模具制造電子教案

第一章概論本章教學(xué)主要內(nèi)容：模具技術(shù)的發(fā)展及發(fā)展趨勢；模具制造的要求；過程和方法；教學(xué)重點(diǎn)：模具制造的基本要求和特點(diǎn)；模具制造的工藝過程；模具零件的主要加工方法；教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會分析模具制造的工藝過程。第一節(jié)模具技術(shù)的發(fā)展一、模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型，例如，沖壓件是通過沖壓方式使金屬材料在模具內(nèi)成型而獲得的。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和成本低等特點(diǎn)，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、拖拉機(jī)、航天航空、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化：工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應(yīng)用。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式的要求越來越高。為了滿足人類的需要，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越大的作用。二、我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢近年來，我國模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在：1)研究開發(fā)模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。2)開發(fā)了一些多工位級進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了一批精密塑料注射模。3)研究開發(fā)一些模具加工新技術(shù)和新工藝，如三維曲面數(shù)控、仿形加工；模具鋼的超塑性成形技術(shù)和各種快速制模技術(shù)等。4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展，國內(nèi)已能批量生產(chǎn)精密坐標(biāo)磨床、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)銑床、CNC電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成形機(jī)床等。5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造已在國內(nèi)開發(fā)和應(yīng)用。我國的模具技術(shù)雖然得到了較大的發(fā)展，但仍然還需花費(fèi)大量資金向國外進(jìn)口模具，其原因是：1)專業(yè)化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。2)模具品種少，生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟(jì)效益較差。3)模具生產(chǎn)制造周期長、精度不高，制造技術(shù)落后。4)模具壽命短，新材料使用量少。5)模具生產(chǎn)力量分散、管理落后。根據(jù)我國模具技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及存在問題，今后的發(fā)展方向?yàn)椋?)開發(fā)和發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命的模具，以滿足國內(nèi)、外市場的需要。2)加速模具的標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期。3)大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)，提高模具制造過程的自動化程度。4)積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。5)發(fā)展模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展模具工業(yè)的需要。第二節(jié)模具制造的要求、過程和方法一、模具制造的基本要求和特點(diǎn)1、模具制造的要求(1)制造精度高為了生產(chǎn)合格的產(chǎn)品和發(fā)揮模具的效能，設(shè)計(jì)、制造的模具必須具有較高的精度。模具的精度主要是由模具零件精度和模具結(jié)構(gòu)的要求來決定的。為了保證制品精度，模具工作部分的精度通常要比制品精度高2—4級；模具結(jié)構(gòu)對上、下模之間的配合有較高要求，因此組成模具的零件都必須有足夠的制造精度。(2)使用壽命長(3)制造周期短模具制造周期的長短主要取決于制模技術(shù)和生產(chǎn)管理水平的高低。為了滿足生產(chǎn)需要，提高產(chǎn)品競爭能力，必須在保證質(zhì)量的前提下盡量縮短模具制造周期。(4)模具成本低模具成本與模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有關(guān)，必須根據(jù)制品要求合理設(shè)計(jì)模具和制訂其加工工藝。2、模具制造的特點(diǎn)模具制造屬于機(jī)械制造范疇，但與一般機(jī)械制造相比，它具有許多特點(diǎn)：(1)單件生產(chǎn)用模具成型制品時(shí)，每種模具一般只生產(chǎn)1—2副，所以模具制造屬于單件生產(chǎn)。每制造一副模具，都必須從設(shè)計(jì)開始，制造周期比較長。(2)制造質(zhì)量要求高(3)形狀復(fù)雜模具的工作部分一般都是二維或三維復(fù)雜曲面，而不是一般機(jī)械的簡單幾何體。(4)材料硬度高模具實(shí)際上相當(dāng)于一種機(jī)械加工工具，硬度要求高，一般用淬火工具鋼或硬質(zhì)合金等材料，采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法制造有時(shí)十分困難。二、模具制造的工藝過程1、分析估算2、模具設(shè)計(jì)(1)裝配圖設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)確定后，就可繪制裝配圖。(2)零件圖設(shè)計(jì)根據(jù)裝配圖拆繪零件圖，使其滿足裝配關(guān)系和工作要求，并注明尺寸、公差、表面粗糙度等技術(shù)要求。3、零件加工每個(gè)需要加工的零件都必須按照圖樣制定其加工工藝，然后分別進(jìn)行毛坯準(zhǔn)備、粗加工、半精加工、熱處理及精加工或修研拋光。4、裝配調(diào)整裝配就是將加工好的零件組合在一起構(gòu)成一副完整的模具。除緊固定位用的螺釘和銷釘外，一般零件在裝配調(diào)整過程中仍需一定的人工修整或機(jī)械加工。5、試模裝配調(diào)整好的模具，需要安裝到機(jī)器設(shè)備上進(jìn)行試模。檢查模具在運(yùn)行過程中是否正常，所得到的制品是否符合要求。如有不符合要求的則必須拆下模具加以修正，然后再次試模，直到能夠完全正常運(yùn)行并能加工出合格的制品。三、模具零件的主要加工方法1．機(jī)械加工機(jī)械加工即傳統(tǒng)的切削與磨削加工與現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床加工，機(jī)械加工也常作為零件粗加工和半精加工的主要方法。機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是加工精度高、生產(chǎn)效率高，而且用相同的設(shè)備和工具可以加工出各種形狀和尺寸的工件。但是，用機(jī)械加工方法加工形狀復(fù)雜的工件時(shí)，其加工速度很慢，高硬度材料難以加工。2．特種加工特種加工是有別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的加工方法，例如電加工。從廣義上講，特種加工是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需要在加工過程中施加明顯的機(jī)械力，而是直接利用電能、聲能、光能、化學(xué)能等來除去工件上的多余部分，以達(dá)到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。