塑胶模具知识介绍

2019/8/151塑胶模具知识介绍•一.模具概述•二.塑胶模具制作流程及加工方法•三.塑胶模具的基本结构•四.塑胶开模前的检讨注意事项•五.塑胶模具修改注意事项•六.塑胶模具成本构成2019/8/152一.模具概述一).什么是模具？模具，是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。用模具生产制件能够实现高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。模具是国民经济的基础工业，它反映了一个国家的生产力水平，发达国家有“模具是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视程度。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。•大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。2019/8/153•二).塑料模具分类（动画演示）1.吹塑模具（如塑料瓶）2.挤塑模具（如塑料管道）3.压塑成型模具4.注塑成型模具2019/8/154二．注塑模具制作流程及加工方法•一).模具设计阶段：1.模具排位图（包含了模架类型和规格/模穴数/分型方案/流道等内容）----根据此图来采购模架/钢材）2.模具装配图(总体方案包含了装配及加工要求)3.模具零件图（如：模仁/滑块/斜顶/镶件/等）。4.模具线割图(如:斜顶孔/斜顶/司筒孔/镶件孔等)5.模具顶针/运水路图.二).分模及CNC编程阶段：略2019/8/155•模具图纸输出要求1.标识模具设计时的基准类型。2.明确胶件基准线与模具基准线的距离，并于其外围加一粗方框以做警示。3.清楚表示典型截面的装配结构，分模面形状，外形尺寸。4.标明前、后模料等的最大外形尺寸。5.标识枕位、镶件等的形状尺寸、装配方式。6.注明紧固螺钉的位置、大小。7.标注滑块机构装配的详细尺寸。8.标注流道、浇口详细尺寸，并做剖面。9.如实反应顶针布置情况，如有顶针图时，装配图中顶针排布、标明需钳工制作的各柱位的详细尺寸10.绘制模具运水排布，注明各组运水的入水口、出水口，并使用IN1、IN2…OUT1、OUT2…等表示。11.标注回位弹簧排布尺寸、大小及装配尺寸。12.在一模多件的模具中，需注明各胶件的模穴号。13.如无前、后模图时，装配图中应标注重要尺寸及公差，尺寸旁边做序号标记并记录在图框栏中，以便钳工检测。有前、后模图时，重要尺寸及公差的标识放在前、后模图中。重要尺寸包括成品图中有公差要求的尺寸、模具中需要控制的尺寸等。14.不论图纸为何种版本，应在图框栏右上角“简要说明”栏中对版本进行简单描述。模具图升版时，更改内容旁需有升版标记，如三角形等。2019/8/156•三)制作阶段(九个工序)：1.六面加工﹑開料﹑型磨.(即配框阶段)2.鑽孔﹑頂針﹑線切割引线孔等3.線切割(斜顶及斜顶孔/镶件及镶件孔/司筒孔/高精度的曲面分型面/部分电极如筋条等)4.CNC加工(母模型腔/铜工/公模)5.放電加工(母模型腔/公模上的碰穿位/较复杂的分型面/筋条/潜胶口等)6.合模(配模)7.省模（拋光）8.組立試模9.冷却水路加工(若产品可能改模少时放入第二步)下面将主要针对CNC/线切割/放电加工进行介绍:2019/8/157１．ＣＮＣ（俗称电脑锣加工中心）：根椐转速一般分为普通机（２００００转以下）和高速机（２００００转以上）一般２００００转以上的ＣＮＣ大多为欧洲产或日本产，机床效率高，精度高．但不太适合大进刀量的粗加工．主要适合加工电极及精加工．（导轨／转动方式／轴承／床身／刀柄及所用刀具一般不一样）．加工成本高（设备折旧／维修／刀具等因素）．2019/8/158ＣＮＣ的主要工作内容：１．母模型腔的加工（一般分以下几种情况）：Ａ．母模型腔直接ＣＮＣ，后期不再火花加工．优点：成本低（省去了电极材料及加工费用和放电加工费用，进度快．缺点：（这类一般是平面或简单的曲面）．