成型技术与模具复习提纲答案.pdf

2011 年 11 月 25 日 阎小蓉 红色为考纲 黑色为答案 塑料成型模具的分类 压塑 注塑 传递 挤塑 中空制品吹塑 热 成型模具 塑料制件设计考虑要点 1 塑件的物理力学性能 2 塑料的成型工艺性 3 塑件结构应使模具结构尽可能简化 塑料制件形状 斜度 厚度设计注意事项 易于塑模 避免侧向分型抽芯 例外 在塑件上凡是脱出方向与开模方向不相同的侧孔或侧凹除少数 浅侧凹可以强制脱出外 都需要进行侧向抽芯或侧向分型方能将塑件顺利脱出 足够的脱模斜度 作用 便于脱模 防止塑件表面在脱模时划 伤 擦毛等 塑件脱模斜度的大小 与塑件的性质 收缩率 摩擦因素 塑件壁厚和几何形状有关 硬质塑料比软质塑料要大一些 壁厚适当 当壁厚过小时 成型时流动阻力打 大型复杂制品难以充满型腔 壁厚过大 不但造原料的浪费 而且对热固定性塑件来说增加了压塑的时间 且易造成固化不完全 对热塑性塑件则会增加冷却时间 另外也影响产品质量 厚壁塑件易产生气泡 缩孔 翘曲等缺陷 注塑成型模具结构组成 1 成型零部件 2 浇注系统 3 导向部分 4 分型抽芯机构 5 推出机构 6 排气系统 7 模温调节系统 成型零部件包 括凹模 凸模 成型杆 各种型腔镶嵌件等 注塑成型模具分类 单分型面 双分型面 1 是将模具适当的分成两部分 以满足注射过程的成型和脱模的需要 2 是为了取出不在第一分型面的 浇注系统凝料 带有活动镶件 横向分型抽芯 自动卸螺纹 多层 无流道 注塑模具 注塑机分类 按结构分为 立式 卧式和直角式按驱动方式 液压驱动 液压机械联合驱动和机械驱动按工作方式 自动 半自动和手动 注塑成型模具普通浇注系统设计 主流道 分流道 浇口 边缘浇口 扇形骄狂 平缝浇口 圆环浇口 轮辐浇口 爪型浇口 点浇口 潜伏式 浇口 护耳浇口 直浇口 冷料井 当刚开始注射时 由于喷嘴上的塑料的温度还比较低 为了防止这些塑料进入型腔 阻碍塑料的流动 所以 一般在模具的主流道尽头开设冷料井 用以回收开始注射时温度较低的塑料 原则 1 熟悉塑料的成型特性和流动规律 2 便于保证塑件内外在 质量 3 使得流程尽可能短 4 浇注系统具有良好的排气性 5 尽量避免熔体直接冲击小型芯或者嵌件 防止型芯变形和嵌件位移 6 容易除去浇 注系统凝料 7 便于修整浇口 8 在设计浇注系统时应结合型腔布局方案同时考虑 9 流动距离比和流动面积比的校核 普通浇注系统的主流道 分流道 常见浇口 冷料井和拉料杆的结构及用途 喷射现象及防范措施 1 加大浇口断面尺寸 是流速降低到不发生喷射 亦不产生熔体破碎的速度 2 采用冲击型浇口 这是最常用的方法 即浇口开设方位正对着型腔壁或粗大的型芯 塑料流冲击在型腔壁或型芯上 从而改变流向 降低流速 均匀地填充型腔 无流道浇注系统的工作原理 采用加热或绝热的方法 使塑料一直保持熔融状态 在开模时只需要取产品而不需要取浇注系统 塑料应具有什么 性能 1 热稳定性好 适宜加工的温度范围较宽 2 对压力敏感 不加注射压力时不流动 但施以很低的注射压力即可流动 3 热变形温度高 塑件在较高的温度下即可快速固化顶出 4 比热容小 既能快速冷凝 又能快速熔融 热流道注塑模与普通注塑模的特点及区别 热流道适用范围更广 塑料成型温度和注塑压力低 产品内应力低 塑料制件在模具中的位置 型腔数目的确定 