注塑模具制造流程及基本加工工藝.doc

注塑模具制造流程及基本加工工藝 （注塑模具）制作過程主要有接受任務(wù)模具設(shè)計模具制造模具檢驗及試模改模及修模模具保養(yǎng)一、接受任務(wù) 塑膠模具的制作首先是由客戶工程人員提供產(chǎn)品圖紙給到模具制造商，制造商通過成型塑料制作的任務(wù)要求，收集、分析、消化產(chǎn)品資料的過程，此為接受任務(wù)。13.塑件制作要求 了解制件的用途、工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、絲印、鉆孔等后加工。估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。2.工藝資料 了解進膠方式、啤機型號、塑料材料性能、模具結(jié)構(gòu)類型等要求。 成型材料應(yīng)當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途和是否后加工，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者反射性能、膠接性（如超聲）或者焊接性等要求。3.選擇成型設(shè)備 注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等。4.模具具體結(jié)構(gòu)方案 兩板模，三板模。模具結(jié)構(gòu)是否可靠，是否滿足塑料制件的工藝技術(shù)（如幾何形狀、表明光潔度和尺寸精度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟要求（制件成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力等）。二、模具設(shè)計1.膠件排位 膠件排位是指據(jù)客戶要求,將所需的一種或多種膠件按合理注塑工藝、模具結(jié)構(gòu)進行排列。膠件排位與模具結(jié)構(gòu)、塑膠工藝性相輔相成，并直接影響著后期的注塑工藝，排位時必需考慮相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)，在滿足模具結(jié)構(gòu)的條件下調(diào)整排位。 從注塑工藝角度排位需考慮以下幾點： a,流道長度 b,流道廢料 c,澆口位置 d,進膠平衡 e,型腔壓力平衡 從模具結(jié)構(gòu)角度需考慮一下幾點 ： a,滿足封膠要求 b,滿足模具結(jié)構(gòu)空間要求 鏟基，行位，斜頂?shù)瓤臻g要求，模具結(jié)構(gòu)件是否足夠強度，多個運動件是否干涉，司筒位置要避開頂棍孔位置等。 c,充分考慮螺釘、冷卻水及頂出裝置 排位需注意螺絲、頂針對冷卻水孔的影響。 d,模具長寬比例是否協(xié)調(diào) 模具盡量緊湊，長寬比例適當，同時要考慮注射機安裝要求。2.報價圖的繪制及訂料 a,報價圖是模具的最初設(shè)計方案，也為模具訂料提供參考說明。報價圖是在原來排模的基礎(chǔ)上，對模具模胚及其結(jié)構(gòu)和模肉料大小作的一個相對詳細的標識。行位開槽 邊釘(導(dǎo)柱)圖4.2.1 b,訂料是在報價圖的基礎(chǔ)上，繪制模坯簡圖，填寫訂料單 。 訂料需注意要根據(jù)模具的各種要求，要適當選擇各種模具材料。圖4.2.5(模坯簡圖)3.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)是由注射機類型和膠件特點所決定。設(shè)計時著重從以下方面考慮： (1)注塑機的技術(shù)規(guī)格 (2)塑膠的工藝性能 (3)澆注系統(tǒng)，包括流道、澆口等 (4)成型零部件 (5)常用結(jié)構(gòu)零部件 (6)行位機構(gòu) (7)頂出機構(gòu) (8)模具溫度控制 (9)排氣 (10)模具材料 模具設(shè)計需綜合考慮各種因素，選擇合理結(jié)構(gòu)形式，滿足模具成形目的。 