塑胶模具与注塑成型基本知识.ppt

课程大纲 Page1 51 塑膠模具與注塑成型基本知識 目錄 第一節 塑膠模具的分類 通過課程 您將了解以下內容 第二節 注塑模具基本構造 第三節 注塑模7大成型系統認識 第四節 注塑模具加工工藝 Page2 51 塑膠模具分類 模具行業現狀模具加工是材料成型的重要方式之一 与机械加工相比 具有精度高 工序少 材料利用率高 能耗低 易生产 效益高等优点 因而在汽车 能源 机械 电子 信息 航空航天工业和日常生活用品的生产中被广泛应用 据统计 75 的粗加工工业产品零件 50 的精加工零件由模具成型 家用电器行业80 的零件 机电行业70 以上的零件也都要靠模具加工 同时 模具工业又是无与伦比的 效益放大器 据国外统计资料显示 模具可带动其相关产业的比例大约是1 100 即模具发展1亿元 可带动相关产业100亿元 在国外 模具又被称为 金钥匙 进入富裕社会的原动力 等等 图表12005 2011年全球模具行业市场规模及增长率图单位 亿美元 数据来源 中国模具工业协会 图表22005 2011年我国模具产值及增长率单位 亿元 数据来源 中国模具工业协会 Page3 51 塑膠模具分類 第一節塑膠 模具 成型的种類介紹1 注塑成型 射出成型 2 壓縮成型3 擠塑成型 擠出成型 4 吹塑成型 吸塑成型5 澆鑄成型6 發泡成型 Page4 51 塑膠模具分類 1 注塑成型 射出成型 原理圖 注射成型是熱塑性塑料制品生產的一種重要方法 注射模塑不僅用於熱塑性塑料的成型 而且已經成功地就應用於熱固性塑料的成型 Page5 51 塑膠模具分類 2 壓縮成型 原理圖 壓縮成型的成型方法是先將粉狀 粒狀 碎屑狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具加料腔中 然後合模加壓 使其成型並固化 從而獲得所需要的塑料制品 壓縮模塑主要用於熱固性塑料的成型 也可用於熱塑性塑料的成型 注射压缩成型适用于各种热塑性工程塑胶制作的产品 如 大尺寸的曲面零件 薄壁 微型化零件 光学镜片 以及有良好抗袭击特性要求的零件 Page6 51 塑膠模具分類 3 擠出成型 原理圖 擠出成型在熱塑性塑料成型中 是一種用途廣泛 所佔比例很大的加工方法 擠出成型主要用於生產連續的型材 如管 棒 絲 板 薄膜 電線電纜的塗覆和塗層制品等 還可用於中空制品型坯 粒料等的加工 Page7 51 塑膠模具分類 4 1吹塑成型 吹塑成型法 是把熔融狀態的塑料型坯置於模具內 然後閉合模具 借助壓縮空氣把塑料型坯吹脹 經冷卻而得到中空塑料制品的一種模塑方法最常用的原料是聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯和热塑性聚酯等 常用来成形各种液体的包装容器 如各种瓶 桶 罐等 Page8 51 塑膠模具分類 吸塑成型法原理圖 吸塑成型法是 又叫真空成型 把熱塑性塑料板 片 固定在模具上 用輻射加熱器進行加熱 當加熱到軟化溫度時 用真空泵把板 片 材與模具之間空氣抽掉 借助大氣壓力 使板材貼模而成型 冷卻後借助壓縮空氣使制品從模具內脫出 4 2吸塑成型 Page9 51 塑膠模具分類 澆注又稱鑄塑 它是應用金屬的澆鑄原理而產生的一種塑料模塑方法 其方法是將已準備好的澆鑄原料注入一定的模具型腔中 經固化而得到與模具型腔相似的制品 浇铸工艺浇铸成型一般不施加压力 对设备和模具的强度要求不高 对制品尺寸限制较小 制品中内应力也低 因此 生产投资较少 可制得性能优良的大型制件 但生产周期较长 成型后须进行机械加工 比如人造石材 5 澆鑄成型 Page10 51 塑膠模具分類 6 發泡成型 發泡成型法是先將發泡劑和樹脂 增塑劑 溶劑 穩定劑等混合研磨成糊狀 或經捏合輥壓成片狀 