第二章注射模具制造本章的主要的教學(xué)內(nèi)容：注射模具工藝及設(shè)備；注射模具的結(jié)構(gòu)和分類；注射模架的組成及其零件的加工工藝；澆注系統(tǒng)的布局與加工；注射模具成型零件設(shè)計(jì)與其機(jī)械加工；注射模具型腔電火花加工等。教學(xué)重點(diǎn)：注射模架的組成及其零件的加工工藝；澆注系統(tǒng)的布局及其保證平衡進(jìn)料方式；電火花的加工原理和特點(diǎn)；影響電火花加工的主要工藝因素。教學(xué)難點(diǎn)：不同注射機(jī)的工作原理和應(yīng)用場合；非平衡式澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；影響電火花加工的主要工藝因素分析。第一節(jié)注射工藝及設(shè)備一、塑料及塑料制品塑料制品的生產(chǎn)是一種復(fù)雜的過程，其目的在于根據(jù)各種塑料的固有性能，利用一切可以實(shí)施的方法使其成為具有一定形狀和使用價(jià)值的制品或型材。塑料制品的生產(chǎn)主要由原料準(zhǔn)備、成型、機(jī)械加工、修飾和裝配等過程組成。成型是將各種形態(tài)的塑料通過模具制成所需形狀的制品或坯件的過程。成型的種類很多，如各種注射成型(模塑)、層壓及壓延等。二、注射成型工藝注射成型工藝包括成型前的準(zhǔn)備，注射過程和制品的后處理。1、成型前的準(zhǔn)備一般在成型前應(yīng)對塑料原料進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)對塑料的工藝性能進(jìn)行測試。對容易吸濕的塑料，如尼龍、聚碳酸酯、朋強(qiáng)等，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，避免制品表面出現(xiàn)銀絲、斑紋和氣泡等缺陷。在成型前還應(yīng)對注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗或拆換。當(dāng)在塑料制品內(nèi)設(shè)置金屬嵌件時(shí)，有時(shí)需對嵌件進(jìn)行預(yù)熱，以減少塑料熔體與金屬嵌件之間的溫差。為了使制品容易從模具內(nèi)脫出，對有的模具型腔或型芯還需噴涂脫模劑，常用的脫模劑硬脂酸鋅、液體石蠟和硅油等。對大型模具，在成型前有時(shí)還需進(jìn)行預(yù)熱。2、注射過程塑料在注射裝置料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，其過程分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。如圖2—1所示，對于螺桿式注射機(jī)，充模是注射機(jī)的螺桿從預(yù)塑時(shí)的位置向前運(yùn)動開始的。在液壓缸的推力作用下，螺桿頭部產(chǎn)生注射壓力，迫使料筒計(jì)量室中已塑化好的熔體經(jīng)注射機(jī)噴嘴、模具主流道、分流道，最后從澆口處注入并充滿模具型腔。在注射過程中，壓力隨時(shí)間呈非線性變化，圖2—2所示為一個(gè)注射周期內(nèi)壓圖中曲線1是料筒計(jì)量室中的注射壓力隨時(shí)間變化的曲線；曲線2是噴嘴末端的壓力曲線；曲線3是型腔始端(澆口末端)的壓力曲線；曲線4是型腔末端的壓力曲線。壓力也達(dá)到一定的動態(tài)壓力。沖模時(shí)間是注射過程中最重要的參型腔始端壓力勺末端壓力之差取決于熔體在型腔內(nèi)的流動阻力。AB時(shí)間段熔體充滿型腔。型腔充滿后，型腔壓力迅速增加達(dá)到最大值。噴嘴壓力也迅速增加并接近注射壓力。BC時(shí)間段是熔體的壓實(shí)階段。在壓實(shí)階段約占制品質(zhì)量15％的熔體被壓人到型腔內(nèi)。此時(shí)熔體進(jìn)入型腔的速度已經(jīng)很慢。CD時(shí)間段為保壓階段。在這一階段中熔體仍處于螺桿所提供的注射壓力之下，因此熔體會繼續(xù)流入型腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。此時(shí)熔體流動速度更慢，螺桿只右微小的補(bǔ)縮移動。在保壓階段，熔體隨著模具冷卻密度增大而逐漸成型。保壓結(jié)束后，螺桿回程(預(yù)塑開始)，此時(shí)噴嘴壓力迅速下降至零。若塑料熔體在此刻還具有—定的流動性，在模內(nèi)壓力的作用下，熔體可能從型腔向澆注系統(tǒng)倒流，致使型腔壓力從聲PD降至PE。在E時(shí)刻熔體在撓口處凝固，使倒流封斷，澆口尺寸越小封斷越快。EF時(shí)間段為冷卻定型階段。制品逐漸冷卻到具有一定的剛性和強(qiáng)度時(shí)脫模。脫模時(shí)制品的剩余壓力為PF，剩余壓力過大可能會造成制品開裂、損傷和卡模。3、制品后的處理性能和提高制品的尺寸穩(wěn)定性。制品的后處理主要有退火處理和調(diào)濕處理。(1)退火處理由于塑料制品在成型時(shí)內(nèi)部常產(chǎn)生不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)至制品中存在內(nèi)應(yīng)力。存在內(nèi)應(yīng)力的制品會發(fā)生力學(xué)性能下降、光學(xué)性能變壞、表面出現(xiàn)銀紋，甚至出現(xiàn)變形開裂。解決的辦法是對制品進(jìn)行退火處理。退火處理的方法是將制品在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)箱中靜置一段時(shí)間。一般退火溫度應(yīng)控制在高于制品使用溫度10—20℃或者低于塑料熱變形溫度10—20(2)調(diào)濕處理有些塑料制品(如尼龍等)在高溫下與空氣接觸會氧化變色或容易吸收水分而膨脹。調(diào)濕處理就是將制品在一定的濕度環(huán)境中預(yù)先吸收一定的水分，使制品尺寸穩(wěn)定下來，以避免制品在使用過程中再發(fā)生更大的變形。具體方法可將剛脫模的制品放在熱水(油)中處理，這樣既可隔絕空氣，進(jìn)行無氧化退火，又可使制品快速達(dá)到吸濕平衡狀態(tài)，使制品尺寸穩(wěn)定。三、注射設(shè)備注射機(jī)是塑料注射成型的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式種。圖2—4所示為最常用的臥式注射機(jī)外形。注射成型時(shí)模具安裝在注射機(jī)的移動模板和固定模板上，由鎖模機(jī)構(gòu)合模并鎖緊，塑料在料簡內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體通過模具流道系統(tǒng)注入型控內(nèi)，塑料制品冷卻固化后由鎖模機(jī)構(gòu)開模，并由推出裝置將制品推出。1．注射機(jī)的組成根據(jù)注射成型過程，可將注射機(jī)分為以下幾個(gè)部分。(1)注射裝置注射裝置的主要作用是使固態(tài)的塑料顆粒均勻地塑化呈熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將塑料熔體注入模具型腔中。注射裝置包括料斗、料筒、加熱器、計(jì)量裝置、螺桿、噴嘴及其驅(qū)動裝置等。(2)鎖模裝置銀模裝置的作用有三點(diǎn)，第一是實(shí)現(xiàn)模具的開、閉動作，第二是在成型時(shí)提供足夠的鎖模力使模具鎖緊，第三是開模時(shí)推出模內(nèi)制品。鎖核裝置有機(jī)械式、液壓式和液壓機(jī)械式三種形式。推出機(jī)構(gòu)也有機(jī)械式、液壓式和液壓機(jī)械式三種形式。(3)液壓傳動和電器控制由注射成型工藝過程可知，注射成型由塑化、掐具閉合、熔體充模、壓實(shí)、保壓、冷卻定型、開模推出制品等多道工序組成。灑壓傳動和電器控制系統(tǒng)是保證注射成型按照預(yù)定的工藝要求(壓力、速度、的間、溫度)和動作程序準(zhǔn)確進(jìn)行而設(shè)置的。液壓傳動系統(tǒng)是注射機(jī)的動力系統(tǒng)，而電器控制系統(tǒng)則是各個(gè)動力液壓缸、馬達(dá)完成開啟、閉合和注射、推出等動作的控制系統(tǒng)。2．注射機(jī)的分類注射機(jī)也可以按塑料在料筒中的塑化方式分類，常用的有如下兩種。(1)校塞式注射機(jī)柱塞式注射機(jī)如圖2—5所示。柱塞是直徑約為20—100mm的金屬圓桿，在料筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，將熔融塑料注入模具。