注塑模具课程讲义

注塑模具課程講義(編定者:徐彥君)一、注塑模具簡介1、注塑成形適用於全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料,模具制造業存在成本高、要求制造周期短、技術性強等特點.2、注塑模具生產過程大至為:塑料制品工藝分析→模具結構設計→模具加工工藝確定→模具零件加工與模具組裝→試模3、注塑模具基本結構.1>一模多腔普通側澆口模具2>直接澆口側抽芯模具3>點澆口三板式模具4>側澆口三板式模具5>典型側抽芯模具二、澆注系統1、澆注系統是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔為止的塑料溶體的流動通道.2、澆注系統的構成及分類:1>澆注系統包括主流道、分流道及澆口三部分.從注射機噴嘴開始至分澆道為止的通道為主流道;從主澆道末端開始到澆口為止的通道為分流道;從分流道到型腔的最后一道通道為澆口.2>目前模具制造中使用較多的幾种澆口型式有:a>直接澆口b>側澆口(慣稱大水口)c>潛伏式澆口(有潛公模、潛母模、潛頂針等)d>點澆口(慣稱細水口)3、澆口平衡問題是當有兩個以上型腔的模具為保持各個型腔塑料填充時間相等而必須面對的問題.一般有以下兩种方法解決.1>改變澆口尺寸以達平衡;2>使各個型腔距主流道距离均等以達到平衡.三、頂出系統1、定義:判品在模具中經過冷卻固化之后,將其從模具的一側中推頂出來的裝置即是頂出系統.2、頂出裝置的分類:a>按頂出形式分有:1>一次頂出2>兩次頂出3>定模頂出b>按頂出元件分有:1>圓頂針頂出2>扁頂針頂出3>司筒(頂管)頂出4>頂塊頂出5>推板頂出6>气體頂出四、冷卻系統1、定義:模具中幫助制品冷卻固化,及保持模具一定溫度的結構裝置即為冷卻系統..2、冷卻系統的設置應考慮以下幾點原則:1>在保證模具足夠強度的前提下,冷卻水道盡可能設在靠近型腔(型芯)表面;2>冷卻水道應安排得盡量均勻一致;3>對於中、大型模具,可將冷卻水道分成幾個獨立的回路,減少壓力損失,提高傳熱效率;4>制品較厚的部位應特別加強冷卻;5>在模具中,除型腔四周要設置冷卻水道外,型腔中击起的部分(只要足夠大)也需要設置冷卻水道;6>側抽芯中的滑塊,只要足夠大,且與制品直接接觸,也必須設置冷卻水道.五、側面分型與抽芯機構1、由於制品的特殊要求,而無法避免側壁內、外表面出現凹击形狀時,模具則需采用側面抽芯的手段進行處理.2、側面分型與抽芯機構的組成1>滑塊本體2>導向裝置3>鎖緊裝置4>限位裝置5>驅動裝置(又分機械驅動、電機驅動、液壓驅動等)3、側面分型及抽芯機構種類繁多,常用的有以下幾种.1>動模滑塊2>內側抽芯3>定模彈塊4>動模彈塊5>斜頂(斜銷)6>定模滑塊(三板式)7>動模縮塊4、當側向分型與抽芯機構中側滑塊與頂針出現干涉時,模具結構必須設置先复位機構.六、三板式模具定義:模具開啟時,不僅動、定模在分型面處進行分离(取出制品),而且定模部分也必須出現一次分离,以達到取出流道中廢料的目的.這种結構的模具簡稱三板式模具.5、三板式模主要用于以下幾種情況1>一模一腔要求側澆口進料的中、大型制品2>一模多腔點澆口進料的制品3>一模一腔多點澆口進料的制品6、三板式模具的缺點1>模具的結構較兩板式模具复雜2>三板式模具結構的流道較長,會造成制品廢料比例增高3>在成型過程中,壓力損失相對較高七、模具制造1.銑床加工銑床加工是利用堅硬刀具的高速旋轉,達到切除硬度相對較低的工件表面材料,直到工件符合要求尺寸為止.