a,膠件排位 在3D設(shè)計階段，此時排位根據(jù)設(shè)計開始的2D排位做更深入的設(shè)計。 b,分模 選擇正確的分型面，考慮封膠距離，構(gòu)建基準平面，平衡側(cè)向壓力，平坦唧嘴碰面，細小孔的碰插穿處理，避免產(chǎn)生尖鋼，綜合考慮產(chǎn)品外觀等等需考慮好。 c,模具強度的校核與提高 為滿足模具能夠正常工作，不僅要校核模具的整體性強度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強度。 針對具體機構(gòu)作某些改進，提高局部強度：較好!圖5.3.2不好!剛度減弱應(yīng)力集中1鎖緊塊2鏟雞3行位圖5.3.8強度較小增加鎖緊提高強度角度不小于5,一般取10此處被挖空,模具強度減弱強度較弱利用模胚剛度，增加斜面鎖緊,提高模具強度.圖5.3.9“W1”尺寸較小，易產(chǎn)生彈性變形。虛線為虛擬變形增加“W2”尺寸提高行位剛度圖5.3.10圖5.11a圖5.11b端部定位無端部定位時，易彎曲變形易產(chǎn)生應(yīng)力集中圖5.3.12a無應(yīng)力集中圖5.3.12b應(yīng)力集中點薄鋼鑲拼結(jié)構(gòu)消除了應(yīng)力集中點 d.模具零件的設(shè)計 模具零件按其作用可分為成型零件和結(jié)構(gòu)零件。成形零件是指直接參與形成型腔空間的結(jié)構(gòu)件，如凹模(型腔)、凸模(型芯)、鑲件、行位等；結(jié)構(gòu)零件是指用于安裝、定位、導(dǎo)向、頂出以及成形時完成各種動作的零件，如定位圈、唧咀、螺釘、拉料桿、頂針、密封圈、定距拉板、拉勾等等。 鑲件的拆分，主要考慮以下方面： （1）不能產(chǎn)生尖鋼，薄鋼 （2）易于加工 （3）易于修整尺寸及維修 （4）保證成型零件強度 （5）易于裝配 （6）不能影響外觀 （7）綜合考慮冷卻（做鑲件后局部冷卻困難，要考慮其冷卻情況）圖5.4.1a鑲件上產(chǎn)生尖角大鑲件上產(chǎn)生尖角大鑲件小鑲件后模圖5.4.1b圖5.4.2a圖5.4.2b鑲件易裝錯圖5.4.4a不易裝錯圖5.4.4b鑲件1鑲件2鑲件2鑲件1圖5.4.5允許夾線存在圖5.4.6此處不允許夾線存在圖5.4.7不允許夾線允許夾線夾線移向內(nèi)壁，臺階面的位置據(jù)需要確定。鑲件易于修正外形尺寸圖5.4.3鑲件 結(jié)構(gòu)零件設(shè)計中，頂針的布置和運水的布局一般遵循的原則是先布頂針，然后布運水，再調(diào)頂針。但實際制作過程中，往往要考慮改模的情況，模具制作完成后沒有馬上開始運水，只能在改模完成一定后再根據(jù)改后情況來開。 頂針布置形式：合理布置圖5.5.8a不合理布置圖5.5.8b頂針中心連線未通過柱位中心頂針中心連線通過柱位中心對稱布置對稱布置頂針頂面為斜面、臺階不好頂針頂面為平面較好圖5.5.9頂針受力結(jié)構(gòu)較好部位1鑲件2扁頂針圖5.5.10尖、薄鋼碰前模面1前模 2頂針 3后模圖5.5.11 司筒的布置：司筒一般應(yīng)用于成型柱位，另外對于較深的骨位頂針頂出時容易頂白，也可用司筒加骨來輔助頂出。一般情況下，司筒的壁厚>=1mm，定購時司筒和司筒針一起配套定購。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，柱子的高度盡量不要太高，不然司筒針容易沖彎，難以頂出，如下圖。 對于其他結(jié)構(gòu)零件，如定位圈、唧咀、螺釘、拉料桿、密封圈、定距拉板、拉勾、彈簧等的設(shè)計及選用，有興趣的可找些資料自行了解下。e.模具圖紙的制作 模具圖紙是將設(shè)計意圖轉(zhuǎn)化為模具制作的重要文件，一般需按照國家標準繪制，另外也需結(jié)合各工廠的習(xí)慣畫法。 