《塑料模具介紹》PPT課件.ppt

1、模具11303班,加油!,我們的回憶,模具是制造過程中的重要工藝裝備，模具工業(yè),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)密集的高技術(shù)行業(yè)，模具專業(yè)人才是制造業(yè)緊缺人才。,模具制造技術(shù)技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一。在日本模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”、在德國(guó)被稱為“金屬加工業(yè)中的帝王”。 模具在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為 “百業(yè)之母”、“效益放大器”。 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，模具業(yè)產(chǎn)值與其相關(guān)業(yè)產(chǎn)值之比約為1100，即每1

2、億元模具即可帶動(dòng)約100億元的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，模具業(yè)的整體發(fā)展態(tài)勢(shì)成為折射相關(guān)行業(yè)發(fā)展的一面鏡子。,一、模具概述,行業(yè)保持產(chǎn)銷兩旺、持續(xù)高速發(fā)展，模具產(chǎn)量、質(zhì)量進(jìn)一步得到提高。中國(guó)的模具市場(chǎng)十分廣闊，特別是在汽車制造業(yè)和IT制造業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)下，對(duì)模具的需求量和檔次也越來(lái)越高，同時(shí)精良的模具制造裝備為模具技術(shù)水平的提升提供了保障。2007年模具銷售額870億人民幣，比上一年增長(zhǎng)21，模具出口14.13億美元，比上一年增長(zhǎng)357，模具進(jìn)口仍保持在20億美元。數(shù)據(jù)顯示著我國(guó)模具整體實(shí)力進(jìn)一步加強(qiáng)。用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品以零件總數(shù)百分比計(jì)算：汽車、拖拉機(jī)6070 %，無(wú)線電通訊、機(jī)電6075 %，鐘表、家電

3、95 %。可以說(shuō)，在人類生活中到處都能看到模具技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，在國(guó)防、航空、航天工業(yè)生產(chǎn)中也占有很大的比例。,某些發(fā)達(dá)國(guó)家的模具總產(chǎn)值已經(jīng)超過了機(jī)床工業(yè)的總產(chǎn)值，模具工業(yè)已經(jīng)從從屬地位發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè)。近10年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)均以每年15以上的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)模具,模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。,二、模具制造技術(shù)的發(fā)展 模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分?，F(xiàn)代模具制造技術(shù)正朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性、

4、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)方面。,1、高速銑削：第三代制模技術(shù) 高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量，而且與傳統(tǒng)的切削加工相比,具有溫升低(加工工件只升高3)，熱變形小，因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁及剛性差的零件加工；合理選用刀具和切削用量，可實(shí)現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等

5、一系列優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)仍是當(dāng)前的熱門話題，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代制模技術(shù)。,2、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術(shù) 從國(guó)外的電加工機(jī)床來(lái)看，不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、自動(dòng)化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平，目前國(guó)外的新動(dòng)向是進(jìn)行電火花銑削加工技術(shù)(電火花創(chuàng)成加工技術(shù))的研究開發(fā)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。,3、新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù) 目前，英、美、德等國(guó)及我國(guó)一些高等院校和,軟件的智能化、集成化、模

6、具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。 新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺來(lái)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，這就要求模具軟件在三維參數(shù)化特征造型、成型過程模擬、數(shù)控加工過程仿真及信息交流和組織與管理方面達(dá)到相當(dāng)完善的程度并有較高集成化水平。 在新一代模具軟件中，可制造性評(píng)價(jià)主要包括模具制造技術(shù)費(fèi)用的估算、模具可裝配性評(píng)價(jià)、模具零件制造工藝性評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)及成形性能的評(píng)價(jià)等。新一代軟件還應(yīng)有面向裝配的功能，因?yàn)槟＞叩墓δ苤挥型ㄟ^其裝配結(jié)構(gòu)才能體現(xiàn)出來(lái)。采用面向裝配的設(shè)計(jì)方法后，模具裝配不再是逐個(gè)零件的簡(jiǎn)單拼裝，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既能描述模具的功能，又可定義模具零部件之間相互

