塑料模具及工藝材料部培訓(xùn)課件史榮波20071220

1、奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 1材料部：史榮波史榮波塑料注塑模具及工藝介紹日期：日期：2007.12.20奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 2一、注塑模具結(jié)構(gòu)分類基本的模具結(jié)構(gòu)有兩種：模具分型面為一級(jí)主流道模具（兩板式）和二級(jí)主流道模具（三板式）二板式三板式奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 31.1 兩種模具結(jié)構(gòu)的開模

2、狀態(tài)兩板式開模奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 4三板式開模奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 5熱流道模具奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 61.2 澆口形式1.2.1 直接膠口（一級(jí)主流道） 成型容易。成型后必須切斷澆口，如在表面，還有必要修飾澆口痕。1.2.2 側(cè)澆口（一級(jí)主流道） 成型容易，澆口痕跡小，但需要切斷澆口

3、、后加工。1.2.3 點(diǎn)澆口（二級(jí)主流道） 成型比較麻煩，澆口痕跡小，一般不需要后加工。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 7二、模具結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng) 分型面與排氣系統(tǒng) 成型零件 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu) 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 調(diào)溫系統(tǒng) 其它零部件奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 82.1澆注系統(tǒng)模具中從注塑機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道分流道冷料井構(gòu)成主流道分流道冷料井澆口奇瑞汽車工程研究院材料部奇

4、瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 92.2 分型面與排氣系統(tǒng) 分型面：打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面 排氣系統(tǒng)：塑料熔體注入型腔，同時(shí)腔內(nèi)空氣需排出分型面奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 102.3 成型零件 構(gòu)成模具型腔的零件：凹模（型腔）、凸模（型芯）、滑塊。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 112.4導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)奇瑞汽車工程研究院材料部

5、奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 122.5 脫模機(jī)構(gòu)也稱頂出機(jī)構(gòu)奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 132.6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 斜導(dǎo)柱 油缸/氣缸奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 142.7 調(diào)溫系統(tǒng) 模具溫度設(shè)定，不僅影響塑料件質(zhì)量，也決定生產(chǎn)效率 （通常質(zhì)量和生產(chǎn)效率相矛盾）奇瑞汽車工程研究院材

6、料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 152.8 其它零部件頂出孔頂出孔復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧定位圈定位圈吊環(huán)吊環(huán)奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 162.9 模具結(jié)構(gòu)奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 172.10 模具的生產(chǎn)周期l保險(xiǎn)杠：18周左右；l儀表臺(tái)：18周左右；l車門板：12周左右；lA/B/C柱護(hù)板：10周左右；l車燈（前大燈，后尾燈，霧

7、燈）：12周左右l大型模具1620周，中型模具1215周，小型模具68周 一般來說注塑模具廠家的模具價(jià)格平均為10萬。例如：某廠家的年銷售額為3000萬，那么它的年生產(chǎn)能力為300副模具。如果他說他們模具生產(chǎn)能力為500幅左右，那么基本上都是不切實(shí)際。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 18模具加工過程磨床銑床CNC加工EDM加工線切割模具平度加工粗加工精加工CNC加工不到的地方采用電火花加工小的滑塊2.11 模具加工設(shè)備奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material Departmen

8、tMaterial Department 19其他加工設(shè)備1.搖臂鉆、深鉆孔 加工孔位（水路、油路通道，定位孔，模具安裝孔等）2.精雕機(jī) 加工電極（石墨、銅）3.合模機(jī) 檢查加工面（在模具型腔抹上紅斑粉，然后合模，只能在分型面上有紅斑，型芯上不能有）奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 20附：加工設(shè)備圖合模機(jī)電火花（EDM）CNC奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 212.12 車型開發(fā)過程對(duì)應(yīng)的模具制造方法車型開發(fā)

9、過程對(duì)應(yīng)的模具制造方法 序號(hào)開發(fā)過程產(chǎn)品批量對(duì)應(yīng)方法模具材料備注1概念設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)、建立數(shù)模3D軟件2詳細(xì)設(shè)計(jì)3D軟件3工藝分析造型效果制作1-2套快速原型制造CNC手板制作ABS，PP，POM，PA，PC，PMMA，電木等檢驗(yàn)造型效果、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)功能分析裝配驗(yàn)證制作30套以下真空注型低壓灌注硅膠模具、中低熔點(diǎn)合金模具4少量試產(chǎn)1500模以下試作模中低熔點(diǎn)合金模低成本鋼模S45C5量產(chǎn)少量1萬模以下量產(chǎn)模低成本鋼模部分結(jié)構(gòu)手動(dòng)中量5萬模以下P20（HRC25）結(jié)構(gòu)自動(dòng)大量20萬模以上1.2738（HRC35）結(jié)構(gòu)全自動(dòng)超大量50-100萬模模具特殊鋼，硬模（HRC50）結(jié)構(gòu)全自動(dòng)奇

