B.包胶模具(二次成型):两种塑胶材料不一定在同一台注塑机上注塑,分两次成型;产品从一套模具中出模取出后,再放入另外一套模具中进行第二次注塑成型。所以,一般这种模塑工艺通常由2套模具完成,而不需要专门的双色注塑机。
双色模具与包胶模具概述:
包胶模具在设计应注意硬胶件的定位,需做到可*的封胶且在胶件上有反斜度孔,防止拉胶变形.
双色模具目前市场上日益盛行,于这种工艺可以使产品的外观更加漂亮,易于换颜色而可以不用喷涂,但造价昂贵,技术要求高.
1.Cavity的两个形状是不同的,分别成型1种产品。而Core的两个形状完全一样。
2.模具的前、后模以中心旋转180o后,必须吻合。设计时必须做这个检查动作。
3.注意顶针孔的位置,最小距离210mm。大的模具须适当增加顶棍孔的数量。并且,由于注塑机本身附带的顶针不够长,所以我们的模具中必须设计加长顶针,顶针长出模胚底板150mm左右。
后模底板上必须设计2个定位圈。
4.前模面板加A板的总厚度不能少于170mm。请仔细查看这种型号的注塑机的其它参考数据,比如,最大容模厚度、最小容模厚度、顶棍孔距离等。
5.三板模的水口最好能设计成可以自动脱模动作。特别要注意软胶水口的脱模动作是否可*。
6.前侧SPRUE的深度不要超过65mm。上侧(大水口)SPRUE的顶部到模胚中心的距离不小于150mm。
7.在设计第二次注塑的CAVITY时,为了避免CAVITY插(或擦)伤第一次已经成型好的产品胶位,可以设计一部分避空。但是必须慎重考虑每一处封胶位的强度,即:在注塑中,是否会有在大的注塑压力下,塑胶发生变形,导致第二次注塑可能会有批锋产生的可能?
8.注塑时,第一次注塑成型的产品尺寸可以略大,以使它在第二次成型时能与另一个CAVITY压得更紧,以达到封胶的作用。
9.注意在第二次注塑时,塑胶的流动是否会冲动第一次已经成型好的产品,使其胶位变形?如果有这个可能,一定要想办法改善。
10.在A、B板合模前,要注意前模Slider或Lifter是否会先复位而压坏产品?如此,必须想办法使在A、B板先合模,之后前模的SLIDER或LIFET才能复位。
11.两CAVITY和CORE的运水布置尽量充分,并且均衡、一样。
12.99%的情况是先注塑产品的硬胶部分,再注塑产品的软胶部分。因为软胶易变形。
- 首先,应给每副模具配备专属的履历卡,详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况。从中可以发现模具哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小实时掌握模具的状态。
- 每次正常生产前务必作试模,保证模具的正常运转,测试模具的各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来保证产品质量。
- 要对模具几个重要零部件,进行定时重点跟踪检测。如:顶出导向部件是否能够确保模具开合运动及塑件顶出顺利。若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产。
- 完成一个生产周期之后,要对模具的表面、运动、导向等部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具,轴承部位和弹簧的保护,以确保其始终处于最佳工作状态。
- 要重视模具的表面保养,它直接影响产品的表面质量。重点防止模具外表锈蚀,选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。
- 在生产过后,仔细清除模具残余注塑原料,可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑原料及其他沉积物,然后风干。
总之,好的操作习惯以及保养工作,是防止注塑模具水路水道生锈影响生产,最主要最重要的方法。
- 首先,应给每副模具配备专属的履历卡,详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况。从中可以发现模具哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小实时掌握模具的状态。
- 每次正常生产前务必作试模,保证模具的正常运转,测试模具的各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来保证产品质量。