模具制造加工中常用的銑床加工設備主要有立式銑床和立式加工中心.1>立式普通銑床主要用於以下幾種用途a>模具零件材料的開粗;b>模具的開框粗加工,或小型模具的開框精加工;c>外形規則,且精度要求較低的電极加工;d>鏜孔;e>要求定位尺寸較高的鉆孔或中心孔;2>立式加工中心通過計算機輔助加工軟體(CAM)處理被加工圖形,編寫刀具切削所經過的路徑程式(NC),再轉化為機床代碼,通過計算機在刀具旋轉的同時控制刀具行走路徑,完成工件切削.適用於所有銑床加工的工序,因加工成本高,故一般用於外形較复雜、精度要求高的工件.習慣上又有高速加工中心與普通加工中心之分,高速加工中心與普通加工中心相比,基加工速度及質量都大大好於普通加工中心,但其機床價格也遠高於后者.3>常用刀具之性能及用途以材料分:a>白鋼刀:韌性好,硬度較低,主要用於鋼材精加工及電极加工;b>烏鋼刀:韌性好,表面硬度較高,主要用於鋼材精加工,加工速度及切削量相對白鋼刀都較大;c>合金刀:硬度高,但韌性相對較差,主要用於高速加工,大切削量開粗及已熱處理或局部燒焊部位的加工;以刀具外形分有:a>平底刀:刃口在底部,用於平面加工及開粗加工或局部清角加工;b>球頭刀:刀具刃口部呈球狀,用於曲面加工;c>螺紋刀:刃口在底部及側面,用於槽形加工及側面加工;拆卸式銑刀:主要是指合金刀,刃口由若干片可拆換的合金刀片構成,用於高速,大切削量及高硬度材料的加工.2.車床加工車床加工是利用工件的高速旋轉,與刀具產生相對運動,從而被刀具切除表面材料,達到被加工的目的.主要用途:1>圓形零件、鑲件、電极等(例:圓柱、圓錐);2>工件上的圓孔;3>螺紋;車床加工的刀具一般有白鋼刀及合金刀兩种.常用銑刀轉速、進給率及加工深度3.磨床加工(加工精度最高)磨床加工是利用砂輪的高速旋轉,與工件表面產生磨擦,從而切除工件表面材料,達到加工目的.模具加工中常用的磨床有平面磨床及內外圓磨床.1>平面磨床常用的有手搖平面磨床及平面水磨床.手搖平面磨床主要用於:a>零件的平面精加工;b>直角加工;c>圓形工件的外徑加工;d>局部的規則曲面加工;平面水磨床主要用於大型工件的平面精加工,其備有冷卻液系統,並可機床自動進刀.2>內外圓磨床主要用於尺寸精度及表面光潔度要求較高的外徑或內徑圓形工件部位.現有模具制造中大部分內外圓磨床加工的工件都已有標準件可購買,比如導柱、導套、司筒、頂針等.4.鉆床加工利用鉆咀的旋轉,並施加壓力,依靠其端部的刃口,切除工件材料,並由鉆咀排料槽中排出廢料,實現鉆孔的目的.鉆床通常有普通鉆床和大力搖臂鉆床兩种.普通鉆床主要用於小型工件上的小孔(一般直徑Φ≦20mm,深度H≦100mm),大力搖臂鉆床可機器自動進刀,主要用於加工大孔及深孔.當被加工孔的定位尺寸要求較高時,一般要先由銑床等設備用中心鉆預加工中心定位孔,之后再用鉆床加工至要求深度.鉆咀常用有普通鉆咀及合金鉆咀兩种.普通鉆咀主要用於一般工件的加工,加工速度快;合金鉆咀用於普通鉆咀加工不了的工件(如已淬火后達到較高硬度的工件),加工速度慢.5.火花機加工利用電极放電,電腐蝕作用於工件上,從而加工出與電极形狀相似的穴腔.火花機加工之前,必須制作電极.電极的制作方法可采取各种機械加工方法.電极主要制作材料采用紅銅,其導電性好,加工性能好,被廣泛采用.也有的大型模具的電极因考慮到材料成本而采用石墨,其價格低廉,加工速度快,但其机械加工性能較差.因放電產生於電极與工件之間,電腐蝕作用於工件同時,電极易會產生腐蝕損耗,從而影響加工精度.