一款超创意的模具

这个模具的创意来自于这把最平淡无奇的勺子!

模具设计之滑块设计实例

  有金粉会说,勺子模具有什么创意?

 

  就是为了高效和快速生产出这个勺子,出现了多层模具的创意,这个多层模具的产生,如果有心的人好好应用,在模具行业真是“钱”途无量啊!

 

  哈哈,扯得有点远了,下面小编为您介绍一下这个模具!

模具设计之滑块设计实例

  看了上图,是不是有人说,这有什么稀奇,不就是个勺子的模具吗?这个基本的加工厂都可以做出来,创意在后面哦!

 

  对于机加厂来说,产量就是利润,如果一台床子生产出来的产品,同样的时间,产量提高的一倍的话,那加工利润就会翻一番,所以多层模具的创意应运而生!

 

模具设计之滑块设计实例

  

  虽然有了第二动模,可是问题的关键是二层之间的浇口怎么断开。于是设计这样的带“刀”的浇口:

 

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

 

  整个主浇口是一个圆的管子,包在推管内芯上,这个推管内针上有几条槽,用来拉浇口的。

 

模具设计之滑块设计实例

 

  当模具开模时,二层的产品跟随动模一起后移,当第一动模被限位螺丝拉住时,第二动模继续后移,这时,管状的主浇口由于推管内针上的槽的作用,继续被向后拉,由于第一动模上的“刀”的作用,将横流道与主浇口切开,横流道被切断后,与第一层的产品一起留在第一动模和定模之间,并被设置在第一动模上的“气阀”吹下来,实现自动脱模。

 

  当动模开到底后,注塑机的顶出杆推动模具上的推管,将第二层的产品和第二层的横流道以及主浇口一起顶出来。也达到自动脱模的要求。

 

  这个就是多层模具的前身,还有3层的和4层的模具。

 

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

精密模具热处理变形原因分析与处理

    精密模具热处理变形原因及预防方法:就精密复杂模具变形状况、变形原因的作一研究,来探讨减少和控制精密复杂模具变形的措施,以提高模具产品的质量和使用寿命。

  一、模具材料的影响

  1、模具的选材:某机械厂从选材和热处理简便考虑,选择T10A钢制造截面尺寸相差悬殊、要求淬火后变形较小的较复杂模具,硬度要求56-60HRC。热处理后模具硬度符合技术要求,但模具变形较大,无法使用,造成模具报废。后来该厂采用微变形钢Cr12钢制造,模具热处理后硬度和变形量都符合要求。预防措施: 因此制造精密复杂、要求变形较小的模具,要尽量选用微变形钢,如空淬钢等。

  2.模具材质的影响:某厂送来一批Cr12MoV钢较复杂模具,模具都带有¢60m m圆孔,模具热处理后,部分模具圆孔出现椭圆,造成模具报废。 一般来说Cr12MoV钢是微变形钢,不应该出现较大变形。我们对变形严重的模具进行金相分析发现,模具钢中含有大量共晶碳化物,且呈带状和块状分布。

  (1)模具椭圆(变形)产生的原因:  这是因为模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在,碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30%左右,加热时它阻止模具内孔膨胀,冷却时又阻止模具内孔收缩,使模具内孔发生不均匀的变形,使模具的圆孔出现椭圆。

  (2)预防措施:  ①在制造精密复杂模具时,要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢,不要图便宜,选用小钢厂生产的材质较差钢材。②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造,来打碎碳化物晶块,降低碳化物不均匀分布的等级,消除性能的各向异性。③对锻后的模具钢要进行调质热处理,使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。④对于尺寸较大或无法锻造的模具,可采用固溶双细化处理,使碳化物细化、分布均匀,棱角圆整化,可达到减少模具热处理变形的目的。

  二、模具结构设计的影响

    有些模具选材和钢的材质都很好,往往因为模具结构设计不合理,如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等,造成模具热处理后变形较大。

  1、变形的原因:由于模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角,因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同,导致各部位体积膨胀的不同,使模具淬火后产生变形。

  2、 预防措施:设计模具时,在满足实际生产需要的情况下,应尽量减少模具厚薄悬殊,结构不对称,在模具的厚薄交界处,尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律,预留加工余量,在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。对形状特别复杂的模具,为使淬火时冷却均匀,可采用给合结构。

  三、模具制造工序及残余应力的影响

    在工厂经常发现,一些形状复杂、精度要求高的模具,在热处理后变形较大,经认真调查后发现,模具在机械加工和最后热处理未进行任何预先热处理。

  1、 变形原因:在机械加工过程中的残余应力和淬火后的应力叠加,增大了模具热处理后的变形。

  2、 预防措施: (1)粗加工后、半精加工前应进行一次去应力退火,即(630-680)℃×(3-4)h炉冷至500℃以下出炉空冷,也可采用400℃×(2-3)h去应力处理。  (2)降低淬火温度,减少淬火后的残余应力。  (3) 采用淬油170?C出油空冷(分级淬火)。 (4)采用等温淬火工艺可减少淬火残余应力。采用以上措施可使模具淬火后残余应力减少,模具变形较小。

  四、热处理加热工艺的影响

  1、加热速度的影响:模具热处理后的变形一般都认为是冷却造成的,这是不正确的。模具特别是复杂模具,加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响,对一些模具加热工艺的对比可明显看出,加热速度较快,往往产生较大的变形。

  (1)变形原因:  任何金属加热时都要膨胀,由于钢在加热时,同一个模具内,各部分的温度不均(即加热的不均匀)就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性,从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度,不均匀的加热主要产生热应力,超过相变温度加热不均匀,还会产生组织转变的不等时性,既产生组织应力。因此加热速度越快,模具表面与心部的温度差别越大,应力也越大,模具热处理后产生的变形也越大。

  (2)预防措施 :对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热,一般来说,模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。?采用预热,对于低合金钢模具可采用一次预热(550-620?C);对于高合金刚模具应采用二次预热(550-620?C和800-850?C)。