分流梭是形如魚雷的金屬部件，安裝在料筒靠前端的中心部分，其作用是將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的塑料分成薄層，使塑料分流，以加快熱傳遞。同時(shí)塑料熔體分流后，在分流梭表面流速增加，剪切速率加大，剪切發(fā)熱使料溫升高、粘皮下降，塑料得到進(jìn)—。(2)螺桿式注射機(jī)螺桿式注射機(jī)如圖2—6所示。螺桿的作用是送料、壓實(shí)、塑化與傳壓。當(dāng)驟桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將料斗中的塑料卷入，逐步將其壓實(shí)、排氣、塑化，并不斷地將塑料熔體推向料筒前端，積存在料簡頂部與噴嘴之間，螺桿本身受到熔體的壓力而緩慢后退。當(dāng)積存的熔體達(dá)到預(yù)定的注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動，并在液壓缸的驅(qū)動下向前推進(jìn)，將熔體注入模具。3．注射機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)第二節(jié)注射模具一、典型注射模具的結(jié)構(gòu)注射模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射機(jī)的移動模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。注射成型時(shí)動模與定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔，開模時(shí)動模與定模分離以便取出塑料制品。圖2—7所示為典型的單分型面注射模，其結(jié)構(gòu)分為以下幾個(gè)基本組成部分。1．成型部件成型部件由型芯和凹模組成。型芯成型制品的內(nèi)表面，凹杉成型制品的外表面。合模后型芯和凹模間便構(gòu)成模具的型腔。2．澆注系統(tǒng)撓注系統(tǒng)又稱流道系統(tǒng)，它是將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的通道，通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴(井)組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造十分重要，它直接關(guān)系到塑料制品成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。3．導(dǎo)向部件為了確保動模與定模在合模時(shí)能準(zhǔn)確對中、平穩(wěn)移動，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。在注射模中通常采用四組導(dǎo)柱與導(dǎo)套來組成導(dǎo)向部件，有時(shí)還需在動模和定模上分別設(shè)置相互配合的內(nèi)、外錐面來輔助定位，并克服注射成型時(shí)的較大側(cè)向壓力。為了避免在制品推出過程中推板發(fā)生歪斜現(xiàn)象，可在模具的推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。4．推出機(jī)構(gòu)開模時(shí)，需要推出機(jī)構(gòu)將流道內(nèi)的凝料拉出3脫模時(shí)需用扣出機(jī)構(gòu)將塑料制品從型腔或型芯中推出。例如在圖2-7中，推出機(jī)構(gòu)由推桿、掐桿固定板、推板和拉料桿組成。閉模時(shí)推出機(jī)構(gòu)要回復(fù)到初始位置，因此，在掐桿固定板中一般還要固定復(fù)位桿或在推出機(jī)構(gòu)中安裝復(fù)位彈簧，復(fù)位桿(彈簧、在動、定模舍模時(shí)使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。5．調(diào)溫系統(tǒng)為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于熱塑性塑料用的注射模，主要是設(shè)計(jì)制造冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。模具的加熱可以利用冷卻水道通熱水或蒸汽，也可在模具內(nèi)部和周圍安裝電發(fā)熱原件。6．排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)用以將成型過程中型腔中的氣體充分排出，常用的辦法是利用分型面和模具型腔零件的配合間隙進(jìn)行排氣，必要時(shí)也可在分型面開7．側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)有些帶有側(cè)向凹槽或側(cè)于L的塑料制品，在脫模之前必須先進(jìn)行側(cè)向分型，抽出側(cè)向型芯后才能順利脫模，這時(shí)需要在模具中設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。8．模架為了減少模具設(shè)計(jì)與制造工作量，注射模制造時(shí)大多采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架分為大型模架(GB／f12555．1—90)、中小型模架兩種。如圖2—7中的定位圈、定模座板、定模板、動模板、動模墊板、模底座、推桿固定板、推桿、拉料桿、導(dǎo)柱等都屬于標(biāo)準(zhǔn)模架中的零部件，選用時(shí)可參考國家標(biāo)難GB／T4169—1984，它們大多數(shù)可從廠家或市面上訂購，然后作少量補(bǔ)充加工。二、注射模具的分類1．單分型面注射模具單分型面注射模又稱兩板式注射模，它是注射模具中最簡單而又最常用的一類。如圖2—7所示的單分型面注射模，型腔的一部分(型芯)在動模板上，另一部分(凹模)在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道在分型面上。開模后由于動模上拉料桿的拉料作用以及制品因收縮而包緊在型芯上，制品連同流道內(nèi)的凝料一起留在動模一側(cè)，脫模時(shí)，制品和流道凝料同時(shí)被推出模外。2．雙分型面注射模具雙分型面注射模具以兩個(gè)不同的分型面A—A、月一B分別取出流道凝料和塑料制品。雙分型面注射模具在動模板和定模板之間增加了一塊可以移動的中間板(又稱澆口板)，故又稱三板式模具。雙分型面注射模能在制品的中心部位設(shè)置點(diǎn)澆口，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較大的開模行程，故較少用于大型塑料制品的注射成型。3．帶有活動鑲件的注射模具由于塑料制品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，無法通過簡單的分型從模具內(nèi)取出制品，這時(shí)可將影響脫模的模具部分設(shè)計(jì)成活動鑲塊，如圖2—10所示。開模時(shí)這些活動部件不能簡單地沿開模方向與制品分離，而是在脫模時(shí)連同制品一起移出模外，然后將它們與制品分離?；顒予倝K裝入模具時(shí)還應(yīng)可靠定位，因此，這類模具生產(chǎn)效率不高，常用于小批量的試生產(chǎn)。4．帶側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的注射模5．自動卸螺紋的注射模具6.推出機(jī)構(gòu)設(shè)在定模的注射模具由于制品的特殊要求或形狀的限制，脫模時(shí)制品留在定模內(nèi)，這時(shí)就應(yīng)在定模一側(cè)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，以便將制品從定模內(nèi)脫出。定模一側(cè)的推出機(jī)構(gòu)一般由動模通過拉板或鏈條來驅(qū)動。圖2—12所示注射模，由于制品的特殊形狀，為了便于成形采用了直接澆口，開模后制品滯留在定模上，放在定模一側(cè)設(shè)有推件板，開模時(shí)由設(shè)在動模一側(cè)的拉板帶動推件板，將制品從定模中的型芯上強(qiáng)制脫出。7.無流道凝料注射模具無流道凝料注射模具包括絕熱流道和加熱流道模具，它們通過對流道進(jìn)行絕熱或加熱的辦法來保持從注射機(jī)噴嘴到澆口之間的塑料為熔融狀態(tài)。這樣，每次注射成形后流道內(nèi)均沒有凝料，不僅提高了生產(chǎn)率，還節(jié)約了塑料，同時(shí)保證了注射壓力在流道中的傳遞，有利于改善制品的質(zhì)量。