畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）關(guān)于注塑模具制造技術(shù)

1、關(guān)于注塑模具制造技術(shù)學(xué)校： 系別：機(jī)械工程系學(xué)號(hào) 姓名： - 41 -目錄第一章 我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)述，趨勢(shì)及與國(guó)外對(duì)比- 1 -1.1我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀- 1 -1.2我國(guó)模具行業(yè)技術(shù)進(jìn)步- 2 -1.3我國(guó)模具行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)- 3 -1.4我國(guó)的模具制造與國(guó)外相比：- 10 -1.5總結(jié)- 11 -第二章 模具在加工工業(yè)中的地位及重要作用- 12 -2.1模具在加工工業(yè)中的地位- 12 -2.2模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用：- 14 -第三章 關(guān)于注塑模具制造技術(shù)簡(jiǎn)介- 15 -3.1注塑模具制造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)- 15 -3.2注塑模具常見(jiàn)問(wèn)題分析- 19 -3.3注塑模具制造新

2、技術(shù)與新材料發(fā)展趨勢(shì)- 21 -第四章塑料碗注塑模具設(shè)計(jì)- 24 -4.1、塑料的工藝性設(shè)計(jì)- 25 -4.2、注射成型機(jī)的選擇- 27 -4.3、型腔布局與分型面設(shè)計(jì)- 27 -4.4、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 29 -4.5、成型零件的設(shè)計(jì)- 31 -4.6、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)- 37 -第一章 我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)述，趨勢(shì)及與國(guó)外對(duì)比摘要：根據(jù)相關(guān)的資料總結(jié)了我國(guó)現(xiàn)階段模具的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)未來(lái)模具行業(yè)的發(fā)展提供一種借鑒關(guān)鍵詞：模具cad/cam;快速成形;隔音件;拋光技術(shù);模具材料1.1我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)模具工業(yè)從起步到發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，尤其是20世紀(jì)90年代以來(lái)發(fā)展得更加迅速。近

3、年我國(guó)的模具在國(guó)際模具行業(yè)美好的發(fā)展形勢(shì)下，模具水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。從模具發(fā)展地域來(lái)看，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在江浙和廣東等經(jīng)濟(jì)技術(shù)高的地區(qū)。從模具的需求情況看，汽車(chē)工業(yè)是模具的最大用戶(hù)，汽車(chē)產(chǎn)量的增幅雖然有較大回落，但車(chē)型開(kāi)發(fā)和新車(chē)型的上市速度并未放慢，有的還有所加快，汽車(chē)工業(yè)對(duì)模具需求仍舊十分強(qiáng)勁。電子信息行業(yè)、電器和儀器儀表行業(yè)、電機(jī)行業(yè)、建材行業(yè)等，也是大量使用模具的行業(yè)，這些都對(duì)模具產(chǎn)生大量的需求。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出越來(lái)越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)一

4、直以高增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)外，其他所有制形式的模具廠(chǎng)家，如集體企業(yè)、合資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，其中集體和私營(yíng)的模具企業(yè)發(fā)展得最為迅速，各地從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，形成了許多國(guó)內(nèi)外知名的“模具之城”和最具發(fā)展活力的組成之一。1.2我國(guó)模具行業(yè)技術(shù)進(jìn)步模具 ca d/cae/cam是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具cad/cae/cam技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低

5、生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。與任 何 新 生事物一樣，模具cad/cae/cam在近二十年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過(guò)程。進(jìn)人本世紀(jì)以來(lái)，模具cad/cae/cam技術(shù)發(fā)展速度更快、應(yīng)用范圍更廣，為了使廣大模具工作者能進(jìn)一步加深對(duì)該技術(shù)的認(rèn)識(shí)，更好發(fā)揮模具cad/cae/cam的作用， 本文針對(duì)模具中應(yīng)用最廣泛、最具有代表性的鑄造模、鍛模、級(jí)進(jìn)模、汽車(chē)覆蓋件模和塑料注射模cad/cae/cam的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)作概括性的介紹和分析。1.3我國(guó)模具行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對(duì)模具的需求量加大。一

6、般模具可以自行制造或跟國(guó)內(nèi)企業(yè)合作制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長(zhǎng)壽命的塑料模、壓鑄模和汽車(chē)覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，針對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的特點(diǎn)，模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該與這些要求相適應(yīng)，許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α＝?jīng)過(guò)多年的努力，在模具cad/cae/cam技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用。模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材