- 要对模具几个重要零部件,进行定时重点跟踪检测。如:顶出导向部件是否能够确保模具开合运动及塑件顶出顺利。若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产。
- 完成一个生产周期之后,要对模具的表面、运动、导向等部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具,轴承部位和弹簧的保护,以确保其始终处于最佳工作状态。
- 要重视模具的表面保养,它直接影响产品的表面质量。重点防止模具外表锈蚀,选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。
- 在生产过后,仔细清除模具残余注塑原料,可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑原料及其他沉积物,然后风干。
总之,好的操作习惯以及保养工作,是防止注塑模具水路水道生锈影响生产,最主要最重要的方法。
一 、模仁、模胚
1.模胚在未拆开之前,检查其型号、尺寸是否与图纸合符,然后在基准角之对角面打上模具编号和模板序号,要求在每套模具方铁铣上模具编号;每套模具导柱也必须用打磨机刻上模具编号;导套底部开排气槽;B板四个角要求铣撬模坑,尺寸为20 * 45°*DP5。
2.多个产品在同一套模具时,应遵循中间产品大,周边产品小的原则,即压力所在的产品排位在中间,以便整套模走胶均匀。要求电镀的产品和同样的产品应集中在一起,要求喷油的产品集中在一起。
3.分型面要求光顺漂亮,新模具外观表面尽量不要刮花、生锈,以保证模具美观整洁。后模仁要求平整,CNC加工刀纹尽可能不损坏,前模型胶位部分省模必须按照粗凿精凿、粗油石精油石、粗砂纸细砂纸的顺序省光后再抛光(晒纹件不须抛光)。
4.在不影响产品顶出和保证顶针板强度的条件下,要求模具受力均匀加撑头,并主要考虑在模具的中间。撑头长度:3535以下模胚,撑头高度为方铁高加0.15-0.2mm;3535以上模胚撑头高度为方铁高加0.2-0.3mm,撑头一般固定在底板或B板上。
5.产品外观或产品装配好后,操作者手部可触摸到的地方不可有利角。
6.唧嘴要求做定位止转,出胶口要求分型面平0.5-1.0mm。唧嘴的长度尽可能做短,以减少注射力。唧嘴定位台阶面不可接触到模仁或镶件。
7.模胚顶棍孔与唧嘴孔必须在同一中心上,顶棍孔直径为Φ40,模胚在3555以上根据注塑机而定为3个,中心数为100,顶针底板要求均匀设置垃圾钉,垃圾钉高度必须一致。
8.所有模具必须加工码模槽,中心距为7英寸、10英寸、12英寸且直身模要求铣码模坑,深25、宽25,长依模板大小而定。
9.所有模具之模仁、大镶件要求通冷却运水,特别是胶位比较深、比较厚的地方,水路直径8.0mm,较大可为Φ10,特大为Φ12,安全距离为4.0mm,离胶位至少保留6.0mm。尽量避免局部模温过高,水路堵铜位置必须做台阶,模仁和镶件的冷却水路用防水圈从模胚对接出来,如前模通框,水管可直接通过模仁,接在模胚的面板上(面板与A板之间不能开模),进出水管一般设在非侧操作,水管进水刻上‘IN1’、‘IN2’,出水刻上‘OUT1’、‘OUT2’。
10.避免烧焊部位在明显外观处。
11.前后模框做精加工时,首先必须校正铣床主轴与工作台面垂直,保证公差±0.01mm;框底要求用飞刀铣平,框角四周用小于或等于Φ12铣刀避空0.1,以保证框底部大面积平整,前后模框图要求在同一中心上,保证公差±0.01mm。模仁下方,要求用红丹检查是否大面积接触。
12.前后模仁磨正角尺,要求角尺公差±0.02,长宽尺寸一致;模仁侧面铣一凹槽,刻上基准符号DUTAM和模具编号,位置与模胚基准角相对应。一般情况下,前后模仁要求首先将顶针、镶针孔;穿线孔加工完成之后,才能再由CNC或线切割加工。
13.所有机加工工件,必须事先准备好该工件将用到的所有工具,夹具能在机床上一次性加工完成,要求全部完成之后经检查才能下机,防止反复上机加工。
14.所有电极在放电加工之前,必须检查其外形是否与图形一致(清角部分),其尺寸必须等于图纸尺寸*缩水火花位省模余量(留纹除外)。模具工程师微信:1828765339 要求铜工放电部位过400#砂纸省光,不可残留刀纹或钼丝痕;基准位要求光滑、平整,不可残留毛刺、利角。
15.所有火花、线割、CNC、雕刻加工,必须仔细检查,确认无误之后,才能进行下一道工序加工。
二、结构
1.模具所有活动部件,如行位、斜顶、推块、推板等,要做斜度封胶和斜度互配,相互磨擦位要求开油槽,所用钢材硬度不可低于模仁硬度。
2.所有模具铲基与行位吻合斜面,必须用磨床加工,不可采用打磨机加工。斜导柱斜度要求小于铲基斜度2°,铲基要求有反铲。