無流道凝料注射模具容易實(shí)現(xiàn)全自動操作。但這類模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，澆注系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)要求高，對制品的形狀和塑料有一定的限制。圖2-13為一模兩腔熱流道注射模。三、注射模與注射機(jī)的關(guān)系注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的，在設(shè)計(jì)制造模具時(shí)，除了掌握注射成型過程外，還應(yīng)對所選用的注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制品。下面簡單介紹注射模具與注射機(jī)的相互關(guān)系。1.最大注射量為了保證正常的注射成型，塑料制品連同流道凝料在內(nèi)一般不應(yīng)超過注射機(jī)額定最大注射量的80%2.注射壓力注射壓力是滿足制品成形的需要，只有在注射機(jī)額定的注射壓力內(nèi)才能調(diào)整出制品所需的注射壓力，因此，注射機(jī)的最大注射壓力要大于成形該制品所要求的注射壓力。成型制品所需的注射壓力與制品的形狀、塑料的品種、注射機(jī)的類型以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)，很難計(jì)算確定。3.鎖模力4.安裝部分的尺寸一般情況下設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。5.開模行程和頂出機(jī)構(gòu)注射機(jī)的開模行程是有限制的，制品從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則制品將無法從模具中取出。第三節(jié)注射模架的制造一、注射模架的組成注射模的結(jié)構(gòu)與塑料種類、制品的結(jié)構(gòu)形狀、制品的產(chǎn)量、注射工藝條件、注射機(jī)的類型等多項(xiàng)因素有關(guān)，因此其結(jié)構(gòu)可以有多種變化。無論各種注射模結(jié)構(gòu)差異有多大，但其基本組成方面都有許多共同特點(diǎn)。根據(jù)各零件與制品的接觸情況，可將模具組成零件分為兩大類，即成型零件和結(jié)構(gòu)零件。1.成型零件與塑料制品接觸并構(gòu)成封閉型腔的那些零件。它們決定著制品的幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度，如型芯（凸模）決定制品的內(nèi)形，而型腔（凹模）決定制品的外形。2.結(jié)構(gòu)零件除成型零件以外的零件。這些零件具有支承、導(dǎo)向、排氣、頂出制品、側(cè)向分型抽芯、溫度調(diào)節(jié)、引導(dǎo)塑料熔體向模腔流動等功能。注射模架如圖2-17所示。二、注射模架的技術(shù)要求模架是用來安裝或支承成型零件和其它結(jié)構(gòu)零件的基礎(chǔ)，同時(shí)還要保證動、定模上有關(guān)零件的準(zhǔn)確對合，避免模具零件間的干涉，因此，模架組合后其安裝基準(zhǔn)面應(yīng)保持平行。三、模架零件的加工模架的基本組成零件有兩種：導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板類零件。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板類零件的制造過程主要進(jìn)行平面加工和孔系加工，各種工藝方案及定位基準(zhǔn)選擇在本書冷沖模架的制造中一起介紹（見第四章第四節(jié)有關(guān)內(nèi)容）。模架為標(biāo)準(zhǔn)件，一般模具廠通過訂購標(biāo)準(zhǔn)模架經(jīng)補(bǔ)充加工后裝配成注射模。所示的有斜導(dǎo)柱的側(cè)向抽芯注射模，模板上的斜導(dǎo)柱安裝孔，據(jù)實(shí)際加工條件，可將模板裝夾在坐標(biāo)鏜床或加工中心的萬能轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行鏜削加工。或者將模板裝夾在臥式鏜床的工作臺上，將工作臺偏轉(zhuǎn)一定的角度進(jìn)行鏜孔。也可將模板裝夾在自制夾具上，利用搖臂鉆床、搖臂銑床、工具銑床進(jìn)行鏜孔加工。下表2-1表示的為加工側(cè)型芯滑塊的工藝過程。表2-1為加工側(cè)型芯滑塊的工藝過程四、模架的裝配如圖2-17所示標(biāo)準(zhǔn)模架，其裝配工作主要是導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配、復(fù)位機(jī)構(gòu)的裝配以及模板、模座的連接。導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板之間一般采用過盈配合。裝配時(shí)可采用手動壓力機(jī)將導(dǎo)柱輕輕壓入動模板的導(dǎo)柱孔，將導(dǎo)套輕輕壓入定模板的導(dǎo)套孔，并保證導(dǎo)柱導(dǎo)套之間能平穩(wěn)移動。復(fù)位機(jī)構(gòu)的裝配標(biāo)準(zhǔn)模架一般都裝有復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)，復(fù)位桿與固定板一般采用過渡配合。裝配時(shí)可在手動壓力機(jī)上將復(fù)位桿輕輕壓入固定板安裝孔中，或用木質(zhì)（軟金屬）錘輕輕敲入固定板安裝孔中，并保證復(fù)位桿在導(dǎo)向孔中能平穩(wěn)移動。模座的裝配模座裝配比較簡單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板與定模座板連接起來，然后將復(fù)位機(jī)構(gòu)裝入動模板，再用螺釘將動模板與動模座板（模腳）連接起來。裝配好的模架應(yīng)保證定模座板與動模座板安裝平面之間的平行度要求以及動、定板之間分型面的貼合，并符合相應(yīng)精度等級模架的技術(shù)要求。第四節(jié)澆注系統(tǒng)的布局與加工一、澆注系統(tǒng)的布局在設(shè)計(jì)制造大型塑料制品的澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮塑料所允許的最大流動距離比（簡稱流動比）。最大流動距離比是指熔體在型腔內(nèi)流動的最大距離與相應(yīng)的型腔壁厚之比。當(dāng)流道尺寸或型腔厚度增大時(shí)，熔體允許流動距離增長。最大流動比隨熔體的性質(zhì)、溫度和注射壓力而變化。二、澆注系統(tǒng)的平衡進(jìn)料當(dāng)采用一模多腔的模具成型時(shí)，如果各個(gè)型腔不是同時(shí)被充滿，那么最先充滿的型腔內(nèi)熔體就會停止流動，澆口處的熔體便開始冷凝，此時(shí)型腔內(nèi)的注射壓力并不高，該型腔內(nèi)的制品就無法進(jìn)行壓實(shí)和保壓，因而也就得不到尺寸正確和性能良好的制品，所以必須對澆注系統(tǒng)進(jìn)行平衡，即在相同的溫度和壓力下使所有的型腔在同一時(shí)刻被充滿。平衡式澆注系統(tǒng)平衡式澆注系統(tǒng)是從分流道到澆口及型腔，其形狀、長度尺寸、圓角、模壁的冷卻等條件都完全相同，因此，熔體能以相同的成型壓力和溫度同時(shí)充滿所有的型腔，從而獲得尺寸相同、性能良好的制品。平衡式澆注系統(tǒng)的型腔布置如圖2-22所示。非平衡式澆注系統(tǒng)非平衡式澆注系統(tǒng)是各個(gè)型腔的形狀和尺寸相同，但型腔距主流道的距離不同而使?jié)沧⑾到y(tǒng)不平衡；另一種是型腔形狀和尺寸不同，雖距主流道的距離相同，但澆注系統(tǒng)也不平衡。非平衡式澆注系統(tǒng)如圖2-23所示。在非平衡式澆注系統(tǒng)中，必須將澆口加工成不同的截面大小或不同的長度，實(shí)行人工平衡。實(shí)行人工平衡時(shí)，常采用平衡系數(shù)法來計(jì)算確定各個(gè)澆口的尺寸，其公式為詳細(xì)講解課本例題。三、澆注系統(tǒng)的加工1、澆口套的設(shè)計(jì)與加工澆口套的加工工藝過程如下表2-2所示。表2-2澆口套的加工工藝過程2、分流道的設(shè)計(jì)與加工分流道常用的截面形狀有圓形、半圓形和梯形。在流道設(shè)計(jì)制造時(shí)，希望流道截面積大，這樣可減少熔體在流道內(nèi)的壓力損失；但截面積過大又會增加熔體傳熱損失。因此，可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，該比值大則流道的效率高。