10、瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 22三、快速樣件3.1 硅橡膠模制作及真空注型硅橡膠模制作及真空注型l固定有原型件的制模箱放入真空室；l將液態(tài)RTV攪拌均勻后，倒入制模箱，室內(nèi)抽真空；lRTV覆蓋原型件，室內(nèi)再次抽真空。l待硅橡膠固化后取出硅橡膠，并用刀具沿分型面劃開硅 橡膠，取出原型，制成硅橡膠模3.1.1制作步驟奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 233.1.2硅橡膠模的優(yōu)點(diǎn) l制作周期短，一般在一周內(nèi)可以完成

11、，是其他快速模的1/5-1/10；l成本低，硅橡膠模要比傳統(tǒng)模具的制作費(fèi)用低得多；l復(fù)印性能好，良好地翻印母模上得細(xì)小特征，基本上無尺寸精度損失；l彈性好，鋼?；蜾X模，需要加工拔模斜度，以便工件成形后順利脫模，特別對(duì)有小凹槽的工件更是如此；而硅橡膠模具有足夠的彈性，不必設(shè)置拔模斜度，工件就能脫模，大大簡(jiǎn)化了具設(shè)計(jì)。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 243.1.3 成型工藝 l 將已經(jīng)制作好的硅橡膠模（母模）重新組合固定； l 使用真空注型設(shè)備將PU雙組份材料分別混合及澆注入模具里； l 把模具放進(jìn)烘箱里

12、加溫至設(shè)定溫度； l 材料固化后取出樣件。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 253.2 粉末材料選擇性燒結(jié)（SLS） 粉末材料選擇性燒結(jié)（Selected Laser Sintering）是一種快速原型工藝，簡(jiǎn)稱SLS。 粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 263.2.1 SL

13、S快速原型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：l 與其他工藝相比，能生產(chǎn)較硬的模具。l 可以采用多種原料，包括類工程塑料、蠟、金屬、陶瓷等。l 零件的構(gòu)建時(shí)間較短，可達(dá)到1in/h高度。l 無需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 273.2.2 SLS快速原型技術(shù)缺點(diǎn)是：l 有激光損耗，并需要專門實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，使用及維護(hù)費(fèi)用高昂。l 需要預(yù)熱和冷卻，后處理麻煩；l 成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。l 需要對(duì)加工室不斷充氮?dú)庖源_保燒結(jié)過程的安全性，加工成本高。l 成型過程產(chǎn)生有毒氣體和粉塵，污染

14、環(huán)境。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 28四.注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 注塑機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。最常用的是臥式注射機(jī)。 注塑成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 294.1 注塑設(shè)備奇

15、瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 30五.注射成型工藝條件的選擇和控制 一般來講，注射成型有三大工藝條件，即溫度、壓力和時(shí)間。5.1 溫度 注射成型時(shí)的溫度條件主要指料溫和模溫兩方面的內(nèi)容，其中料溫影響塑化和注射充模，而模溫則同時(shí)影響充模和冷卻定型。5.1.1 料溫 指塑化物料的溫度和從噴嘴注射出的熔體溫度，其中前者稱為塑化溫度，而后者稱為注射溫度。料溫不能過高或過低，過低不利于塑化，過高又很容易引起降解。 料桶溫度設(shè)定：靠近料斗加熱區(qū)的溫度比所加工牌號(hào)熔融溫度低2027，料桶溫度應(yīng)逐漸增加到融化溫度，而

16、噴口的設(shè)置溫度應(yīng)當(dāng)稍低一些，材料在料桶中的停留時(shí)間應(yīng)盡可能短，最好不要超過45min；奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 315.1.2 模溫 模具溫度指和制件接觸的模腔表壁溫度，它直接影響熔體的充模流動(dòng)行為、制件的冷卻速度和成型后的制件性能等。模溫必須低于塑料的熱變形溫度。 模具溫度直接影響到最佳的外觀和機(jī)械特性，因此必須有良好的冷卻系統(tǒng)，至少有兩臺(tái)（分別對(duì)動(dòng)模和靜模）進(jìn)行模溫控制。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Departmen

17、t 325.2 壓力 注塑成型時(shí)需要選擇與控制的壓力包括注射壓力、保壓力和背壓力。5.2.1注射壓力又與注射速度相輔相成，對(duì)塑料熔體的流動(dòng)和充模具有決定性作用；l 要正確實(shí)現(xiàn)模具填充，需要中等到快速的注射速度，過快的速度增大剪切，可能會(huì)導(dǎo)致材料降解。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 33 5.2.2 保壓力和保壓時(shí)間密切相關(guān)，主要影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量；l 在注射成型的保壓補(bǔ)縮階段，為了對(duì)模腔內(nèi)的塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及為了維持向模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動(dòng)所需要的注射壓力叫做保壓力。保壓力持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短叫做