3.大行位宽度方向超过200mm需在中间做导向 机构,一般采用青铜做导向块。
4.由行位互碰而成形的产品,要求行位做互锁台阶限制。
5.行位导向块尽量设计在模板上 ,行位两边加压块。
6.对前模产生较大包紧力部位,须在对应的后模部位均匀设置勾针,勾针要求定位且所有勾针方向一致,便于脱模。
7.镶件定位要求有挂台或用镙丝固定,装好模后不可松动。
8.模仁与模框相配之R角,不可以紧配,须避空, 底面要求用铣刀倒C角2*45°,与模框相配之R角要求:R框+1=R模仁。
三、流道
1.所有模具在保证成形质量的前提下尽量缩短流道行程,尽可能减少横截面积,冷料穴为流道直径1.5倍,所有流道要求有冷料穴,如:唧嘴的下方、流道的尽头、细水口进胶的下方等。
2.所有细水口模具,模具流道与水口勾针必须抛光。要保证进胶口顺畅,减少注塑压力且无残渣留在产品上。
3.大水口模流道截面应做成圆形或上下椭圆形,即高度尺寸比宽度尺寸大0.5-1.0前后须对齐,抛光不可有错位现象,特殊情况下单边流道要求为梯形。
4.入料口、水口位不能在明显外观处,电镀产品进胶点要保证强度,大水口进胶点与产品接触处应是横截面积最小的刀口面,保证摘除后不可有残渣留在产品上。
5.潜水进胶的顶针或勾针位置,要求与分型面进胶口处相距一定距离,大约等于流道直径的1.5倍,以保证潜胶口的韧性,潜水浇口必须抛光。
6.齿轮模大水口进胶点在齿面底部,用Φ1.0 的铣刀对正其中一个齿的尖点铣深0.5-0.6,宽1.2,深1.5,AB板镶件。当遇到镶通孔要合在一起加工时,如不镶通孔,则需要反复用分中棒分中,以保证同心精度。后模司筒针与前模插穿,须使用小于加工孔径的钻咀开粗,以便铜公放电加工。
四、顶出系统
顶针分布要合理均匀,尽量靠近难脱模部位及较深处骨位,防止产品顶白变形;产品是斜面或圆弧面处的顶针,司筒、司筒针必须要做止转结构,端面与产品斜面或圆弧面平行。顶针与所有顶出的胶位要求顶针外圆与胶位边保留相差距离:顶针大小为5mm以内,相差1.0-1.5mm;5-10mm,相差1.5-2.0mm;10mm以上相差2.5mm左右。
1、常用塑胶工程材料及收缩率?
ABS:0.5%(超不碎胶)
pc:0.5%(防弹玻璃胶)
PMMa:0.5%:(有机玻璃)
pe:2%聚乙烯
PS:0.5%(聚苯乙稀)
pp:2%(百折软胶)
PA:2%(尼龙)
PVC:2%(聚氯乙烯)
POM:2%(塞钢)
ABS+PC:0.4%
PC+ABS :0.5%
工程材料: ABS PC PE POM PMMA PP PPO PS PET
2、模具分为那几大系统?
浇注→顶出→冷却→成型→排气
3、在做模具设计过程中应注意哪些问题?
(1)壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度要足够大。
(2)过渡部分应逐步,圆滑过渡、防止有尖角。
(3)浇口。流道尽可能宽大,粗短,且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置,必要时应加冷料井。
(4)模具表面应光洁,粗糙度低(最好低0.8)
(5)排气孔,槽必须足够,以及时排出空气和熔体中的气体。
(6)除PET外,壁厚不要太薄,一般不得小于1mm.
4、塑胶件常出现的瘕疵?
缺胶→披风→气泡→缩水→熔接痕→黑点→条纹→翘起→分层→脱皮
5、常用的塑胶模具钢材?
45# S50c 718 738 718H
738H P20 2316 8407 H13
NAK80 NAK55 S136 S136H SKD61
6、高镜面抛光用哪种纲材?
常用高硬热处理钢材,例如:SKD61、8407、S136
7、模架有那些结构?
面板→A板→B板→方铁→导柱→顶针板→顶针固定板→底板
8、分型面的基本形式有哪些?
平直→倾斜→曲面→垂直→弧面
9、在UG中如何相互隐藏?
ctrL+B或ctrL+shift+B
10、模具加工机械设备有哪些?
电脑锣→车床→铣床→磨床→钻床
11、什么是2D,什么是3D?
D的英文是:Dimension(线度、维)的字头,2D是指二维平面,3D是指三维空间,在模具部分,2D通常是指平面图即CAD图,3D通常指立体图。
12、pro/e的默认精度是多少?UG默认精度是多少?
pro/e默认精度为:0.0012MM,UG默认精度为:0.0254MM。
13、全球模架生产四强企业?
德国:HASCO 日本:FUTABA(双叶)美国:DME 中国:LKM(龙记)
14、CAD的默认字高是多少?
CAD默认字高为是:2.5MM。
15、什么是碰穿,什么是插穿?
