一、熱固性塑料壓制模壓制工藝
首先將模具安裝在壓力機(jī)上,然后加熱到17 ?!?左右,開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)將上模從型腔內(nèi)脫出,將塑料加入模具型腔,上模下壓,型腔內(nèi)的塑料在壓力作用下,充滿型腔各個(gè)部位而成型。根據(jù)塑件的大小,停留保壓時(shí)間,即可開(kāi)模取件。
二、熱固性塑料注射模注射工藝
先將塑料加入料筒預(yù)熱,用螺桿攪拌,使預(yù)熱塑料均勻化,塑料在螺桿旋轉(zhuǎn)壓力的作用下,被輸送到料筒前部而積聚,塑料的積聚使螺桿產(chǎn)生反推力而后退,由限位開(kāi)關(guān)決定螺桿的后退距離,后退距離即是塑料的定量,開(kāi)動(dòng)螺桿后面的注射活塞,以高速將螺桿向前推進(jìn),將料筒中的塑料射入模具型腔,保持硬化時(shí)間,即可開(kāi)模取件。
三、熱塑性塑料注射模注射工藝
將塑料加入趾度很高的料筒中,用螺桿攪拌,使其達(dá)到流動(dòng)狀態(tài),螺桿在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,逐步后退,而塑料則向前積聚,當(dāng)螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,注射活塞立即將塑料射入模具,開(kāi)模取井。
生產(chǎn)過(guò)程中,模具溫度是影響部件質(zhì)量高低的一個(gè)重要因素。一般而言,設(shè)置較高的模溫通??色@得較高的部件表面質(zhì)量。冷/熱循環(huán)模具注塑技術(shù)是在注塑循環(huán)過(guò)程中,利用熱循環(huán)控制模具溫度的一種方法。該技術(shù)要求模具表面的加熱溫度要在塑料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之上,以利于注塑,然后快速冷卻模溫,使部件冷固,以便于頂出。
熱/冷循環(huán)模具注塑工藝可極大提高注塑部件的表面質(zhì)量,另外由于減少了上漆、打磨等消除表面瑕疵的二次加工工序,從而降低整個(gè)加工成本。在某些情況下,上漆或粉末涂覆皆可省去。熱/冷模注塑還可提高玻纖增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性材料的表面光潔度,用在對(duì)制品表面有高光澤要求的場(chǎng)合。利用該技術(shù)可獲得的其他優(yōu)點(diǎn)包括:降低模塑應(yīng)力、減少或消除漩紋、熔接縫等缺陷,并提高熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度,生產(chǎn)出薄壁制品。
沙伯創(chuàng)新塑料公司(SABIC Innovative Plastics)在日本從事這項(xiàng)技術(shù)的研究工作已有幾年的歷史,其首個(gè)應(yīng)用實(shí)例是加工一個(gè)汽車車頂行李架導(dǎo)軌的支腳,過(guò)去采用的是金屬支腳。當(dāng)使用玻纖含量為11%的Xenoy 1760 PC/PBT樹(shù)脂進(jìn)行試驗(yàn)性加工時(shí),表面質(zhì)量效果不理想,原因是出現(xiàn)了漩紋和熔接縫。由于存在玻璃纖維的緣故,部件表面非常粗糙,需要采取打磨拋光二次處理,而不是上漆修飾。利用熱/冷模注塑可消除這些制品表面缺陷,并省去打磨處理工序。
對(duì)于聚碳酸酯、PC/ABS混料、PC/PBT混料而言,利用熱/冷循環(huán)模具進(jìn)行注射加工非常成功,應(yīng)用于加工電視機(jī)外殼、聚光板、車載音響部件、筆記本電腦外蓋等都達(dá)到了表面質(zhì)量問(wèn)題最少化。
1工作原理
傳統(tǒng)注塑機(jī)也可以利用熱/冷循環(huán)模具注塑工藝,首先,需要安裝一個(gè)特殊的輔助系統(tǒng)裝置,以實(shí)現(xiàn)模具表面的快速加熱和冷卻。需要用到過(guò)熱水和蒸汽,有部分系統(tǒng)需外置一個(gè)鍋爐,以產(chǎn)生蒸汽,另外的一些系統(tǒng)則在控制裝置內(nèi)形成蒸汽。沙伯公司設(shè)在亞太地區(qū)的研發(fā)中心使用了蒸汽,而設(shè)在美國(guó)麻省的聚合物加工研發(fā)中心則利用了一個(gè)過(guò)熱水系統(tǒng),由德國(guó)Single Temperiertechnik公司出品的裝置可提供高達(dá)200℃的過(guò)熱水。
為了有效地控制加工過(guò)程,必須在緊靠著模具的外表面裝配多個(gè)熱電偶,以監(jiān)控溫度。模具、注塑機(jī)、熱/冷控制裝置必須要求智能化連接,從而實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的穩(wěn)定性。沙伯公司自行研制出了每個(gè)部件的智能化控制裝置。
在注塑循環(huán)周期的初始階段,蒸汽或過(guò)熱水循環(huán)流動(dòng),加熱模具表面,使模溫比樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高出10℃~30℃左右。當(dāng)達(dá)到該設(shè)定溫度后,注塑機(jī)獲得信號(hào),將塑料熔體注入模腔內(nèi)。待模腔充滿后即完成注射,冷卻水循環(huán)流入模具,將塑料部件快速冷卻定型,然后頂出制品。設(shè)有一個(gè)閥門開(kāi)關(guān),輪流轉(zhuǎn)換通入蒸汽或過(guò)熱水,或是冷卻水。在部件冷卻之后,打開(kāi)模具并頂出部件,系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)重新轉(zhuǎn)為模具加熱階段。
