第十六章 塑料注射模具制造与实例(我)

LOGO第十六章塑料注射模具制造与实例塑料注射模具制造特点塑料注射模具零件常用加工方法和材料塑料注射模具装配塑料注射模具设计与制造实例本章基本内容重点、难点塑料注射模具制造特点塑料注射模具零件常用加工方法和材料塑料注射模具设计§16.1塑料注射模具制造特点一、塑料注射模具制造过程的基本要求：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§16.1塑料注射模具制造特点二、塑料模具设计流程：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§16.1塑料注射模具制造特点1、接受任务书成型塑料制件的任务书通常由塑料制件的设计者提出，内容如下:(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。2、原始资料分析(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§16.1塑料注射模具制造特点3、塑件成型工艺规程的制定(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§16.1塑料注射模具制造特点4、模具结构设计模具结构设计的目的：确定必需的成型设备，理想的型腔数，保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。在确定模具结构时主要解决以下问题:(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。§16.1塑料注射模具制造特点模具结构设计时的有关计算包括:(1)成型零件工作尺寸的计算。(2)加料腔尺寸的计算。(3)根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件的壁厚及底板厚度。(4)模具加热或冷却系统的计算。(5)有关机构的设计计算，如斜导柱等侧向分型抽芯机构的计算。§16.1塑料注射模具制造特点5、绘制模具结构草图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。§16.1塑料注射模具制造特点6、绘制模具装配图模具总装图内容:(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。§16.1塑料注射模具制造特点模具总装图的技术要求：(1)模具装配工艺要求。如模具装配后分型面的贴合间隙，模具上、下面的平行度等要求。(2)模具某些机构的性能要求。例如对推出机构、滑块抽芯机构的装配要求。(3)模具使用和拆装方法。(4)防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。(5)试模及检验要求。§16.1塑料注射模具制造特点7、绘制零件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。§16.1塑料注射模具制造特点8、校核后投产(1)校对校对以自我校对为主，其内容包括:模具及其零件与塑件图纸的关系;模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合塑件图纸的要求;成型收缩率的选择;成型设备的选用等。专业校对原则上按设计者自我校对项目进行，但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。(2)审图审核模具总装图、零件图是否正确，验算成型零件的工作尺寸、装配尺寸、安装尺寸等。(3)投产制造在所有校对、审核正确后，就可以将设计结果送达生产部门组织生产。模具设计人员应参加模具的加工、组装、试模、投产的全过程。§16.1塑料注射模具制造特点9、试模反馈后更改设计至合格§16.1塑料注射模具制造特点三、塑料注射模具常用材料１、塑料注射模具零件常用材料基本要求:具有良好的机械加工性能具有足够的表面硬度和耐磨性具有足够的强度和韧性具有良好的抛光性能具有良好的热处理工艺性具有良好的的耐腐蚀性表面加工性能好§16.1塑料注射模具制造特点２、塑料注射模具零件常用材料（１）结构零件用钢Q235A钢：动、定模座板、垫块。45、55钢：优质碳素结构钢，用来制造形状较简单，精度要求不高的塑料注射模具，但其使用寿命较低，抛光性不好。45、55钢可以通过调质处理来改善其性能．制造塑料注射模具的推板、型芯固定板、支承板等零件。T8、T１O钢：碳素工具钢，其含碳量高，淬火硬度可达50—55HRC，制造导柱、导套、斜销、推杆等塑料注射模具零件。40Gr钢：低合金钢，制造形状不太复杂的中小型塑料注射模具。40Gr钢可以进行淬火、调质处理，制作型芯、推杆。§16.1塑料注射模具制造特点（２）模具钢3Cr2Mo(P20)钢：可预硬化的塑料模具钢，预硬化后硬度为36～38HRC，适用于制作塑料注射模具型腔，其加工性能和表面抛光性较好。10Ni3CuAIVS(PMS)钢：析出硬化钢。预硬化后时效硬化，硬度可达40～45HRC。热变形极小，可做镜面抛光，特别适合于腐蚀精细花纹。可用于制作尺寸精度高，生产批量大的塑料注射模具。6Ni7Ti2Cr钢：马氏体时效钢。在未加工前为固熔体状态，易于加工。精加工后以480℃～520℃进行时效，硬度可达50-57HRC。适用于制造要求尺寸精度高的小型塑料注射模具，可做镜面抛光。8CrMnWMoVS(8CrMn)钢：为易切预硬化钢，可做镜面抛光。其抗拉强度高，常用于大型注射模具。