7、料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，其主要有以下表現(xiàn)。 1. 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平目前 ，模具行業(yè)在整個(gè)國(guó)家工業(yè)中占有重要的地位，在未來(lái)的整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，模具所占比例逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他行業(yè)。隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)模具提出越來(lái)越高的要求是正常的，因此，黃巖為了在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中繼續(xù)保持旺盛的生命力，就要大力發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。模具產(chǎn)品成型零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá)到一模幾百腔)

8、使模具日趨大型化。隨著零件微型化,精密模具精度已由原來(lái)的5nm提高到2一3pm,有些模具加工精度公差要求在lpm以下，這就要求發(fā)展超精加工。同時(shí)，由于近年來(lái)進(jìn)口模具中，精密大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類(lèi)高檔模具在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用應(yīng)大力推廣。為此，企業(yè)要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。2. cad/cam/cae技術(shù)模具 ca d/cam/cae技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具

9、生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為用戶(hù)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具cad/cam/cam技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。近年來(lái)，模具cad/cam技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件;基于網(wǎng)絡(luò)的cad / cam / cae一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，將解決傳統(tǒng)混合型cad/cam系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題，cad/cam軟件的智能化程度也將逐步提高。我國(guó)自

10、主開(kāi)發(fā)cad/cae/cam系統(tǒng)有很大發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中已有相當(dāng)多的廠(chǎng)家普及了計(jì)算機(jī)繪圖，并陸續(xù)引進(jìn)了高檔cad/cae/cam o ug,pro/engineer, i-deas, euclid-is等著名軟件在中國(guó)模具工業(yè)應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，特別是在汽車(chē)模具行業(yè)，目前國(guó)內(nèi)一流的汽車(chē)模具公司都應(yīng)用了cae軟件，在全國(guó)全面普及cad/cae/cam技術(shù)的條件已基本成熟。國(guó)外一些軟件開(kāi)發(fā)商已能按實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的功能劃分產(chǎn)品系列，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)cad/cae/cam 的一體化，解決傳統(tǒng)混合型cad/cam系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作的要求。例如英國(guó)delcam 公司在原有軟件ducts的

11、基礎(chǔ)上，為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際推出了cad/cam集成化系統(tǒng)delcamspower solution，該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模、逆向工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程制圖、仿真分析、快速原型、數(shù)據(jù)編程、測(cè)量分析等各個(gè)領(lǐng)域。系統(tǒng)的每個(gè)功能模塊既可獨(dú)立運(yùn)行，又可通過(guò)數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)相兼容，并能按使用要求進(jìn)行組合，以便形成專(zhuān)業(yè)化的cad/cae/cam系統(tǒng)，做到開(kāi)放性、兼容性和專(zhuān)業(yè)化的統(tǒng)一?？梢灶A(yù)計(jì)，模具cad/cae/cam系統(tǒng)在今后幾年內(nèi)將會(huì)逐步發(fā)展為支持從設(shè)計(jì)、分析、管理和加工全過(guò)程的產(chǎn)品信息管理集成化系統(tǒng)。在現(xiàn)階段，模具設(shè)計(jì)和制造在很大程度上仍然依靠著模具工作者的經(jīng)驗(yàn)，僅憑計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算功能去

12、完成諸如模具設(shè)計(jì)方案的選擇、工藝參數(shù)與模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、成型缺陷的診斷以及模具成形性能的評(píng)價(jià)是不現(xiàn)實(shí)的。新一代模具cad/cae/cam系統(tǒng)正在利用kbe(基于知識(shí)的工程)技術(shù)進(jìn)行脫胎換骨的改造。如ug-ii中所提供的人工智能模塊kf (knowledge fusion)。利用kf可將設(shè)計(jì)知識(shí)融人系統(tǒng)之中，以便進(jìn)行圖形的識(shí)別與推理。數(shù)值計(jì)算和人工智能技術(shù)的結(jié)合將是今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一件十分艱巨而重要的工作。傳統(tǒng)的模擬軟件基本上都是被動(dòng)式計(jì)算工具，分析前需要用戶(hù)事先設(shè)計(jì)成形方案和確定工藝參數(shù)，分析結(jié)果常常難于直接用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，這在很大程度上影響了模擬軟件的推廣和普及，國(guó)內(nèi)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)產(chǎn)