模具圖紙包括總裝配結(jié)構(gòu)圖及其技術(shù)要求，另外還有全部零件包括各種鑲件的零件圖。三、模具制造1. 編程序，拆電極 模具設(shè)計完成后，必須根據(jù)各零部件的加工情況是否編制CNC程序以及是否需拆電極EDM加工。由于刀具的長度和直徑問題，對于較深的凹槽，其不能直接用較大刀具成型，只能做銅公EDM成型2.機械加工 模具的機械加工包括CNC加工，EDM加工，線切割加工，深孔鉆加工等等。模具在模胚及材料定購回來后只是粗加工狀態(tài)或者只是鋼料，這時必須根據(jù)模具的設(shè)計意圖，進行一系列的機械加工，制成各種零部件。 CNC加工，computer numerical control,也就是數(shù)控加工中心，其要求包括了各種加工程序，刀具的選用，加工參數(shù)等等要求，有興趣的可找相關(guān)資料學(xué)習(xí)。 EDM加工，是電火花加工，其是利用放電腐蝕材料達到所要求尺寸的加工過程，因而只能加工可導(dǎo)電材料。其所用的電極一般為銅和石墨。 線切割應(yīng)用于尖角位的加工。 深孔鉆一般應(yīng)用于大模運水孔的加工及頂針司筒孔的加工。 3.鉗工裝配 鉗工在模具的制作過程中起著相當重要的作用，工作需貫穿整個模具的制造流程。鉗工的工作，fit模組裝，車銑磨鉆樣樣精通。4.省模、拋光 省模、拋光是模具在CNC、EDM、鉗工加工后，模具組裝前對模具利用砂紙，油石，鉆石膏等工具材料對模具零件的加工。四、模具檢驗及試模1.模具的檢驗 fit模和裝配的過程其實算是模具的檢驗過程，在fit模裝配中，可檢查紅丹是否到位，頂針司筒是否順暢，模具有沒有做錯干涉等。2.試模 模具制造完成后，為了檢測模具的情況和膠件結(jié)構(gòu)是否做好，需上注射機進行試模。通過試?？梢粤私饽＞咴谄∽鬟^程中出現(xiàn)的情況以及膠件結(jié)構(gòu)是否做好等。 有關(guān)試模的要求及膠件缺陷的改善可以參考其他資料。五、改模及修模 模具在試模后，根據(jù)試模的情況做出相應(yīng)的更改，另外在工程師確認膠件后，膠件的結(jié)構(gòu)也要做相應(yīng)的更改。 由于模具已經(jīng)制作完成，故所有的更改都比較麻煩，甚至有時比重做更困難，必須根據(jù)具體情況，找到最好的更改辦法。 對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的更改必須盡量了解模具情況，是否碰運水、頂針，怎樣更改最容易等，可在結(jié)合相關(guān)信息的情況下再作出相關(guān)的改模，必要時可咨詢模具組同事。冷卻系統(tǒng)的加工： 冷卻系統(tǒng)的加工(鉆運水)，產(chǎn)品一般要求前模運水在發(fā)第一次改模資料時需加工，后模運水在發(fā)第二次改模資料后需加工，但對于運水開啟與否對啤作影響較大的情況，如PC料的啤作（需打熱油啤作情況），盡量在第一次試模前開啟。 故結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙階段考慮好各種情況，盡量減少改模的工作量，使得運水的開啟能正常運行，啤作尺寸盡快確定。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改模： 加骨，加柱子，結(jié)構(gòu)大改重做鑲件。 原生骨加減膠，柱子移位，螺絲柱加大減小，高度加高降低，批鋒修整等等。 六、模具保養(yǎng) 由于模具在高溫高壓的情況下工作，并且長期和空氣接觸，極易產(chǎn)生生銹現(xiàn)象，故需對模具做好保養(yǎng)，在不啤作時需打上防銹油，涂上黃油等。 另外，由于模具鋼材有一定的使用壽命，以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，有些尖薄鋼結(jié)構(gòu)或者司筒頂針等會出現(xiàn)崩裂和折斷等情況，在后期保養(yǎng)中就必須不斷的去維護，修整。1.