逆向工程技术在模具上的应用

1 引言

    在产品的开发和制造过程中,许多产品并非由CAD模型描述。设计和制造者面对的是实物样件,有时甚至可能连参考的图纸也没有,而客户还要求对样件进行优化改进。为了适应先进制造技术的发展。需要将这些实物转化为CAD模型。使之能利用CAD/CAM、RPM、CIMS及PDM等先进技术进行处理或管理。逆向工程是通过各种测量手段及三维几何建模方法,对原有实物模型进行几何形状的反求,重新建立实物的三维数字化模型。从而实现产品模具的设计与制造。

2 传统模具的设计制造方法

    模具的传统制造方法一般是使用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出成等比例的模具,再进行生产。这种方法无法建立产品尺寸图档,也无法对产品进行修改,而且此类方法手工修模量大,间隙不均匀。需反复修模试模,质量不稳定,加工周期长,对后期的数控加工及检验均带来很大的困难。由于实物铸造模型本身所存在的收缩及偏差,此类模具所得样件不可避免地存在缺陷。有时也会利用实物样件直接进行仿形加工,而仿形则会将样件上的损坏或磨损等缺陷全部复制到模具上,其最终产品也继承了样件的全部缺点,造成产品的外观性差、尺寸精度及使用性能达不到要求。尤其重要的是传统方法所生成的模具型腔不具备修改性及重新设计的能力,因此此类方法已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代。

3 基于CAD/CAM系统的模具设计制造方法

    采用CAD/CAM—体化技术可有效地改善传统方法的不足,由CAD建立的产品模型可以直接生成数控指令。通过DNC接口实现与机床间的数据通讯,使生产中由用外形模拟传递改变为用数据传递,使设计与制造环节直接沟通。而且可以在CAD系统中进行外观分析、产品装配、检查配合部件的干涉,对数控加工过程进行仿真,检查加工过程和干涉,实现产品的设计和修改。可以大大降低手工修模量,缩短新产品研制周期,提高产品质量。

       逆向工程技术主要包括两方面内容:数字化技术和曲面重构技术。数字化技术是利用三维扫描测量仪采集实物或模型表面数据;曲面重建技术是根据测量所得到的几何表面的一系列点数据,构造出型体曲线、曲面,最终重构三维模型。

4 逆向设计方法及过程

4.1 CAD/CAM软件选择

    目前功能较为完善的商品化CAD/CAM集成系统软件较多,现选择Imageware公司的Surfacer及PTC公司的Pro/E进行逆向设计,具体内容包括:①数字化点的输入与处理,包括数据输入与数字化点数据的变换与处理;②划分出二次曲面的区域。构造模型特征;③针对处理完成的点云数据,建立零件的三维造型;④零件三维造型和实测点云的检测;⑤生成零件的压铸模实体模型;⑥模具的制造及优化处理

4.2 三维数据采集

    为了方便零件的扫描和保证扫描的精确性,需对零件做必要的前期准备,如贴参考点、物体表面喷涂显像剂和仪器与软件校准等。在此选用三维光扫描抄数系统,通过被测物体上的标记特征来完成数据的自动拼合,直接从扫描头得到三维测量数据。系统采用全新的自定位技术,扫描方式为十字型激光扫描,测量精度为0.1mm/0.5m,实时完成数据处理,直接生成三角面,以.stl格式数据输出,保证无冗余数据和数据重叠。使用三维激光扫描系统对零件整个部分多个角度的不同方位进行扫描。扫描完成后,经过点云对齐、三角化、光顺和稀化,得到的零件外形点云文件。接下来输出*.stl文件,以便Imageware软件对点云进行后序处理。

4.3 三维几何建模

    几何建模是逆向工程的关键,构建曲面是几何建模的关键。建模的过程也就是对数据进行处理的过程。数据处理的目的是获得输入数据的基本特征信息,其通用的手段主要有数据调整、区域修剪、数据密度修改、数据光顺、杂点去除、尖角保留等,从而得到所需的图形。

    用Imageware软件调入扫描所得点云文件,并依据点云的特征。做出一些辅助的基准,以便把零件点云进行方位对齐,为提取截面线做准备。点云数据中含有许多杂点,因此需把杂点过滤掉,并对点云数据进行数据平滑、数据清理、补齐遗失点等优化处理,删除不必要的数据点,适当降低点云的密度,可以加快计算机处理的速度,构建零件对称基准面等。

    特征线的提取是整个模型重构的关键。根据零件的外形特点,划分出二次曲面的区域,如内孔、凹槽、平面、圆柱面等。并对零件点云进行分割,把这些二次曲面拟合构造内孔、凹槽、平面或圆柱面,也可直接做出特征。平面可以用三点或两相交直线来确定,孔或圆柱面则以截面线和矢量来确定.通过测量实体模型并结合扫描数据生成。对于自由曲面.需构造出曲面的特征线。先对零件点云做出必要截面线,然后剔除截面点云的杂点进行必要的光顺,最后把截面点云拟合成曲线,以便构造自由曲面。

    打开Pro/E软件,针对处理完成的点云数据,通过刨建曲面、曲面编辑得到完整曲面,并进行布尔运算,在Pro/PART模块下完成零件的三维实体造型,如图4所示。

    完成零件的三维造型后,将利用Pro/E软件重构的三维造型读入Imageware软件中。比较分析最终重构的三维造型和扫描的点云之间的偏差,通过使用云图将差异显示出来,分析曲面与点云之间的差异值,从而检测逆向扫描测量的精确性。

    建立零件的三维模型后,针对零件上需加工的部位增加1.5m左右的加工余量,将孔位封起。压铸模实体模型还要考虑收缩率,一般为5‰,运用Pro/E可以自动增加收缩率,也可通过改变比例来实现。进行外观修整,如圆角、倒角、拔模角等处理后,得到零件压铸模实体模型,如图5所示。

