第10章模具

第十章塑料注射模具制造与实例§10-1塑料模具制造特点§10-2塑料注射模具零件常用加工方法§10-3塑料注射模具装配§10-4塑料注射模具设计与制造实例§10.1塑料注射模具制造特点要保证模具质量–要保证模具制造周期–要保证模具使用寿命–要保证模具成本低廉–要提高模具的加工工艺水平–要保证良好的劳动条件一、塑料注射模具制造过程的基本要求：§10.1塑料注射模具制造特点1.接受设计任务（设计任务书、开模指令）2.原始资料分析（塑料分析、注塑机分析等）3.塑件基本参数计算（收缩率、公差选择等）4.模具结构确定（有无抽芯、何种顶出等)5.绘制模具结构草图（平面图、排位图、抽芯等）6.绘制模具装配图（三维造型和分模）7.绘制模具零件图(出工程图)8.校核后投产9.试模反馈后更改设计至合格二、塑料模具设计流程：(1)经过审签的正规塑件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度、颜色等。(2)塑料制件说明书或技术要求。(3)生产批量。(4)如果是仿制，则提供塑料制件样品。1、接受任务书二、塑料模具设计流程：(1)塑件分析塑料的分析塑件成型工艺性分析(2)熟悉工厂实际情况(3)熟悉有关参考资料及技术标准§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：2、原始资料分析(1)确定成型工艺方法(2)塑件成型工艺过程的制定(3)成型工艺条件的确定(4)选择成型设备(5)工艺文件的制定§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：3、塑件成型工艺规程的制定(1)确定塑件成型位置及分型面(2)模具型腔数的确定，浇注系统和排气系统的设计。(3)确定主要成型零件，结构件的结构形式。(4)侧向分型抽芯机构的设计。(5)选择塑件的推出方式(推杆、推管、推板、组合式推出)。(6)拉料杆形式的选择。(7)模具外形结构及所有连接、定位、导向件位置的设计。(8)决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：4、模具结构设计参照有关塑料模架标准和其他零件标准，绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：5、绘制模具结构草图模具总装图内容:(1)模具成型部分结构。(2)浇注系统、排气系统结构。(3)分型面及分模取件方式。(4)外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。(5)辅助工具(取件卸模工具，校正工具等)。(6)按顺序将全部零件序号编出，填写明细表。(7)标注模具必要尺寸，如模具总体尺寸、特征尺寸、装配尺寸、极限尺寸。(8)标注技术要求和使用说明。§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：6、绘制模具装配图由模具总装图拆画零件图的顺序为:先内后外，先简单后复杂。通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，认真绘制，其余零部件尽量采用标准件。(1)根据需要按比例绘制零件图，视图选择要合理。(2)标注尺寸要集中、有序、完整。(3)根据零件的用途正确标注表面粗糙度。(4)填写零件名称、图号、材料牌号、热处理和硬度要求表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术要求等都要正确填写。§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：7、绘制零件图(1)校对(2)审图(3)投产制造§10.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：8、校核后投产一、注射模模架1.