2模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
決定熱/冷循環(huán)模具注塑工藝在整個(gè)循環(huán)加工周期內(nèi)能否成功的因素不僅與加工材質(zhì)有關(guān),同時(shí)也與模具的設(shè)計(jì)樣式和結(jié)構(gòu)有關(guān)。加熱和冷卻模具所需的時(shí)間由鋼材的厚薄而定,對(duì)于熱交換循環(huán)來(lái)說(shuō),最好是將鋼材的厚度最小化。型腔與型芯可采用鑲嵌組裝的方式,優(yōu)于在模板上切割開(kāi)挖的方式,這樣就能減小模板厚度。為了減小熱量損失和提高熱效率,這些嵌件可以在型腔和型芯的托模板上盡量使用氣隙和隔絕材料進(jìn)行裝配。
除了需減小模具鋼材用量之外,還需考慮模具冷熱交替的影響,模具制造所用的材質(zhì)需有較高的導(dǎo)熱系數(shù),如銅鈹合金或其他有較高導(dǎo)熱性能的合金材料,以縮短加熱和冷卻模具表面所需的時(shí)間。另外,冷卻水通道設(shè)計(jì)要靠近模具表面,從而加快響應(yīng)時(shí)間。然而,在大多數(shù)情況下,這點(diǎn)會(huì)受到塑料制品幾何形狀的制約。設(shè)計(jì)采用保型冷卻的方式就非常合理有效,即冷卻水管道的布置根據(jù)塑料部件的表面形狀而設(shè)計(jì)。
保型冷卻有幾種不同的工藝技術(shù),如激光燒結(jié)、金屬直接鍍覆等等。沙伯公司與Fast4M制模公司合作,開(kāi)發(fā)了一種層壓制模工藝,該工藝名為Fast-Form。這項(xiàng)模具制造技術(shù)是利用一疊鋼材薄片,分別用激光切割和粘結(jié)上銅材而成。這種工藝具有成本低、方便綜合采用保型技術(shù)和貫通冷卻水管道、設(shè)計(jì)大面積的排氣區(qū)域等特點(diǎn)。
3技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
熱/冷循環(huán)模具注塑技術(shù)可極大地改善注塑部件的外觀質(zhì)感,最具突出效果的是采用無(wú)定型樹(shù)脂加工的部件,包括的樹(shù)脂種類有:PC樹(shù)脂、PC/ABS混料、PC/PBT混料。當(dāng)模具表面溫度高于某種無(wú)定型樹(shù)脂的Tg之后,在注射階段,樹(shù)脂熔體不會(huì)結(jié)成一層皮,并且熔體可自由移動(dòng)。其結(jié)果是:當(dāng)熔體碰到模具表面時(shí)不會(huì)凍結(jié),這點(diǎn)與傳統(tǒng)的注塑工藝有所區(qū)別。
在充模時(shí),有一層薄薄的聚合物熔體逸出,留在墊模板的外表面,由此增加了部件的光澤度、降低表面粗糙度。研究結(jié)果顯示,如果部件的光澤度提高50%~90%,對(duì)于玻纖增強(qiáng)材料來(lái)說(shuō),表面粗糙度指數(shù)-Rmax可提高70%,相對(duì)于未填充材料的指數(shù)還要提高20%。
熱/冷模具注塑工藝對(duì)改善熔接痕的寬度和可見(jiàn)度有著積極的影響。曾經(jīng)在同一模具上進(jìn)行了3種不同材料的加工對(duì)比測(cè)試,結(jié)果顯示,采用傳統(tǒng)注塑工藝加工而成的制品,其表面的熔接痕寬度大約在6~13微米之間,在熱/冷模具上注塑得到的制品完全看不見(jiàn)熔接痕,而且檢測(cè)不出其寬度。這個(gè)巨大的優(yōu)點(diǎn)可省卻上漆等二次加工工序,特別適用某些特殊場(chǎng)合。
制品內(nèi)殘存的注塑內(nèi)應(yīng)力可引起部件翹曲,甚至縮短部件的使用壽命。傳統(tǒng)注塑的部件存在的內(nèi)應(yīng)力很高。四氯化碳屬于一種已知的可引起塑料部件產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂的溶劑。采用熱/冷循環(huán)模具加工的塑料部件內(nèi)應(yīng)力較低,使用這種溶劑也不會(huì)造成部件應(yīng)力開(kāi)裂,從而可省去部件使用前需進(jìn)行的退火處理工序。
為了能夠?yàn)樽⑺芗庸ど躺a(chǎn)出可節(jié)約投資成本和時(shí)間成本,以及提高注塑生產(chǎn)效率的模具,模具制造商們不斷使用新材料和新技術(shù),而這些新材料和新技術(shù)則在一定程度上代表了注塑模具制造的新趨勢(shì)。
新材料促進(jìn)模具嵌件的發(fā)展
有一種新材料能夠降低注射模具制造商的投資成本和時(shí)間成本。這種新合金名為鈷鉻MP1,專為在快速成型(RP)設(shè)備上采用金屬激光直接燒結(jié)(DMLS)工藝而開(kāi)發(fā)。該材料由德國(guó)快速成型設(shè)備和材料供應(yīng)商EOS(Electro Optical Systems)GmbH公司生產(chǎn)。現(xiàn)在北美的用戶可通過(guò)EOS北美公司和美國(guó)Morris Technologies公司來(lái)購(gòu)買這種材料。
Morris Technologies公司是一家注塑模具開(kāi)發(fā)公司,這家公司首次將該材料應(yīng)用于商業(yè)化制造。在該公司的使用過(guò)程中,這種鈷鉻合金被證明具有高強(qiáng)度、耐高溫性能和抗腐蝕性能。Morris Technologies曾是美國(guó)第一家引入EOS公司的Eosint M-級(jí)快速成型機(jī)的公司,因?yàn)楫?dāng)時(shí)該公司已預(yù)見(jiàn)到了基于DMLS的快速成型的巨大市場(chǎng)。然而通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上還沒(méi)有一種材料能夠滿足其諸多客戶的應(yīng)用需求。