4.4 模具结构设计与制造

    压铸模实体模型建成后,可进一步作模具分型设计,生成型模凹槽、侧抽及镶件等,以便进行模具的结构设计:①推出机构设计;②溢流槽、排气口设计;③浇口、流道设计;④抽芯机构及位设计;⑤模具常规零件设计等。应用Pro/E软件的Assmbly和Modei模块进行模具设计,生成模具的型芯和型腔。使用干涉检测,仿真靠模开起顺序。运用Pro/E所提供的加工模块Pro/Manufacturing对模具型腔进行处理,将压铸模实体模型汇入Pro/E软件的Manufacturing模块中进行NC加工程序的制作,生成粗精加工程序。由于数控机床的加工过程中要避免使机床发生碰撞,同时还需避免产生过切或错误的刀具轨迹,为此须进行刀位验证,来判断刀具轨迹是否连续、进退刀、走刀路线是否合理。加工过程的动态图形仿真验证采用实体造型技术建立零件的毛坯、夹具和刀具在加工过程中的实体模型,使用快速布尔运算。最后采用真实感图形显示技术,把加工过程动态地显示出来,动态仿真显示刀具加工轨迹。将生成NC加工的G代码输入三轴(或五轴)加工中心对模具进行加工;对模具电极进行处理,生成电极加工程序,对模具电极进行加工等。

4.5 模具结构优化及改进

    使用陶瓷模精密铸造方法通过增加2.2%尺寸增加率所得的主模型(蜡型成型模)-射蜡-组树-沾浆与淋砂-脱蜡与烧成,再进行浇注,得到零件铸造毛坯。将前面创建好的在Pro/E软件中完成的三维造型汇入Pro/E的Manufacturing模块,建立新的Pro/NC文件,对毛坯进行加工。根据加工结果与零件的三维数据进行比对,针对比对结果对模具相对特征部位进行有效改进和处理,使修改后所加工的产品更加符合客户要求。

    利用三维激光扫描抄数作为获取空间三维数据的手段,组合使用逆向工程软件对获取测量数据进行处理、三维数字化模型的构建、模具的检测和修改均起到了很好的成效,此应用使产品的消化吸收和二次开发工作准确快捷。逆向工程结合CAD/CAM技术和NC机床对模具设计制造起到很大的促进作用,缩短了产品开发周期,并且实现了产品原型设计生产与模具设计制造的系统集成,使其在今后的模具开发中发挥更大的作用。

降低模具成本六大法宝

    模具加工(Mold Making)是指成型和制坯工具的加工,此外还包括剪切模和模切模具。 通常情况下,模具有上模和下模两部分组成。将钢板放置在上下模之间,在压力机的作用下实现材料的成型,当压力机打开时,就会获得由模具形状所确定的工件或去除相应的废料。 

 

    小至电子连接器,大 至汽车仪表盘的工件都可以用模具成型。 级进模是指能自动的把加工工件从一个工位移动到另一个工位,并在最后一个工位得到成型零件的一套模具。模具加工工艺包括:裁模、冲坯模、复合模、挤压模、四滑轨模、级进模、冲压模、模切模具等。

 

    今天小编给您介绍一下如何节省模具成本,下面是一位行业人士对模具成本的看法,给金粉们借鉴!

 

第一、制品的合理设计

  

    假如制品设计得不合理,对模具企业来说,是怎么一个情况,那是一场灾难。我从事模具40多年,这样的事经历得多了,有时为了实现制品上的一个倒扣,而产品工程师和模具设计师没有很好的沟通,模具的成本就会成倍地增加。

 

  我有幸参与了上海一家汽车公司的一款适合残疾人用的小轿车内饰件的设计。其中有个零件叫中隔板,按原来的设计,这个零件很大,模具的制作成本在400万人民币左右。配套的注塑机在4000吨以上。后来我建议将它分割成2件。2套模具的制作成本加起来也没有超过200万。配套的注塑机都选用了1500吨的机型。最后是皆大欢喜。这样的例子太多了。所以,一个产品设计师,要尽量多地了解模具的知识,使得设计出来的产品尽量适合模具工程的进行,不要无端地增加模具的制作难度和成本。在满足整车装配的前提下,和模具部门保持良好的沟通,是减少模具成本的最有效最直接的措施。这里面还有一个生产力和生产关系的哲学问题。有些产品工程师认为,模具成本是你们模具公司的事,和我无关。但是,假如生产关系重新组合一下,注塑公司和模具公司是一家的,那会怎么样?事实上,这是一个社会大趋势,现在运作的比较好的公司,都是注塑公司和模具公司结合为一体的,单纯靠制作模具而存在的公司,几乎都不能生存了。所以,产品设计不合理,就会直接增加模具成本。

 

第二、制品的设计变更

 

  模具企业经常遇到这样的情况,在某个项目中,模具刚刚设计好,模架刚刚订购回来,客户的设变通知就来了,假如是小小的变化,不影响模具总结构,那倒也无所谓,有时情况比较严重,因为制品形状的改变,模具上要增加机构,甚至连模架都要重新订购。这个成本就增加大了。所以要尽量减少设计变更。现在有很多快速成型的手段,在做模具前按3D将手板做出来,进行整车装配,及时修正产品的3D,能最大限度地减少由产品设计变更引起的成本增加。记得我以前参与北京吉普切诺基213的研发,在深圳注塑出来的样板,要到北京去试装配,光飞机上就折腾了几十个来回,这个成本到底算材料费还是加工费,真不好说。

 

第三、模具设计是否完善

 

  这里要分二种情况来分析,第一是模具设计的合理性和可加工性。

  一般的模具企业,设计团队中肯定有老的、有经验的设计师,也有刚从学校出来的年轻工程师,我们不可能要求年轻的工程师刚来企业就能够独立设计出高水平的模具,就是有丰富经验的模具工程师,假如闭门造车搞出来的模具结构,也不可能是十全十美的,肯定会有一些考虑不周的细节。一个最重要,最有效的方法就是集体评审。我记得70年代我买到过一本德国的模具书,好像叫先进模具结构80例什么的,对我影响最大的就是书中提到了做模具的流程,一定要经过对模具结构的多次的集体评审。这对我的模具生涯是影响最大的,真的是受益匪浅。这个问题现在我相信大家都有共识。现在有很多模拟手段,譬如模流分析、模具结构动态分析,试出的产品和设计的产品3D比对分析等,可以最大限度地减少因模具设计的不合理产生的成本增加。

