模具设计与制造基础

IYU-IdeaForCar模具设计与制造基础研发中心设计部赖生炎IYU-IdeaForCar培训提纲一.注塑原理介绍二.塑胶材料的特性与应用;三.钢材的应用;四.模具的定义和分类；五.注塑模具零件的名称和基本结构；六.注塑模具典型的几大系统；七.模具设计的基本流程；八.新模制作流程；九.模具修改流程；十.模具加工工艺。IYU-IdeaForCar注塑机示意图一.注塑原理介绍IYU-IdeaForCar☆注塑模成型原理：–烘干的塑料颗粒通过成型机料斗进入成型机料筒–在加热片加热和螺杆旋转产生的剪切热的共同作用下塑料颗粒成为熔融状态–熔融塑胶在成型机机头部分聚集，计量–螺杆停止转动，改为向前平动，挤压塑料熔体–塑胶进入模具浇注系统，然后流到模具成型型腔–通过模具本身热传导以及模具外加的冷却系统使塑胶冷却凝固–冷却完全后，打开模具，成型机的顶出系统将产品顶出，同时成型机螺杆后退开始下一次塑胶熔融计量。IYU-IdeaForCar二.塑胶材料的特性与应用1.材料认识塑胶原料是采用石油提炼成石油精,经分解,聚合等方式提炼,加入可塑剂、润滑剂、着色剂或填充剂等制作而成。2.塑料分类：2.1：通用塑料：其高分子聚合物分子量较少,流动性佳,成形条件容易，适合制成不同形状的制品，例如：ABS,SAN,PP,PS,PE,PVC等。2.2:工程塑料：其高分子聚合物分子量较高，流动性差，成形条件困难，但其机械性能高，适合制成工程用的零件，可取代金属（或玻璃）的用途。例如：PA,POM,PC,PET,PPO,PBT等。2.3:特种塑料：是以上两种原料的混合，可提高一般塑料的工程机械性能，或改善工程塑料原料的成形条件。例如ABS+PC/PC+PBT/PP+(EPDM)T20等。IYU-IdeaForCar3.常用塑料的的优缺点比较和应用范围，见下图:材料名称特征应用分类应用情况优点缺点（ABS）耐酸碱和耐腐蚀，耐疲劳,抗应力不易开裂，容易注塑成型、表面可喷涂或者电镀金属,价格较低。耐候性和耐磨性差,耐热性也不够理想。一般结构零件，外壳类。日用品外壳，风扇叶轮，收音机、电话和电视机等壳体，部分电器零件、汽车零件等。(PP)韧性好，抗疲劳，抗应力不易开裂，重量轻，在高温下仍保持其力学性能。在0℃以下低温环境易变脆，耐候性差。一般结构零件化工容器、管道、片材，泵叶轮，打包带，纺织器材，电器零件，汽车内饰件（PA66）有极好的耐磨性和刚韧性，耐油和许多化学溶剂。流动性佳，通常加玻纤增加尺寸稳定性，提升刚性！吸湿性高，在干燥的环境下冲击强度降低，尺寸自由度大，成型工艺不易控制，耐磨传动受力零件及自润滑零件各种齿轮、凸轮、蜗轮、紧固件，轴套,等耐磨零件(POM)(塑钢)抗拉强度较一般尼龙高，耐疲劳,耐蠕变，尺寸稳定性好，吸水性比尼龙小，介电性好，可在120℃正常使用，摩擦系数小弹性极好,类似弹簧作用没有自熄性，成型收缩率大。抗酸性差耐磨传动受力零件及减摩自润滑零件各种齿轮、轴承、轴套、保持架，汽车、农机、水暖零件等(PC)抗冲击强度高，抗蠕变性能好，耐热性好,脆化温度低(-130℃)，能抵制日光、雨淋和气温变化的影响，化学性能好，透明度高，尺寸稳定性好。（也有不透明的）耐溶剂性差，有应力开裂现象，长期浸在沸水中易水解，疲劳强度差。一般结构零件，外壳等！使用温度范围宽的仪器仪表罩壳,飞机、汽车、电子工业中的零件，安全帽，耐冲击航空玻璃，电动工具等。IYU-IdeaForCar材料名称特征应用分类应用情况优点缺点ＰＭＭＡ高光学透明性，耐候性佳，刚性佳，易染色，可电镀。耐化性差，有刚性但易碎。对钢材的要求较高！透明镜片类灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼睛，汽车零件。PE柔软无毒，易染色，耐冲击(-40°C~90°C)耐湿性，耐化性。热膨胀系数高，不易贴合，耐温性差。家庭日用品家庭用品、绝缘体、胶管、胶布、胶膜、容器。PPS耐热，难溶解，耐药品性，耐燃性，模具温度要高，成形时易产生毛边工业用品，电子，电器，汽车领域。