外表形狀，顏色透明度，使用性能：紋面or光面。其材料是什么？透明性怎樣？使用要求高不高，哪些部位需要注意的（如輪廓線是否要求特別清晰）等等結(jié)構(gòu)合不合理？膠厚情況是否合理？拔模斜度是否夠？哪里應(yīng)該做鑲件，合不合理？ a.倒扣（檢查膠件是否有倒扣或者拔模角不夠問題，一定要有倒扣的，其區(qū)域是否可以做斜頂） b.膠件出模方向（特別是內(nèi)部件，其出模方向如何選擇問題） c.后模骨的出模方向（有配合要求的一定要給出模方向，其他沒配合要求的骨位可不給） d.對于一些特別要求的，如輪廓線要特別清晰，一定要做尖角，后模是外露的并特別要求高光，不能布頂針的區(qū)域等評審時要指出2.是否噴油，電鍍，絲印等要求（結(jié)構(gòu)設(shè)計開始階段需考慮，特別是配合部位尺寸）噴油：將產(chǎn)品表面噴上一層涂層從而得到特殊的效果。噴不同的油所得到的涂層厚度不同（也不均勻），設(shè)計時相配的地方要適當加大間隙， 如按鍵單邊加大0.1mm左右較為保險(規(guī)定面殼按鍵孔不能噴到油) 電鍍：在真空條件下, 通電加熱金屬(鋁)絲, 霧化成離子狀態(tài)并均勻附著于轉(zhuǎn)動的工件表面上。（厚度0.026mm） 對于有配合、運動要求的電鍍件(按鈕等), 其真空電鍍的總厚度，需與電鍍廠溝通后，出spec嚴格控制，一般按鈕盡量要在0.1mm以內(nèi)。*總結(jié)：發(fā)圖前對于膠件的基本檢查和結(jié)構(gòu)評估，主要包括以下幾個方面： a. 零件結(jié)構(gòu)相對于模具制造方面的是否合理：是否有倒扣，前后模分配是否合理，是否存在出模不合理的地方、是否有尖、薄鋼位，分模線是否合理、可否簡化，是否有足夠脫模斜度，是否可以通過改良零件結(jié)構(gòu)設(shè)計來簡化模具結(jié)構(gòu)，膠件哪些位置不能布頂針 b. 零件結(jié)構(gòu)相對于注射成型是否合理：是否膠厚均勻，是否有局部?。ɑ颍┖衲z c. 入水方式和入水位置確定：采用哪種入水，如果潛膠片方式，如果可能對裝配有干涉的要指出來（兩板模三板模） d. 特別模具結(jié)構(gòu)的確定(如行位、斜頂?shù)? 行位線如何，斜頂?shù)男谐淌欠褡銐虻冗x擇注射機： a.鎖模力 理論鎖模力=投影面積/25.4/25.4材料壓力系數(shù)（因為材料壓力系數(shù)單位是Tone/in2），1in=25.4mm 理論鎖模力<0.9注射機額定鎖模力 b.射膠量 0.15額定射膠量<正常使用射膠量<0.85額定射膠量 c.容模尺寸*模具支撐結(jié)構(gòu)確定，模具大致結(jié)構(gòu)確定，模肉鋼材材料確定可否自動化生產(chǎn)*流道盡量短，考慮進膠平衡和壓力平衡封膠距離：小膠件最少封膠距離為5mm運動干涉：特別注意行位和頂針的干涉，斜頂?shù)母缮嫣釂枺簽槭裁此就参恢靡荛_頂棍孔位置？ 由于司筒針要固定在地板上，若地板中間有頂棍孔就不能固定司筒針。 如果不能避開的柱子只能做鑲針。電池兜鑲件的想法，一般如圖所示。（利于修正外形尺寸）非必要情況最好不要在斜面上布頂針，一定要在斜面上布頂針的，頂針必須做定位而且頭部做防滑。結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮頂針的布置，頂針位置盡量做大，能夠布大點的頂針。司筒的應(yīng)用：規(guī)定柱子高于10mm必須用司筒。司筒柱子設(shè)計盡量不要太高，避免過小過高的柱子。（注意：由于司筒需訂購，模廠沒有備用，訂購最少要四天時間，改模時要增加司筒的必須考慮好改模的時間）白板畫刀具圖，將CNC加工成型刀路講解。*電極的拆分：為了成型某些CNC加工不到的地方，必須考慮EDM后各個電極能否接順的問題。提問：如圖結(jié)構(gòu)，為什么改模時做凹臺階不用做大銅公改模？ 產(chǎn)品做凹臺，在模具上是凸出來，只需做小銅公加工凸起部分，不需做大銅公配合其他膠位。