模架的结构组成图10-1注射模模架1-定模座板；2-定模板；3-动模板；4-导套；5-支撑板；6-导柱；7-垫块；8-动模座板；9-推板导套；l0-导柱；11-推杆固定板；12-推板安装模具工作零件和其他零件，保证模具工作部分有正确的相对位置。§10.2塑料注射模具常用加工方法2.模架的技术要求安装或支撑成形零件和其他结构零件的基础，保证零件（如型芯型腔）的准确对合，导柱、导套和复位杆等零件装配后要运动灵活、无阻滞现象。模架组合后其安装基准面应保持平行，其平行度公差等级见下表。模具主要分型面闭合时的贴合间隙值应符合下列要求：Ⅰ级精度模架为0.02mm；Ⅱ级精度模架为0.03mm；Ⅲ级精度模架为0.04mm。3.模架零件的加工基本组成零件有三种类型：导柱、导套及模板类零件。图10-9内、外圆柱面加工模板平面的平面度和平行度以及导柱、导套安装孔的尺寸精度、孔与模板平面的垂直度要求。3.模架零件的加工基本组成零件有三种类型：导柱、导套及模板类零件。在平面加工过程中要特别注意防止弯曲变形。粗加工后若有变形可利用电磁吸盘把这种变形矫正过来，磨削后加工表面的形状误差并不会得到矫正。精度更高的平面，应采用刮研方法加工。图10-93.模架零件的加工基本组成零件有三种类型：导柱、导套及模板类零件。位置精度：采用坐标镗床、双轴坐标镗床或数控坐标镗床进行加工。精度要求较低也可在卧式镗床或铣床上，将动、定模板重叠在一起，一次装夹同时镗出相应的导柱和导套的安装孔。模板的装夹如图10-9所示。图10-9(a)单个模板镗孔(b)模板同时镗孔1-模板2-镗杆3-工作台4-等高垫铁图10-9模板的装夹图10-10浇口套（1）浇口套的加工常见的浇口套有两种类型，如图10-10所示。4.其他结构零件的加工工艺分析：与一般套类零件相比，浇口套锥孔（主流道）小，锥度为2º～6º，其小端直径一般为3～8mm。其加工较难，同时还应保证浇口套锥孔与外圆同轴，以便在模具安装时通过定位圈使浇口套与注射机的喷嘴对准。工艺过程：表10-7图9-11斜销抽芯机构当注射成型带有侧凹或侧孔时，模具必须带有侧向分型或抽芯机构，下图为一种斜销抽芯机构的结构图，在侧型芯滑块上装有侧型芯或成型镶块。1-动模板；2-限位块；3-弹簧；4-侧型芯滑块；5-斜销；6-楔紧块；7-凹模固定板；8-定模座板（2）侧型芯滑块的加工滑块与滑槽的配合部分B1、h3常选用H8/g7或H8/h8，其余留有较大的间隙。配合面的表面粗糙度小于Ra0.63～1.25mm。滑块材料常采用45钢或碳素工具钢，导滑部分可局部或全部淬硬，硬度为40～45HRC。图9-12侧型芯滑块表10-8侧型芯滑块的加工工艺过程（一）、加工特点二、凸模型芯类零件的制造工艺①凸模加工一般是外形加工。②凸模一般都由两部分组成，即工作部分和安装部分。③当凸模有强度要求时，其表面不允许出现影响强度的沟槽，各连接部分应采用圆弧过渡。④对于塑料模，为了使塑件容易从凸模上脱下，凸模往往带有一定的脱模斜度。圆形凸模§10.2塑料注射模具常用加工方法（二）、圆形凸模的加工工艺圆形凸模的制造简单，毛坯一般采用棒料，在车床上进行粗加工和半精加工，经热处理后，在外圆磨床上精磨，最后将工作部分抛光及刃磨即可。（三）、非圆形凸模的加工工艺刃口轮廓精加工的传统加工方法有压印锉修和仿形刨削。这两种方法是在热处理前进行的，凸模的加工精度必然会受到热处理变形的影响。但若选用热处理变形小的材料，并改进热处理工艺，热处理后凸模尺寸的微小变化可由钳工修整，因此，这两种工艺仍有较普遍的应用。凸模工作表面的先进加工方法是电火花线切割加工和成型磨削，它们是在凸模热处理后才进行精加工的，尺寸精度容易保证。图9-13用凹模压印凸模1.压印锉修当凸、凹模配合间隙小，精度要求较高时，缺乏先进模具加工设备的条件下，压印锉修是模具钳工常采用的一种方法，它最适合于无间隙冲模的加工。1-凸模（压印件）2-淬硬凹模（基准件）将未经淬硬、并留有一定挫修余量的凸模垂直放置在已加工完成并经淬硬的凹模上，加以压力，通过凹模刃口的切削与挤压作用，在凸模上压出印痕。钳工按印痕均匀地锉修四周余量，加工出凸模。图9-14所示的凸模的主要技术要求：材料CrWMn，热处理硬度58～62HRC，表面粗糙度Ra0.63mm，与凹模双面间隙为0.03mm。