1、电器、电子：连接器、线圈架，表壳、洗涤用工具、各种感应器、化油器、电子控制零件ABS+PC塑料合金增加ABS耐热尺寸稳定性、改善PC低温、厚壁耐冲性、降低成本，一般结构零件，薄壁及复杂形状制品。打印机，显示器外壳，医疗设备，小家电零组件、汽车头灯框，尾灯外罩、食物餐盘IYU-IdeaForCar钢材名称特性与用途使用范围生产厂商8407(热作钢)高级热作钢，真空熔炼，钢质纯正，组织细致，抗热疲劳性好。适用于高纤维PA66+30玻纤，PBT高硬度塑料产品和锌，铝合金。瑞典一胜百SKD61(热作钢)高硬度，高光洁度的塑料精密模具。PC连接器，高精密塑料模具。瑞典一胜百BeCu铍铜高散热性，高硬度针对厚胶位无法散热的局部区域使用。718(工具钢)718H718HH出厂时已热处理至30-33HRC，具备优良的抛光性、咬花性大型塑胶模具，要求表面光亮的，如家电用品、汽车仪表板、电脑、音响等热塑性塑胶模。瑞典一胜百2738（预硬钢）2738HH/XPM适合对硬度要求高的模具，优良加工性能，易切削抛光和电蚀。主要应用在大型塑胶模具，模架上，如汽车保险杠、内饰件,电视机外壳。德国葛利兹NAK80(预硬钢)无需热处理,抛光性极佳,切削性,蚀花性好。适合PC,ABS,SAN等透明塑料大同P20（锻打）硬度良好，耐磨性高，加工性能良好，適合電蝕加工。適PA,PS,PE,PP,ABS塑模前模原身出胶位的大模具，如汽车部件模具2344韧性以及延展性佳,尺寸稳定不易变形，抗热应力疲劳。适合PA，PS，PE，EP塑胶模德国葛利兹三.钢材的应用IYU-IdeaForCar四.模具的定义、分类、标准化1.模具的定义塑料注射成型所用的模具称为注塑模；注塑模能一次成型外形复杂、尺寸精确高或带有嵌件的塑料制品。“七分模具，三分工艺”。对注塑加工来说，模具对成型品的质量有很大的影响，在注塑成型时如果对模具不充分了解，就难得到优良的成型品。IYU-IdeaForCar2.模具的分类◇按成型工艺分：热作模具和冷作模具◇按成型材料分：金属模具和非金属模具◇按生产量来分：样件模（简易模）和量产模◇按模具材料分：软模和硬模◇按其所用注塑机的类型可分为卧式注塑机用注塑模、立式注塑机用注塑模、角式注塑机注塑模及双色注塑机用注塑模等◇按模具的型腔数目可分为单型腔和多型腔注塑模◇按分型面的数量可分为单分型面和双分型面或多分型面注塑模◇按浇注系统的形式可分为普通浇注系统和热流道浇注系统注塑模◇按模具结构分为二板模、三板模、螺纹模、倒装模、镶件模、二次顶出模具等IYU-IdeaForCar3.模具的标准化模具标准化包括四大类标准，即：模具基础标准、模具工艺质量标准、模具零部件标准及与模具生产相关的技术标准1模架：HASCO，FUTABA，DME，STRACK，LKM2模具配件：HASCO，FUTABA，DME，STRACK，MISUMI，PANCH，PROGRESSTIVE，正刚，锦鸿IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（二板模）定位环浇口套A板塑料产品B板回位针顶针面板支撑柱顶针底板定位环面板面板锥度定位（凹）导柱锥度定位（凸）斜顶方铁底板IYU-IdeaForCar一般是在分型面处分开成定模板和动模板。特点：1、成型后将注塑件和浇口切断并进行加工（如：边浇口、直浇口）；2、结构简单，便于使用；3、适合于产品自动落下（潜伏式浇口，不需后加工）；4、故障少，价格便宜。制品B板流道A板IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（三板模）浇口套小拉杆铲基开闭器后模仁B板支撑柱顶针底板定位环面板水口板锥度定位（凹）塑料件锥度定位（凸）导柱方铁底板大拉杆顶针面板A板前模仁IYU-IdeaForCar在定模板和动模板之间有一块模板，在此模板和定模板之间有水口流道。特点：1、由于可采用点状孔隙（针点）浇口，因此不需要对水口位进行后处理；2、结构复杂，需分别取出成型品和水口流道；3、可将浇口置于成型品的任意位置；4、故障比二板模具多，注塑成形时要多一次分型，注塑周期加长，流道较长，模具费用和生产费用也相对较高。