“有許多項(xiàng)目需要快速成型解決方案,但是客戶的實(shí)驗(yàn)條件需要材料具有更好的耐高溫性和耐腐蝕性以及更高的機(jī)械性能。”Morris Technologies公司的總裁Greg Morris說(shuō),“即使花費(fèi)更多的時(shí)間和金錢,不銹鋼或者其他合金仍然不能滿足他們的要求。”
為了解決上述問(wèn)題,Morris Technologies公司選擇了EOS的鈷鉻MP1材料。Morris表示,該合金的洛式硬度在30~40之間,能夠生產(chǎn)小型復(fù)雜的模具產(chǎn)品,而這些產(chǎn)品目前通常需要采用電火花加工或者機(jī)加工方法來(lái)制造。
由于這種材料的結(jié)構(gòu)層非常薄,只有20μm,因此產(chǎn)品可被完全燒結(jié)。Morris相信這種材料和金屬激光直接燒結(jié)技術(shù)能夠幫助注塑模具制造工業(yè)以更低的成本生產(chǎn)精細(xì)的型芯和型腔嵌件。“目前很多模具制造商之所以沒(méi)有采納該技術(shù),在我看來(lái),是因?yàn)樵S多人認(rèn)為他們只有采用以前的方式制造模芯和模腔才算最好。”Morris解釋說(shuō)。
清除保守
模具制造商Linear Mold & Engineering公司總裁John Tenbusch毫不猶豫地采納了上述技術(shù)。因?yàn)門enbusch發(fā)現(xiàn)EOS公司的金屬激光直接燒結(jié)快速成型設(shè)備的新客戶甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。
在注塑模具的制造過(guò)程中,采用典型的電火花設(shè)備(EDM)進(jìn)行燒焊是比較流行的,而線切割在快速成型模具制造中的使用也在逐漸增長(zhǎng)。對(duì)此,Tenbusch解釋說(shuō):“采用線切割可以幫助我們節(jié)約時(shí)間,也就是說(shuō),我們使用線切割來(lái)切割出型腔,而像嵌件這樣的精細(xì)部件則使用DMLS工藝來(lái)加工。”
Tenbusch介紹,這種方法的準(zhǔn)確率很高,而且不需要定很多測(cè)點(diǎn),同時(shí)肋筋能夠被分開(kāi)而作為排氣口。使用線切割也能夠加工一些不銹鋼嵌件,并將它們置于模具中。如果所用材料足夠硬,且壽命足夠長(zhǎng)的時(shí)候,加工人員就沒(méi)有必要對(duì)部件細(xì)節(jié)進(jìn)行電火花加工了,如對(duì)于常用的預(yù)硬化高拉伸滲氮模具鋼便是如此。使用線切割可在4~5周的時(shí)間內(nèi)完成模具的制造,而這種速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS設(shè)備代替了電火花設(shè)備。
鈷鉻MP1是EOS公司的新型不銹鋼17-4家族中的一個(gè)系列,按照計(jì)劃今年推向市場(chǎng)的是MaragingSteel MS1,這是一種18馬氏體300鋼(型號(hào):1.2709),其性能至少等同于甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的模具鋼,非常適合于采用DMLS工藝制作模具嵌件。
少用拋光,多用涂層
美國(guó)Bales模具服務(wù)公司是一家為注射模具提供拋光和電鍍服務(wù)的公司。出于為客戶降低成本的考慮,該公司現(xiàn)在已很少采用特級(jí)EDM拋光技術(shù),取而代之的是采用電鍍技術(shù)在模具表面形成涂層。Bales模具服務(wù)公司總裁Steve Bales說(shuō):“現(xiàn)在不是每一臺(tái)模具都需要拋光,而涂層的使用正在逐漸增長(zhǎng)。我們采用電鍍的方法代替EDM活研磨拋光,可以為客戶節(jié)約時(shí)間和金錢。”
眾所周知,填料會(huì)縮短注塑模具的壽命。隨著注射成型中填料的用量越來(lái)越大,填料對(duì)模具造成的腐蝕和磨損的問(wèn)題日益突顯。而為模具增加鍍層,如Nicklon(一種鎳- PTFE鍍層)和Nibore(鎳硼氮化物)則能起到很好的保護(hù)作用。同時(shí)與價(jià)格昂貴的塑料潤(rùn)滑添加劑相比,這些鍍層又非常便宜。
用Ritemp得到合適的溫度
澳大利亞Ritemp公司(澳大利亞加工和輔助設(shè)備供應(yīng)商Comtec IPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷卻技術(shù)。目前該技術(shù)在北美由SWM & Associates公司獨(dú)家代理。
采用Ritemp模具冷卻技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)更高的冷卻效率和更短的成型周期。如注射成型一個(gè)15g的電器外殼,使用GE Plastics的Noryl PA/PPE,模具為2腔,成型周期18s。而采用Ritemp冷卻技術(shù)則可以使用4腔模具,并使成型周期降至13s,由此年產(chǎn)量可超過(guò)7百萬(wàn)個(gè)。SWM & Associates公司認(rèn)為,如果下游設(shè)備能夠處理更多的制品,成型周期甚至可以縮短到10s。
Ritemp的工作原理如下:Ritemp用水槽代替水槍冷卻模具表面。通過(guò)移走空氣造成的真空,水能夠在冷卻室低溫沸騰。水蒸發(fā)到模具表面進(jìn)行熱交換,然后通過(guò)水槽排出。在蒸發(fā)過(guò)程中,水分子吸收了熱量,并通過(guò)模具溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)熱量水平,從而確保了模具恒溫。
使用潛入式澆口嵌件消除可見(jiàn)的澆口痕跡