13、注塑成型模擬軟件中成功地引人了人工智能技術(shù)。對(duì)于注射時(shí)間、注射溫度等具有連續(xù)取值空間的參數(shù)，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于分析結(jié)果的解釋和評(píng)價(jià)則采用基于規(guī)則推理的方法來(lái)處理。的專(zhuān)家系統(tǒng)規(guī)則庫(kù)以專(zhuān)家知識(shí)為基礎(chǔ)，涵蓋了有關(guān)短射、流動(dòng)平衡、熔體降解、溫差控制、保壓時(shí)間、許可剪切應(yīng)力、剪切速率和鎖模力等方面的領(lǐng)域知識(shí)，在對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行綜合和提煉的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行推理，對(duì)成型方案進(jìn)行評(píng)價(jià)并在分析報(bào)告中輸出具體的改進(jìn)建議，其目標(biāo)是將模擬軟件由傳統(tǒng)的“被動(dòng)式”計(jì)算工具提升為新一代的“主動(dòng)式”優(yōu)化系統(tǒng)。3. 逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用高速切削的高效率不光體現(xiàn)在減少多少機(jī)床加工時(shí)間，實(shí)際上是減少整體

14、工序時(shí)間。采用更高的切削速度，精加工時(shí)更少的加工余量，更密的刀軌以及更少的切深，特別是在自由曲面上(切深一般在0.02至0.1mm)使用細(xì)小直徑(如0.3-0.8mm )刀具時(shí)，切深更小0.008-0.02mm)，精細(xì)、緊密的刀軌一般均會(huì)大大提高加工表面的光潔度。以快速精細(xì)的輕切削代替常規(guī)的緩慢的重切削，會(huì)大大簡(jiǎn)化以后的工序。與傳統(tǒng)的切削方式相比，高速銑削的切屑形成方式不同，產(chǎn)生的絕大部分的熱量由切屑帶走，熱量不會(huì)聚集在加工區(qū)域，同時(shí)走刀速度比常規(guī)走刀速度要快的多，熱量更不容易聚集，材料熱變形小的多，保持比較恒定、理想的切削條件，從而保證了工件的加工精度。另外在電極加工中，加工的電極精度高，輪

15、廓形狀一致性好，光潔度高，電極一般不需要拋光處理，不會(huì)產(chǎn)生由于手工拋光而影響工件的精度，從而大大提高了模具的制造精度。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高39c)、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝、刀具及其夾緊頭相配合。國(guó)外是聯(lián)合開(kāi)發(fā)，企業(yè)提供費(fèi)用，大學(xué)、研究所提供理論分析，共同討論后企業(yè)制造，然后又給大學(xué)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，分析改進(jìn)，重新制造，再改進(jìn)，用戶(hù)試用，分析改進(jìn)許多年以后才出成果，但這是一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的成果，開(kāi)始投人實(shí)際應(yīng)用，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。高速 銑 削 加工是近年來(lái)發(fā)展很快的模具加工技術(shù)。國(guó)內(nèi)已有一些公司引進(jìn)了高速銑床，并開(kāi)始應(yīng)用。國(guó)內(nèi)機(jī)床廠(chǎng)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些準(zhǔn)

16、高速的銑床，并正開(kāi)發(fā)高速加工機(jī)床。但是，高速銑削的應(yīng)用面在黃巖使用尚不廣泛，不過(guò)現(xiàn)在發(fā)展很迅速，目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。4. 快速制造成形和熱壓成型汽車(chē)隔音件模具技術(shù)得到大力發(fā)展目前， 歐美的部分汽車(chē)模具企業(yè)采用轉(zhuǎn)速高于45000 r/min和實(shí)際進(jìn)給速度達(dá)到10 m/min的高速加工，而日本企業(yè)基本上還是停留在準(zhǔn)高速加工階段，不管轉(zhuǎn)速如何，實(shí)際曲面加工進(jìn)給速度很難突破6m/min。從實(shí)際使用情況來(lái)看，如果達(dá)到了真正的高速，刀具的費(fèi)用、機(jī)床的價(jià)格和機(jī)床的維護(hù)費(fèi)用等都是目前黃巖模具成本難以接受的。像30000r/min, 60m/min這樣的高速加工中心，都屬于中小型機(jī)床

