塑料模具型腔及其组件的认识与开发（PPT61页)

型腔型腔组件凸模型腔组件凹模型腔组件凸模型腔组件凹模公司决定成立塑料模具型腔研发项目小组，自2012年起开始对塑料模具的型腔及其组件进行全面开发。为配合公司这一重要营销决策的实施，特编写内容浅显的《塑料模具型腔及其组件的认识与开发》文稿，帮助奋战在营销一线上的那些对塑模型腔尚不甚了解的员工，有一个基本的认识和了解。了解塑料模具型腔的目的是为了能更好地开发、销售它，而要真正落实好公司对塑料模具型腔的开发计划，前提是必须让所有参与这项工作的人，都能尽早、尽快地基本了解认识它。•如何认识了解塑料模具型腔第一部分.•如何开发塑料模具型腔第二部分.一.塑料模具型腔概述塑料模具型腔的特点二.三.塑料模具型腔的服役条件及失效形式四.塑料模具型腔的表面质量要求及选材(一)定义.塑料模具的型腔，如同其他所有型腔模的型腔一样，也是模具中直接成型产品（塑料制品）的空腔。型腔产品塑料模具型腔的分类方法有多种，如果只按塑料制品的生产形式。可分为一模单腔和一模多腔。一般，一模多腔只适用于塑料制件超大、结构复杂、浇注及脱模方式简单的单件小批量的生产方式；而绝大多数是一般的塑料制件，结构普通，有严格浇注及脱模技术要求的大批量生产方式。腔数的多少，完全取决于产品的生产批量及精度的要求。经常可遇到的有:一出二、一出四、一出八、一出十六、一出三十二及一出四十八、一出六十四等，多种偶数型腔。目前，在使用热流道技术的模具中，已有型腔数过百的，还有诸如双层复合浇注等多种型腔的生产方式。一模多腔一模单腔(三)组成结构及各部作用.模具型腔是直接与塑料熔体相接触并成形制品的模具成型系统。它是塑料模具的核心。由动模与定模组合形成。其中，动模上通常还会根据产品形状的需要安装一些圆形或异型的镶件，如型芯、镶块、中心销和成型环等。很多情况下，整个模具的型腔是由很多的拼块拼装而成。当动、定模闭合后，成形零件便确定了制品的内、外轮廓及尺寸。1.定模在模具上的位置定模定模一般装在注塑机的固定侧可动侧固定侧固定侧用于成型产品外表面外表面内腔表面定模1.动模在模具上的位置动模动模一般装在模具的可动侧可动侧固定侧内腔表面外表面用于成型产品的内腔表面动模（1）.型芯的定义：镶嵌在动模上（或动模一侧）专用于成型产品内腔表面的孔或凹凸类形状的零件总称。活动型芯侧向滑动型芯内腔表面外表面直型芯侧向滑动型芯动模动模内腔表面的空1）.按结构分A.圆形B.异型2）.按活动方式分A.固定型芯（随动模一起动）B.活动型芯（自身有驱动机构）活动直型芯（活型芯）活动斜型芯（斜顶）活动侧型芯（侧芯滑块）固定异型型芯圆型芯跟其他型腔模的型腔所不同的是：由于塑料制品经塑料模具加工成型后其表面不再进行任何加工。因而，要求制品表面光滑、美观、所有尺寸一次到位。因此，塑料模具型腔的质量直接决定了塑料制品的品质，因而轻度的磨损和表面形态的恶化就会造成模具的失效。因此，对模具表面的要求首先是容易获得良好的光滑表面，成型面要求抛光成镜面。二.塑料模具型腔的特点直接成型成品凸凹模表面要求光滑三.塑料模具型腔的服役条件及失效形式（一）.服役条件塑料模具型腔直接与塑料接触，经受其压力、温度、摩擦力和腐蚀等作用。压制时，塑料的温度一般都在150-300℃，塑料模型腔承受的注射压力一般为40-140MPa，闭模压力为80-300MPa或更高，其具体参数与塑料的种类有关。热固性塑料，以固体粉末或预制坯料状态，加入模具型腔，并且含有大量的固体填料，经热压成型时，型腔表面受力大且伴随一定的冲击作用，摩擦力较大，磨损严重，有时还出现腐蚀现象；热塑性塑料是在黏流状态下通过注射、挤压等方法进入模具型腔，摩擦及受力状况较热固性塑料轻，但在有玻璃纤维等填料或使用含氟原料时，磨损会加剧，还会出现腐蚀。二）.失效形式塑料模的主要失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳及热疲劳失效。四.塑料模具型腔的表面质量要求及选材（一）.