3、澆口的加工澆口是連接流道與型腔之間的細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大。澆口的作用主要有以下幾點(diǎn)：1）熔體在流經(jīng)細(xì)短的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫有助于充模；2）熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿后退時(shí)可防止熔體倒流；3）細(xì)小的澆口易于切除澆口尾料，方便二次加工；4）對于多型腔模具和多澆口單型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料、控制熔合紋在制品中的位置。（1）澆口的類型注射模中常用的典型澆口形式有如下幾種類型：1）直接澆口由主流道直接進(jìn)直接澆口進(jìn)料，熔體壓力損失小，成型容易，它適用于任何塑料，常用于單型腔模成型大而深的塑料制品。直接澆口有時(shí)被稱為非限制性澆口，而其它類型的澆口則稱為限制性澆口。2）矩形側(cè)澆口3）點(diǎn)澆口4）潛伏澆口是采用潛伏澆口只需二板式單分型面模具。潛伏澆口的特點(diǎn)如下：①澆口位置一般選在制品較隱蔽處，可以不影響制品的外觀；②分流道設(shè)置在分型面上，而澆口像隧道一樣潛入到分型面內(nèi)的定模板上或動模板上（故稱潛伏澆口），使熔體沿斜向注入型腔；③澆口在開模時(shí)由定模板或動模板自動切斷，不需進(jìn)行澆口處理；④若要避免澆口痕跡，可在推桿上開設(shè)二次澆口，使二次澆口的末端與制品內(nèi)壁相通。潛伏澆口與分流道中心線夾角一般在30~35°范圍之內(nèi)，常常采用圓形截面，澆口尺寸可參照點(diǎn)澆口或矩形側(cè)澆口的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，最后由試模確定。澆口的位置澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）澆口的位置應(yīng)能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿熔體；2）澆口的位置應(yīng)設(shè)置在制品壁厚較厚的部位；3）澆口應(yīng)選擇在有利于排除型腔中氣體的部位；4）澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品表面產(chǎn)生熔合縫的部位；5）澆口的位置不應(yīng)朝向細(xì)長型芯；6）澆口的位置應(yīng)避免引起熔體斷裂現(xiàn)象；7）澆口應(yīng)設(shè)置在不影響制品外觀的部位；8）不要在制品承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。第五節(jié)注射模具成型零件設(shè)計(jì)注射模具的成型部分系指構(gòu)成封閉型腔的模具零件，包括型腔（凹模）、型芯（凸模）、成型桿等。在設(shè)計(jì)制造模具的成型部分時(shí)，需要確定型腔的布置方案，選擇分型面和澆口位置，開設(shè)排氣槽，確定脫模方式等，然后計(jì)算成型零件的工作尺寸并確定成型零件的表面粗糙度。一、型腔總體布置1.型腔的數(shù)目和排列（1）型腔的數(shù)目確定型腔數(shù)目的常用方法有以下幾種：1）根據(jù)制品生產(chǎn)規(guī)模確定制品的產(chǎn)量越大，型腔的數(shù)目就越多；2）根據(jù)最大注射量確定注射機(jī)的最大注射量越大，單個(gè)制品的質(zhì)量越小。3）根據(jù)鎖模力確定4）根據(jù)模架的尺寸確定模架長、寬尺寸越大，型腔數(shù)目就可越多；5）根據(jù)制品精度確定制品的精度越高，型腔的數(shù)目就應(yīng)越少；6）根據(jù)同一產(chǎn)品中相同塑料原料的零件數(shù)確定2.型腔的排列1）型腔布置應(yīng)力求對稱2）型腔布置應(yīng)力求緊湊3）盡量采用直線H形排列，以有利于型腔加工。3.分型面的確定注射模的分型面是其閉合時(shí)動模與定模的接觸面，正確選擇分型面對制品的質(zhì)量、工藝操作和模具制造均有很大影響。分型面的確定總的原則是：保證制品質(zhì)量，方便脫模。一副注射模具至少應(yīng)有一個(gè)分型面，在具體確定分型面時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）分型面應(yīng)盡量簡單，便于模具制造；2）不防礙制品的脫模和抽芯；3）有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置；4）盡可能與流道的末端重合，便于利用分型面排氣；5）不應(yīng)影響制品的外觀和尺寸精度。二、成型零件的結(jié)構(gòu)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總的原則是保證塑料制品質(zhì)量、方便模具加工制造和安裝維修。1.凹模的結(jié)構(gòu)凹模的結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和拼合式等四種。（1）整體式凹模（2）整體嵌入式凹模（3）局部鑲嵌式凹模（4）拼合式凹模2.型芯的結(jié)構(gòu)型芯分為整體式和組合式兩種。3.成型桿的結(jié)構(gòu)三、成型零件的材料及熱處理復(fù)雜形狀的凹模和型芯，常選用合金結(jié)構(gòu)鋼，如40Cr、12CrMo。第六節(jié)注射模具成型零件的機(jī)械加工注射模具的成型零件主要包括凸模（型芯）和凹模（型腔）。常見的型芯和型腔，大致可以分為回轉(zhuǎn)曲面和非回轉(zhuǎn)曲面兩種。前者可以用車削、鏜削、內(nèi)外圓磨削和坐標(biāo)磨床磨削，工藝過程一般都比較簡單。而非回轉(zhuǎn)曲面的成型零件加工要困難得多，特別是非回轉(zhuǎn)曲面的型腔加工往往需要使用專門的加工設(shè)備和進(jìn)行大量的鉗工加工，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。生產(chǎn)中應(yīng)充分利用各種設(shè)備的加工能力和輔屬裝置，盡可能減少鉗工的工作量。型芯和型腔的加工工藝過程大致相同，但由于型芯為外表面加工，較之型腔的內(nèi)表面加工相對要容易一些，本節(jié)主要介紹型腔（凹模）的加工。一、普通機(jī)械加工普通機(jī)械加工是利用普通車床、鏜床、銑床、磨床對成型零件進(jìn)行機(jī)械加工。1、車削加工車削加工主要用于加工回轉(zhuǎn)曲面的成型零件。2、銑削加工銑床種類很多，加工范圍較廣，在模具制造中應(yīng)用最多的是搖臂銑床、立式銑床、萬能工具銑床和仿形銑床。3、仿形雕刻加工注射模具型腔的仿形加工常用仿形銑削加工，現(xiàn)代模具制造仿形銑削已逐漸為數(shù)控銑削所取代。但是，某些復(fù)雜型腔特別是復(fù)雜型面，如帶有文字、數(shù)字、花紋或圖案的型面普通機(jī)械加工、數(shù)控雕刻加工。加工都難以實(shí)現(xiàn)，電火花加工效率又較低，因此廣泛采用仿形雕刻加工不是直接作用式機(jī)械仿形，而是通過縮放尺進(jìn)行仿形的。加工時(shí)以手動方式使仿形觸頭沿著靠模表面移動，通過縮放尺使刀具在工件表面上作仿形加工?？s放尺的比例可調(diào)，根據(jù)加工需要，可將靠模與工件尺寸的比例放大或縮小，縮放的比例為或幾分之一?？磕５姆糯舐试酱?，雕刻的花紋就越細(xì)致、精度越高。雕刻機(jī)的種類很多，按其加工表面的類型可以分為兩種：平面雕刻機(jī)和立體雕刻機(jī)。前者主要用于雕刻注射模型面上的文字、數(shù)字和圖案，也可手動雕刻刀作上、下軸向微量移動雕刻精度要求不高的三維圖案；后者除用于平面雕刻外，還可進(jìn)行小型復(fù)雜注射模的三維型腔雕刻。（1）縮放尺（2）靠模、刻刀和觸頭雕刻加工的關(guān)鍵技術(shù)是制作靠模和刃磨刻刀。二、數(shù)控機(jī)床加工1、數(shù)控銑床加工數(shù)控銑床是使用數(shù)字表示的加工指令來控制機(jī)床的加工過程，和仿形銑床相比有以下特點(diǎn)：1）不需要制造仿形靠模；2）對同一形狀進(jìn)行重復(fù)加工，具加工精度高，一般可達(dá)0.02mm~0.03mm，有可靠的再現(xiàn)性，其加工精度不需靠工人的技能來保證。3）通過數(shù)控指令實(shí)現(xiàn)了加工過程自動化，減少了停機(jī)時(shí)間，提高了加工的生產(chǎn)效率。