型腔的分布 分型面的选择原则与方法 1 保证塑件的外观质量要求 2 分型面应设计在分型 方向上的塑件外形最大轮廓处 3 尽可能使得分型面的设置有利于塑件脱模 4 在保证塑件具有良好精度的基础上 提高塑件关键形位尺寸 精度 5 尽可能使得分型面具有良好的加工工艺性 6 尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积 7 使得模具具有良好的排气效果 8 尽可能 避免侧向分型或抽芯机构 特别应避免在定模一侧设置侧向抽芯机构 9 若无法避免抽芯机构 应尽可能选择能够缩短侧向抽芯距离的设计方 案 10 充分考虑飞边方向对塑件质量的影响 11 尽量实现分型面上的力的平衡 导向机构的作用 定位作用 模具闭合后 保证动 定模位置正确 保证型腔的形状和尺寸精度 导向机构在模具装配过程中也起定位作用 便 于装配和调整 导向作用 合模时 首先是导向零件接触 引导动 定模准确闭合 避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏 承受一定的侧向压力 当注塑过程出现侧向压力的时候 可以承受一定侧向压力 保证模具正常工作 导柱及导套 影响脱模力的因素 1 F 与塑件壁厚 型芯长度有关 对于非通孔塑件还与垂直于脱模方向的塑件的投影面积有关 以上各项值越大 F 越大 2 塑料收缩率 越大 F 越大 塑料的弹性模量 E 越大 F 越大 3 塑料对型芯的摩擦因素 越大 所需 F 也越大 简单脱模机构及结构组成 推杆 推杆固定板 推板导套 推杆导柱 推板 拉料杆 复位杆 限位钉 脱模机构的分类 按动力来源 手动 液压或机械 气动脱模 按结构特点 简单 双 顺序 二级 浇注系统 带螺纹塑件脱模机构 二级脱模机构 工作原理及结构组成 有些塑件大而薄 或者由于塑件本身结构的限制 如果采用一次脱模将使得塑件产生严重的变形 有些塑 件在一次推出动作后 不能自动脱落 或难于从行腔中取出此时必须采用两级脱模机构 浇注系统凝料的推出机构的工作原理及典型结构 侧向分型与抽芯的方式分类 手动 机械 液压或气动分型抽芯 机动式分型抽芯机构的种类 弹簧 弯销 斜导槽 斜滑块 斜槽 齿轮齿条分型抽芯机构 侧向分型与抽芯机构的工作原理及其应用形式 挤塑成型工作原理 将经挤塑机塑化均匀的高分子材料在最佳的温度和压力下 通过挤塑成型模具而成为具有一定断面形状的处于粘流态的连续 体 再经过定型模进一步调整断面形状和尺寸 定型为连续的型材 挤塑成型模具的基本结构组成及作用 压塑成型过程 将塑料直接加入高温的压模型腔和加料室 然后以一定的速度将模具闭合 塑料在热和压力的作用下熔融流动 很快的充满整个 型腔 树脂与固化剂作用发生交联反应 生成不熔不溶的体型化合物 物料固化后成为具有一定形状的制品 及适用场合 压塑成型模具工作原理及结构组成 型腔 加料室 导向机构 侧向分型芯机构 脱模机构 加热系统 压塑成型模具的分类 溢式 不溢式 半溢 带加料板的 半不溢式压模 及特点 1 与注塑成型等相比 使用的设备和模具比较简单廉价 2 适用于流动性差的塑件 比较容易成型大中型制品 3 适宜成型热固性塑料制品 与热固性塑料注塑和压铸成型相比 制件的收缩率较小 变 形小 各向性能比较均匀 吹塑成型工艺及吹塑成型模具工作原理 