硬質制品也可以經球磨成為粉狀混合物 然後將其加入壓制模內 閉模加熱加壓 使發泡劑分解 樹脂凝膠和塑化 然後通入冷卻水進行冷卻 待冷卻後脫出半成品 再將半成品放入100 C熱空氣循環烘箱或放入通入蒸氣的蒸氣室內 使制品內微孔充分漲大而獲得泡沫塑料制品的一種方法 发泡成型方式具備質輕 隔熱 吸音 減震等特性 常用于各种保护套垫子的制作 如沙发坐垫 發泡的壓制成型原理 Page11 51 第二節 塑膠模具基本構造 注塑模具結構分解 Page12 51 模具相關零件作用介紹 開閉器 延遲開模的零件 模具定位塊 合模時使公母模精確定位的零件 導柱 與安裝在另一半模具上的導套 或孔 相配合 用以保證動模與定模的相對位置 保證模具開合模運動導向精度的圓柱形零件 導套 與安裝在另一半模具上的導柱相配合 用以保證動模與定模的相對位置 保證模具開合模運動導向精度的圓套形零件 有直導套和帶套導套兩種 抓料銷 設置在主流道的正對面 頭部形狀特殊 能夠拉出主流道凝料的杆件 頭部形狀有Z形 球頭形 倒椎形 菌形 及圓錐頭形等 斜導柱 傾斜於分型面裝配 隨著模具的開閉使滑塊 或凹模拼塊 在模內產生往複運動的圓柱形零件 滑塊 沿導向結構運動 帶動側型芯 或凹模拼塊 完成抽芯和複位動作的零件 鍥緊塊 帶有斜角 用於合模時鎖緊滑塊的零件 斜銷 成型塑件側孔 側凹或凸台的零件 傾斜於型腔內 可隨頂出板在模內作抽拔和複位運動的零件 支承柱 為增強動模支承板的剛度而設置在動模支承板和動模座板之間 起支承作用的柱狀形零件 澆口定位套 使模具主流道與注射機噴嘴對中 決定模具在注射機上安裝位置的圓環形或圓板形零件 回位銷 固定於推杆固定板上 借助模具的閉合動作 使脫模機構複位的杆件 注塑模具結構分解 Page13 51 模具的結構分解 一 頂針固定板 頂針 復位桿 墊塊 Page14 51 模具的結構分解 二 導柱 導套 主流道襯套 Page15 51 模具的結構分解 三 定模板座板 定模板 定模板螺釘 Page16 51 模具的結構分解 四 動模板座板 動模板螺釘 Page17 51 注射模座結構形式及運動原理簡介 模座結構形式 塑膠模具 分兩大類 A 兩板模 大水口模座 B 三板模 小水口模座 注塑模具結構分解 Page18 51 A常用兩板模模板組成 注塑模具結構分解 Page19 51 典型的二板模運動過程 當模具駕到注塑機上時 母模側固定在注塑機前面板上 是不可動的 公模側可隨注塑機一起運動開模過程 1 公模側在注塑機的拉動下與母模側分開 分開到設定距離時停止不動 2 在注塑機頂杆地推動下 頂出板帶動頂出機構 頂針 回位銷 斜稍etc 開始頂出運動 將成品頂出 自動落下或由機械手取走 合模過程 當頂出板上有拉回機構時 在合模前 頂出板被注塑機強制拉回 1 在注塑機地推動下 公模側向母模側運動 2 公母模完全合緊後 注塑機上的噴嘴與模具上的注口襯套密合 開始注塑 這樣就完成塑膠模具的整個運動周期 注塑模具結構分解 Page20 51 B典型的三板模運動過程 注塑模具結構分解 Page21 51 典型的三板模運動過程 開模過程 三板模有兩次分型 第一次在剝料板與母模板之間 第二次在母模板與公模板之間 1 當公模側起初受到注塑機的拉力時 公母模板之間由於裝有開閉器 而剝料板與母模板之間沒有任何連結和阻礙 多數情況下小拉桿上還裝有彈簧 這時在拉力作用下剝料板與母模板首先分開 母模板隨著公模板一起向後運動 運動到設定距離時 被小拉桿限位塊擋住 由於母模板隨注塑機繼續向後運動 這樣小拉桿也被帶動 它又帶動剝料板運動一個設定距離 以便將料頭打下 個設定距離運動完後 小拉桿和母模板都停止運動 2 注塑機繼續向後運動 拉力不斷增大 超過開閉器鎖緊力 母模板與公模板分開 分開到設定距離時停止不動 3 在頂杆地推動下 