采用數(shù)控銑床加工注射模型腔，其控制方式有以下幾種：1）二又二分之一軸控制2）三軸控制3）五軸控制第七節(jié)注射模具型腔電火花加工電火花加工是在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用，對工件進(jìn)行加工的一種工藝方法，可以加工各種高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高純度、高韌性材料，在注射模具制造中主要用于加工凹模（型腔）。一、電火花加工原理隨著人們對電腐蝕現(xiàn)象的深入研究，認(rèn)識到在液體介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行重復(fù)性脈沖放電能對導(dǎo)電材料進(jìn)行加工，因而創(chuàng)立了電火花加工。脈沖放電用于零件加工應(yīng)具備以下基本條件：1）接在不同極性上的工具和工件之間必須保持一定距離以形成放電間隙。間隙大小與加工電壓、加工介質(zhì)等有關(guān)，一般為0.01~0.1mm。為了使脈沖放電能連續(xù)進(jìn)行，在加工過程中必須保持放電間隙不變。2）放電必須在具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行。液體介質(zhì)能將電蝕產(chǎn)物從放電間隙中排除出去并對電極表面進(jìn)行冷卻。大多數(shù)電火花機(jī)床采用煤油作工作液進(jìn)行穿孔和型腔加工。在大功率工作條件下，為避免煤油著火，應(yīng)采用高燃點(diǎn)潤滑油或煤油與潤滑油混合油等作工作液。近年來，新開發(fā)的水基工作液可使粗加工效率大大提高。3）脈沖波形基本是單向的4）有足夠的脈沖放電能量，以保證放電部位的金屬熔化或氣化。一次脈沖放電過程可分為電離、放電、熱膨脹、拋出金屬和消電離等幾個(gè)連續(xù)階段：1）電離由于工件和電極表面存在著微觀的凹凸不平，在兩者相距最近的點(diǎn)上電場強(qiáng)度最大，會使附近的液體介質(zhì)首先被電離為電子和正離子。2）放電在電場作用下，電子高速奔向陽極，正離子奔向陰極，并產(chǎn)生火花放電，形成放電通道。在放電過程中，兩極間液體介質(zhì)的電阻從絕緣狀態(tài)的幾兆歐姆驟降到幾分之一歐姆。3）熱膨脹由于放電通道中電子和離子高速運(yùn)動時(shí)相互碰撞，產(chǎn)生大量熱能。陽極和陰極表面受高速電子和離子流的撞擊，其動能也轉(zhuǎn)化為熱能，因此，在兩極之間沿通道形成一個(gè)溫度高達(dá)10000~12000℃4）拋出金屬熱膨脹具有的爆炸力將熔化和氣化了的金屬拋入附近的液體介質(zhì)中冷卻，凝固成細(xì)小的圓球狀顆粒，其直徑因脈沖能量而異，一般為0.1~500um，電極表面則形成一個(gè)周圍凸起的微小圓形凹坑。5）消電離使放電區(qū)的帶電粒子復(fù)合為中性粒子的過程。在一次脈沖放電后應(yīng)有一段時(shí)間間隔，使間隙內(nèi)的介質(zhì)來得及消電離而恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)下一次脈沖擊穿放電。在脈沖放電過程中，工件和電極都要受到電腐蝕，但正、負(fù)兩極的蝕除速度不同，這種蝕除速度不同的現(xiàn)象稱極性效應(yīng)。產(chǎn)生極性效應(yīng)的原因是由于電子質(zhì)量小、慣性小，在電場力作用下容易在短時(shí)間內(nèi)獲得較大的運(yùn)動速度，即使采用較短的脈沖進(jìn)行加工也能大量迅速地到達(dá)陽極，轟擊陽極表面。而正離子由于質(zhì)量大、慣性大，在相同時(shí)間內(nèi)所獲得的速度遠(yuǎn)小于電子。當(dāng)采用短脈沖進(jìn)行加工時(shí)，大部分正離子尚未到達(dá)負(fù)極表面，脈沖便已結(jié)束，所以負(fù)極的蝕除量小于正極。但是，當(dāng)采用較長的脈沖加工時(shí)，正離子有足夠的時(shí)間加速得到較大的速度，也有足夠的時(shí)間到達(dá)負(fù)極表面，加上它的質(zhì)量大，因而正離子對負(fù)極的轟擊作用遠(yuǎn)大于電子對正極的轟擊，負(fù)極的蝕除量大于正極。電極和工件的蝕除量不僅與脈沖寬度有關(guān)，還受電極和工件材料、加工介質(zhì)、電源種類、單個(gè)脈沖能量等因素的影響。在電火花加工過程中，極性效應(yīng)愈顯著愈好。充分利用極性效應(yīng)，合理選擇加工極性，可以提高加工速度，減少電極損耗。生產(chǎn)中將工件接正極的加工稱“正極性加工”或“正極性接法”，將工件接負(fù)極的加工稱“負(fù)極性加工”或“負(fù)極性接法”。極性的選擇主要靠實(shí)驗(yàn)確定。二、電火花加工的特點(diǎn)1）便于加工用機(jī)械加工難以加工或無法加工的材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等。2）電極和工件在加工過程中不接觸，兩者間的宏觀作用力很小，所以便于加工小孔、深孔、窄縫等零件，而不受電極和工件剛度的限制。3）電極材料不要求比工件材料硬。4）直接利用電、熱能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動控制。三、影響電火花加工的主要工藝因素電火花加工過程是一個(gè)復(fù)雜的多參數(shù)輸入、多參數(shù)輸出過程。其主要影響因素如下：1、影響加工精度的因素1）電極損耗對加工精度的影響在電火花加工過程中，電極會受到電腐蝕而損耗。電極損耗是影響加工精度的一個(gè)重要因素，因此應(yīng)從各方面采取措施盡量減少電極損耗。此外，電極損耗還受脈沖電源的電參數(shù)、加工極性、加工面積等因素的影響。因此，在電火花加工中應(yīng)正確選擇脈沖電源的電參數(shù)和加工極性；選用耐腐蝕性能好的材料制造電極；改善工藝條件以減少電極損耗對加工精度的影響。2）放電間隙對加工精度的影響由于放電間隙的存在，加工出的工件型孔（或型腔）尺寸和電極相比，沿加工輪廓要相差一個(gè)放電間隙（單邊間隙）。若不考慮電蝕產(chǎn)物引起的二次放電（由電蝕產(chǎn)物在側(cè)面間隙中滯留引起的電極側(cè)面和已加工面之間的放電現(xiàn)象）和電極進(jìn)給時(shí)機(jī)械誤差的影響，放電間隙可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式表示：3）加工斜度對加工精度的影響在加工過程中隨著加工深度的增加，二次放電次數(shù)增多，側(cè)面間隙逐漸增大，使被加工孔入口處的間隙大于出口處的間隙，出現(xiàn)加工斜度，使加工表面產(chǎn)生形狀誤差。二次放電次數(shù)越多，單個(gè)脈沖的能量越大，則加工斜度越大。二次放電的次數(shù)與電蝕產(chǎn)物的排除條件有關(guān)，因此，應(yīng)從工藝上采取措施及時(shí)排除電蝕產(chǎn)物，減小加工斜度。2、影響表面質(zhì)量的因素（1）表面粗糙度電火花加工后的表面，是由脈沖放電時(shí)所形成的大量凹坑排列重疊而形成的。（2）表面變化層經(jīng)電火花加工的表面將產(chǎn)生包括凝固層和熱影響層的表面，它的化學(xué)（工作介質(zhì)和石墨電極的碳元素滲入工件表層）、變化層物理、力學(xué)性能等均有所變化。3、影響生產(chǎn)率的因素單位時(shí)間內(nèi)從工件上蝕除的金屬量稱為電火花加工生產(chǎn)率。生產(chǎn)率的高低受加工極性、工件材料的熱物理常數(shù)、脈沖電源、電蝕產(chǎn)物的排除情況等因素的影響。四、注射模具型腔電火花加工型腔電火花加工屬于盲孔加工，金屬蝕除量大，加工過程中要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍也較大；型腔復(fù)雜，電極損耗不均勻，影響加工精度。因此，型腔加工要從設(shè)備、電源、工藝等方面采取措施來減少或補(bǔ)償電極損耗，以提高加工精度和生產(chǎn)率。與機(jī)械加工相比，電火花加工的加工質(zhì)量好、表面粗糙度值小，減少了切削加工和手工勞動，縮短了生產(chǎn)周期，它已成為型腔加工的重要方法。1、型腔加工的方法（1）單電極加工方法單電極加工方法是指用一個(gè)電極加工出所需型腔，用于以下幾種情況。1）加工形狀簡單、精度要求不高的型腔。2）加工經(jīng)過預(yù)加工的型腔。3）平動法加工型腔（2）多電極加工法（3）分解電極加工法2、電極設(shè)計(jì)與制造（1）電極材料型腔加工常用的電極材料主要是石墨和純銅。（2）電極結(jié)構(gòu)電極結(jié)構(gòu)形狀主要有整體式、鑲拼式和組合式三種。（3）電極尺寸的確定。（4）排氣孔和沖油孔。