Ｂ．型腔中的大部分部位直接精铣，局部用电极清角．（如ＬＣＤ后壳）Ｃ．整个母模型腔用一整体电极（一般是形状复杂，如ＣＲＴ后壳）．Ｄ．部分产品的模具只能用电铸方式来加工型腔．电铸法制作模仁的优缺点:优点：１．精度高,可复制（可制作０．５微米以下的金属线）２．可实现高的表面光洁度．缺点：１．制作时间长．２成本相对高．３模仁寿命低．４母仁无法改模．在模具中的应用对象：１．带车丝纹或有字符的产品按键（此法制作电镀后有极高的光亮度，克服了模具抛光难的问题）．２．高档铭板．及车灯反光板．２．电极的加工（一般分粗工和精工）一般主要有两种：铜电极和石墨电极（加工效率高所用ＣＮＣ设备需专用或经改装）．３．公模的加工．４．滑块的粗加工及流道的加工（部分厂家用一般铣床）．５．要求不高的字符的雕刻．2019/8/159２．火花放电加工（ＥＤＭ）火花放电加工是脉冲电源產生的一種自激放電，是一種利用電、熱能量進行加工的方法。分为ＺＮＣ和ＣＮＣ两种机台．火花放电加工的优点：•1.不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。•2.便于实现异型盲孔（或通孔）／深而窄的缝．以及较复杂曲面的精加工，便于清角。•3.加工時，電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小，不易损坏变形．工具電極材料不需比工件材料硬。•4.直接利用電能加工，便於實現加工過程的自動化。•5.可以降低工人勞動強度。缺点：１．仅限于导体的加工．２．加工速度慢．３．成本相对较高．2019/8/1510•火花加工的一些基本常识：１．常用电极有铜电极（俗称铜工）和石墨电极：石墨电极ＣＮＣ加工时的效率高，后期放电加工的效率比铜工高３－５倍．石墨电极脆性较大，易折断．石墨电极火花加工时的省工小．石墨电极的回收需专门机构（环境污染问题）．２．镜面放电：镜面放的优点：Ａ．克服了部分产品模具的抛光困难问题（如字符），省去了抛光．Ｂ．不会因抛光而破坏了产品上的曲面过渡线．Ｃ．可提高喷漆后的油漆附着力．缺点：Ａ．所能达成的镜面效果只是相对的．Ｂ．不能实现大件镜面放电（一般不能超过手机大小的产品模具）Ｃ．镜面放电时的模仁材质一般需专用材料（如：ＮＡＫ８０或Ｓ１３６Ｈ），铜工也一般采用进口的（如日本三宝电极铜）．Ｄ．火花加工一般要求先用粗／精工放电，再用第三个铜工打镜面效果（些铜工需抛光）．Ｅ．加工时间长（如一般手机外壳仅镜面加工时间要多达十多个小时．Ｆ．设备一般是专用的镜面火花机，价格昂贵．（如阿奇／夏米尔，沙迪克，牧野，大韩机）2019/8/1511３．线切割加工（ＥＤＷ）线切割机加工的基本原理同火花机一样．线切割加工的最大优点是不受材质硬度影响并可加工异形，但只能加工导体．一般分为快走丝和慢走丝：慢走丝的加工精度比快走丝高．（注意：慢走丝加工效率高于快走丝）慢走丝的加工成本远比快走丝高（设备折旧高；所用电极铜线是一次性的；机台维护费用高）．慢走丝加工一般需经几次精修，多数采用割一修二或割一修二（相当于火花加工中的粗精工）．线切割机在注塑模加工中的主要工作内容：Ａ．一些特殊曲面的分型面（同ＣＮＣ加工的曲面分型面相比线切割相对精确）．Ｂ．斜顶及斜顶孔．Ｃ．扁顶针孔及司筒孔．Ｄ．镶件及镶件孔．Ｅ．部分铜工（如筋条铜工）．2019/8/1512三．塑胶模具的基本结构一）．模架的类型介绍：2019/8/1513大水口模架的命名规则：2019/8/15142019/8/1515细水口模架的命名规则(E型没有水口板)2019/8/1516简化型细水口模架的命名（Ｆ型有水口板，Ｇ型没有）2019/8/1517二)．常用流道種類一般情況下,適合大中用細水口情況下采用,起保壓作用單一流道情況下搭在產品底下采用2019/8/1518进胶方法膠片进胶與胶肉示意图潛頂針方法2019/8/1519进胶方法膠口種類示意圖1.標准型膠口2.直接膠口3.扇型膠口4.薄膜型膠口5.環形膠口6.兩次膠口7.針點膠口8.潛入型膠口9.盤形膠口2019/8/1520三）．