7、關(guān)系的裝配特征，實(shí)現(xiàn)零部件的關(guān)聯(lián)，因而能有效保證模具的質(zhì)量。,科研院所開發(fā)的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM,4、先進(jìn)的快速模具制造技術(shù) （1）激光快速成型技術(shù)(RPM)發(fā)展訊速，我國(guó)已達(dá)到國(guó)際水平，并逐步實(shí)現(xiàn)商品化。,（2）無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制造技術(shù)，無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)成形。,5、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù) 模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝。目前，國(guó)內(nèi)模具拋光至Ra0.05m的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，

8、而要拋至Ra0.025m的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問題。由于國(guó)內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要,求高的注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口。模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技術(shù)的影響，還受模具,材料鏡面度的影響，這一點(diǎn)還沒有引起足夠的重視，也就是說(shuō)，拋光本身受模具材料的制約。例如，用45#碳素鋼做注塑模時(shí)，拋光至Ra0.2m時(shí)，肉眼可見明顯的缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無(wú)望改善，故目前國(guó)內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進(jìn)口模具材料，如瑞典的一

9、勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。,三、塑料模具的分類,熱固性塑料模,按成型材料分,熱塑性塑料模,按模具結(jié)構(gòu)分,單分型面注射模,雙分型面注射模,帶側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)塑料模,自動(dòng)卸螺紋塑料模,按型腔數(shù)目分,單型腔模具,多型腔模具,按分型面特征分,水平分型面模具,垂直分型面模具,水平、垂直分型面模具,三、塑料模具的分類,動(dòng)模,安裝在注射機(jī)移動(dòng)工作臺(tái)面上的那一 半模具，可隨注射機(jī)做開合運(yùn)動(dòng)。,定模,安裝在注射機(jī)固定工作臺(tái)面上的那一半模具。,注射模,壓縮模,上模,安裝壓機(jī)上工作臺(tái)面上的那一半模具。,下模,安裝壓機(jī)下工作臺(tái)面上的那一半模具。,四、塑料模具的組成及基本結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)零件：

10、在模具中起安裝、定位、導(dǎo)向、裝配等作用的零件。,成型零件：直接與塑料接觸的決定塑件形狀和尺寸精度的零件。,四、塑料模具的組成及基本結(jié)構(gòu),單分型面塑料模具,塑料模具,動(dòng)模,定模,型芯,型腔,產(chǎn)品,實(shí)物圖,平面圖,標(biāo)準(zhǔn)件：2、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 7、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 9、動(dòng)模板 11、導(dǎo)柱12、導(dǎo)套13、導(dǎo)套14、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 17、止轉(zhuǎn)螺釘 21、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 24、密封圈 26、彈簧,非標(biāo)準(zhǔn)件：1、動(dòng)模座板3、推板4、推桿固定板 5、復(fù)位桿 6、墊塊 8、支撐板10、推件板15、拉料桿16、澆口套18、型腔鑲件19、型芯 20、定模板22、定模座板23、,裝配圖,隔水板25、堵頭,單分型

11、面塑料模具,塑料模具,動(dòng)模,定模,型芯,型腔,產(chǎn)品,平面圖,實(shí)物圖,上模部分 澆口套 上模座板 脫澆板 型腔板 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 拉料桿 內(nèi)六角圓柱頭螺釘,下模部分：推件板 型芯 型芯固定板 支撐板 復(fù)位桿 擋水板 塑料拉鉤定位軸 塑料拉鉤 橡膠圈 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 推桿固定板 推板 動(dòng)模座板,裝配圖,五、注射模塑原理,又稱注射成型(Injection Molding )，主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料的成型。,注射模塑,顆粒、粉狀塑料,注射機(jī)料筒,加熱熔融,充模,冷卻固化,塑件,二、注射成型設(shè)備注射機(jī),1.注射機(jī)的主要作用,頂件,開模與合模動(dòng)作,注射結(jié)束，進(jìn)行保壓與補(bǔ)縮,在一定壓力和