故通常火花機加工過程會先采用電流較大的粗公,然后采用精公(有時還會用中公),分階段加工,保證精度.火花機加工中,最重要的一個參數就是電极的放電間隙.被加工型腔的尺寸等於電极尺寸加上(或減去)放電間隙.一般大型型腔電极其粗公采用放電間隙為0.5~1mm/S.精公采用0.2~0.3mm/S;小型電极采用放電間隙為粗公0.3~0.5mm/S,精公采用0.05~0.15mm/S.放電間隙趨大,加工電流也趨快,而電极損耗也會增大,工件被加工表面也趨粗糙.火花機加工中,電极與工件之間有火花油作為中間介質,並不停沖洗,其作用為絕緣、滅火及排渣.6.線切割加工線切割亦屬於電火花加工的一种,它是以一根沿本身軸線運動的細金屬絲作為電极,由電腦控制,沿著給定的軌跡,電腐蝕作用於工件上,加工出相應幾何圖形的工件.線切割機床,按電极絲運動的速度分為快走絲機床(電极絲運動速度7~11m/S)和慢走絲機床(10~15m/min).快走絲機床加工表面粗糙,精度較差.慢走絲機床加工表面光潔,精度較好.但其電极絲為一次性使用,加工成本高.線切割電极絲用的最多的是鉬絲,也有用銅絲的.電极絲直徑一般在0.1~0.18mm,線切割加工具有間隙補償與錘度補償(≦15°)功能.7.雕刻雕刻是一种仿形銑加工.利用靠模(樣),通過機器的縮放聯杆偉遞裝置,加工出與靠模一樣的形狀,一定比例的工件或部位.雕刻加工主要有制樣與加工兩大過程.玩具模的制作中廣泛采用雕刻加工,其靠樣多采用環氧樹脂制作.模具上的刻字也多采用雕刻加工.8.拋光拋光是利用研磨等工具,對模腔內由其它加工方法完成后留下的較粗糙表面進行處理,使其達到較高的光潔度,以滿足順利脫模或外觀要求.拋光的工藝步聚,大致可按使用工具來劃分:打磨機、銼刀等→油石→砂紙→(#200,#300,#400,#600,#800,#1000….)→鉆石膏→拋光布輪(拋光油)一般電器制品要求咬花的表面,拋光程度在#400~#600砂紙;要求光面的表面在#800~#1000砂紙;一些較深而難脫模的骨位一般要用鉆石膏拋光;要求鏡面或透明零件的表面要用拋光油及布輪加工.9.合模(鉗工)合模是使模具兩個或兩個以上不同零件相接觸的平面或曲面,充分接觸達到吻合,實現密封型腔的目的.合模使用的工具主要有打磨機、挫刀、紅丹等.實際制作過程中,先以一個工件的表面為基準,均勻涂上紅丹,再使另一工件與其碰撞,然后觀察紅丹印痕的分布情況,用打磨機、挫刀等修整,反复若干次,直至紅丹印痕分布均勻即可.10.補焊補焊是在模具維修中常用的方法,最常用的補焊設備是氬弧焊機..補焊只適合於小範圍,厚度薄,焊槍容易到達的部位.因燒焊過程中容易在材料內部形成气孔,故補焊厚度不宜太厚.另外,燒焊由於在高溫下進行,會使模具材料補焊時產生局部回火而導致應力集中,局部硬度變硬,材料化學物理性質不平均及變形等缺憾,故不宜大面積燒焊,且外觀面型腔一般不允許燒焊.11.咬花(蝕紋)咬花是利用化學腐蝕作用於模具型腔表面,產生出符合要求的紋理或字體等.咬花加工有以下幾點值得注意:1> 咬花加工的深度,字體一般不超過0.4mm,大面積咬花,深度不超過0.15mm.2> 在型腔側面需要咬花時,一定要有足夠的脫模斜度(可向咬花廠商查詢所需脫模斜度數值,一般在1°~3°).3> 模具表面紋理由粗紋改為細紋時,一定要重新拋光;由細紋改為粗紋時,只要差別足夠大,則不必重新拋光.4> 模具表面有過局部燒焊的部位,因材料化學腐蝕性能不均勻,會導致咬花后紋理光澤不一致.八、附表。