制品B板A板流道水口板IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（热流道模）热流道顶针底板定位环面板斜顶导柱方铁底板顶针面板A板前模仁后模仁B板多点热流道的此处需要增加分流板IYU-IdeaForCar多点热流道系统的结构针点式开放式针阀式IYU-IdeaForCar借助加热装置使浇注系统中的塑胶不凝固，控制和维持熔体塑胶在合适状况下顺利从注塑机主进料嘴直接到达型腔的一种注塑模具特点：1、缩短加工周期，提高效率。节约原料，降低制品的成本2、提高产品一致性，提高产品质量3、适用树脂范围广，成型条件设定方便4、改善产品外观，降低产品应力，减少产品变形5、多种浇口方式，进料平衡6、采用阀浇口，进行分步注塑，加工制造不同规格尺寸的零件系列7、提供更多的加工程控，以便对注塑工艺进行精确调整8、模具结构复杂，须防止因热膨胀产生泄漏，制造成本较高9、要求严格精密的温度控制10、成型树脂必须清洁无杂物，对制件形状和使用塑料亦有限制11、有些树脂更换及换色较困难，必须用很多料，较长时间清洗12、不适合小批量生产及形状有明显限制的制品生产13、维修保养较困难，且成本高IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（叠层模）叠层模具叠层模具热流道系统IYU-IdeaForCar叠层模具技术是区别于普通注塑模具技术的一种模具前沿技术，即在一副模具中将多个型腔在合模方向重叠布置。这种模具通常有多个分型面，每个分型面上可以布置一个或多个型腔。简单地说，叠层模具就相当于将多副单层模具叠放在一起，安装在一台注塑机上进行注塑生产。叠层模具结构上由叠层模具热流道系统、专用模架系统、承载导向系统、双向顶出系统、开合模联动系统等多个系统组成。叠层模具技术具备以下特点：1.叠层模具生产效率超过普通的单层模具一倍或多倍，大幅度降低注塑生产成本。从结构特点来看，叠层模具将多副型腔组合在一副模具中，充分利用普通注塑设备便可满足生产。模具的充模、保压和冷却时间与单层模具相同，这就决定了叠层模具的生产效率将超过普通单层模具一倍甚至多倍，大大提高制品单位时间的产量，一般医疗产品和生活用品模具常采用此结构。2.叠层模具可安装在与单层模具相同的注塑机上，无须投资购买额外的机器和设备，从而节约了机器、设备、厂房和新增劳动力的成本。3.叠层模具制造要求基本上与普通模具相同。据统计，1副双层叠层模具的制造周期比两副单层模具的制造周期短5%～10%。4.叠层模具适合于大批量生产形状扁平的大型制品，小型多腔壁薄制品，批量越大，制品生产成本越低。IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（双色模）出风口拨钮汽车挂档杆手柄IYU-IdeaForCar双色模是在一台成型机上通过旋转，平移上模部分，与不同的下模部分合模成型，成型机分别注射同一材质不同颜色或者不同材质的塑料，从而成型出多样性的产品。双色模具也可以看成是一套普通模具外加一套嵌件模。两种颜色模具一般都是两套上模仁，一套下模仁。☆双色模的优点：双色模可以成型不只两种不同的塑料，可以为多色。双色成型产品比组装件更美观，没有装配间隙。☆双色模的缺点：双色成型需要专门的成型机，成本较高双色模需要更高的模具加工、定位精度双色模需要更高的模具安装精度，以及更精准的成型工艺IYU-IdeaForCar五.注塑模具零件的名称和基本结构--（镶件模）嵌件模只是在成型前在模具中放置金属件或已成型塑料件等外部零件，通过成型机将塑胶全部或部分裹覆在原零件外，生产出新零件的成型工艺。☆嵌件模的优点：嵌件模是将后续的安装工序在成型过程中完成，从而节省后续组装工序，且提高了零件之间的连接紧密性。☆嵌件模的缺点：嵌件需要精确的模内定位，嵌件与模具配合，易压伤模具本身，易跑飞边，易引起塑胶件的变形，甚至开裂。需要更