17、，只適用于注塑模的型腔加工。因此，大力、全面發(fā)展快速成形模具在黃巖模具發(fā)展趨勢(shì)中刻不容緩。快速 制 造 成形技術(shù)得到重視和發(fā)展，黃巖的熱壓成型汽車(chē)隔音件模具在國(guó)內(nèi)率先發(fā)展起來(lái)，且目前許多企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)也正致力于這方面的研究開(kāi)發(fā)，并不斷取得新成果。近年來(lái)，隨著汽車(chē)行業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)，對(duì)模具的設(shè)計(jì)技術(shù)要求也隨之提高，特別是汽車(chē)引擎?zhèn)}、乘駕倉(cāng)、行李倉(cāng)的隔音件模具，由原來(lái)分成型、切邊、沖孔、包邊等多工序多付模具完成的生產(chǎn)工藝，改為實(shí)現(xiàn)單付模具單工序完成，集油缸、氣鉆、氣缸、沖壓等在單付模具上完成對(duì)產(chǎn)品的成型、切邊、沖孔、包邊等工藝。大大提高了生產(chǎn)率，減少了生產(chǎn)設(shè)備和人力，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。5. 進(jìn)一步

18、研究開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)模具常用的拋光方法有:機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光、超聲波拋光、流體拋光、磁研磨拋光。在塑料模具加工中所說(shuō)的拋光與其他行業(yè)中所要求的表面拋光有很大的不同，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，模具的拋光應(yīng)該稱(chēng)為鏡面加工。它不僅對(duì)拋光本身有很高的要求并且對(duì)表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn)。由于電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度，而化學(xué)拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質(zhì)量又達(dá)不到要求，所以精密模具的鏡面加工還是以機(jī)械拋光為主。但由于機(jī)械拋光主要還是由人工完成，不僅效率低(約占整個(gè)模具制造周期的1/3)，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展

19、。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是促進(jìn)我國(guó)模具向更好方向發(fā)展的重要課題。除此之外，模具拋光效果還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關(guān)。優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件，如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異，往往會(huì)產(chǎn)生拋光困難，且鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利于拋光。日本研制成功數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化研磨拋光。由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。發(fā)展特種研磨與拋光方法，擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量是發(fā)展方向。6. 優(yōu)質(zhì)、新型模具材料的研究與開(kāi)發(fā)及其正確應(yīng)用在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%

20、一30%之間，模具用材料包括的范圍很廣，從一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、馬氏體時(shí)效鋼到硬質(zhì)合金、難熔合金、高溫合金、非鐵金屬等都可選用，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。對(duì)于模具鋼來(lái)說(shuō)，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。目前，中國(guó)合金工具鋼的產(chǎn)量已居世界前列，而其中一般質(zhì)量的模具鋼材多，高質(zhì)量的模具鋼材少，相當(dāng)部分要求高的模具鋼都需要經(jīng)過(guò)真空精煉和電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而通過(guò)電渣重熔的模具鋼所占的份額很小，材料利用率低，生產(chǎn)

21、周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)現(xiàn)代模具制造業(yè)的需要。在模具制造的成本中，材料費(fèi)用往往只占模具成本的20%左右，但模具工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)就是模具使用效率的競(jìng)爭(zhēng)，而不是以模具材料低價(jià)位來(lái)取勝，因此對(duì)于要求較高的長(zhǎng)壽命模具，在選用模具材料時(shí)往往需要精益求精。1.4我國(guó)的模具制造與國(guó)外相比1、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化程度為30%左右，標(biāo)準(zhǔn)件品種較少，缺少精密、高效標(biāo)準(zhǔn)件和商品化標(biāo)準(zhǔn)件。2、模具制造精度低、周期長(zhǎng)。國(guó)外模具廠(chǎng)都采用粗加工、精加工、測(cè)量、裝配等成套的精密設(shè)備，如cnc坐標(biāo)磨床、nc電火花機(jī)床等。國(guó)內(nèi)模具廠(chǎng)設(shè)備陳舊不配套，nc機(jī)床、電加工機(jī)床在加工機(jī)床中占有的比例較小，模具加工新工藝采用較少，使國(guó)內(nèi)模具精度比國(guó)