頂出板帶動頂出機構 頂針 回位銷 斜稍etc 開始頂出運動 將成品頂出 自動落下或由機械手取走 合模過程 當頂出板上有拉回機構時 在合模前 頂出板被注塑機強制拉回 1 在注塑機地推動下 公模側向母模側運動 若頂出板沒有被預先拉回 RP最先接觸母模板 在反作用力下 頂出板在RP的帶動下回位 2 公模板壓向母模板和剝料板 最後完全合緊 注塑機上的噴嘴與模具上的注口襯套密合 開始注塑 這樣就完成塑膠模具的整個運動周期 注塑模具結構分解 Page22 51 二板模與三板模之區別 二板模与三板模之區別 單純的從外觀上而言 其最大的差異點就在於三板模的上固定板与母模板之間多了一塊脫料板 注塑模具結構分解 Page23 51 二板模與三板模之區別 注塑模具結構分解 Page24 51 小水口模胚都是三板模 大水口模胚也有三板模 两板模多为直浇口 扇型浇口等 易充模 常用于大型制件 三板模多为点浇口 常用于多点进胶 利于水口的分离 小型制件较多选择此类 也可用于大型制件 一般说来 两板模是最普遍的一种模具 三板模是因为产品外观要求较高 不能看到明显的进胶点 它省去了剪削水口的工序 所以又称细说口模具或者叫点胶口模具 但是它的注射压力要比两板模大许多 料头原料损耗较大 注塑模具結構分解 Page25 51 双色模 双色模一般模具結構 注塑模具結構分解 Page26 51 双色模工作原理 注塑模具結構分解 Page27 51 双色模是在一台成型机上通过旋转 平移公模部分 与不同的母模部分合模成型 成型机分别注射同一材质不同颜色或者不同材质的塑料 从而成型出多样性的产品 双色模具也可以看成是一套普通模具外加一套嵌件模 两种颜色模具一般都是两套母模仁 一套公模仁 双色模的优点 双色模可以成型不只两种不同的塑料 可以为多色 双色成型产品比组装件更美观 没有装配间隙 双色模的缺点 双色成型需要专门的成型机 双色模需要更高的模具加工 定位精度 双色模需要更高的模具安装精度 以及更精准的成型工艺 注塑模具結構分解 Page28 51 第三節 注塑模7大成型系統 1澆注系統 2導向系統 3成型系統 6冷卻系統 5頂出系統 4抽芯系統 7排氣系統 七大成型系統 Page29 51 注塑模七大系统 浇注系统 导向系统 成型系统 抽芯系统 顶出系统 冷却系统 排气系统 1 浇注系统 主流道 分流道 浇口 冷料井 2 导向系统 导柱 导套 定位块等 3 成型系统 模仁 镶块等 4 抽芯系统 滑块 斜销等 5 顶出系统 顶针 顶块等 6 冷却系统 模具本身的散热 水路冷却 7 排气系统 模具各镶件的配合间隙 顶针配合间隙 外加的排气槽 注塑模7大成型系統表現 七大成型系統 Page30 51 注塑模具介绍 浇注系统 主流道 塑料从成型机最开始进入到模具流经的地方 分流道 塑料分别向不同型腔流动所经过的地方 浇口 塑料在流到型腔前最后流经的地方 冷料井 塑料在流经主流道 分流道时会和模具传热凝固 在进入型腔前将凝固料储存的地方 澆口設計不合理 導致成型困難 翹曲 結合線 縮水等 七大成型系統 Page31 51 注塑模具介绍 导向系统 导套 母模板 导柱 公模板 导向系统 在模具开 合模过程 由于模具制造的公差 安装的公差 将会使模具有一定的位移 合模时 需要模具能够运行到最原始的位置 就需要导向 定位 也就是模具的导向系统 七大成型系統 Page32 51 注塑模具介绍 成型系统 成型系统 通过公母模仁 入子等形成的封闭的空间 組成 型芯 型腔 鑲件 拼塊 側型芯 七大成型系統 Page33 51 注塑模具介绍 抽芯系统 滑块抽芯机构 斜销抽芯机构 斜销运动 滑块运动 由於制品的特殊要求 其某部位的脫模方向與注射機開模方向不一致 需進行側面分型與抽芯方可順利頂出制品 七大成型系統 Page34 51 注塑模具介绍 顶出系统 