排氣溝射出成形時模穴中之空氣滯留在其中不能從分模面排除﹐將會使成形品產生氣泡﹑變色或充填不足﹐故模具在制造過程中設置排氣溝。其方法:1.于PL面磨一溝通至模具外部﹑在模具邊緣溝寬3~5mm﹐深ABS时0.02~0.03mm﹔ABS+PC時0.01~0.015mm﹔PP時0.01~0.02mm.2.在空氣滯留地方設置排氣銷或頂針利用間隙作排氣3.公模采用镶嵌来排气．2019/8/1521四）．滑块机构2019/8/1522五）．斜顶机构2019/8/1523四.塑胶开模前的检讨注意事项一).产品图面的检查:1.干涉分析检查(要特别注意部分产品的潜在变形可能).2.脱模斜度检查要结合产品的咬花纹号看是否足够(应注意配合部位及重要的外观面须在图上做出,不要让模设人员自已定).•机加工行业规定:未注明脱模斜度的在开模时:外形----大头依图面尽寸,孔----小头依图面尽寸.3.检查配合间隙是否合适.固定件之间间隙图４.1.1止口间隙图４.1.2异形按钮间隙图４.1.3活动间隙规则按钮间隙(1)小件固定件之间配合间隙0.05～0.1mm(大件要加大)，如图４.3.1所示；(2)小件面、底壳止口间隙0.05～0.1mm(大件加大)，如图４.3.2所示；(3)规则按钮(直径Ø15)的活动间隙(单边)0.1～0.2mm；规则按钮(直径Ø15)的活动间隙(单边)0.15～0.25mm；异形按钮的活动间隙0.3～0.35mm,如图４.3.3所示。2019/8/15244.胶厚突变的问题:5.尖角易造成产品变形:•OK胶厚突变易产生表面痕迹图5.1.1尖角位表面易产生变形加圆角减轻变形2019/8/15256.筋位厚薄不当:筋位:筋位厚度应小于等于0.5t(t为胶件壁厚),一般骨位厚度在0.8～1.2mm范围。图6.1.1当筋深15mm以上，易产生走胶困难、困气，模具上可制作镶件，也方便省模、排气。筋深15mm以下，脱模斜度应有0.5˚以上；筋深15mm以上，根部与顶部厚度差不小于0.2mm.2019/8/1526二）．模具钢材选用．１．寿命不高的模具一般用Ｐ２０．２．寿命高的非透明件模具用７１８Ｈ或７３８Ｈ．３．透明件用ＮＡＫ８０或Ｓ１３６（Ｈ）．４．斜顶料用ＳＫＤ６１（淬火处理）．５．表面质量要求高的模具(如手机/MP3/相机等)或产量高的模具一般最好做热处理或表面氮化.６．氮化处理除不锈钢不宜外(如M310、S136、M300、136H、2316VOD、2316ESR、PAK90)，其它钢料均可氮化处理，氮化后表面硬度达HRC59以上，厚深０．０５至０．２ｍｍ．2019/8/1527三）.模具排位：（排位是指据客户要求,将所需的一种或多种胶件按合理注塑工艺、模具结构进行排列)1.电镀件及喷油件不可与非电镀件及非喷油件放入同一套模具中.以防止因电镀或喷油过程中的报廢而造成产量不匹配.2.可能将来用作共用件的产品不要和其它产品开在同一套模具中.3.力求型腔压力平衡型腔压力平衡。型腔压力分两个部分,一是指平行于开模方向的轴向压力；二是指垂直于开模方向的侧向压力。排位应力求轴向压力、侧向压力相对于模具中心平衡，防止溢胶产生批峰。满足压力平衡的方法：A.排位均匀、对称。轴向平衡如图３.１.１；侧向平衡如图３.１.２Ｂ．利用模具结构平衡如图5.1.4这是一种常用的平衡侧压力的方法图３.1.１非对称排位不好对称排位较好F左、右对称侧向力平衡图３.1.２增加斜面锁紧平衡侧向压力图5.1.42019/8/1528四）．分型面的确定：１．细小孔位处分模面的处理A.直接碰穿如图5.2.9，适用于碰穿位较平坦的结构。但对于“键盘”类的按键孔(如图5.2.10a)，为了改变有可能产生的“批锋”的方向，常采用插穿形式的结构及尺寸，如图5.2.10b所示。B.中间平面碰穿如图5.2.11a，适用于碰穿位较陡峭的结构(如曲面上的透气孔)合理结构•图5.2.11a不合理结构•图5.2.11b产生侧向分力图5.2.9适用于碰穿位较平坦的结构图5.2.10a前模后模图5.2.10b键盘孔局部放大图合理结构图5.2.1