22、外低12級(jí)，制造周期長(zhǎng)12倍。3、模具品種少、效率低。主要是缺少大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。國(guó)外模具向精密化、自動(dòng)化方向發(fā)展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具壽命短、材料利用率低。國(guó)外由于采用了冶煉和熱處理方面的新技術(shù)，模具壽命大大提高。國(guó)內(nèi)模具鋼品種不全，新鋼種很少，一般采用常規(guī)熱處理，因而質(zhì)量較低，模具材料利用率僅為60%。5、技術(shù)力量落后、管理水平較差。我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)人員比例只占7%8%，這一比例不但低于國(guó)外的30%，而且也低于內(nèi)內(nèi)其它行業(yè)，生產(chǎn)缺乏科學(xué)管理。以上幾方面的問(wèn)題說(shuō)明我國(guó)模具工業(yè)的總體水平還處于較落后的狀態(tài)，還需要大力加快發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)我國(guó)將成為世界的制造中心，這

23、更加給模具工業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇與空間。為了加快我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，基本任務(wù)之一就是加快人才的培養(yǎng)。我院的模具設(shè)計(jì)與制造(專(zhuān))專(zhuān)業(yè)，就是為了適應(yīng)國(guó)家急需培養(yǎng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)綜合素質(zhì)和綜合生產(chǎn)技能人才的需要，適應(yīng)現(xiàn)代模具生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式對(duì)人才的要求而設(shè)置的。1.5總結(jié)目前，由于國(guó)產(chǎn)模具材料不能完全適應(yīng)模具制造業(yè)的需要，很多高性能、長(zhǎng)壽命、交貨日期緊迫的模具仍不得不采用進(jìn)口的模具材料。而進(jìn)口材料的價(jià)格很高，比國(guó)產(chǎn)材料的價(jià)格高3-5倍。除少數(shù)品種尚需做一些研制、開(kāi)發(fā)，大部分產(chǎn)品及尺寸規(guī)格我國(guó)是有能力進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，其關(guān)鍵問(wèn)題在于如何保證國(guó)產(chǎn)模具鋼的質(zhì)量穩(wěn)定并縮短鋼材的交貨期。當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)黃巖模具材料企業(yè)

24、與模具制造企業(yè)間的合作。因?yàn)槟＞呤袌?chǎng)的開(kāi)拓和發(fā)展是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要求模具材料的研制、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、推廣等部門(mén)以及模具設(shè)計(jì)、制造與模具使用等部門(mén)組織起來(lái)，大力協(xié)同，及時(shí)反饋模具制造和使用方面的問(wèn)題和要求，開(kāi)發(fā)與試制工作、技術(shù)咨詢(xún)工作和售前與售后的服務(wù)工作，大力推廣質(zhì)量穩(wěn)定的高性能的模具材料的應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)模具工業(yè)的迅猛發(fā)展。第二章 模具在加工工業(yè)中的地位及重要作用2.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對(duì)模具的全面要求是：能生

25、產(chǎn)出在尺寸精度、外觀(guān)、物理性能等各方面都滿(mǎn)足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀(guān)質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)

26、還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展 。模具在制造業(yè)中的應(yīng)用極其廣泛，涉及的行業(yè)有機(jī)械、汽車(chē)、電子通訊、輕工、化

27、工、冶金、塑料、建材等，模具專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才是制造業(yè)中的基礎(chǔ)性人才。隨著世界制造業(yè)中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了新一輪發(fā)展機(jī)遇，模具產(chǎn)業(yè)因此得到了快速發(fā)展。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持著13%的年增長(zhǎng)率。從模具業(yè)規(guī)模上講，我國(guó)已躍居世界第三位，僅次于日本和美國(guó)，成為模具生產(chǎn)大國(guó)。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件。許多產(chǎn)業(yè)部門(mén)(如機(jī)電、汽車(chē)、家電輕工、電器儀表、通訊、軍械等)的發(fā)展依賴(lài)于模具工業(yè)的技術(shù)提高

28、和發(fā)展。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展十分重視，國(guó)務(wù)院于1989年就將模具技術(shù)的發(fā)展列為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。充分說(shuō)明了模具工業(yè)的基礎(chǔ)性和重要性。 2.2模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作：1、用模具成形產(chǎn)品的工藝應(yīng)用極其廣泛。例如：模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件都是使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性變形而成形的。壓鑄件、粉末冶金件也是在模具中充填加壓成形的。塑料、陶瓷等非金屬材料的制品多數(shù)都是由模具加工成形的。2、模具成形可實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削的加工。少、無(wú)切削加工是機(jī)械制造的一個(gè)發(fā)展方向。模具成形是實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削工藝的有效途徑，而模具制造水平的提高是關(guān)鍵。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，從而