 

  第二种情况是设计浪费,假如模具用户明明只要模具生产500件样品,是用来开发市场的,但是假如我们按寿命30万模次的模具去设计,这个成本就大了,属于设计浪费。

 

第四、尽量减少模具的试模次数

 

  很多模具企业,对模具加工费的计算,是以模具接到订单到模具合格后出厂时的天数来计算加工费的,假如模具经过多次试模还不能够交付使用,除了按合同要罚款外,模具在工厂内的天数越多,加工费也越多。当然,试模的费用也是非常可观的所以,多次或者是不可控制的试模次数是模具成本管控的一大盲区。

 

  我们来分析一下模具试模次数多的原因

  第一是模具设计时没有经过充分的集体评审,模具结构存在不合理之处,使得模具在试模后还要经过多次改进,使得模具成本超过预算。

 

  假如经过几次改进,可以搞定,那是比较幸运的,有很多案例是不如人意的,甚至模具要报废重新做,这个成本就无法控制了。还有一些情况是模具设计很好,但是模具的加工不到位,使得试模次数无端增加,直接增加了模具成本。这个问题是没有异议的,所以很多模具企业都加大了测量设备的投入。

 

  第二是试模时没有选对最佳的成型工艺和注塑机的机型,明明模具做得很好,但是注塑出来的产品不理想。无端增加了试模次数,直接增加了模具成本。这是一些小型模具厂的通病。

 

  第三是对塑料的物理性能没有充分的了解,甚至连收缩率也没有搞准确,这样的情况是时有发生的。所以,在设计模具前就一定要搞清楚塑料的物性,方可有效地减少试模次数。

 

第五、模具材料和标准件采购

 

  要选择稳定的,信誉好的供应商。假如由于贪便宜,和草率采购,使模具出问题,那是非常可惜的。这样的情况事实上是很多的。虽然可以追究供应商的责任,但是损失最大的还是模具企业和模具用户。

 

第六、产品合格

 

  假如说,我们用了10万元人民币,要求做一套轿车杂物盒的模具,所用塑料是PA+30%GF,注塑周期30秒,模具寿命为30万模。结果模具制作好了,样品的尺寸和物理性能也达到了,可是因为注塑时取件困难,注塑周期用了60秒,而且模具生产了10万件就不能用了,为了赶上整车的配套,必须再投模具。按原来的模具情况,一下子要投3套模具。同样是花那么多钱,我的认为是这套模具的成本是原来预算的3倍或者是6倍。有不同的看法吗?

 

  综上所述,要有效地管控模具的成本,必须要做倒:

 

  合理的产品设计,尽量少的设计变更,完善的模具设计和加工的流程,产品工程师和模具工程师的良好沟通。

 

模具种类

1.金属冲压模具:连续模、单冲模、复合模、拉伸模

2.塑胶成型模:注塑模、挤塑模、吸塑模

3.压铸模具

4.锻造模具

5.粉末冶金模具

6.橡胶模具

 

模具加工流程

开料:前模料、后模模料、镶件料、行位料、斜顶料;

开框:前模模框、后模模框;

开粗:前模模腔开粗、后模模腔开粗、分模线开粗;

铜公:前模铜公、后模铜公、分模线清角铜公;

线切割:镶件分模线、铜公、斜顶枕位;

电脑锣:精锣分模线、精锣后模模芯;

电火花:前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位、 枕位;

钻孔、针孔、顶针;

行位、行位压极;

斜顶

复顶针、配顶针;

其它:①唧咀、码模坑、垃圾钉(限位钉);②飞模;③水口、撑头、弹簧、运水;

省模、抛光、前模、后模骨位;

细水结构、拉杆螺丝拉钩、弹簧

重要部件热处理、淬火、行位表面氮化;

修模刻字。

 

加工工艺流程安排

 

1、底面加工,加工量保证;

2、铸件毛坯基准找正,2D、3D型面余量检查;

3、2D、3D型面粗加工,非安装非工作平面加工(包括安全平台面、缓冲器安装面、压板平面、侧基准面);

4、半精加工前,侧基准面的找正确保精度;

5、半精加工2D、3D型面,精加工各类安装工作面(包括限位块安装面及接触面、镶块安装面及靠背面、冲头安装面、废料切刀安装面及靠背面、弹簧安装面及接触面、各类行程限制工作面、斜楔安装面及靠背面),半精加工各类导向面、导向孔,留余量精加工工艺基准孔及高度基准面,并记录数据;

6、检验复查加工精度;

7、钳工镶作工序;

8、精加工前,工艺基准孔基准面找正,镶块余量检查;

9、精加工型面2D、3D,侧冲型面及孔位,精加工工艺基准孔及高度基准,精加工导向面及导向孔;

10、检验复查加工精度。

模具常用金属材料及其特性

    1、45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。

  主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。

  2、Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。

  主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

  3、40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。

  主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。应用举例:调质处理后用于制造中 速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。

  4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等

  5、35——各种标准件、紧固件的常用材料

  主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件

  6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。

  7、0Cr18Ni9——最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备

  8、Cr12——常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1)

  特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

  9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢特性和应用: 高强韧性冷作模具钢,日本大同特殊钢(株)厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好。用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45——普通碳素塑料模具钢(日本钢号S45C)

  10、DCCr12MoV——耐磨铬钢国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等.

  11、SKD11——韧性铬钢.日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命.

  12、D2——高碳高铬冷作钢,美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等.

  13、SKD11(SLD)——不变形韧性高铬钢.日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性(抗弯强度,挠度,冲击韧度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等.

  14、DC53——高韧性高铬钢,日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温(520-530)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等.

  15、SKH-9——耐磨性,韧性大的通用高速钢.日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等

  16、ASP-23——粉末冶金高速钢,瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具.