這種潛入式澆口嵌件來(lái)自于德國(guó)的i-mold公司,其注射點(diǎn)被設(shè)計(jì)在制品的末端,而流道從前端開(kāi)放,從而使?jié)部诒砻娑ㄎ辉谥破飞喜伙@眼的地方。例如,在制品外沿肋筋底部的側(cè)澆口,人們是不能看到明顯的澆口痕跡的。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來(lái),人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來(lái)越高,這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品要發(fā)展,必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來(lái)都高位運(yùn)行,發(fā)展迅速,因此,塑料模具也快速發(fā)展,我國(guó)塑料模具行業(yè)日趨大型化。
塑料模具成型的制件表現(xiàn)出它的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,塑料模具的加工制造方法有其獨(dú)特的創(chuàng)造價(jià)值。塑料模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開(kāi)發(fā)能力。
有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,隨著我國(guó)塑料模具行業(yè)日趨大型化,精度也將越來(lái)越高。10年前,精密模具的精度一般為5μm,現(xiàn)在已達(dá)2-3μm。不久,1μm精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高,有些塑料模具的加工精度公差就要求在1μm以下,這就要求發(fā)展超精度加工。
專家認(rèn)為,我國(guó)的塑料模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具,一套多功能模具除了沖壓成型零件外,還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種塑料模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,今后將在不同領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。
中國(guó)塑料模具隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用,熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術(shù)的塑料模具可以提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,且還能節(jié)約制件的原材料,這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快。國(guó)內(nèi)熱流道模具也已經(jīng)生產(chǎn),有一些企業(yè)已達(dá)30%左右,但是從總上來(lái)看,比例還是很低,亟待發(fā)展。
我國(guó)塑料模具專家認(rèn)為,塑料模具行業(yè)中壓鑄模的比例將不斷提高。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展,對(duì)壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來(lái)越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高,塑料模具的比例將不斷提高,其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。
一般概念中,模具都是先用金屬制造出來(lái),再翻制成塑料等材料的部件或成品,但是,現(xiàn)在很多應(yīng)用在日常生活中的物品,其模具并不是用金屬加工而成的,而是采用樹(shù)脂依數(shù)字化成型技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的,具有價(jià)格低、速度快等優(yōu)勢(shì),尤其是三維模具的制造,更有金屬模具不易比擬的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。據(jù)國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝調(diào)研,目前我國(guó)的模具企業(yè)對(duì)專利技術(shù)和科研成果越來(lái)越重視。易維模型主要業(yè)務(wù)包括外形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、逆向建模設(shè)計(jì)服務(wù),應(yīng)用于各行各業(yè);以及快速模型設(shè)計(jì)與制作服務(wù),適應(yīng)于汽車、消費(fèi)類電子、葉輪等復(fù)雜零件行業(yè);還有小批量制造塑料件,金屬件的中試產(chǎn)品,快速模具,適應(yīng)小批量新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)行業(yè);以及新產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)咨詢服務(wù),并定期開(kāi)辦各類技術(shù)培訓(xùn)班。
