塑胶模具设计与制造基础.ppt

塑模基礎 主要內容 一 塑膠的分類二 塑膠的常見成型方法三 射出成型的定義四 塑膠模具的基本組成五 模具的加工六 試模 一 塑膠的分類 塑膠一般分為兩大類 1 热塑性塑胶 thermoplastic 热塑性塑胶在常温下通常为颗 状 加热到一定温 后变成熔融的状态 将其 却后则固化成型 再次加热则又会变成熔融的状态 而可进 再次的塑化成型 因此 热塑性塑胶可经由加热熔融而反覆固化成型 所以热塑性塑胶的废 通常可回收再 用 亦即有所谓的 二次 2 热固性塑胶 thermosetting 热固性塑胶则是加热到一定温 后变成固化状态 即使继续加热也无法改变其状态 因此 热固性塑胶无法经由再加热来反覆成型 所以热固性塑胶的废 通常是 可回收 二 塑膠的常見成型方法 塑料的加工方式五花八门 随着材料及成品而有极大的差异 以下是塑料常见的加工方式 1 吹氣成形2 壓縮成形3 轉移成形4 擠出成型5 真空成形6 發泡成形7 旋轉成形8 射出成形 二 塑膠的常見成型方法 1 吹氣成形原理 將種管尚軟化時夾於模中 再把空氣吹入種管內使其膨脹 同時將之冷卻 可得到中空之成品 特點 可成形無接縫一體中空產品設備比射出成形便宜模具制造成本低成形時間短效率較高 二 塑膠的常見成型方法 2 壓縮成形原理 將成形材料放入加熱的模具中 封閉後以壓力機加壓使之硬化 獲得的成型品的方法 特點 設備費用低可成形任何塑膠材料材料幾無損失 二 塑膠的常見成型方法 2 轉移成形原理 將塑料在加熱室加熱軟化 以柱塞將熔融的塑料加壓經流道系統導入模穴之中 在模內加熱一定時間使其硬化 再打開模具取出成品 特點 與壓縮成形比較 增加了流道系統 二 塑膠的常見成型方法 4 擠出成型原理 在加熱缸內熔融塑料 以螺桿擠出 以前端的模具造形 再以水或空氣將成形品冷卻固化 獲得成型品的方法 特點 可連續成形膜 皮 管等無限長之成品 二 塑膠的常見成型方法 5 真空成形原理 将平展的塑料硬片材加热变软后 采用真空吸附于模具表面 冷却后成型 特點 成型速度快操作容易但是制品表面粗糙 尺寸和形状的误差较大广泛用来生产钙塑天花板装饰材料 洗衣机和电冰箱壳体 电机外壳 艺术品和生活用品 二 塑膠的常見成型方法 6 發泡成形原理 塑料的发泡方法根据所用发泡剂的不同可以分为 物理发泡法和化学发泡法两大类物理發泡法 用物理的方法来使塑料发泡 一般有三种方法先将惰性气体在压力下溶于塑料熔体或糊状物中 再经过减压释放出气体 从而在塑料中形成气孔而发泡 通过对溶入聚合物熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡在塑料中添加空心球而形成发泡体而发泡等 化學發泡法 利用化学方法产生气体来使塑料发泡 对加入塑料中的化学发泡剂进行加热使之分解释放出气体而发泡 另外也可以利用各塑料组分之间相互发生化学反应释放出的气体而发泡 二 塑膠的常見成型方法 特點 制品重量輕所需注射压力小所需鎖模力小成形周期短 生產效率高需采用一套带计量控制装置的气体输入设备 發泡機 發泡產品 二 塑膠的常見成型方法 7 旋轉成形原理 将定量的液态或粉状塑料原料加入到模具中 模子的两半被夹紧或用螺栓固定后 沿嗵两垂直旋转轴旋转 在旋转的过程中 模具同时被加热 模内的塑料在重力和受热的作用下 逐渐熔融并均匀地涂布 粘附于模腔的整个表面 成型后制品的形状与模腔的形状相同 冷却固化后 即可得到所需形状的制品 特點 适用于多品种 小批量塑料制品的生产 可以同时模塑大小不同的制件 也可以同时成型大小形状均不相同的制品 因而较之其它成型方法 旋转成型具有更大的灵活性 二 塑膠的常見成型方法 8 射出成形原理 射出成形是指將已加熱融化的材 噴射注入到模具內 經由 卻與固化後得到成形品的方法特點 加工效果良好 可成形任何塑膠及形狀複雜之成品 成形速度快 尺寸精度易控制是目前最普遍的塑膠成形法 三 射出成型的定義 在所有的塑料加工成形方法上 射出成形最为被广泛使用 何為射出成型 其方法为热塑性塑料或热固性塑料导入于射出成形机的加热筒中 待其完全熔融后 由柱塞或螺杆之压力 将其注入于闭合模具之模穴中 固化后 再开启模具取出成品 此种加工技术因材料 机械设计及制品要求而衍生出其它之方法 如预嵌入金属零件之插件成形 多色及混色的射出成形 结构发泡的射出成形 气体辅助射出成形等方法 三 射出成型的定義 射出成形加工工藝如圖 原料烘干 儲料 塑化 脫模 成形品 注射入模 冷卻 加熱 保壓 頂出 四 塑膠模具的基本組成 成形品的好壞由許多因素決定 成形的四大要素如圖 成形機 成形品 材料 成形條件 模具 其中模具的制造品質對產品的好壞及產品的量產性起到非常重要的作用 四 塑膠模具的基本組成 既然模具制造品質對成形品影響之大 