与PL面平行的公母模贴合面叫碰穿面,与PL面不平行的公母模贴合面叫插面。
16、条和丝的关系
条和丝都是长度单位,条为台湾用语,1条=0.01MM,丝为香港用语,1丝=0.01MM,所以1条=1丝。
17、 枕位是什么?
外壳类塑件的边缘常开有缺口,用于安装各类配件,此处形成的枕壮分型部分称为枕位。
18、火山口是什么?
BOOS柱根部减胶部分反映在模具上的类型于火山爆发后的形状叫做模具火山口。
19、呵指是什么?
呵指的是模仁,香港习惯用语。
20、什么是老虎口?
老虎口又称为:管位,即用来限位的部分。
21、什么叫排位?
模具上的产品布局称为排位。
22、什么叫胶位?
模具上的产品的空穴称为:胶位。
23、什么叫骨位?
产品上的筋称为:骨位
24、什么叫柱位?
产品上的BOSS的柱称为:柱位。
25、什么叫虚位?
模具上的间隙称为:虚位。
26、什么叫扣位?
产品上连接用的钩称为:扣位。
27、什么叫火花纹?
电火花加工后留下的纹称为火花纹。
28、什么PL面?
PL面又称:分型面、啪拉面,是指模具在闭合时前模和后模相接触的部分。
29、电脑锣是什么?
数控铣床和加工中心
30、铜工是什么?
电火花通常采用易于加工的铜料做放电电极,称为铜工,也称电极,铜工一般分为:粗工、粗幼工、幼工、幼工又称精工。
31、火花位通常是多少?
放电过程中,铜工和钢料之间的放电间隙称为火花位,粗工火花一般在10到50条,幼工火花位一般在5到15条。
32、料位是什么?
塑胶产品的避厚,也称肉厚。
33、原身留是什么?
原身留是相对与割镶件而言,原身留是指一整块钢材为加工胚料,加工的时候一起加工出来。
34、熔接痕是什么?
两股塑胶相遇所形成的线称为熔接痕。
35、喷流是什么?
塑胶从进胶口进入型腔后形成弯曲折叠似蛇的流痕称为喷流。
36、LKM指是什么?
LKM是指龙记模胚,常用的模胚有:LKM、富得巴、明利、环胜、昌辉、德胜。
37、DME是指什么,HASCO是指什么?
DME和LKM都是标准件的标准,DME是美制的,HASCO是欧制的。
38、什么叫倒扣?
产品中前后模无法直接脱模的部分成为倒扣。
39、什么叫防呆?
防呆是一种习惯用语,就是防止出现一种非常简单的错误,防止发呆!例如:一镶件在天地侧都做有相同大小的挂台,现场装配的时候很可能会把天地侧装反,但是他在镶件的一侧做挂台,这时,如果天地侧反着装就装不进去了,想装错都不可能,这种防止出现发呆而产生错误的动作成为发呆。
40、什么叫啤机?
啤机是地方习惯用语,也就是我们常说的注塑机,成型机。
41、什么叫止口?
止口就是夹口美术线,又称遮丑线。
42、什么叫飞模?
飞模就是配模或者标模。
43、什么叫光刀?
CNC精加工的动作称为光刀,也就是在开粗的基础上加工到位。
44、什么叫开框?
在模胚上加工放模仁的位置的动作称为开框。
45、什么叫晒字?
晒字就是放在菲林再那去加字体的加工字体。
46、什么叫反呵?
将正常情况下的前后模料位倒过来开模的方法称为反呵。
47、什么叫浮呵?
局部有倒扣的地方采用小镶件弹出的出模方法称为浮呵。
48、什么叫吃前模?
开模时,产品留在前模称为吃前模。
49、什么叫顶白?
顶出时所需模力较大,顶针不够力,使产品局部被顶坏,从产品正面看,有明显的白色为顶白,又叫顶高水口。
50、什么叫烘印。
潜水时入水点在制点外观面上留下的痕迹称为烘印。
51、什么叫码仔?
码仔属于装夹工具,一种三角形斜面开口位槽的垫块。
52、什么叫过切?
过切是指过量切削,也就是加工工件时把不需要加工的部分也加工了,过削是不好的。
53、校杯是什么?
前模弹出开模内行位。
54、牙嗒是什么?
攻丝.攻螺纹称为牙嗒。
55、何时需做双色模具?
当一个产品包含两种不同的材质或同一材质不同的颜色时,设计双色模具成型。
56、工厂的模具设计流程是什么?