（5）電極制造3、電規(guī)準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換（1）電規(guī)準(zhǔn)的選擇正確選擇和轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)低損耗、高生產(chǎn)率加工，對保證型腔的加工精度和提高經(jīng)濟(jì)效益是十分重要的。1）粗規(guī)準(zhǔn)2）中規(guī)準(zhǔn)3）精規(guī)準(zhǔn)（2）電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的檔數(shù)應(yīng)根據(jù)加工對象確定，加工尺寸小、形狀簡單的淺型腔，電規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的檔數(shù)可少些；加工尺寸大、深度大、形狀復(fù)雜的型腔，電規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換檔數(shù)應(yīng)多些。生產(chǎn)實(shí)際中粗規(guī)準(zhǔn)一般選擇1檔。第八節(jié)注射模具型腔表面加工一、型腔的拋光與研磨目的：為了去除加工痕跡、減小表面粗糙度值就需對其進(jìn)行拋光或研磨。分類：拋光加工可分為手工拋光和機(jī)械拋光。（1）手工拋光:砂紙（布）拋光、油石拋光、研磨（2）機(jī)械拋光：砂輪磨光、電動拋光機(jī)（分為手持往復(fù)研磨頭、手持直式旋轉(zhuǎn)研磨頭和手持直式旋轉(zhuǎn)研磨頭）（3）電解修磨拋光（4）超聲波拋光：超聲波拋光是利用超聲振動的能量，通過機(jī)械裝置對型腔表面進(jìn)行拋光加工的一種超聲加工工藝方法。優(yōu)點(diǎn)：拋光效率高，能減輕勞動強(qiáng)度；適用于不同材質(zhì)的各種模具型腔，對窄縫、深槽、不規(guī)則圓弧的拋光尤為適用。二、型腔表面的化學(xué)加工1、化學(xué)加工的定義：是利用酸、堿、鹽等化學(xué)溶液與金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬腐蝕溶解，改變工件的形狀和尺寸的一種加工方法。2、分類：化學(xué)腐蝕加工和照相化學(xué)腐蝕加工方法。（1）化學(xué)腐蝕加工1）特點(diǎn)：①可加工任何金屬材料，不受其硬度和強(qiáng)度的限止；②適于大面積加工，可以同時(shí)加工模具成形零件的不同表面或同時(shí)加工多個(gè)零件；③加工過程不會產(chǎn)生應(yīng)力、裂紋、毛刺等缺陷；④因腐蝕條件的限制，加工精度不高，也不宜加工深而細(xì)小的窄槽、小孔、尖角等；⑤腐蝕液及蒸汽對人體和設(shè)備均有危害，需有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。2）化學(xué)腐蝕的工藝過程是：表面預(yù)處理一涂保護(hù)層一固化一刻型一化學(xué)腐蝕一清洗一去除保護(hù)層，其中最主要的工序是涂保護(hù)層、刻型和化學(xué)腐蝕。（2）照相化學(xué)腐蝕1）工作原理：照相化學(xué)腐蝕加工是將模具表面加工的圖案（圖樣）等，用攝影的方法留在照相底片上（也可將圖案繪制在透明紙上），再將底片（或透明圖樣）上的圖像經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)，復(fù)制到涂有感光膠的模具工作表面上。經(jīng)感光后的膠膜不僅不溶于水，而且還增強(qiáng)了抗腐蝕能力；未感光的膠膜能溶于水，用水清洗去除未感光膠膜后，該部分金屬便裸露出來，經(jīng)腐蝕液的浸蝕，即能獲得所需要的圖案、花紋等。2）工藝過程：原圖——照相—————貼照相底片——曝光——顯影——堅(jiān)膜及修模具表面清洗——涂感光膠補(bǔ)——腐蝕——去膠及修整三、型腔表面的強(qiáng)化處理1、模具表面強(qiáng)化的方法及種類：1）物理表面處理法：不改變金屬表面化學(xué)成份的硬處理方法，主要包括高頻淬火、激光熱處理、加工硬化等。2）化學(xué)表面處理法：通過加熱使某些元素滲入模具表面，以改變模具表層的化學(xué)成份和金相組織性能，主要包括滲氮、滲硼、滲硫等。3）表面覆層處理法：通過物理、化學(xué)沉積等方式，在模具表面覆蓋一層與基體不同的金屬或化合物，以提高表面的力學(xué)性能和物化性能，主要包括鍍鉻、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積和電火花強(qiáng)化等。2、模具表面強(qiáng)化處理工藝特點(diǎn)及應(yīng)用（1）滲氮處理1）氣體滲氮；2）氣體低溫氮碳共滲；3）氣體低溫氮碳共滲（2）表面鍍鉻1）裝飾性鍍鉻；目的：保護(hù)鎳底層，提高耐蝕性2）工業(yè)鍍鉻；目的：提高耐磨性，通常稱為鍍硬鉻。3、模具表面強(qiáng)化處理后加工 模具表面強(qiáng)化處理后，一般不需再進(jìn)行加工，但某些零件仍需進(jìn)行精細(xì)加工，以便達(dá)到最終尺寸和表面粗糙度的要求。一般采用精密磨削、研磨等方法進(jìn)行精細(xì)加工。第九節(jié)注射模具的裝配與試模一、澆口套的裝配澆口套與定模板的配合一般采用過盈配合。二、成型零件裝配1、型芯的裝配；2、型腔的裝配。三、脫模機(jī)構(gòu)的裝配1、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配：采用間隙配合2、推桿的裝配四、總裝1、裝配要求如下：（1）裝配后模具安裝平面的平行度誤差不大于0.05mm；（2）模具閉合后分型面應(yīng)均勻密合；（3）導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時(shí)推桿和卸料板動作必須保持同步；（4）合模后，動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸。2、模具的總裝順序（1）動模部分裝配1）裝配型心2）配作推桿孔3）配作限位桿孔4）裝配推桿（2）定模部分裝配1）鑲塊與定模的裝配2）定模和定模座板的裝配五、試模試模的順序：裝模和試模第三章吹塑模具制造本章的主要的教學(xué)內(nèi)容：吹塑模具工藝及設(shè)備；吹塑成型模具（包括模具結(jié)構(gòu)、模具型腔、模具底部鑲塊、模具頸部嵌塊、模具的排氣和模具的冷卻）；吹塑模的制造等。教學(xué)重點(diǎn)：吹塑成型工藝的形式；膨脹比、吹脹比和型腔尺寸的概念；整體式吹塑模型腔的制造過程。教學(xué)難點(diǎn)：型坯厚度控制和型坯切斷裝置的工作原理；夾坯口刃寬度和尾料槽深度的選擇；變質(zhì)處理的原理。第一節(jié)吹塑工藝與設(shè)備吹塑是借助流體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吹脹形成空心塑料制品的工藝過程。一、吹塑成型工藝吹塑成型的形式：擠出吹塑成型；注射吹塑成型；注射延伸吹塑成型成型過程：（1）成型有底的型坯；（2）型坯加熱；（3）延伸吹塑；（4）取出塑件多層吹塑中空成型片材吹塑中空成型二、吹塑成型工藝的控制因素影響吹塑成型加工穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素有：原材料、溫度、膨脹比、吹脹比、?？诔叽纭⒋邓軌毫?、合（鎖）模力、模具冷卻等。原材料的選擇：用于吹塑成型的聚合物主要有聚乙烯和聚氯乙烯。成型溫度膨脹比：離模膨脹是指擠出型坯尺寸大于口模尺寸的現(xiàn)象影響擠出物離模膨脹的主要因素如下：（1）擠出速度；（2）相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布；（3）機(jī)頭參數(shù)4、吹脹比：吹脹比即制品的最大外徑與型坯的最大外徑之比值。5、吹塑壓力6、模具的冷卻三、吹塑成型設(shè)備1、擠出機(jī)；2、注射機(jī)；3、機(jī)頭：直通機(jī)頭；轉(zhuǎn)角機(jī)頭；儲料缸機(jī)頭4、型坯厚度控制和型坯切斷裝置：要結(jié)合自動控制理論進(jìn)行講解。是本章的難點(diǎn)內(nèi)容之一。第二節(jié)吹塑成型模具一、模具結(jié)構(gòu) 吹塑方法：模具分為上吹、下吹、橫（斜）吹三種二、模具型腔1、分模面問題：分模面一般怎么選擇？2、型腔表面問題：用于PE吹塑的模具型腔表面是否越光滑越好？若是，應(yīng)該怎么樣更好，為什么？3、型腔尺寸定義：模具型腔的尺寸主要由制品的外形尺寸并同時(shí)考慮制品的收縮率來確定。三、模具底部鑲塊主要考慮夾坯口刃與尾料槽問題：1、夾坯口刃寬度是一個(gè)重要的參數(shù)，過大或過小對吹塑模具都有較大的影響，為什么？