29、有可能直接加工出成品，不需要再進(jìn)行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高復(fù)雜性，高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗和低成本的特點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍很廣。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具成形的各種零、部件，在飛機(jī)、汽車(chē)、電器儀表等領(lǐng)域占60%70%，家電產(chǎn)品占80%以上，手表、自行車(chē)等輕工產(chǎn)品占85%以上。第三章 關(guān)于注塑模具制造技術(shù)簡(jiǎn)介3.1注塑模具制造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)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

30、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(zhuān)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(electroopticalsystems)gmbh公司生產(chǎn)。現(xiàn)在北美的用戶(hù)可通過(guò)eos北美公司和美國(guó)morristechnologies公司來(lái)購(gòu)買(mǎi)這種材料。 morristechnologies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。morristechnologies曾是美國(guó)第一家引入eos公司的eosintm-級(jí)快速

31、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(mǎn)足其諸多客戶(hù)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(hù)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。”morristechnologies公司的總裁gregmorris說(shuō)，“即使花費(fèi)更多的時(shí)間和金錢(qián)，不銹鋼或者其他合金仍然不能滿(mǎn)足他們的要求。” 為了解決上述問(wèn)題，morristechnologies公司選擇了eos的鈷鉻mp1材料。morris表示，該合金的洛式硬度在3040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

32、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20m，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?！澳壳昂芏嗄＞咧圃焐讨詻](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?！眒orris解釋說(shuō)。 清除保守 模具制造商linearmold&engineering公司總裁johntenbusch毫不猶豫地采納了上述技術(shù)。因?yàn)閠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(hù)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)

33、備(edm)進(jìn)行燒焊是比較流行的，而線(xiàn)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(xiàn)切割可以幫助我們節(jié)約時(shí)間，也就是說(shuō)，我們使用線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)切割可在45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

34、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maragingsteelms1，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(hù)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stevebales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

35、的方法代替edm活研磨拋光，可以為客戶(hù)節(jié)約時(shí)間和金錢(qián)。”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comtecipe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

36、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geplastics的norylpa/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

37、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。3.2注塑模具常見(jiàn)問(wèn)題分析變色焦化出現(xiàn)黑點(diǎn)的原因分析造成注塑制品變色焦化出現(xiàn)黑點(diǎn)的主要原因是塑料或添加的紫外線(xiàn)吸收劑、防靜電劑等在料筒內(nèi)過(guò)熱分解，或在料筒內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而分解、焦化，再隨同熔料注入型腔形成。分析如下：1.機(jī)臺(tái)方面：（1）由于加熱控制系統(tǒng)失控，導(dǎo)致料筒過(guò)熱造成分解變黑。（2）由于螺桿或料筒的缺陷使熔料卡入而囤積，經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間固定加熱造成分解。應(yīng)檢查過(guò)膠頭套件是否磨

38、損或里面是否有金屬異物。（3）某些塑料如abs在料筒內(nèi)受到高熱而交聯(lián)焦化，在幾乎維持原來(lái)顆粒形狀情形下，難以熔融，被螺桿壓破碎后夾帶進(jìn)入制件。2模具方面：（1）模具排氣不順，易燒焦，或澆注系統(tǒng)的尺寸過(guò)小，剪切過(guò)于厲害造成焦化。（2）模內(nèi)有不適當(dāng)?shù)挠皖?lèi)潤(rùn)滑劑、脫模劑。3塑料方面：塑料揮發(fā)物過(guò)多，濕度過(guò)大，雜質(zhì)過(guò)多，再生料過(guò)多，受污染。4加工方面：（1）壓力過(guò)大，速度過(guò)高，背壓過(guò)大，轉(zhuǎn)速過(guò)快都會(huì)使料溫分解。（2）應(yīng)定期清潔料筒，清除比塑料耐性還差的添加劑。 出現(xiàn)分層剝離的原因分析造成注塑制品出現(xiàn)分層剝離原因及排除方法：1料溫太低、模具溫度太低，造成內(nèi)應(yīng)力與熔接縫的出現(xiàn)。2注射速度太低，應(yīng)適當(dāng)減慢速