顶出系统 成型机顶棍顶在模具的顶出板上 顶出版带动顶针 顶块 斜销等将产品从公模或者是母模模仁上推开 使产品脱离模具 頂出系統設計缺陷會導致產品變形 頂白 破裂等現象 七大成型系統 Page35 51 注塑模具介绍 冷却系统 冷却系统 模具本身就是一个大的冷却系统 为了更好的冷却 通常在模具上加工出一组或者几组水路 冷却水路距离产品一般两倍的水路直径 冷却水不一定都是冷水 看模温来定 也可以是100度的水 有的时候需要用热油冷却 模具内最热的地方决定生产周期 冷却水道的位置要能够充分冷却关键区域 内尖角 浇口 流道周围 壁厚太厚的部分等等 滑块 斜顶 镶件内必要时也应加强冷却 冷却水的连接应该标准化为工艺控制 所有的冷却水应该加以监控 水路 产品 七大成型系統 Page36 51 注塑模具介绍 排气系统 排气系统 各个零件之间的配合间隙就是模具的排气系统 当这些间隙不能满足要求时 就需要额外加排气槽排气 如上图所示排气槽 有时 需要在模具的特殊位置用烧结金属 蜂窝煤式金属合金 制作排气入子 从工艺角度来讲 在模具里 永远不会嫌排气槽太多 但是 设计不合理的排气会对模具有负面影响 如 产生毛边 氣紋等缺陷 七大成型系統 Page37 51 注塑模具介绍 其他辅助系统 运输板 在模具的运输 吊装过程中连接公母模 不至于公母模分开的一个小板 铭牌 标识模具所有权 模具成型零件 模具制造时间 模具厂信息等 吊模孔 架模时需要起重设备将模具吊起 为此在模板上加工的螺丝孔 单个模板都必须有吊模孔 撬模坑 一般在模板的四个角的断差 主要为方便模具拆装 尤其是公模板一定要有 因为在模具从成形机上下来时 型腔压力会小于外接大气压 加上塑胶粘结 就必须将模具撬开 挡尘板 顶出板的运动 需要一定的空间 在模具上这部分是开放的 很容易掉进其他东西 如扳手 料头等 加工模具卡死 这时在模具的上表面安装一块板遮挡以下 就是挡尘板 计数器 显示模具完成多少次开合模 微动开关 确认开模后 顶针板回复到位的确认开关 也可以用在油压缸行程开关 顺序开模结构 有尼龙开辟器 电磁开辟器 机械开辟器等 主要应用与三板模 控制开模顺序 保证公母模不在拨料板弹开的时候打开 分压机构 一般情况下 模具的公母模板是不完全闭合的 为了给模仁修改留出余量 锁模力完全靠模仁的分型面承受 当分型面比较小时 需要在模板上安装几个金属片 分担分型面上的压力 七大成型系統 Page38 51 七大成型系統 Page39 51 塑胶模具常用加工及处理方法 车 镗 铣 磨 钻 锯 仿形加工 CNC 电火花 线切割 热处理 表面处理 抛光等CNC加工 computernumericalcontrol 也就是数控加工中心 其要求包括了各种加工程序 刀具的选用 加工参数等等要求 有兴趣的可找相关资料学习 EDM加工 是电火花加工 其是利用放电腐蚀材料达到所要求尺寸的加工过程 因而只能加工可导电材料 其所用的电极一般为铜和石墨 线切割应用于尖角位的加工 深孔钻一般应用于大模运水孔的加工及顶针司筒孔的加工 钳工在模具的制作过程中起着相当重要的作用 工作需贯穿整个模具的制造流程 钳工的工作 fit模组装 车铣磨钻样样精通 省模 抛光是模具在CNC EDM 钳工加工后 模具组装前对模具利用砂纸 油石 钻石膏等工具材料对模具零件的加工 第四節 注塑模具加工工藝 注塑模具加工工藝 Page40 51 车床 加工精度一般0 02mm 加工模具上的导柱 销钉 圆型芯 冲子等 注塑模具加工工藝 Page41 51 铣床 加工精度一般0 02mm模具上的抓正角 粗加工 倒角等 也可用于小零件的下料 注塑模具加工工藝 Page42 51 磨床 有圆磨床和平面磨床 一般加工精度在0 01 0 02mm 圆磨床加工导柱 销钉 顶针 圆型芯等 也可用于下料 平面磨