應(yīng)根據(jù)什么參數(shù)來更好的確定夾坯口刃寬度？2、槽深過小或過大對吹塑的成型與制品自動修整有很大影響，尤其對直徑大、壁厚小的型坯，為什么？四、模具頸部嵌塊勁部定徑成型法的方式：進(jìn)氣桿上移式進(jìn)氣桿下移式五、模具的排氣必要性：模具表面和型坯表面之間夾有空氣，不僅妨礙模具與型坯的充分接觸而降低冷卻效率，而且也影響型坯獲得清晰的花紋、字碼，影響制品的外觀質(zhì)量。六、模具的冷卻1、為什么要冷卻？2、冷卻的方法：兩種：一種是在模具加工時(shí)，鉆冷卻水道；另一種是在模具澆鑄時(shí)埋入冷卻管道。第三節(jié)吹塑模的制造一、組合式吹塑模型腔的加工1、結(jié)構(gòu)：型腔由分型面分為對稱的兩瓣，為便于制造，每瓣又由口模、中部型腔、底部型腔組合而成。2、型腔的加工方法：車削（數(shù)控車）、銑削（數(shù)控銑）或電火花加工。（1）口模加工：A）口模型腔為回轉(zhuǎn)表面時(shí)，采用數(shù)控車削加工或電火花加工；B）口模型腔為非回轉(zhuǎn)表面時(shí)，采用銑削加工或電火花加工。兩種情況的具體加工工藝見課本P99。（2）中部及底部型腔加工：可采用銑削、仿形銑削、數(shù)控銑削加工或電火花加工。二、整體式吹塑模型腔的制造1、鋅基合金吹塑模型腔鑄造（1）鋅基合金材料：鋅、鋁、銅三元合金（2）型腔鑄造工藝1）石膏模腔設(shè)計(jì)與制作①石膏模腔設(shè)計(jì):包括確定分型面、脫模斜度、工藝補(bǔ)充部分和模腔尺寸。②石膏模腔制作2）石膏鑄型制作①鑄型原料配制；②鑄型制作；③鑄型烘干。3）合金澆注問題：石膏鑄型經(jīng)烘干后強(qiáng)度較低，透氣性、導(dǎo)熱性差，容易出現(xiàn)氣孔、縮孔、縮松等鑄造缺陷，在澆注時(shí)常采用哪些技術(shù)措施？鋁硅合金吹塑模型腔低壓鑄造低壓鑄造的定義低壓鑄鋁與一般的鑄鋁方法相比，具有哪些優(yōu)點(diǎn)？鋁硅合金的熔煉：注意哪些技術(shù)要求？精煉除氣；變質(zhì)處理（4）低壓鑄鋁工藝：低壓鑄造時(shí)應(yīng)控制的工藝因素有充型壓力、充型時(shí)間、結(jié)晶壓力以及保壓時(shí)間。三、吹塑模的裝配與試模1、吹塑模的裝配；2、吹塑模的試模。第四章沖壓模具制造本章的主要的教學(xué)內(nèi)容：沖壓工藝及設(shè)備；沖壓模具的分類和結(jié)構(gòu)；沖模模架的制造；沖模工作零件的機(jī)械加工；沖模工作零件的電火花加工；電火花線切割加工；模架彈簧和橡膠的選用。教學(xué)重點(diǎn)：沖壓設(shè)備的工作原理；沖模工作零件的電火花加工原理；電火花線切割加工的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：沖壓模具的結(jié)構(gòu)及每種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)和應(yīng)用場合；沖模工作零件的機(jī)械加工工藝分析；沖模模架的制造工藝分析。了解內(nèi)容：模架彈簧和橡膠的選用；電火花線切割加工編程。第一節(jié)沖壓工藝與設(shè)備一、沖壓工藝1、沖壓的定義：利用壓力機(jī)通過模具對板料加壓，使其產(chǎn)生塑性變形或者分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的工藝。2、沖壓加工的特點(diǎn)：與其它加工方法相比較，有哪些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)？3、沖壓加工的主要缺點(diǎn)有哪些？4、沖壓加工的基本工序：分離工序和成型工序，掌握這兩種工序的定義二、沖壓設(shè)備1、偏心沖床：掌握工作原理2、曲軸沖床：掌握工作原理，很重要，結(jié)構(gòu)圖如圖所示3、曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：了解各個(gè)參數(shù)的定義1）公稱壓力；2）滑塊行程；3）閉合高度；4）滑塊行程次數(shù)第二節(jié)沖壓模具一、沖壓模具分類1、按沖壓工序性質(zhì)分類可分為落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、拉深模、成型模和翻邊模等。 2、按沖壓工序的組合方式分類可分為單工序的簡單模和多工序的連續(xù)模、復(fù)合模以及連續(xù)復(fù)合模等。二、沖壓模具結(jié)構(gòu)1、沖裁模結(jié)構(gòu)（1）落料模：根據(jù)上、下模導(dǎo)向型式，有三種常見的落料模結(jié)構(gòu)1）無導(dǎo)向落料模：注意其特點(diǎn)；2）導(dǎo)板式落料模：與無導(dǎo)向落料模相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)3）導(dǎo)柱式落料模（2）沖孔模1）固定卸料板沖孔模；2）彈性卸料板沖孔模；3）導(dǎo)柱式彈性卸料板沖孔模。2、彎曲模結(jié)構(gòu)（1）單角彎曲模（2）雙角彎曲模（3）圓形件彎曲模3、拉深模結(jié)構(gòu)：特點(diǎn)是什么？（1）拉深模結(jié)構(gòu)（2）再次拉深模4、復(fù)合模（1）倒裝式復(fù)合模（2）順裝式復(fù)合模5、連續(xù)模第四節(jié)沖模模架的制造模架的主要作用：用于安裝模具的其它零件，并保證模具的工作部分在工作時(shí)具有正確的相對位置。一、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工問題：1、為什么導(dǎo)柱加工時(shí)，首先應(yīng)加工中心孔？導(dǎo)柱加工時(shí)，外圓柱面的車削和磨削都是以兩端的中心孔定位，這樣可使外圓柱面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合，并使各主要工序的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，易于保證外圓柱面間的位置精度和使各磨削表面都有均勻的磨削余量。由于要用中心孔定位，所以首先應(yīng)加工中心孔，為后續(xù)工序提供可靠的定位基準(zhǔn)。中心孔的形狀精度和同軸度，直接影響加工質(zhì)量，特別是加工高精度的導(dǎo)柱，保證中心孔與頂尖之間的良好配合尤為重要。2、為什么導(dǎo)柱在熱處理后應(yīng)修正中心孔？中心孔修正是采用什么方式？導(dǎo)柱在熱處理后應(yīng)修正中心孔，目的是消除中心孔在熱處理過程中可能產(chǎn)生的變形和其它缺陷，使磨削外圓柱面時(shí)能獲得精確定位，以保證外圓柱面的形狀和位置精度要求。修正中心孔可以采用研磨和擠壓等方法，可以在車床、鉆床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行。3、導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工工藝過程？備料---粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面----熱處理----研磨導(dǎo)柱中心孔----粗磨、精磨配合表面----研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。二、上、下模座的加工1、模座主要加工面：平面加工和孔系加工。2、注意某些形位公差：平行度和垂直度第五節(jié)沖模工作零件的機(jī)械加工一、沖模工作零件的技術(shù)要求1、沖裁凸、凹模的主要技術(shù)要求（了解）2、沖模工作零件的材料和熱處理問題:沖模工作零件的毛坯與精加工前各采用什么熱處理，為什么？沖模工作零件的毛坯通常采用退火、正火熱處理，目的主要是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性能，為最終熱處理作準(zhǔn)備。沖模工作零件在精加工前要進(jìn)行淬火和回火熱處理，以提高其硬度和耐磨性。二、沖模工作零件機(jī)械加工工藝過程1、凸模加工工藝過程（1）圓形凸模加工工藝（2）非圓凸模加工工藝2、凹模加工工藝過程（1）圓形凹模加工工藝（2）非圓形凹模加工工藝以上各種加工工藝過程課本P145介紹較詳細(xì)，在此不再列出。三、凸、凹模工作型面的機(jī)械加工方法1、成形磨削法應(yīng)用場合：成形磨削可以對凸模、凹模鑲塊、電火花用電極等零件的成形表面進(jìn)行精加工，也可加工硬質(zhì)合金和熱處理后的高硬度模具零件，成形磨削對制造精度高、壽命長的模具具有十分重要的意義。成形磨削可以在普通平面磨床、工具磨床或