39、度。3背壓太低。4原料內(nèi)混入異料雜質(zhì)，應(yīng)篩除異料或換用新料。腫脹和鼓泡的原因分析有些塑料制件在成型脫模后，很快在金屬嵌件的背面或在特別厚的部位出現(xiàn)腫脹或鼓泡。這是因?yàn)槲赐耆鋮s硬化的塑料在內(nèi)壓的作用下釋放氣體膨脹造成。解決措施：1有效的冷卻。降低模溫，延長(zhǎng)開(kāi)模時(shí)間，降低料的干燥與加工溫度。2降低充模速度，減少成形周期，減少流動(dòng)阻力。3提高保壓壓力和時(shí)間。4改善制件壁面太厚或厚薄變化大的狀況。透明缺陷的原因分析熔斑、銀紋、裂紋聚苯乙烯、有機(jī)玻璃的透明制件，有時(shí)候透過(guò)光線(xiàn)可以看到一些閃閃發(fā)光的細(xì)絲般的銀紋。這些銀紋又稱(chēng)爍斑或裂紋。這是由于拉應(yīng)力的垂直方向產(chǎn)生了應(yīng)力，使聚合物分子在流動(dòng)方向取向，使得

40、取向部分與未取向部分折射率不同，光線(xiàn)透過(guò)兩者界面時(shí)發(fā)生折射產(chǎn)生銀紋。解決方法：（1）消除氣體及其它雜質(zhì)的干擾，對(duì)塑料充分干燥。（2）降低料溫，分段調(diào)節(jié)料筒溫度，適當(dāng)提高模溫。（3）增加注射壓力，降低注射速度。（4）增加或減少預(yù)塑背壓壓力，減少螺桿轉(zhuǎn)速。（5）改善流道及型腔排氣狀況。（6）清理射嘴、流道和澆口可能的堵塞。 （7）縮短成型周期，脫模后可用退火方法消除銀紋：對(duì)聚苯乙烯在78時(shí)保持15分鐘，或50時(shí)保持1小時(shí)，對(duì)聚碳酸酯，加熱到160以上保持?jǐn)?shù)分鐘。 3.3注塑模具制造新技術(shù)與新材料發(fā)展趨勢(shì)澳大利亞ritemp公司(澳大利亞加工和輔助設(shè)備供應(yīng)商comtecipe的分公司)在2005年推

41、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geplastics的norylpa/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)

42、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。清除保守模具制造商linearmold&engineering公司總裁johntenbusch毫不猶豫地采納了上述技術(shù)。因?yàn)閠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(hù)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

43、用典型的電火花設(shè)備(edm)進(jìn)行燒焊是比較流行的，而線(xiàn)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(xiàn)切割可以幫助我們節(jié)約時(shí)間，也就是說(shuō)，我們使用線(xiàn)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?！眛enbusch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(xiàn)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(xiàn)切割可在45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

44、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maragingsteelms1，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(hù)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stevebales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

45、采用電鍍的方法代替edm活研磨拋光，可以為客戶(hù)節(jié)約時(shí)間和金錢(qián)?！北娝苤盍蠒?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。澳大利亞ritemp公司(澳大利亞加工和輔助設(shè)備供應(yīng)商comtecipe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

46、注射成型一個(gè)15g的電器外殼，使用geplastics的norylpa/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

47、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。第四章塑料碗注塑模具設(shè)計(jì)名稱(chēng)：碗 材料pp41、塑料的工藝性設(shè)計(jì)(1)、注塑模工藝干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。熔化溫度：220275，注意不要超過(guò)275。模具溫度：4080，建議使用50。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范

48、圍是47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類(lèi)型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。pp材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。成型時(shí)間：注射時(shí)間 20s60s 高壓時(shí)間 0s3s 冷卻時(shí)間 20s90s 總周期 50s160s(2)、化學(xué)和物理特性pp是一種半結(jié)晶性材料。它比pe要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的pp溫度高于0以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的pp材料是加入14%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的pp材料有較低的熱扭曲溫度（1

49、00）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。pp的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。pp的維卡軟化溫度為150。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。pp不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)pp進(jìn)行改性。pp的流動(dòng)率mfr范圍在140。低mfr的pp材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同mfr的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，pp的收縮率相當(dāng)高，一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比pe-hd等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的pp材料都具有優(yōu)良的抗吸濕