表面质量要求塑料模具的型腔需要根据塑料模具的工作条件，经过热处理获得适当的硬度和足够的强韧性。多数型腔的工作硬度在30-60HRC的范围内。对于高耐磨性的塑料模具，可在热处理后，采用渗氮、镀铬、镀镍磷合金、在表面沉积碳化物或氮化物等表面强化处理，以获得很高的表面硬度和耐磨性。二).型腔材料塑料模具型腔材料的选择，有多种选别原则，可选的材料范围也很宽泛，从普通的碳素钢、合金钢，结构钢、工具钢到高速钢、不锈钢等各类专用钢种无一不可用到。一般最常用的是按型腔的服役条件和失效方式进行选材。1.对于像ABS、聚氯乙烯或聚四氟乙烯这样成型中有腐蚀气体产生的塑料，一般选马氏体不锈钢如：国产的2Cr13、3Cr13,国外的材料S-STAR（日本）、S-136(一胜百）、STAVAX(瑞典）。2.在成型有玻璃纤维等填料的硬质塑料时，一般选用，耐磨性良好的可淬火成高硬度的工模具钢。如：国产的CrWMn、Cr12MoV,国外的SKD11(日本）、SKH51(日本）、SKS3(日本）、D2(美国)、M2（美国）、635（一胜百）、RIGOR(瑞典)等；3.用于成型塑料透镜的镜面型腔时，一般选用抛光性能极好的材料如：4Cr13、18Ni马氏体时效钢（中国），SUS420J2(日本)、D-STAR(日本)、CORRAX(一胜百)、POLMAX（一胜百）等；另外，有时也可以对普通的材料进行表面镀铬、或其它表面强化工艺方法（常用的是渗氮或表面沉积碳化物），来提高模具型腔的耐腐蚀或耐磨性。•塑料模具在中国模具行业中的地位一.•盘起曾经研发过的塑料模具型腔及其组件二.•我们尚需填补的行业和领域三.目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%，在模具进出口中的比重高达50-70%。而近年来我国塑料模具发展迅速。塑料制品的应用日渐广泛，机械、汽车（包括摩托车）、家电（主要是彩电）、电子通信（手机、笔记本电脑）、建筑建材（热固性塑料型材）等几大应用产业为塑料模具提供了非常广阔的市场。在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。塑料模具产品几乎涵盖了所有的行业塑料产品应用范围一）.汽车二）.电子三）.医疗器械四）.包装五）.消费品六）.普通工业汽车行业-汽车仪表盘为汽车应用领域开发创新的系统和工具，帮助降低产品成本、提高生产效率和推进产品轻量化。电子行业-手机外壳医疗行业-注射针头容器包装行业-瓶盖日用消费品行业塑料模具的分类常用的是以下三种类型（一）.按成型材料分类热塑性塑料模和热固性塑料模。照相机外壳用料PC-G10是热塑性塑料压缩模专加工热固性塑料（二）.按成型工艺分类一）.压缩模是直接放入型腔内的塑料熔融，并固化成型所用的模具。二）.压注模通过柱塞，使加料腔内塑化熔融的塑料经浇注系统注入闭合型腔，并固化成型所用的模具三).注射模通过注射机的螺杆或活塞，使料筒内塑化熔融的塑料经喷嘴与浇注系统注入型腔，并固化成型所用的模具。塑料模具中，应用最广的是塑料注射模，除了可以大量地注射热塑性塑料产品之外，还可以注射热固性塑料。（三）.按浇注系统分类有热流道塑料模和冷流道塑料模之分，当然，热流道塑料模又可细分为：热流道塑料模、温流道塑料模和绝热流道塑料模。一般统称为无流道塑料模。热流道作为行业中久负盛名的供应商，盘起曾经开发的塑料模具标准件涵盖了塑料模具的各个工作系统。有关塑料模具各系统的特注品也加工过数百个品类，数万种产品。标准品特注品浇口型LED行业—冷浇道型腔但是，如果我们按模具的分类进行划分统计，就不难发现，我们曾经涉及到的模具配件领域，其实局限性很大。以下仅就我们曾经有过加工或研发经历的产品，进行简单的归纳总结。（一).产品比较集中的几个行业我们目前有资料记录的，绝大多数是电子、医药、化妆品。型芯框架材质：ELMAXHRC62-64基本加工特点：主要加工设备WED和GF,但是各沟槽的清角要求＜0.03,很有难度，且各孔需要跟芯子研配。