用挤塑或注塑的办法成型型胚和用压缩空气在辅以其他机械力吹涨型胚 使它紧贴于型腔壁 并迅速冷 却定型为制品 吹塑成型模具的类型 挤出 注塑 拉伸 共挤出和共注塑吹塑模具 吹胀比的概念 塑件最大直径与型胚直径之比 冷冲压的概念 在常温下利用冲压模在压力机上对材料施加压力 使其产生分离和变形 从而获得一定形状 尺寸和性能的零件的加工方法 冷冲压工序的的特点 尺寸稳定 互换性好 工件成本低 操作简单 劳动强度低 生产率高 用于成批大量生产 及分类 分离 变形 冲裁 弯曲 拉伸 成形 立体压制 冷冲压设备及分类 机械压力机 曲柄 摩擦压力机 液压压力机 冲压变形的基本概念和规律 冲压成形中的变形趋向及其控制 常用的冷冲压材料 黑色金属 碳素 合金结构钢 有色金属 铜 铝 非金属 纸板 橡胶板 塑料板 云母 及其冲压成型性能 冲裁过程 弹性变形 塑性变形 剪切阶段 四个带 圆角带 光亮带 断裂带 毛刺 冲裁过程分析 落料 冲孔 切断 切边 剖切 切舌 冲裁件的质量分析 尺寸精度 影响因素 冲模的制造精度 材料性质 冲裁间隙 冲裁件形状 断面质量 毛刺 冲裁间隙 冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之差 冲裁力 板料作用在凸模上的最大抗力 及其减低冲裁力的方法 加热 斜刃 阶梯冲裁 简单冲裁模及其分类 指在一次冲裁中只完成冲孔或落料的一个工序 无导向单工序模 导板式 导柱式 连续冲裁模及其分类 按一定的先后程序 在冲床的滑块的一次到和中 在模具的不同位置上 完成冲孔 落料导两个的上的冲后工序的冲裁模 又称及进模或跳步模 2 连续冲裁模的定位原理可分为 导正销定位原理 侧刃定距原理 复合冲裁模及其分类 在部床滑块的一次行程中 在冲模的同一工位上同时完成内孔和外形两种的上工序的冲裁模 倒装 正装 正装复合模与倒装复合模区别 正装复合模的主要优点是顶件板 卸料板均是弹性的 条料与冲裁件同时受到压平作用 所以对于较软 较薄的 冲裁件能达到平整要求 冲裁件的精度也比较高 倒装复合模的注意优点是废料能直接从压力机台面落下 而冲裁件从上模推下 比较容易引出 去 因此操作方便安全 弯曲变形分析 将金属材料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法 弯曲件质量影响因素 冲裁后的零件质量应该保证一定的尺寸精度 良好的断面质量和无明显的毛刺 影响尺寸精度的因素有 制造精度 材料 性质 冲裁间隙和冲裁件形状 对于断面质量起决定作用的是冲裁间隙 影响毛刺的主要有冲裁间隙跟模具刃口 弯曲件的回弹 在材料弯曲变形结束 工件不受外力作用时 由于弹性恢复 使弯曲件的角度 弯曲半径与模具的形状尺寸不一致的现象 影响 因素 影响回弹的因素 材料的力学性能 相对弯曲半径 弯曲件角度 弯曲方式 模具间隙 工件形状 非变形区的影响 弯曲时的偏移 在进行 v u 形件弯曲时 坯料会出现向左或向右滑移 弯曲变形时弯曲件毛坏尺寸的展开计算 弯曲的中性面在弯曲变形的前后长度不变 弯曲中性面的位置为 1 2 rt P131 弯曲件的结构工艺性 1 最小弯曲半径 rmin 不能小于材料许可的最小弯曲半径 否则将弯裂 2 直边高度 H 2t 若 H 2t 则应增加直边高度 弯好后再切掉多余材料 3 弯曲预先已冲孔的毛坯时 当 