18、保壓時(shí)間。l 保壓壓力為注射壓力的60%80%。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 34 5.2.3 背壓力指螺桿在預(yù)塑成型物料時(shí)，其前端匯集的熔體對(duì)它所產(chǎn)生的反壓力，可簡(jiǎn)稱為背壓。背壓對(duì)注射成型的影響主要體現(xiàn)在螺桿對(duì)物料的塑化效果及塑化能力方面，故有時(shí)也稱塑化力。l 增大背壓除了可以驅(qū)除物料中的空氣提高熔體的密實(shí)程度之外，也使得螺桿后退速度減小，于是塑化時(shí)的剪切作用加強(qiáng)，摩擦熱量增多，熔體溫度上升，塑化效果提高。但是背壓增大如果不提高螺桿轉(zhuǎn)速的話，則熔體在螺桿計(jì)量段螺槽中將產(chǎn)生較大的逆流和漏流，從而使得

19、塑化能力下降。 l 合適的背壓能使樹脂均勻的熔化，這樣有助于保持注射量的一致性，如背壓過大雖然可以改善熔體的混合效果，但也會(huì)導(dǎo)致更高的熔化溫度，使得樹脂降解。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 35六、塑料制品成本分布奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 36奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 37七、材料、設(shè)計(jì)和模具的關(guān)系7.1

20、 產(chǎn)品外觀 材料流動(dòng)性好，還要求如不能含有雜質(zhì)、回料及其材料光澤等） 設(shè)計(jì)要壁厚均勻，避免縮痕，同時(shí)合模線和模具嵌件線不要損壞外觀，盡量形狀簡(jiǎn)單； 模具流道要好，同時(shí)模具的加工考慮機(jī)械能完成（不要手工操作）這是改善外觀和提高精度的關(guān)鍵奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 387.2 尺寸精度塑料制品精度差主要有以下因素： 熱膨脹系數(shù)大 成型收縮率 受環(huán)境影響比較大 常有模具結(jié)構(gòu)上難于決定尺寸的地方 存在模具制造誤差。制品尺寸精度要素給予率一般如下： 模具制作誤差50%，成型條件變化30%，原料一致性10%。

21、一般的尺寸公差由兩部分決定：模具直接決定（制品的長(zhǎng)、寬、高、直徑等）不是由模具直接決定（壁厚、平行度等）奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 397.3 制品強(qiáng)度材料：根據(jù)產(chǎn)品強(qiáng)度選材，但是必須保證產(chǎn)品低溫 下的抗沖擊性能。設(shè)計(jì)：壁厚不要太薄，最好用加強(qiáng)筋； 不要有尖角自攻螺紋處要有凸臺(tái)設(shè)計(jì)。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 40八、工藝和模具對(duì)塑料制品的影響缺陷影響因素控制措施工藝和模具改善目標(biāo)縮痕壁厚不均勻主要是

22、加強(qiáng)筋的厚度，加強(qiáng)筋厚度不能超過壁厚的1/31.表面處理如皮紋；2.降低模具和樹脂溫度，提高注射壓力，延長(zhǎng)保壓時(shí)間；3.加強(qiáng)發(fā)生縮痕處的冷卻外觀無縮痕，特別噴漆件和電鍍件表面無縮痕材料收縮率大降低壁厚，壁厚不能超過4mm離膠口位置太遠(yuǎn)擴(kuò)大膠口或流道8.1 縮痕 對(duì)于苯乙烯類材料（ABS、PS、PC/ABS）通過降低模溫，可以使表面光澤度降低，使縮痕不明顯奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 418.2 飛邊質(zhì)量缺陷影響因素控制措施工藝和模具改善目標(biāo)飛邊鎖模力不夠必要的鎖模力=制品投影面積成型壓力1.降低注塑壓力，降低樹脂溫度，降低模具溫度，降低注射速度無飛邊產(chǎn)生模具剛性不夠或模具錯(cuò)位型芯和型腔采用高硬度模具鋼和模具矯正材料流動(dòng)太好主要靠模具精密程度來保證，成型工藝難于補(bǔ)償 成型壓力，一般算作40MPa材料為PE、PP、PS、ABS，如果零件比較淺取30MPa，零件比較深增加20%。奇瑞汽車工程研究院材料部奇瑞汽車工程研究院材料部Material DepartmentMaterial Department 428.3 熔接痕質(zhì)量缺陷影響因素控制措施工藝和模具改善目標(biāo)熔接痕格子后面易產(chǎn)生熔接痕此處不可避免，通過提