12、速度下將塑料注入型腔,加熱熔融塑料，達(dá)粘流態(tài),二、注射成型設(shè)備注射機(jī),2、注射機(jī)的分類, 指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并具有良好的可塑性的過程。,塑化：,柱塞式注射機(jī),注射機(jī)按塑化方式分為：,螺桿式注射機(jī),臥式、立式和角式注射機(jī),按外形可分為：,柱塞式注射機(jī),4.螺桿式注射機(jī),螺桿式注射機(jī)結(jié)構(gòu)圖,很大一部分壓力用在壓實(shí)固體塑料和克服塑料與料筒摩擦。,最大注射量取決于料筒的塑化能力（與塑料受熱面積有關(guān)）與柱塞直徑與行程。,塑料靠料筒壁和分流梭傳熱，柱塞推動(dòng)塑料無(wú)混合作用，易產(chǎn)生塑化不均的現(xiàn)象。,塑化不均：,最大注射量受限：,注射壓力損失大：,柱塞式注射機(jī)存在的缺點(diǎn)：,5.螺桿式注射機(jī)與柱塞式

13、注射機(jī)的比較,從柱塞開始接觸塑料到壓實(shí)塑料，注射速度逐漸增加。,易產(chǎn)生層流現(xiàn)象且料筒難于清洗,注射速度不均：,5.螺桿式注射機(jī)與柱塞式注射機(jī)的比較,螺桿式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：,借助螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，材料內(nèi)部也發(fā)熱，均勻塑化，塑化能力大。,4.螺桿式注射機(jī),加熱缸內(nèi)的材料滯留處少，熱穩(wěn)定性差的材料也很少因滯留而分解。,由于加熱缸的壓力損失小，用較低的射出壓力也能成型。,成型周期短、效率高，生產(chǎn)過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,可成型形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高及帶各種嵌件的塑件。,5.螺桿式注射機(jī)與柱塞式注射機(jī)的比較,螺桿式較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，產(chǎn)生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。,螺桿式注射

14、機(jī)模塑工作循環(huán),2.5塑料注射模塑工藝,三、注射成型工藝,注射過程,成型后處理,成型前準(zhǔn)備,原料的檢驗(yàn)、染色和干燥,模具清理,嵌件預(yù)熱,料筒清理,退火,調(diào)濕,2.5塑料注射模塑工藝,三、注射成型工藝,1.成型前準(zhǔn)備,原料檢驗(yàn),原料染色,原料干燥,質(zhì)量體積,流動(dòng)性,水分及揮發(fā)物含量,收縮率,烘箱干燥,紅外線干燥,熱板干燥,高頻干燥,2.5塑料注射模塑工藝,三、注射成型工藝,2.注射過程,原料檢驗(yàn) 預(yù)處理,合模,注射,裝入料斗,保壓,脫模,裝入嵌件,清理料筒 清理模具 涂脫模劑,嵌件清理、預(yù)熱,預(yù)塑化,塑件后處理,冷卻,2.5塑料注射模塑工藝,三、注射成型工藝,3.注射成型后處理,放在一定溫度的紅

15、外線或循環(huán)熱風(fēng)烘箱、液體介質(zhì)中（礦物油，石蠟）一段時(shí)間，再緩慢冷卻。,將剛從模具中脫出的塑件放在熱水中(100120)，隔絕空氣，進(jìn)行防氧化處理，達(dá)到吸濕平衡。調(diào)濕后緩冷至室溫。,退火：,調(diào)濕：,退火的溫度：高于使用溫度1020，低于相變溫度1020。,2.5塑料注射模塑工藝,四、注射成型工藝條件,溫度,壓力,時(shí)間 （成型周期）,2.5塑料注射模塑工藝,1.溫度,四、注射成型工藝條件,料筒溫度：,噴嘴溫度：,模具溫度：, 成型周期長(zhǎng)，脫模后翹曲變形，影響尺寸精度；, 產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，開裂，表面質(zhì)量下降。,溫度過高,溫度太低,略低于料筒最高溫度：防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象；但溫度也不能太低，否則易堵塞噴嘴。,當(dāng)Tf(Tm)Td范圍窄時(shí)，料筒溫度取偏低值。,料筒后端溫度最低，噴嘴前端最高；,在Tf(Tm)Td之間 ，保證塑料熔體正常流動(dòng)，不發(fā)生變質(zhì)分解；,2.5塑料注射模塑工藝,2.壓力,四、注射成型工藝條件,塑化壓力：,又稱背壓（螺桿頭部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力），由液壓系統(tǒng)溢流閥調(diào)整大小。,注射壓力：,柱塞或螺桿頭部對(duì)塑料熔體施加的壓力。注射壓力的大小一