t 2 mm 时 L t 当 t 2 mm 时 L 2t 拉深变形过程 随着凸模的下行 留在凸模面上的毛坯外径不断缩小 圆形毛坯逐渐被拉进凸模与凹模间的间隙中形成直壁 而处在凸模底面下 地材料则为拉伸件的底 当材料全部拉入凸凹模间的间隙时 拉深结束 平板毛坯变成具有一定直径和高度的开口空心件 拉深过程中容易出现 的质量问题及防止措施 起皱 使用压力圈 拉裂 确定极限变形程度 拉深系数的概念 拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比 校形的作用 校平和整形 及校形方法的类型 翻边 将制件的孔边缘在模具的作用下翻出竖立或一定角度的直边 缩口 将先拉深好的圆筒形 件或管件胚料通过缩口模具使其口部直径缩小 胀形 通过模具利用压力使空心件或管状胚料由内向外扩张的成型方法 以涨出所需的凸起曲面 的概念 热塑性塑料注塑的工艺流程 答 合模合模 注塑 保压 冷却 开模 推出制品 注塑 保压 冷却 开模 推出制品 热塑性材料一般采用注射成型 其工艺流程如下 1 生产前准备 1 选定注射成形所用设备 2 原材料的预处理 3 选择合适的脱模剂 4 清洗机筒 2 注射成型 合模 注塑 保压 冷却 开模 推出制品 3 制品的后期处理 退火处理 调湿处理 P73 带螺纹塑件常用的脱模方法有哪些 特点如何 各适用于什么场合 答 1 强制脱模 强制脱模 利用塑件本身的弹性 或利用弹性螺纹型芯 从而将塑件强行脱出 这种脱模方式多用于螺纹精度要求不高 且一些软性塑 料上深度不大的半圆形粗牙螺纹 这样做可使得模具结构简单 2 手动脱模 手动脱模 分模内和模外手动脱模 模内 需要用带方孔的专用工具先将螺纹型芯脱出 然后再由脱模机构将塑件从模腔中脱出 模外 采用活动螺纹型芯或型环 开模后随塑件一起脱出模具 然后再由人工将塑件从螺纹型芯或型环上拧下 3 机动脱模 机动脱模 将开合模的往复运动转变为旋转运动 从而使塑件的螺纹脱出 这种模具的生产效率高 但结构复杂 制造成本高 柱塞式和螺杆式注射机的区别 答 柱塞式柱塞式 价格低 但其塑化能力有限 塑化效果欠佳 换料换色困难 注射时压力损耗较大 螺杆式 螺杆式 由于螺杆的旋转剪切作用 塑料在料筒中混合 塑化均匀 机器塑化能力增强 注射压力损失少 制品残余应力小 尺寸精度高 但其 价格较柱塞式高 适用于无流道注塑成型的塑料应具备什么性能 答 1 热稳定性好 适宜加工的温度范围较宽 2 对压力敏感 不加注射压力时不流动 但施以很低的注射压力即可流动 3 热变形温度高 塑件在较高的温度下即可快速固化顶出 4 比热容小 既能快速冷凝 又能快速熔融 冲模定位零件有何作用 其中控制送料步距的定位的零件有哪些 答 作用 冲模的定位零件用以控制条料的正确送进以及单个毛坯的正确位置 对于条料 所谓控制正确送进就是要控制送料方向及送料步距 1 挡料销 2 侧刃 3 导正销 P77 冲压模具拼块结构凸凹模有什么特点 1 节约钢材 2 便于加工 3 可以提高模具的制造精度和寿命 4 便于修理 采用模内旋转方式脱螺纹时 为什么要设计止转机构 答 要从模内旋转出螺纹型芯 必须要保证塑件和螺纹型芯之间有相对的运动关系 所以采用模内旋转方式脱螺纹 塑件必须带有止动结构 保 证塑件和螺纹型芯有相对运动 从而使型芯脱出塑件 热固性塑料的压注工