  17、P20——一般要求的大小塑胶模具,美国产.可电蚀操作.出厂状态预硬HB270-300.淬火硬度HRC52

  18、718——高要求的大小塑胶模具,瑞典产.尤其电蚀操作. 出厂状态预硬HB290-330. 淬火硬度HRC52

  19、Nak80——高镜面,高精度塑胶模具,日本大同株式产. 出厂状态预硬HB370-400.淬火硬度HRC52

  20、S136——防腐蚀及需镜面抛光塑胶模具,瑞典产. 出厂状态预硬HB<215.淬火硬度HRC52

  21、H13——普通常用压铸模,用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,

  22、SKD61——高级压铸模,日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高. 热冲压模,铝挤压模,

  23、8407——高级压铸模,瑞典产. 热冲压模,铝挤压模。

  24、FDAC——添加了硫加强其易削性,出厂预硬硬度338-42HRC,可直接进行刻雕加工, 无须淬火,回火处理.用于小批量模,简易模,各种树脂制品,滑动零部件,交期短的模具零件.拉链模,眼镜框模。

导柱导套配合间隙及形位公差确定方法

    导柱导套配合间隙及形位公差确定方法

    导柱导套配合间隙及形位公差的确定方法。在具体设计导柱导套时其思路和方法步骤如下:

1、根据工件形状,排料方式及压机的情况首先确定导柱的布置方式;

2、根据冲裁间隙的变化量,分配各部分公差,一般凸、凹模制造公差为二分之一至三分之

一的变化量,导柱弯曲挠度为四分之一至五分之一的变化量,导柱导套配合间隙对冲裁间隙的改变量为二分之一至三分之一的变化量;

3、依据允许的导柱弯曲挠度及冲裁时的侧向力大小确定导柱的尺寸(主要是冲切不封闭的

制件时);

4、依据分配的配合间隙对冲裁间隙的改变量及导柱导套的布置形式确定导柱导套的最大配

合间隙;

5、依据导柱导套的最大配合间隙及导柱导套的加工公差确定导柱导套的最小配合间隙;

6、依据导柱导套的最小配合间隙确定导柱导套的形位公差。

热处理工艺对模具变形有怎样的影响?

1.加热速度的影响

 

  一般来说,淬火加热时,加热速度越快,则模具中产生的热应力越大,易于造成模具的变形开裂,尤其对于合金钢及高合金钢,因其导热性差,尤需注意进行预热,对于一些形状复杂的高合金模具,还需采取多次分级预热。

 

  但在个别情况下,采用快速加热有时反而可以减少变形。这时仅加热模具的表面,而中心还保持“冷态”,所以相应地减少了组织应力和热应力,且心部变形抗力较大,从而减少了淬火变形,根据一些工厂经验,用于解决孔距变形方面有一定效果。

 

2.加热温度的影响

 

  淬火加热温度的高低影响材料的淬透性,同时对奥氏体的成分与晶粒大小起作用。

 

  1)从淬透性方面看,加热温度高,将使热应力增大,但同时使淬透性增高,因此组织应力也增大,并逐渐占主导地位。例如碳素工具钢T8、T10、T12等,在一般淬火温度淬火时,内径表现为缩的倾向,但若提高淬火温度到≥850℃时,则由于淬透性增大,组织应力逐渐占主导地位,因而内径可能表现为胀得倾向。

 

  2)从奥氏体成分看,淬火温度提高使奥氏体含碳量增加,淬火后马氏体的正方度增大(比容增大),从而使淬火后体积增大。

 

  3)从对Ms点影响细看,淬火温度高,则奥氏体晶粒粗大,将使零件的变形开裂倾向增大。

 

  综合上述,对所有的钢种,尤其是某些高碳的中、高合金钢,淬火温度的高低会明显影响模具的淬火变形,因此正确选择淬火加热温度是很重要的。

 

  一般来说,选择过高的淬火加热温度对变形是没有好处的。在不影响使用性能的前提下,总是采用较低的加热温度。但对一些淬火后有较多残余奥氏体的钢号(如Cr12MoV等),也可通过调整加热温度,改变残余奥氏体量,以调节模具的变形。

 

3.淬火冷却速度的影响

 

  总的来说,在Ms点以上增大冷速,会使热应力显著增加,结果使热应力引起的变形趋向增大;在Ms点以下增大冷速则主要使组织应力引起的变形趋向增大。 

 

  对于不同的钢种,由于Ms点的高低不同,因而在采用同一淬火介质时,有不同的变形趋向。同一钢种如采用不同的淬火介质,由于它们的冷却能力不同,因而也有不同的变形趋向。

 

  例如,碳素工具钢的在Ms点比较低,因而采用水冷时,热应力的影响往往占上风;而采用由冷时,则可能是组织应力占上风。

 

  在实际生产中,模具常采用分级或分级-等温淬火时,通常均未完全淬透,故往往以热应力的作用为主,使型腔趋于收缩,不过由于这时热应力不是很大,因此总的变形量是比较小的。若采用水-油双液淬火或油淬时,引起的热应力较大,型腔收缩量将增大。

 

4.回火温度的影响

 

  回火温度对变形的影响,主要是由于回火过程中的组织转变所引起的。若在回火过程中产生“二次淬火”现象,残余奥氏体转变为马氏体,由于生成的马氏体的比容比残余奥氏体的大,将引起模具型腔的胀大;对一些高合金工具钢如Cr12MoV等,当以要求红硬性为主而采用高温淬火,多次回火时,每回一次火,体积就胀大一次。 

 

  若在其他温度区域回火,由于淬火马氏体向回火马氏体(或回火索氏体,回火屈氏体等)转变,比容减小,因而型腔趋向于收缩。

 

  另外,回火时模具中的残余应力的松弛,对变形也有影响,模具淬火后,若表面处于拉应力状态,回火后尺寸将增大;反之,如表面处于压应力状态,则产生收缩。

 

  但组织转变及应力松弛两项影响中,前者是主要的。以上仅是从热处理方面分析了模具变形的各个因素,这只能作为解决问题的参考。

注塑模具出现的问题及原因分析!