由于凸模与凹模配合间隙小，该凸模采用压印锉修进行加工。压印锉修工程实例：图9-14凸模仿形刨床用于加工由圆弧和直线组成的各种形状复杂的凸模。加工精度为±0.02mm，表面粗糙度可达Ra0.8～1.6mm。2.仿形刨削精加工前，先预加工，并将必要的辅助面（包括凸模端面）磨平。然后在凸模端面上画出刃口轮廓线，并在铣床上加工凸模轮廓，留有0.2～0.3mm的单面精加工余量，最后用仿形刨床精加工。因刨削后的凸模在经热处理淬硬后需研磨工作表面，所以，一般应留0.01～0.02mm的单边余量。采用仿形刨床加工时，凸模的根部应设计成圆弧形，可增加凸模的刚性。凸模根部圆弧过渡注意事项：①为便于加工，一般应将凸模设计成直通式，且其尺寸不宜超过线切割机床的加工范围。②加工时，应考虑工件的装夹、切割路线等。3.线切割加工特点:提高了自动化程度，简化了加工过程，缩短了生产周期，而且提高了模具的质量。工程实例：图10-15线切割加工凸模特点:具有高精度、高效率等优点。4.成型磨削选择基准和确定磨削程序时应考虑以下几点：①当凸模有内形孔时，先加工内形孔并以其为基准加工凸模外形。②选择大平面作为基准面，先磨基准面及有关平面，以增加加工的稳定性并易于测量。如无大平面时，可添加工艺平面。③先磨削精度高的部分，后磨削精度低的部位，以减少加工中的积累误差。④先磨平面后磨斜面及凸圆弧，先磨凹圆弧后磨平面及凸圆弧，这样便于加工成型及达到精度要求。⑤最后磨去添加的工艺基准及装夹部分。注意事项：①为了便于成型磨削，凸模一般设计成直通式；对于半封闭式的凸模，则应设计成镶拼结构，即将凸模分解成几件，分别进行磨削，最后装配成一件完整的凸模。②成型磨削前，首先要了解机床的特性，并有效地利用各种夹具和成型砂轮，然后根据凸模的形状选择合理的基准面及工艺孔基准，并进行工艺尺寸换算，最后确定磨削程序。成型磨削工程实例：图9-16凸模如图9-16所示，采用万能夹具对刃口工作型面进行成型磨削加工。工艺尺寸计算过程：（1）确定工艺中心和工艺坐标（2）计算各工艺中心的坐标尺寸（3）计算d面到工艺中心O1的距离（4）计算各圆弧的圆心角图10-16所示的凸模采用万能夹具进行成型磨削的加工工艺过程见表10-9。图10-17工艺尺寸计算图图10-18成型磨削工序图表10-9表10-9凸模成形磨削加工工艺过程（采用万能夹具）（一）、加工特点三、凹模型孔的制造工艺①一般为内形加工，加工难度大。②镗孔时，有位置精度要求，加工时要求确定基准，并准确确定孔的中心位置，增加难度。③凹模淬火前，其上所有的螺钉孔、销钉孔以及其他非内腔加工部分均应先加工好，否则会增加加工成本，甚至无法加工。④为了降低加工难度，减少热处理的变形，防止淬火开裂，凹模类零件经常采用镶拼结构。§10.2塑料注射模具常用加工方法1.单圆形型孔凹模工程实例：图10-19所示为一圆筒形拉深件的凹模，材料选用Cr12，热处理淬火硬度为58～62HRC。图10-19（二）、圆形型孔凹模的加工这类凹模制造工艺比较简单，毛坯经锻造、退火后进行车削（或铣削）及钻、镗型孔，并在上、下平面和型孔处留适当磨削余量。再由钳工划线，钻所有固定用孔、攻螺纹、铰销孔，然后进行淬火、回火。热处理后磨削上、下平面及型孔即成。加工注意事项：①平面磨削时，一定要以先车的面即A面作为基准，磨出B面，然后再磨A面。②内孔精磨后，一定要修整及研光孔口圆角R。图10-20凹模孔口工艺过程：图10-19拉深凹模2.多圆形型孔凹模图10-21（1）单件孔系的加工①划线找正法②试镗法③坐标法立式铣床加工坐标镗床或坐标磨床加工对于同一零件的孔系加工，常用方法有如下几种：图10-22冲裁模中的连续模和复合模，凹模有时会出现一系列圆孔，各孔尺寸及相互位置有较高的精度要求，这些孔称为孔系。加工时除保证各型孔的尺寸及精度外，还要保证各型孔之间的相对位置。图10-21试镗法加工孔系1-立铣床；2-检验棒；3-百分表；4-量块组图10-22附加百分表在铣床上镗孔图10-23（2）相关孔系的加工①同镗（合镗）加工法对于同一零件的孔系加工，常用方法有如下几种：②配镗加工法为保证零件使用性能，许多零件都要进行热处理。热处理后零件会发生变形，使热处