快速成形技術(shù)(簡(jiǎn)稱RP)是二十世紀(jì)八十年代末九十年代初興起并迅速發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)制造技術(shù),是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體的技術(shù)總稱。首先設(shè)計(jì)出所需零件的計(jì)算機(jī)三維數(shù)字模型或CAD模型,然后根據(jù)工藝要求,將該模型離散為一系列有序的單元,通常在Z向按一定厚度進(jìn)行離散,把原來(lái)的三維CAD模型變成一系列的層片;再根據(jù)每個(gè)層片的輪廓信息,輸入加工參數(shù),自動(dòng)生成數(shù)控代碼;最后由成形機(jī)成形一系列層片并自動(dòng)將它們聯(lián)接起來(lái),得到一個(gè)三維物理實(shí)體。
“具有感知、分析、決策和控制功能的智能模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)逐步被我國(guó)模具行業(yè)所掌握,并成為我國(guó)模具由大變強(qiáng)的切入點(diǎn)。”據(jù)國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝介紹,日前,橫瀝鎮(zhèn)派出一行幾十人遠(yuǎn)赴武漢華中科技大學(xué)、淅江余姚、寧海模具城等地參觀學(xué)習(xí),讓企業(yè)了解到了模具最新科研成果,學(xué)習(xí)數(shù)字化模具設(shè)計(jì)水平,實(shí)現(xiàn)橫瀝鎮(zhèn)企業(yè)與高校“產(chǎn)、學(xué)、研”合作無(wú)縫對(duì)接。他表示,目前橫瀝正在打造占地400畝的桃子園高新產(chǎn)業(yè)園,將重點(diǎn)建設(shè)電子信息服務(wù)中心、模具研發(fā)中心和模具檢測(cè)中心這“三大服務(wù)中心”。目前,產(chǎn)學(xué)研已開(kāi)始對(duì)接,三大服務(wù)中心也在逐個(gè)建設(shè),余下的就是招商引資。2012年,橫瀝鎮(zhèn)將重點(diǎn)引進(jìn)3~5家模具研發(fā)、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),配齊現(xiàn)有模具產(chǎn)業(yè)鏈。
現(xiàn)全行業(yè)已有發(fā)明專利5000多項(xiàng),實(shí)用新型專利7000多項(xiàng)。反映在以大型、精密、高效、高性能模具為主要代表的中高檔模具比例繼續(xù)上升,科技進(jìn)步明顯,產(chǎn)品水平有較大提高;由中國(guó)模協(xié)技術(shù)委員會(huì)評(píng)審,國(guó)家推薦了山東濰坊福田模具有限責(zé)任公司、廣東科龍模具有限公司等23付模具項(xiàng)目為模具國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品(申報(bào)44付);2011年模具行業(yè)獲得中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)三個(gè)、三等獎(jiǎng)9個(gè)(推薦17項(xiàng))。
模具部件術(shù)語(yǔ)
上模:上模是整副沖模的上半部,即安裝于壓力機(jī)滑塊上的沖模部分。
上模座:上模座是上模最上面的板狀零件,工件時(shí)緊貼壓力機(jī)滑塊,并通過(guò)模柄或直接與壓力機(jī)滑塊固定。
下模:下模是整副沖模的下半部,即安裝于壓力機(jī)工作臺(tái)面上模具部件術(shù)語(yǔ)
上模:上模是整副沖模的上半部,即安裝于壓力機(jī)滑塊上的沖模部分。
上模座:上模座是上模最上面的板狀零件,工件時(shí)緊貼壓力機(jī)滑塊,并通過(guò)模柄或直接與壓力機(jī)滑塊固定。
下模:下模是整副沖模的下半部,即安裝于壓力機(jī)工作臺(tái)面上的沖模部分。
下模座:下模座是下模底面的板狀零件,工作時(shí)直接固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面或墊板上。
刃壁:刃壁是沖裁凹??兹锌诘膫?cè)壁。
刃口斜度:刃口斜度是沖裁凹??兹斜诘拿總?cè)斜度。
氣墊:氣墊是以壓縮空氣為原動(dòng)力的彈頂器。
反側(cè)壓塊:反側(cè)壓塊是從工作面的另一側(cè)支持單向受力凸模的零件。
導(dǎo)套:導(dǎo)套是為上、下模座相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供精密導(dǎo)向的管狀零件,多數(shù)固定在上模座內(nèi),與固定在下模座的導(dǎo)柱配合使用。
導(dǎo)板:導(dǎo)板是帶有與凸模精密滑配內(nèi)孔的板狀零件,用于保證凸模與凹模的相互對(duì)準(zhǔn),并起卸料(件)作用。
導(dǎo)柱:導(dǎo)柱是為上、下模座相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供精密導(dǎo)向的圓柱形零件,多數(shù)固定在下模座,與固定在上模座的導(dǎo)套配合使用。
導(dǎo)正銷:導(dǎo)正銷是伸入材料孔中導(dǎo)正其在凹模內(nèi)位置的銷形零件。
導(dǎo)板模:導(dǎo)板模:板模是以導(dǎo)板作導(dǎo)向的沖模,模具使用時(shí)凸模不脫離導(dǎo)板。
導(dǎo)料板:導(dǎo)料板是引導(dǎo)條(帶、卷)料進(jìn)入凹模的板狀導(dǎo)向零件。
導(dǎo)柱模架:導(dǎo)柱模架是導(dǎo)柱、導(dǎo)套相互滑動(dòng)的模架。
沖模:沖模是裝在壓力機(jī)上用于生產(chǎn)沖件的工藝裝備,由相互配合的上、下兩部分組成。
凸模:凸模是沖模中起直接形成沖件作用的凸形工作零件,即以外形為工作表面的零件。