模具制造與加工方面，可以講得更詳細一些:常用的加工方法有哪些：鑼（銑）、車、磨、鉆、電火花、線切割、CNC(電腦數(shù)控加工這里主要是銑) 鑼（銑）：利用刀具自傳和移動對鋼材做平面加工。（畫圖講解）用于加工工件平面。 車：利用三爪卡盤裝夾工件，進行外圓車削加工。（畫圖講解）用于圓形工件加工。 磨：利用砂輪旋轉(zhuǎn)，工件在磨床工作臺移動加工工件，加工進給量較少。 一般應(yīng)用于平面，有些數(shù)控磨床可加工弧面。（畫圖講解） 鉆：利用自傳并上下移動鉆銑工件的加工方法。一般用于螺絲孔或其他孔的加工。（畫圖講解） 電火花：利用電極放電腐蝕工件的加工方法，只能用于加工導(dǎo)電材料。 電火花加工的原理（配圖）；電極-銅、石墨（加工大件或銅、鋅合金用到，如喇叭孔位用石墨）； 應(yīng)用范圍-前模加工、骨位電極，CNC加工不到的地方， 電極加工的方法-傳統(tǒng)機加工（鑼、模）、CNC、線切割; 放電量、火花位、火花紋之間關(guān)系；（放電量越大，腐蝕材料越多，所需的火花位越大，工件火花紋越粗） 拋光攻（放電量非常小的EDM）； 積炭、損公的原因以及對成型尺寸的影響；（積炭是工件或電極被腐蝕后的粉末沒及時排出加工槽而聚積在工件上， EDM時需噴火花油沖走，當然火花油也有冷卻工件的作用。放電腐蝕是相互的，故電極也會腐蝕，只是比工件輕微，造成損公） CNC：有數(shù)控系統(tǒng)的切削加工，可控制各種動作。 分為立式、臥式、五面綜合切削、有車削功能的綜合切削。 臥式是主軸與床臺平衡，用于加工垂直面，分三軸，四軸，五軸控制。(畫圖說明) 線切割：利用銅絲的高速運動，沿一定軌跡割取工件的方法，可加工尖角位。銅絲直徑一般為0.2mm。精度比火花加工高。2.其他加工方法: 化學(xué)腐蝕（曬紋、曬字，咬花）、拋光（省模）、加硬處理（淬火、滲氮等）、噴砂 化學(xué)腐蝕：利用化學(xué)藥劑腐蝕工件表面的方法。 曬字：凹字，凸字。凹字需留鋼位，凸字不需留鋼位。詳細講解凹字和凸字哪種情況做光面，哪種做紋面。 雕銅公攻字：在銅公上雕字，然后通過EDM放電加工鋼料。 咬花：在規(guī)則面上的曬字。 拋光的目的，拋光的方法，拋光的級別，不同鋼材所能達到的拋光效果，拋光的局限 拋光目的：成型所需膠件要求，防止拖膠方便出模。 拋光方法：用砂紙，油石，鉆石膏等 拋光級別：以砂紙?zhí)杹韰^(qū)分拋光級別，一般高光模具先用砂紙省到1200#，再用鉆石膏拋光。后模省光面一般為320#。 不同鋼材達到的拋光效果：總的來說，硬度高的鋼材拋光效果會好點，如NAK80，S136，S136H，718S，718H等。 淬火：將鋼件加熱到臨界點以上溫度，保溫一段時間，然后在水，鹽水急冷，使其得到所需硬度和強度的方法，但會引起內(nèi)應(yīng)力而變脆。 退火：將鋼件加熱到臨界溫度以上30到50度，保溫一段時間，然后在爐中緩慢冷卻，從而消除內(nèi)應(yīng)力降低硬度的方法。 正火：將鋼件加熱到臨界溫度以上保溫一段時間，然后在空氣中冷卻的加工方法，使?jié)B氮組織細化，增加強度和韌性，減少內(nèi)應(yīng)力。 回火：將淬硬的鋼件加熱到臨界點以下溫度，保溫一段時間，然后在空氣中冷卻的方法，使鋼獲得高的韌性和強度。*3.當然，還有很多很多,比如: 電鑄、仿形銑，鉸，鏜，刨，這些這里不詳細介紹 電鑄：利用金屬的電解沉積原理來復(fù)制某些復(fù)雜和特殊形狀工件的特種加工方法。4.特殊的加工方法：燒焊，利用氬弧焊錫通電加熱，融化焊錫并在工件表面堆積材料的加工方法。由于加熱有熱影響區(qū)，會影響工件的分子結(jié)構(gòu)，造成各種缺陷，故盡量減少前模燒焊的情況發(fā)生。5.逐一介紹上面這些加工方法的原理，使用范圍，同時舉實例來說明不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、不同的要求，會應(yīng)對不同的模具結(jié)構(gòu)和不同的