注塑制品开裂的原因分析

  开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。主要有以下几个方面的原因造成:

  1.     加工方面:

  (1)加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。

  (2)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。

  (3)适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。

  (4)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。

  (5)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。

  (6)制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。

  2.模具方面:

  (1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。

  (2)制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。

  (3)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。

  (4)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。

  (5)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。

  (6)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。

  3.材料方面:

  (1)再生料含量太高,造成制件强度过低。

  (2)湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。

  (3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。

  4.机台方面:

  注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。

注塑制品气泡的原因分析

  气泡(真空泡)的气体十分稀薄属于真空泡。一般说来,如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。在模具的急剧冷却作用下,与型腔接角的燃料牵拉,造成体积损失的结果。

  解决办法:

  (1)提高注射能量:压力、速度、时间和料量,并提高背压,使充模丰满。

  (2)增加料温流动顺畅。降低料温减少收缩,适当提高模温,特别是形成真空泡部位的局部模温。

  (3)将浇口设置在制件厚的部份,改善喷嘴、流道和浇口的流动状况,减少压务的消耗。

  (4)改进模具排气状况。

注塑制品翘曲变形的原因分析

  注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲,这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说,模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的,最终解决问题必须从模具设计和改良着手。这种现象的主要有以下几个方面造成:

  1.模具方面:

  (1)制件的厚度、质量要均匀。

  (2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲,适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。

  (3)制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性,如增加脱模余度,改善模面的抛光,顶出系统要保持平衡。

  (4)排气要良好。

  (5)增加制件壁厚或增加抗翘曲方向,由加强筋来增强制件抗翘曲能力。

  (6)模具所用的材料强度不足。

  2.塑料方面:

  结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低,收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。

  3.加工方面:

  (1)注射压力太高,保压时间太长,熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。

  (2)模具温度过高,冷却时间过短,使脱模时的制件过热而出现顶出变形。

  (3)在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。

  (4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理。

注塑制品色条色线色花分析

  这种缺陷的出现主要是采用色母粒着色的塑料制件较常出现的问题,虽然色母粒着色在色型稳定性、色质纯度和颜色迁移性等方面均优于干粉着色、染浆着色,但分配性,亦即色粒在稀释塑料在混合均匀程度却相对较差,制成品自然就带有区域性色泽差异。主要解决办法:

  (1)提高加料段温度,特别是加料段后端的温度,使其温度接近或略高于熔融段温度,使色母粒进入熔融段时尽快熔化,促进与稀释均匀混合,增加液态混合机会。

  (2)在螺杆转速一定的情况下,增加背压压力使料筒内的熔料温度、剪切作用都得到提高。

  (3)修改模具,特别浇注系统,如浇口过宽,融料通过时,紊流效果差,温度提升不高,于是就不均匀,色带模腔,应予改窄。

注塑制品收缩凹陷的原因分析

  注塑成型过程中,制品收缩凹陷是比较常见的现象。造成这种情况的主要原因有:

   1.机台方面:

  (1)射嘴孔太大造成融料回流而出现收缩,太小时阻力大料量不足出现收缩。

  (2)锁模力不足造成飞边也会出现收缩,应检查锁模系统是否有问题。

  (3)塑化量不足应选用塑化量大的机台,检查螺杆与料筒是否磨损。

  2.模具方面:

  (1)制件设计要使壁厚均匀,保证收缩一致。

  (2)模具的冷却、加温系统要保证各部份的温度一致。

  (3)浇注系统要保证通畅,阻力不能过大,如主流道、分流道、浇口的尺寸要适当,光洁度要足够,过渡区要圆弧过渡。

  (4)对薄件应提高温度,保证料流畅顺,对厚壁制件应降低模温。

  (5)浇口要对称开设,尽量开设在制件厚壁部位,应增加冷料井容积。

  3.塑料方面:

  结晶性的塑料比非结晶性塑料收缩历害,加工时要适当增加料量,或在塑料中加成换剂,以加快结晶,减少收缩凹陷。

  4.加工方面:

  (1)料筒温度过高,容积变化大,特别是前炉温度,对流动性差的塑料应适当提高温度、保证畅顺。

  (2)注射压力、速度、背压过低、注射时间过短,使料量或密度不足而收缩压力、速度、背压过大、时间过长造成飞边而出现收缩。

  (3)加料量即缓冲垫过大时消耗注射压力,过小时,料量不足。

  (4)对于不要求精度的制件,在注射保压完毕,外层基本冷凝硬化而夹心部份尚柔软又能顶出的制件,及早出模,让其在空气或热水中缓慢冷却,可以使收缩凹陷平缓而不那么显眼又不影响使用。

注塑制品透明缺陷的原因分析

  熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件,有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称烁斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力,使用权聚合物分子发重型流动取向而与未取向部分折完率差异表现出来。

  解决方法:

  (1)消除气体及其它杂质的干扰,对塑料充分干燥。

  (2)降低料温,分段调节料筒温度,适当提高模温。

  (3)增加注射压力,降低注射速度。

  (4)增加或减少预塑背压压力,减少螺杆转速。

  (5)改善流道及型腔排气状况。

  (6)清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。

  (7)缩短成型周期,脱模后可用退火方法消除银纹:对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟,或50℃时保持1小时,对聚碳酸酯,加热到160℃以上保持数分钟。

注塑制品颜色不均的原因分析

  造成注塑制品颜色不均的主要原因及解决方法如下:

  (1)着色剂扩散不良,这种情况往往使浇口附近出现花纹。

  (2)塑料或着色剂热稳定性差,要稳定制件的色调,一定要严格固定生产条件,特别是料温、料量和生产周期。

  (3)对结晶型塑料,尽量使制件各部分的冷却速度一致,对于壁厚差异大的制件,可用着色剂来掩蔽色差,对于壁厚较均匀的制件要固定好料温和模温。

  (4)制件的造型和浇口形式,位置对塑料充填情况有影响,使制件的某些局部产生色差,必要时要进行修改。

注塑制品颜色及光泽缺陷的原因分析

  正常情况下,注塑制件表面具有的光泽主要由塑料的类型、着色剂及模面的光洁度所决定。但经常也会因为一些其他的原因造成制品的表面颜色及光泽缺陷、表面暗色等缺陷。造成这种原因及解决方法分析如下:

  (1)模具光洁度差,型腔表面有锈迹等,模具排气不良。

  (2)模具的浇注系统有缺陷,应增大冷料井,增大流道、抛光主流道、分流道和浇口。

  (3)料温与模温偏低,必要时可用浇口局部加热办法。

  (4)加工压力过低、速度过慢、注射时间不足、背压不足,造成密实性差而使表面暗色。

  (5)塑料要充分塑化,但要防止料的降解,受热要稳定,冷却要充分,特别是厚壁的。

  (6)防止冷料进入制件,必要时改用自锁式弹簧或降低喷嘴温度。

  (7)使用的再生料过多,塑料或着色剂质量差,混有水汽或其它杂质,使用的润滑剂质量差。

  (8)锁模力要足够。

注塑制品银纹的原因分析

  注塑制品银纹,包括表面气泡和内部气孔。造成缺陷的主要原因是气体(主要有水汽、分解气、溶剂气、空气)的干扰。具体原因分析如下:

  1.机台方面:

  (1)料筒、螺杆磨损或过胶头、过胶圈存在料流死角,长期受热而分解。

  (2)加热系统失控,造成温度过高而分解,应检查热电偶、发热圈等加热元件是否有问题。螺杆设计不当,造成个解或容易带进空气。

  2.模具方面:

  (1)排气不良。

  (2)模具中流道、浇口、型腔的磨擦阻力大,造成局部过热而出现分解。

  (3)浇口、型腔分布不平衡,冷却系统不合理都会造成受热不平衡而出现局部过热或阻塞空气的通道。

  (4)冷却通路漏水进入型腔。

  3.塑料方面:

  (1)塑料湿度大,添加再生料比例过多或含有有害性屑料(屑料极易分解),应充分干燥塑料及消除屑料。

  (2)从大气中吸潮或从着色剂吸潮,应对着色剂也进行干燥,最好在机台上装干燥器。

  (3)塑料中添加的润滑剂、稳定剂等的用量过多或混合不均,或者塑料本身带有挥发性溶剂。混合塑料受热程度难以兼顾时也会出现分解。

  (4)塑料受污染,混有其它塑料。

  4.加工方面:

  (1)设置温度、压力、速度、背压、熔胶马达转速过高造成分解,或压力、速度过低,注射时间、保压不充分、背压过低时,由于未能获得高压而密度不足无法熔解气体而出现银纹,应设置适当的温度、压力、速度与时间及采用多段注射速度。

  (2)背压低、转速快易使空气进入料筒,随熔料进入模具,周期过长时融料在料筒内受热过长而出现分解。

  (3)料量不足,加料缓冲垫过大,料温太低或模温太低都影响料的流动和成型压力,促使气泡的生成。

注塑制品有熔接缝的原因分析

  熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时,因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝,熔接缝处的强度等性能很差。主要原因分析如下:

  1.加工方面:

  (1)注射压力、速度过低,料筒温度、模温过低,造成进入模具的融料过早冷却而出现熔接缝。

  (2)注射压力、速度过高时,会出现喷射而出现熔接缝。

  (3)应增加转速,增加背压压力使塑料粘度下降,密度增加。

  (4)塑料要干燥好,再生料应少用,脱模剂用量太多或质量不好也会出现熔接缝。

  (5)降低锁模力,方便排气。

  2.模具方面:

  (1)同一型腔浇口过多,应减少浇口或对称设置,或尽量靠近熔接缝设置。

  (2)熔接缝处排气不良,应开设排气系统。

  (3)浇道过大、浇注系统尺寸不当,浇口开设尽量避免熔体在嵌件孔洞周围流动,或尽量少用嵌件。

  (4)壁厚变化过大,或壁厚过薄,应使制件的壁厚均匀。

  (5)必要时应在熔接缝处开设熔合井使熔接缝脱离制件。

  3.塑料方面:

  (1)对流动性差或热敏性的塑料应适当添加润滑剂及稳定剂。

  (2)塑料含的杂质多,必要时要换质量好的塑料。

注塑制品震纹的原因分析

  PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面,以浇口为中心的形成密集的波纹,有时称为震纹。产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时,前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来,而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。

  解决方法:

  (1)提高料筒温度特别是射嘴温度,还应提高模具温度。

  (2)提高注射压力与速度,使其快速充模型腔。

  (3)改善流道、浇口尺寸,防止阻力过大。

  (4)模具排气要良好,要设置足够大的冷料井。

  (5)制件不要设计得过于薄。

注塑制品肿胀和鼓泡的原因分析

  有些塑料制件在成型脱模后,很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压罚的作用下释放气体膨胀造成。

  解决措施:

  1.有效的冷却。降低模温,延长开模时间,降低料的干燥与加工温度。

  2.降低充模速度,减少成形周期,减少流动阻力。

  3.提高保压压力和时间。

  4.改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。

冰箱集水板冲压工艺及模具设计

某冰箱蒸发器用集水板,材料为镀锌钢板,厚度为0.3㎜,该零件生产批量大,形状复杂,外观要求无划伤,无摁坑、无毛刺。

1.工艺分析

从零件图可见,该零件用料比较薄,形状不规则;拉深底部不是一个平面,而是与水平面成一个2.6°斜面;两侧翼高度尺寸公差±0.6㎜,成形后要求宽(86.5±1)㎜,在集水盘的底部有一个 φ16㎜的孔,便于凝结水流出,因为孔在拉深底部的近切点处,刃口非常薄,对模具材料和热处理要求相对较高,不仅在斜面上有U形孔,在棱上也有,这给模具的设计和冲压工艺的编制带来很大困难。成形后检验测量都非常困难,需要借助一个专用检验工装测量。由于很难一次算准下料尺寸,所以先设计预拉深模具和成形模具,最后确定落料尺寸。经过工艺分析和验证,冲压工艺安排如下:剪板下料、预拉深、切边冲孔、成形及整形(见图2)。由于回弹的影响,成形后还需要增加一个整形工序。下面介绍一下整形模具结构和注意事项。