型芯材料：ASSAB的塑料模具钢ELMAX基本加工特点：成型部位因支架形状不同而异，有圆形有异型成型部位加工难度大，具体表现为：过渡台阶小，清角困难，放电加工表面要求镜面且无法抛光（不准塌边）。型腔板材质：ELMAXHRC62-64基本加工特点：空穴多，型腔处过渡圆角要求极严，R0.1保证困难。二)医药型芯型腔凹腔产品医用塑料瓶盖类模具的型腔组件化妆品塑料盖模具型腔组件上盖下盖下盖型芯下盖上盖上盖型芯型腔镶块型腔镶块下盖型芯螺纹型芯2.下盖型芯与产品下盖下盖型芯下盖上盖3.上盖型芯与产品上盖上盖型芯4.螺纹型芯与产品螺纹型芯瓶盖螺纹凸台镶件凸台5.瓶盖凸台型芯产品锥面配合锥面配合型腔型芯32腔热流道盖模产品一）.体积小、一模多腔,绝大多数采用热流道技术。锥面研配(有效接触面大于75%)二）.锥面配合，装配精度要求高。塑料瓶盖型芯的装配部位一般以锥面的形式与型芯导向套配合，组装件之间的同轴度位置度等形位公差要求严格，产品制作比单一的零件加工又增加了很大的难度。医药化妆品饮料包装三）.一般应用于饮料包装、医药、化装品等行业（三）.与塑料瓶盖型腔类似的结构相近机构宁波东磁青岛朴实宝枫上海安能利一）.相近机构09年1月～11月测绘塘沽所和昇塑料的康师傅塑料瓶盖不同型号产品共11件，成单为5件，做样品3件，受注金额达47.5万。刻字浇套（康师傅）齿形模仁产品左右模唇夹套内模芯（谢谢惠顾）成型部位中日龙笔记本斜顶机构组件图型腔型芯一）.目标客户天江模具的医用塑料瓶盖型腔组件下盖型芯下盖上盖上盖型芯型腔镶块型腔镶块下盖型芯螺纹型芯三）.其他塑料瓶盖型腔组件研发案例1.上海安能力部分型腔组件（三件套）6月18日一次受注22万(CAJF12900)。目前营业所反馈客户试用情况良好，准备再次向我公司采购医疗器具模具型芯该产品先端成型处结构细长，公差、表面光洁度非常严格，加工难度大。经过不同加工方法的尝试，最后成功加工出样品，并通过了客户的检查标准，形成订单，金额24000元。该类型产品市场很大，可以推广。苏州安能力2.该产品为塑料成型组合镶件，成型部分要求镜面加工，抛光后光洁度可达Ra0.07-0.1。订单受注24套，共41500元3.横毅模具注塑（深圳）有限公司•组合型腔该公司主要生产日用品塑料成型件，以前所有的模具都依靠国外进口，今年逐步实现国产化，从设计到模具加工都在国内完成。该公司先后在我司受注4次，累计金额：36万多元，主要以装配要求高，并且具有互换性的组合型腔。经外勤反馈，客户对我司加工的产品非常满意该类型组合型腔市场潜力很大，多以批量成单。此结构为瓶盖类组合行腔，共4部分组成。该类型产品加工难点在于行腔配合尺寸严格，并且要求互换性，分型面要求一致。此结构为瓶盖类模具型腔的标准结构，市场很大。订单受注10套，共58000元。4.美德维实伟克康茂（无锡）有限公司瓶盖类组合行腔受注60套，金额233760元。经外勤反馈，客户对我司加工的产品质量非常满意。该产品属于塑料成型件强脱结构，对内孔凹槽的光洁度要求严格。由技术部开发刀具，用数控车替代放电加工，在满足客户要求的同时大大降低了加工成本。本次受注30本，共49710元，降低成本30%。首先，从大类上讲，我们平时所说的塑料模具，往往仅仅是热塑性模具里的注射模。其他的热固性塑料模具、压注和压塑模具我们从未涉及。我们所开发和加工过的配件也只是塑料注射模的外围，涉及到模具核心-型腔的，仅有几类圆形的直杆或阶梯型芯，整体凸模或凹模型腔以及大量的模具镶件很少接触，偶然有个别来图加工的特注品，也只是整个模具型腔众多镶拼件中的少数几个产品。而且，从加工技能、产能以及加工经验各方面都有所欠缺，需要不断地探索、研究和开发。随着项目研发的持续，应该挖掘更深层次的技术潜力。如:医用塑料瓶盖模具型腔组件,本身就属于塑料模具型腔结构件,化妆品、饮料等很多行业的瓶盖，都是塑料成型，且市场需求量是医用瓶盖的几十倍之多；且由于塑料瓶盖大多采用热流