子定向影响。 , 避免产生喷射和蠕动。 , 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 , 注意对外观质量的影响。 c) 排气的设计 排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气;二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。- 30 - 那么，模腔的排气怎样才算充分呢,一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽;可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，由于PP塑料成型时的模具温度为80,90度，故模具不需要专门设置加热装置，只要设置冷却冷却系统即可，但注塑前要对模具进行预热，使模具温度达到80度左右再注塑。因聚丙烯(PP)料对温度较敏感，该产品成型在动模部分又较少，所以模具定模部分将不考虑设冷却系统;定模冷却系统设计为串联冷却方式，利用铜管镶入模具冷却孔内串联冷却(如下图水线分布图所示)。 排气主要是通过分型面间隙排出，而不必再开设专门的排气。 模具温度是否合适、均匀与稳定，对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响。 同时本塑件本身壁厚较薄，利用模具本身也有一定的冷却作用。 4.5、成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙- 31 - 度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 (1)、成型零件的结构设计 1、凹模结构设计 凹模是成型产品外形的主要部件。 其结构特点:随产品的结构和模具的加工方法而变化。 2、型芯结构设计 整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。 (2)、成型零件工作尺寸计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定: , 塑件的公差 ,,塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”， ，,制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称 ,,2分布原则计算，即取。 , 模具制造公差 1111(~),3636实践证明，模具制造公差可取塑件公差的~，即δz=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+δz”,型芯尺寸不断减小则取“-δz”，中心距尺寸取 ,,z,23“”。现取。 , 模具的磨损量 1 6实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，- 32 - , 6对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面(或型芯端面)，因为脱模方向垂直，故磨损量δc=0。 , 塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。 Smax，Smin3.0，1.0S,22=%=2% , 模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.02~0.1mm。 1、 外型尺寸(mm) ，,z3，，(1)L，S,,S,,4，，0,根据公式 : L= M ，,z3，，D(1)，,,S1S,,4，，0D= 1M1.14，33，，115(1，2%),，1.14,,4，，0= ，0.380=116.445 - 33 - ，,z3，，D(1)，S,,2S,,4，，0D= 2M0.74，33，，55(1，2%),，0.74,,4，，0= ，0.250=56.45 ，,z2，，H(1)，,,SS,,3，，0,根据公式 : H= M ，,z2，，H(1)，,,S1S,,3，，0,H= 1M0.74，32，，57(1，2%),，0.74,,3，，0= ，0.250=57.65 ，,z2，，H(1)，,,S2S,,3，，0,H= 2M0.20，32，，3(1，2%),，0.20,,3，，0= ，0.070=2.93 2、 内腔尺寸(mm) 03，，(1)l，S，,S,,4，，,,lz根据公式 : = M 03，，(1)d，S，,S1,,4，，,,dz= 1m03，，，，，100(12%)1.0,,1.04，，,3 = 0102.75,0.33 = 03，，d(1，S)，,S2,,4，，,,zd= 2m03，，，，，47(12%)0.64,,0.644，，,3 = - 34 - 048.58,0.21 = 02，，(1)h，S，,S,,3，，,,hz根据公式 : = M 02，，h(1，S)，,S1,,3，，,,hz= 1M02，，，，，50(12%)0.64,,0.643，，,3= 0,0.21=51.43 02，，(1)h，S，,S2,,3，，,,hz =2M02，，4(1，2%)，，0.24,,0.243，，,3= 0,0.08=4.24 4.6、合模导向机构的设计 导柱导向机构设计要点: , 小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求， 采用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则 应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大 中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置， 或不等径对称布置的形式。 , 直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具;?型带头 导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向 中;?型带头导套主要应用于推出机构的导向中。 , 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位;导 柱中心到模板边缘的距离δ一般取导柱固定端的直径的 1~1.5倍;其设置位置可参见标准模架系列。 , 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分;但针对某些特 殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推 件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。 , 为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面 处应设置承屑槽;一般都是削去一个面，或在导套的孔 - 35 - 口倒角， , 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出6~8mm， 以确保其导向作用。 , 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度 要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。 , 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7(低精度时可采用 H8/f8或H9/f9);导柱固定部分的配合精度采用H7/k6(或 H7/m6)。导套与安装之间一般用H7/m6的过渡配合，再 用侧向螺钉防止其被拔出。 , 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与 模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔;如 果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增 设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽; 导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导 套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。 (1)、导柱的结构 带头导柱如图(10)所示: 图(10) (2)、导套的结构 带头导套如图(11)所示: - 36 - 图(11) 4.6、脱模机构的设计 (1)、脱模机构设计的总体原则 a) 要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量 设在动模一侧，从而简化模具结构。 b) 正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针 对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小 及分布与脱模阻力一致;推出力作用点应靠近塑件对凸模 包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位 置;力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程 中变形或损坏。 c) 推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的 部位，以力求良好的塑件外观。 d) 推出机构应结构简单，动作可靠(即:推出到位、能正确 复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度)，远动 灵活，制造及维修方便。 (2)、推杆设计 1、推杆的形状 2、推杆的位置与布局 a) 应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。 - 37 - b) 应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形;当 塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置;若某个部位脱 模阻力特大，则该处应增加推数目。 c) 推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、 刚度较大处;当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用 盘状推杆以增大接触面积。 d) 推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距 ,型芯侧壁δ0.13mm;当推杆设置在型芯内部推在塑件1 ,内部时，推杆孔距型芯侧壁δ3mm。 2 e) 在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙 排气。 f) 若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料 槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带塑件。 (3)、推件板设计的要点 a) 推件板与型芯应呈3?~10?的推面配合，以减少远动摩 擦，并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料;推件板与型 芯侧壁之间应有0.20~0.25mm的间隙，以防止两者间的擦 伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢 料为准，塑料的最大溢料间隙可查表，推件板与型芯相配 合的表面粗糙度可以取Ra0.8~0.4μm。 b) 推件板可用经调质处理的45钢制造，对要求比较高的模 具，也可以采用T8或T10等材料，并淬硬到53~55HRC， 有时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。 c) 当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时，应在型 芯上增设一个进气装置，以避免塑件脱模时在型芯与塑件 间形成真空。 d) 推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为保护模具的 2~3mm空隙。 (4)、开模行程与推出机构的校核 对双分型面注射模，开模行程为: ,SH=H+H+a+(5~10)mm 机12 式中，H——为塑件推出距离 1 H——包括浇注系统在内的塑件高度 2 S——注射机移动板最大的行程 机 H——所需开模行程 a——中间板与定模分开距离 - 38 - 其开模行程H应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离S0 ,减去模具厚度H1，即，HS-H01 对于双分型面注射模 ，，,,H，H，a，5~1012,HS- 0 (5)、浇注系统凝料脱模机构 流道凝料的脱模方式，这里采用三板式脱模，点浇口时料的浇注系统能够利用开模动作实现塑件与流道凝料的自动分离，同时利用塑件对凸模的包紧力将塑件与流道凝料拉断。 - 39 - 参考文献 1) 李发致.模具先进制造技术[M].北京:机械工业出版 社,2003. 孔德音. 2)李德群，张宜生.模具企业数字制造技术的现状与发展 CAD/CAM与制造业信息2003(7):10-15 . 3)李德群 现代塑料注射成型的原理、方法与应用[M].上海 : 上海 交通大学出版社，2005. 4)刘志坚.基于KBE的冲压工艺设计系统的研究与开发[D] 华中科技大学，2005. - 40 -