50、性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒(méi)有抵抗力。pp也不象pe那樣在高溫下仍具有抗氧化性。(3)、塑件的尺寸與公差1、塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：a) 取決于用戶(hù)的使用要求。b) 受制于塑件的流動(dòng)性。c) 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過(guò)程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力。2、塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)a) 影響塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收縮率及其波動(dòng)。b) 塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。c) 模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設(shè)計(jì)的不合理所可能帶來(lái)的形位誤差等）。d) 成型工藝因素（模塑成型的溫度t、壓力p、時(shí)間t及取向、結(jié)晶、成型

51、后處理等）。e) 成型設(shè)備的控制精度等。其中，塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差。題中沒(méi)有公差值，則我們按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算，查表取mt5。3、塑件的表面質(zhì)量塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對(duì)應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2級(jí)。4.2、注射成型機(jī)的選擇估算v塑=58.5g制品的正面投影面積s=103.81cm2v公=82cm3注射機(jī)為上海橡塑機(jī)廠(chǎng)的xs-zy-500臥試注塑機(jī)。查表注射壓力為104mpa，合模力為350104n，注射方式為

52、螺桿式，噴嘴球半徑r為18mm，噴嘴口直徑為7.5mm（一般工廠(chǎng)的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過(guò)多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具）。4.3、型腔布局與分型面設(shè)計(jì)(1)、型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長(zhǎng)短、注射能力、模具成本等要求來(lái)綜合考慮。根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力f的要求來(lái)確定型腔數(shù)目n ，即 n式中 f注射機(jī)額定鎖模力（n）p型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（mpa）a1、a2分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）大多數(shù)小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔數(shù)原

53、則上不超過(guò)4個(gè)，生產(chǎn)中如果交貨允許，我們根據(jù)上述公式估算，采用一模一腔。 (2)、分型面的設(shè)計(jì) 分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。a) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。b) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。c) 保證塑件的精度要求。d) 滿(mǎn)足塑件的外觀(guān)質(zhì)量要求。e) 便于模具加工制造。f) 對(duì)成型面積的影響。g) 對(duì)排氣效果的影響。h)

54、對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 4.4、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始到型腔入口為止(不包括型腔)的塑料流動(dòng)通道。 鑒于產(chǎn)品外觀(guān)的要求，我們選擇主流道澆口形式。從塑料盆底進(jìn)料，雖然可能會(huì)產(chǎn)生痕跡，但是在盆底不影響正常使用。 主澆道的形狀 一般為圓錐形，并取錐角 =25。這個(gè)斜度比一般的脫模斜度大，主要是為了減少主澆道凝料的脫模阻力。這里取=4。主澆道入口直徑d1應(yīng)比噴咀孔徑d大些 。為了避免噴嘴與澆口套之間造成死角而積存冷料 ，影響澆注系統(tǒng)凝料脫出。在這里取d1=5mm，d2=6mm。 在主澆道出口處設(shè)置圓角，有利于熔料的平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，同時(shí)還可減小料流阻力。其取值范圍為：在這里取

55、r1=2mm 。 為了保證注射機(jī)噴嘴頭部與澆注系統(tǒng)進(jìn)料處的良好吻合避免由于積存冷料而影響脫模，一般，要求澆口套凹球面半徑r比噴咀球面半徑r大12mm，即通過(guò)注射機(jī)的參數(shù)可知r=18mm，取r=20mm。為了減少澆注系統(tǒng)的凝料消耗，減小熔料的壓力損失，同時(shí)結(jié)構(gòu)上沒(méi)有特別需要，主澆道長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短些，一般mm，這里取 h=50mm。定位環(huán)尺寸由上面的注射機(jī)可知 ：定位孔直徑為250mm,定位孔深度為50mm，尺寸如下圖。 (4)、澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大

56、。a) 澆口的選用它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用點(diǎn)澆口： 澆口在成形自動(dòng)切數(shù)斷，故有利于自動(dòng)成形。 澆口的痕跡不明顯，通常不必后加工。 澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。 澆口部份易被固化之殘錙樹(shù)脂堵隹。它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。b) 澆口位置的選用模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，如圖（6）所示。通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 盡量縮短流動(dòng)距離。 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。 必須盡量減少熔接痕。 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 考慮分子定向影響。 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 注意對(duì)外觀(guān)質(zhì)量的影響。c) 排氣的設(shè)計(jì)排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)于小型件或精密零件也要重視