凹模:凹模是沖模中起直接形成沖件作用的凹形工作零件,即以內(nèi)形為工作表面的零件。
防護(hù)板:防護(hù)板是防止手指或異物進(jìn)入沖模危險(xiǎn)區(qū)域的板狀零件。
壓料板(圈):壓料板(圈)是沖模中用于壓住沖壓材料或工序件以控制材料流動(dòng)的零件,在拉深模中,壓料板多數(shù)稱為壓料圈。
壓料筋:壓料筋是拉延?;蚶钅V杏靡钥刂撇牧狭鲃?dòng)的筋狀突起,壓料筋可以是凹?;驂毫先Φ木植拷Y(jié)構(gòu),也可以是鑲?cè)氚寄;驂毫先χ械膯为?dú)零件。
壓料檻:壓料檻是斷面呈矩形的壓料筋特稱。
承料板:承料板是用于接長(zhǎng)凹模上平面,承托沖壓材料的板狀零件。
側(cè)刃:側(cè)刃是在條(帶、卷)料側(cè)面切出送料定位缺口的凸模。
側(cè)壓板:側(cè)壓板是對(duì)條(帶、卷)料一側(cè)通過(guò)彈簧施加壓力,促使其另一側(cè)緊*導(dǎo)料板的板狀零件。
頂桿:頂桿是以向上動(dòng)作直接或間接頂出工(序)件或序料的桿狀零件。
齒圈:齒圈是精沖凹模或帶齒壓料板上的成圈齒形突起,是凹?;驇X壓料板的局部結(jié)構(gòu)而不是單獨(dú)的零件。
限位套:限位套是用于限制沖模最小閉合高度的管狀零件,一般套于導(dǎo)柱外面。
限位柱:限位柱是限制沖模最小閉合高度的柱形件。
定位銷(板):定位銷(板)是保證工序件在模具內(nèi)有不變位置的零件,以其形狀不同而稱為定位銷或定位板。
固定板:固定板是固定凸模的板狀零件。
固定卸料板:固定卸料板是固定在沖模上位置不動(dòng)的卸料板。
固定擋料銷(板):固定擋料銷(板)是在模具內(nèi)固定不動(dòng)的擋料銷(板)。
卸件器:卸件器是從凸模外表面卸脫工(序)件的非板狀零件或裝置。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
卸料板:卸料板是將材料或工(序)件從凸模上卸脫的固定式或活動(dòng)式板形零件。卸料板是有時(shí)與導(dǎo)料板做成一體,兼起導(dǎo)料作用,仍稱卸料板。
卸料螺釘:卸料螺釘是固定在彈壓卸料板上的螺釘,用于限制彈壓卸料板的靜止位置。
廢料切刀:廢料切刀有兩種。1.裝于拉深件凸緣切邊模上用于割斷整圈切邊廢料以利清除的切刀。2.裝于壓力機(jī)或模具上用于將條(帶、卷)狀廢料按定長(zhǎng)切斷以利清除的切刀。
始用擋料銷(板):始用擋料銷(板)是供材料起始端部送進(jìn)時(shí)定位用的零件。始用擋料銷(板)都是移動(dòng)式的。
拼塊:拼塊是組成一個(gè)完整凹模、凸模、卸料板或固定板等的各個(gè)拼合零件。
擋塊(板):擋塊(板)是供經(jīng)側(cè)刃切出缺口的材料送進(jìn)時(shí)定位用的淬硬零件,兼用以平衡側(cè)刃所受的單面切割力。擋塊(板)一般與側(cè)刃配合使用。
擋料銷(板):擋料銷(板)是材料沿送進(jìn)方向的定位零件,以其形狀不同而稱為擋料銷或擋料板。擋料銷(板)是固定擋料銷(板)、活動(dòng)擋料銷(板)、始用擋料銷(板)等的統(tǒng)稱。
墊板:墊板是介于固定板(或凹模)與模座間的淬硬板狀零件,用以減低模座承受的單位壓縮應(yīng)力。
復(fù)合模:復(fù)合模是在壓力機(jī)一次行程中,在同一工位上完成兩道或更多工序的沖模。
保持圈:保持圈是滾珠導(dǎo)柱模架中容納并限制滾珠(子)位置的多孔管狀零件。
活動(dòng)擋料銷(板):活動(dòng)擋料銷(板)是在模具內(nèi)可以上下或左右活動(dòng)的擋料銷(板)。
帶齒壓料板:帶齒壓料板是精沖模中壓料板的特稱,因壓料面帶齒圈而得名。
推桿:推桿是以向下動(dòng)作直接或間接推出工(序)件或廢料的桿狀零件。
浮動(dòng)模柄:浮動(dòng)模柄是隨上模座同時(shí)上下,但其中心軸孔與上模座平面所成的角度可在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng)的模柄。
推板:推板是在凹模或模塊內(nèi)活動(dòng)的板狀零件,以向下動(dòng)作直接或間接推出工(序)件或廢料。
斜楔:斜楔是模具中改變直線運(yùn)動(dòng)方向的楔形零件,多數(shù)斜楔使垂直運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)。
彈彈頂器:頂器是裝于壓力機(jī)工作臺(tái)下或模座下的沖壓輔助裝置,由氣壓、液壓、彈簧、橡膠等推動(dòng),對(duì)下模的頂板,頂桿等提供向上壓力和促使其向上移動(dòng)。
彈壓卸料板:彈壓卸料板是由彈簧、橡膠、液壓、氣壓等作用的活動(dòng)卸料板。
硬質(zhì)合金沖模:硬質(zhì)合金沖模是以硬質(zhì)合金作為模具工作部分材料的沖模。
漏料孔:漏料孔是與沖裁凹模也直接貫通,用于排除廢料或工(序)件的孔。
漏料斜度:漏料斜度是刃壁以下凹??椎拿總?cè)斜度。漏料斜度用以使廢料或工(序)件暢通墜落。
滾珠導(dǎo)柱模架:滾珠導(dǎo)柱模架是導(dǎo)柱與導(dǎo)套分別對(duì)滾珠(子)相互滾動(dòng)的模架,簡(jiǎn)稱滾珠模架。
模柄:模柄是突出于上模座頂面的圓柱形零件,工作時(shí)伸入壓力機(jī)滑塊孔中并被夾緊固定。
模架:模架是上、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套的組合件,可以帶模柄或不帶模柄。大多數(shù)模架是標(biāo)準(zhǔn)件。
??颍耗?蚴侨菁{凹模拼塊的基體。
頂板:頂板是在凹模或模塊內(nèi)活動(dòng)的板狀零件,以向上動(dòng)作直接或間接頂出工(序)件或廢料。