调质后硬度为33-35HRC，淬火时可空冷，硬度可达42-60HRC。25CrNi3MoAI钢：适用于型腔腐蚀花纹，属于时效硬化钢。调质后硬度2325HRC，可用普通高速钢刀具加工。时效后硬度38～42HRC。可以做氮化处理，氮化处理后表层硬度可达1100HV。Crl6Ni4Cu3Nb(PCR)钢：耐腐蚀钢。可以空冷淬火，属于不锈钢类型。空冷淬硬可达4253HRC，适于有腐蚀性的聚氯乙烯类塑料制品的注射模具。§16.1塑料注射模具制造特点（３）其他材料镀铜合金锌基合金环氧树脂§16.1塑料注射模具制造特点１、机械加工及设备①普通切削加工方法及设备车床铣床刨床磨床钻床②数控加工机床§16.２塑料注射模具常用加工方法２、特种加工①电火花加工电火花加工特点：脉冲放电的能量密度高工具电极与工件间无作用力工件加工质量高加工适应性广自动化程度高塑料模具型腔常用的电火花工艺方法：单电极平动加工法多电极更换加工法分解电极加工法§16.２塑料注射模具常用加工方法②电火花线切割加工特点采用线电极加工工件适合加工复杂零件加工效率高线电极加工精度高加工零件形状受限制§16.２塑料注射模具常用加工方法③电解加工优点：加工适应性广生产效率高表面质量好工具损耗小§16.２塑料注射模具常用加工方法一、塑料注射模具标准件标准模架导向系统标准件•导柱•导套推出系统标准件•推杆•推管•推件板浇注系统标准件•浇口套•拉料杆其他标准件•定位环•支撑柱§16.3塑料注射模具装配二、塑料注射模具部件装配(1)模具装配必须满足装配精度要求位置精度配合精度运动精度(2)型腔装配压人法装配镶嵌法装配型腔拼块法装配§16.3塑料注射模具装配(3)型芯装配型芯与通孔或固定板装配型芯埋入式装配型芯螺钉固定式装配(4)推杆装配装配要求：推杆与型腔推杆孔的配合间隙要合理，即要保证推杆动作灵活，又要防止间隙太大而渗料。推杆装配后在推杆孔中应往复平稳、无卡滞现象。推杆和复位杆端面应分别与型腔表面和分型面齐平或高出分型面0.05-0.10mm.§16.3塑料注射模具装配(5)滑块抽芯机构装配确定滑块槽的位置精加工滑块槽及铣T形槽测定型孔位置及配制型芯固定孔安装滑块型芯装配楔紧块斜导柱装配安装滑块复位、定位装置§16.3塑料注射模具装配三、总装配要求及注意事项模具的装配是指按照模具的技术要求将零件组合成部件，最后装配成模具的过程。模具装配过程包括试装、研配、调整、试模等工作。通过装配过程，最后达到生产出合格制品的要求。总装配注意事项：成形零件及浇注系统推出系统零件滑块及活动零件导向机构加热与冷却系统模具外观§16.3塑料注射模具装配§16.4塑料注射模具设计与制造实例产品名称：防护罩产品材料：ABS（抗冲）塑料质量：15克塑料颜色：红色1、塑件成型工艺性分析(1)塑件材料特性ABS塑料(丙烯脂-丁二烯-苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯晴、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。ABS塑料一般不透明。ABS无毒、无味，成形塑件的表面有较好的光泽。ABS具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。ABS还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。缺点：耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。§16.4塑料注射模具设计与制造实例(2)塑件材料成形性能使用ABS注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使ABS制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。ABS易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，ABS制品的尺寸稳定性较好。§16.4塑料注射模具设计与制造实例2、塑件的成形工艺参数确定查有关手册得到ABS(抗冲)塑料的成形工艺参数:密度1.0~1.1g/cm³;收缩率0.3%~0.8%;预热温度80°c~85°c，预热时间2~3h;料筒温度后段150°c~170°c,中段180°c~190°c,前段200°c~210°c;喷嘴温度180°c~190°c;模具温度50°c~70°c;注射压力60~100MPa;成形时间注射时间2~5s，保压时间5~10s，冷却时间5~15s。§16.4塑料注射模具设计与制造实例3、模具的基本结构（1）确定成形方法塑件采用注射成形法生产。为保证塑件表面质量，使用点浇口成形，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模)。§16.4塑料注射模具设计与制造实例（2）型腔布置塑件形状较简单，质量较小，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有ø10mm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。§16.4塑料注射模具设计与制造实例（3）确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择，图a的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量，同时这种分型面也使侧向抽芯困难;图b的分型