那何為模具 所謂模具就是工业生产上用以注塑 吹塑 挤出 压铸或锻压成型 冶炼 冲压 拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具 简而言之 模具是用来成型物品的工具 这种工具由各种零件构成 不同的模具由不同的零件构成 它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工 四 塑膠模具的基本組成 以下是塑膠模具的基本組成及作用 五 模具的加工 模具的加工有很多種方式 其中比較常見的有 1 銑床加工2 磨床加工3 cnc加工4 放電加工5 線割加工6 鉗工加工7 拋光加工8 咬花加工9 熱處理加工 五 模具的加工 銑床加工傳統洗床主要為將坯料加工成精度適中的半成品件 使其成型輪廓加工出來 並為後續的加工打好基礎 加工精度為0 02mm 加工特性 適合斷差 孔 台階 槽等一系列成型加工其加工範圍主要包括六面體 模坯 頂針板 日期章 頂針孔 模仁開粗 滑塊 斜銷 電極治 束塊 拉料板等等 五 模具的加工 磨床加工磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床加工精度 0 001 0 005mm加工特性 適合斷差 圓弧 斜面 槽等精密成型加工大多數的磨床是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工 少數的是使用油石 砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工 如珩磨機 超精加工機床 砂帶磨床 研磨機和拋光機等 磨床能加工硬度較高的材料 如淬硬鋼 硬質合金等 也能加工脆性材料 如玻璃 花崗石 磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削 也能進行高效率的磨削 如強力磨削等 五 模具的加工 cnc加工cnc加工是一種中級或精級精加工機床 加工精度 0 01mm加工特性 適合公母模座 模仁型芯型腔 各種電極 滑塊 入子及日期章粗精加工 五 模具的加工 放電加工放電加工的原理 是利用金屬在電解液中產生陽極溶解的電化學原理對工件進行成形加工的一種方法 加工精度 0 002mm 0 01mm加工特性 適合于加工槽類 孔類及複雜成型類工件 可鏡面加工放電加工中常用的電極材料有 紅銅 烏銅 石墨 五 模具的加工 線割加工線割原理 通過電極絲和工件之間進行脈衝放電 電極絲接負極 工件接正極 產生高溫 使工件金屬熔化同時和介質產生爆炸 取出材料的一種加工方法 加工精度 0 002mm 0 005mm加工特性 加工精度高 光潔度好 操作方便 可加工上下異形工件 加工中並不把全部多餘材料加工成廢屑 提高了材料的利用 常用的電極絲有 1 鎢絲2 黃銅絲3 鉬絲4 鋼芯絲 五 模具的加工 鉗工加工鉗工鉗工是以手工操作為主的切削加工的方法 鉗工種類隨著機械工業的發展 鉗工的工作範圍日益擴大 專業分工更細 鉗工分成了普通鉗工 裝配鉗工 修理鉗工 模具鉗工 工具製造鉗工 等等模具鉗工的主要任務 模具零部件的加工製作 模具的裝配 修理 調試和檢驗等工作 五 模具的加工 拋光加工拋光的目的 去除模具成型面機加工後所存在的加工痕跡 在成型過程中因為粗糙度的原因而產生拉模現象也要通過拋光進行表面精修 拋光的步驟大致可以分為三步 推油石 過砂紙 鏡面拋光程度 一般模具 公模表面要求800 母模表面要求1000 亮面要求2000 以上 鏡面要求最高 一般為8000 以上 常見的拋光方法有 机械抛光 化学抛光 电解抛光 超声波抛光 磁流体抛光 磁研磨抛光 五 模具的加工 咬花加工咬花目的 增進塑膠零件的外觀質感 使產品呈現多變化或全新的設計 增加表面耐磨 防刮傷 防止灰塵 防止髒污 避免人對光線折射不舒服感覺 降低成本 提高產能 咬花深度 0 002mm 3mm咬花方式 有噴砂和化學蝕刻 藥水蝕刻 兩種 咬花模具成型出來的塑件 五 模具的加工 熱處理加工金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度 并在此温度中保持一定时间后 又以不同速度冷却的一种工艺方法 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一 与其它加工工艺相比 热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分 而是通过改变工件内部的显微组织 或改变工件表面的化学成分 赋予或改善工件的使用性能常見的熱處理有 正火 退火 回火 淬火 時效 時效處理 氮化及碳氮共渗 其中模具中的斜銷做氮化處理比