目前很少有金屬加工的分支行業(yè)能像模具制造這樣具有活力,因此,不斷尋求最新的技術(shù)和創(chuàng)新的觀念是任何模具廠處于領(lǐng)先地位必不可少的部分。這里介紹一些利于創(chuàng)造機(jī)會(huì)或?yàn)槟>呒庸ぬ峁╊I(lǐng)先地位的技術(shù)進(jìn)展。
一、并行加工
模具的型芯和型腔合并成一個(gè)零件在多任務(wù)機(jī)床上被并行加工。使用具有柔性的傾斜銑削主軸(b軸)和反向的車削主軸(c軸),長(zhǎng)方形工件的四個(gè)側(cè)面和背面上的冷卻孔由銑削完成。型芯和型腔零件在工件仍合并成一體時(shí)被加工。通過(guò)車削主軸的旋轉(zhuǎn)和銑削主軸傾斜的協(xié)調(diào),優(yōu)化刀具的定向能獲得表面粗糙度的改善和刀具壽命的提高。工件還可周期性地反轉(zhuǎn)以利傾倒切屑。
然后型芯和型腔被分離,每個(gè)部分仍被牢固地夾持在反向的車削主軸。對(duì)兩個(gè)部分各自露出兩個(gè)新的側(cè)面進(jìn)行平面銑削,而模具兩個(gè)部分上的冷卻孔在一次裝夾中被全部鉆出。
與傳統(tǒng)加工相比,這個(gè)方法極大地縮減了裝夾次數(shù)和工序。由于模具的兩個(gè)部分相互之間保持極好的定向直到被分離,所以精度也提高了。
二、五軸槍鉆加工
鉆削具有復(fù)合角的水管線路的能力使得提高大型模具的冷卻性能成為可能。五軸槍鉆加工機(jī)床通過(guò)消除多次復(fù)雜裝夾從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)性成為可能。
用于汽車保險(xiǎn)杠、汽車儀表板和其它塑料件的那些模具依靠快速而有效的冷卻來(lái)獲得有競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)周期。
這些方案都不是很有吸引力,而且它們甚至不能滿足客戶希望降低模具價(jià)格的需求。
五軸槍鉆加工機(jī)床被證明為一個(gè)好的解決方案。這使得加工不平行于機(jī)床軸線的有夾角的深孔而且無(wú)需專用夾具可以變得可行。這個(gè)能力極大地縮減了完成一個(gè)模具所需的裝夾次數(shù)。在固定工作臺(tái)和固定主軸的槍鉆加工機(jī)床上鉆削具有復(fù)合角的水管線路時(shí),對(duì)于汽車儀表板模具的陰??赡苄枰噙_(dá)60次的裝夾。在五軸槍鉆加工機(jī)床上做同樣的工作需要三或四次裝夾,研發(fā)人員說(shuō)。
使能技術(shù):該機(jī)床的特色是有一個(gè)可編程的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和比正常旋轉(zhuǎn)范圍下限多25度、上限多15度的cnc主軸頭。該機(jī)床能裝備傳統(tǒng)槍鉆、sts (單管系統(tǒng))型式的鉆頭,或兩種鉆頭都裝備。使用直徑為1英寸的后一種鉆頭在深孔鉆削時(shí),其速度高達(dá)每分鐘9英寸。,該機(jī)床的工藝控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地以圖形方式顯示油壓、流量、進(jìn)給抗力和扭矩。這意味著在鉆削時(shí)能監(jiān)控最優(yōu)的鉆削速度、減少刀具破壞的風(fēng)險(xiǎn)。該機(jī)床的設(shè)計(jì)剛性好還能進(jìn)行高速銑削、鉆削和攻絲加工,需要裝備一個(gè)換刀裝置選件。
開(kāi)料:前模料、后模模料、鑲件料、行位料、斜頂料;
開(kāi)框:前模??颉⒑竽D?颍?/p>
開(kāi)粗:前模模腔開(kāi)粗、后模模腔開(kāi)粗、分模線開(kāi)粗;
銅公:前模銅公、后模銅公、分模線清角銅公;線切割:鑲件分模線、銅公、斜頂枕位;
電腦鑼:精鑼分模線、精鑼后模模芯;
電火花:前模粗、銅公、公模線清角、后模骨位、 枕位;
鉆孔、針孔、頂針;行位、行位壓極;斜頂 復(fù)頂針、配頂針;
其它:①唧咀、碼??印⒗敚ㄏ尬会敚?;
②飛模;③水口、撐頭、彈簧、運(yùn)水;省模、拋光、前模、后模骨位;細(xì)水結(jié)構(gòu)、拉桿螺絲拉鉤、彈簧 淬火、行位表面氮化;修??套?。
一、設(shè)計(jì)依據(jù)
尺寸精度與其相關(guān)尺寸的正確性。
根據(jù)塑膠制品的整個(gè)產(chǎn)品上的具體要和功能來(lái)確定其外面質(zhì)量和具體尺寸屬于哪一種:
外觀質(zhì)量要求較高,尺寸精度要求較低的塑膠制品,如玩具;
功能性塑膠制品,尺寸要求嚴(yán)格;
外觀與尺寸都要求很嚴(yán)的塑膠制品,如照相機(jī)。
脫模斜度是否合理。
脫模斜度直接關(guān)系到塑膠制品的脫模和質(zhì)量,即關(guān)系到注射過(guò)程中,注射是否能順利進(jìn)行:
脫模斜度有足夠;
斜度要與塑膠制品在成型的分?;蚍帜C嫦噙m應(yīng);是否會(huì)影響外觀和壁厚尺寸的精度;
是否會(huì)影響塑膠制品某部位的強(qiáng)度。
二、設(shè)計(jì)程序
對(duì)塑料制品圖及實(shí)體(實(shí)樣)的分析和消化:
A、制品的幾何形狀 B、尺寸、公差及設(shè)計(jì)基準(zhǔn) C、技術(shù)要求 D、塑料名稱、牌號(hào) E、表面要求
型腔數(shù)量和型腔排列:
A、制品重量與注射機(jī)的注射量; B、制品的投影面積與注射機(jī)的鎖模力;
C、模具外形尺寸與注射機(jī)安裝模具的有效面積,(或注射機(jī)拉桿內(nèi)間距)
D、制品精度、顏色; E、制品有無(wú)側(cè)軸芯及其處理方法;
F、 制品的生產(chǎn)批量; G、經(jīng)濟(jì)效益(每模的生產(chǎn)值)