2.模具结构及工作过程

图3所示为整形模具结构。该模具结构看似简单,有以下几点需要考虑:

(1)用料比较薄,回弹要充分考虑,经过两次工艺验证回弹角度如图4所示。

(2)为防止划伤,模具内腔表面粗度值要求均为Ra=0.8μm。

(3)工件要放正,以孔定位,防止出现重棱压痕。

(4)凸、凹模都采用Crl2淬火处理,硬度55~60HRC。

(5)模具下行的深度要合适,低了整不到位,深了有压印。

模具工作过程:把成形后的工件放在凸模7上,通过定位销10定位,开动压力机使滑块下行,凹模4压紧工件,当滑块继续下行时,凹模和凸模一起工作完成整形,滑块上行,工件套在凸上,用镊子取出工件,完成一个工作循环。

3.结语

由于该零件批量较大,精度较高,经过多次验证,生产出合格工件。现工艺可行,模具合理,已生产2万件,效果很好。

模具设计经验203条,值得珍藏

以下是模具设计经验203条,牛人总结,值得拥有。

1.滑块导轨的高至少要为滑块高的1/3,以保証滑块稳定以及滑动顺畅。

2.有滑动摩擦的位置注意开设润滑槽,为了防止润滑油外流,不宜把槽开成“开式”,而应该为“封闭式”,一般可以用单片刀在铣床上直接铣出。

3.固定模仁的型腔,对小模一般用线割,这样可以提高模具的精度;而较大模的模腔一般铣削的形式加工出来,加工时注意其垂直度,并且为了防止装配时,模仁不到位,模框的四周应该用铣刀铣深0.2。

4.入子与模仁,模仁与模仁,模仁与模框的相互穿插一般要加1°的斜度,以防装配时碰伤。

5.入子的靠位部分长度公差为-0.02,大小公差为-0.10,模仁相对应的靠位公差为+0.02。

6.有C 角的入子最底端到C 角部位的公差为+0.01,以防跑毛边。

7. 本体模具的主体部分用NAK80 的材料,入子、梢等用SKH9、SKH51(材料处理:室化处理,也可以不要)的材料,必要时可以使用VIKING 材料。

8.画好部品之后,应先定滑块的位置、大小,防止发生干涉、及强度不够的现象,然后才定模仁寸法。

9.入子大小公差设为-0.01,模仁上入子孔对应的公差为+0.01。

10.模仁上的线割方孔尖角部分用R0.20 过度,对应的入子部分也为R0.20,以对应线切割时的线径影响,同时可以防止尖角部分磨损,而产生益边。

11.与定位珠相对应的小凹坑寸法一般为底径φ3 夹角90°-120°的圆锥孔。

12.固定侧的拔模角应该大于可动侧,以便离型留在可动侧;而且可以防止部品变形,尤其是壁薄,件长容易变形的零件,固定侧对它的拉力不均容易使部品翘曲,或留在固定侧。

13.对于侧面抽芯力大而部品精度要求又严的零件,最好采用二次抽芯结构。

14.斜梢的斜度+2°=压紧块的斜度(一般为18°或20°或22°).

15.模具组立时,应该养成如下习惯:

a.用空气枪清理模仁、模腔、入子、流道板、分模面的表面。

b.装配前用油石打光模仁、模腔、入子、分模面的表面,以便装配时顺tang。

c.注意清角,以防干涉、碰伤。

d.装配前应该考虑后面的工作如何进行。

16.大模具模仁的侧面压紧块应该设计成锁紧后底于分模面0.5-1.0mm,以防干涉。

17. PC+GF20 收缩率3/1000

18.POM 收缩率正常为20/1000,但有时局部会达30/1000。

19.为防止潜伏式浇口在部品顶出时刮伤部品,在流道离潜伏式浇口2-4mm 处增加一锲形块,高约为流道一半,夹角为单边10°,供顶出时折断浇口。

20.主流道拉料井,采用深8-10mm,夹角为单边10°,顶径为流道宽的倒圆锥;这样的好处是可防止单边磨成锲形的拉料在顶出时勾住流道,造成离型不良。

21.开闭器有两种:

1)橡胶制成,靠中心的螺杆调节变形量,来调节拉力。

2)用弹簧钢制成。其作用都为:延迟可动侧与固定侧的开模时间,应用于小水口模。

22.为了确保模具的顶针和斜销是否复位,有些模具安装了早回机构(母的装在108 板上,公的装在102 板上,公的类似于顶针,底部用无头螺钉堵住,一般布置两个)或微动开关(在108 和109 板[装电器元件]之间)。

23.考虑注塑机装夹模具时的螺杆长度,需要注意上下固定板的厚度,必要时四个角应该铣低一些,同时,为了提高安全性,上下固定板上可以根据注塑机上孔的位置,钻四个螺栓孔。

24.斜销的成型端有一段直面,一般长4-6mm,为了在顶出时斜销在107 与108板间滑动顺烫底部应该倒0.5mm-1mm 的R 角。

25.需要咬花的外观品,拔模斜度的设计需要考虑咬花的程度,以免造成外观拉伤。有些突出部位,考虑咬花后截面会变大,实际加工时应该单边小0.02-0.03。

26.考虑固定侧与可动侧合模会形成断差,固定側比可动侧单边小0.03-0.05。

27.有滑块的模具中,有时需要在滑块上的滑块与压紧块相靠的斜面开设油沟;此外,如果不影响成形的前提下,在模板上表面开设油沟比在滑块底部开设油沟加工效率更高。

28.不应该把分型面选在表面有要求的位置。

29.加纤的收缩率为流动方向小千分之1-2,垂直于流动方向大;不加纤的则正好相反。

30.齿顶圆的收缩率比齿根圆的收缩率小千分之1-2。