型腔數(shù)量確定之后,便進(jìn)行型腔的排列,即型腔位置的布置,型腔的排列涉及模具尺寸,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯(滑塊)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型芯的設(shè)計(jì)、熱交換系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以上這些問(wèn)題又與分型面及澆口位置的選擇有關(guān),所以具體設(shè)計(jì)過(guò)程中,要進(jìn)行必要的調(diào)整,以達(dá)到比較完美的設(shè)計(jì)。
三、分型面的確定
不影響外觀;
有利于保證產(chǎn)品精度、模具加工,特別是型腔的加工;
有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì);
有利于開(kāi)模(分模、脫模)確保在開(kāi)模時(shí),使制品留于動(dòng)模一側(cè);
便于金屬嵌塊的安排。
四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定、澆口的位置的選擇、澆口形式及澆口截面尺寸的確定,當(dāng)利用點(diǎn)澆口時(shí),為了確保分流道的脫落還應(yīng)注意脫澆口裝置的設(shè)計(jì)、脫澆裝置九章澆口機(jī)構(gòu)。
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),首先是選擇澆口的位置。澆口位置選擇直接關(guān)系到產(chǎn)品成型質(zhì)量及注射過(guò)程的順利進(jìn)行,澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則:
①澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上,以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理;
②澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致,并使具流程為最短;
③澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí),對(duì)型腔中寬暢,厚壁部位,以便于塑料順利流入;
④澆口位置應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件截面最厚處;
⑤避免塑料在流下型腔時(shí)直沖型腔壁、型芯或嵌件,使塑料能盡快流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;
⑥盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不重要部位;
⑦澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行的方向均勻地流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出;
⑧澆口應(yīng)設(shè)置在制品上最易清除的部位,同時(shí)盡可能不影響產(chǎn)品外觀。
五、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。
A、 利用排氣槽,排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位,排氣槽的深度因塑料不同而異,基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊的所允許的最大間隙來(lái)確定,如ABS 0.04以泥灰0.02mm以下賽鋼0.02以下。
B、利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或?qū)S门艢馊艢猓?/p>
C、有時(shí)為了防止制品在頂出時(shí)造成真空變形,必設(shè)氣銷;
D、有時(shí)為了防止制品與模個(gè)的真空吸附,而設(shè)計(jì)防真空吸附元件。
六、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較繁鎖的工作,即要考慮冷卻效果及冷卻的均勻性,又要考慮冷卻系統(tǒng)對(duì)模具整體結(jié)構(gòu)的影響。冷卻系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的具體形式;冷卻系統(tǒng)的具體位置及尺寸的確定;重點(diǎn)部位如動(dòng)模或鑲件的冷卻;側(cè)滑塊及側(cè)型芯的冷卻;冷卻元件的設(shè)計(jì)及冷卻標(biāo)準(zhǔn)元件的選用;密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
繪模具圖
一、當(dāng)把成品圖調(diào)進(jìn)模圖時(shí),成品圖必須乘縮水。(模具尺寸=產(chǎn)品尺寸×縮水)必須把成品圖MIRROR(鏡射)一次,即模圈里的成品圖是反像的(成品是完全對(duì)稱的除外)在前模,應(yīng)把不屬于前模的線條刪除在后模,應(yīng)把不屬于后模的線修刪除。
二、成品在模具里應(yīng)遵循分中的原則,特別是對(duì)稱的,成品如果不分中,到工場(chǎng)加工時(shí)很可能出錯(cuò)。
三、所有枕位之模具,枕位必須避開(kāi)入水,無(wú)法避開(kāi)時(shí)要加水口鐵。
四、成品之間12—20mm(特殊情況下,可以作3mm)當(dāng)入水為潛水時(shí),應(yīng)有足夠的潛水位置,成品至CORE邊15-50mm,成品至CORE的邊距與制品的存度有關(guān),一般制品可參考下表經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選定。