客户提供产品图→分析产品→确认塑料品种→确认模具材质→转工程图→乘缩水作镜相→完善组立图→订模胚→订模仁料→拔模→3D 分模→确定流道/浇口方式→参照排位图进行结构设计→拆镶件→更正 3D→工程出图《包括:模仁/镶件/模胚/散件》→做 BOM 表→校对审核
57、脱模有几种方式?
顺脱和强脱
58、进胶方式有哪些?
直接进胶→搭接进胶→侧胶→环行进胶→薄片进胶→潜伏式→点进胶→牛角式进胶→扇形进胶。
59、流道有那些形式?
有圆形流道→半圆形流道→T形流道→正六角形流道。
60、模具设计人员的常备手册与书籍?
钢材书籍、塑料书籍、模具标准件书籍。
61、弹簧的作用是什么?
外用出现时产生反弹力
62、模具为什么要拔模?
防止产品脱模时被拉伤。
63、螺丝的作用及配合长度的确定?
主要起紧固定作用,配合长度一般取螺丝直径的1.5到2倍。
64、滑块的斜度一般取多大,斜导柱的斜度一般取多大?
滑块的斜度一般取:20度,斜导柱的斜度一般取18度。
65、冷料井的作用?
冷料井的作用是:储存先进入模具的那一小部分温度比较低的塑胶料。
66、定位环的作用?
定位环的作用是:保证模具和注射机之间保持正确的相对位置。
67、配合的相对位置?
配合主要分为三类:间隙配合、过渡配合、过盈配合。
68、镶件的作用是什么?
方便加工、防止积碳、利于抛光、节省材料、帮助排气、便于更换、缩小加工机台。
69、硬度的指标有那几种?
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力,常用的硬度指标有布氏硬度,洛氏硬度和维氏硬度。
70、曲面能否拔模?组能否拔模?面组能否替换?
曲面不可以拔模,组面可以拔模,面组可以替换。
71、第一角法与第三角法的区别?
①、凡将物体置放第一象限内,以{视点}(观察者)→(物体)→(投影面)关系而投影视图的画法,即称为第一角法,亦称第一象限法。
②、凡将物体置放第三象限内,以{视点}(观察者)→(投影面)→(物体)关系而投影视图的画法,即称为第三角法,亦称第三象限法。
注:第一角画法和第三角画法的区别是视图放置的文章。
第一角画法:左视图放右边,右视图放左边,上视图放下面,依此类推…
第三角画法:左视图放左边,右视图放右边,上视图放上面,依此类推…
72、运水有那几种方式?
运水常用的有:直通式、环绕式、水塔式、螺旋式。
73、三视图的基本原则是什么?
三视图的基本原则是:长对正、高平齐、宽相等。
74、注射机分为那几类?
按外形分有;立式的、卧式的。按注塑量分为:超小型注塑机、小型注塑机、中型注塑机、大型注塑机、超大型注塑机。也就是注射量从几毫克到几十千克不等,按合模力分为:几吨到几千吨不等。
75、锁模力和撑模力之间有何关系?
注塑机的锁模力要大于撑模力,否则模具会模内压力撑开。
76、公母模的定位方式有哪些?
前后模的定位方式有两类:一是:模板定位,二是:模仁定位。
77、常用塑胶的合适壁厚是多少?
ABS的合适壁厚为:1.8—3mm,PC的合适壁厚为:2—3.5mm,POM的合适壁厚为:1.5—2.5mm,NoryL合适的壁厚为:2—3.5mm
78、什么叫溢边值?
溢边值是指塑胶产品是在多大的间隙下会溢出来,(也就是跑毛边)的一个数值,ABS的溢边值为:0.04mm,pc的溢边值为:0.06mm,pA的溢边值为:0.015mm,POM的合适壁厚为:0.04mm,PBT+15%GR的溢边值为:0.03mm,PBT+30%的溢边值为:002mm,PMMA的溢边值为:0.065mm,PVC的溢边值为:0.07mm,AS的溢边值为:0.05mm,ps的溢边值为:0.05mm,pp的溢边值为:0.03mm,PE的溢边值为:0.02mm.
79、标准的图框是多大?
常用的图框有:A0、A1、A2、A3、A4,A0的图框的尺寸为:1189mx841m,A1的图框的尺寸为:841mx594mm,A2的图框的尺寸为:594mmx420mm,A3的图框的尺寸为:420mmx297mm,A4的图框的尺寸为:297mmx210mm
80、模具大小的规划?
每个公司的规划模具大小的标准都不一样,但是常见的标准划分如下:15—30系类模胚的模具列为小模,30—50系类模胚的模具列为中模,50以上模胚的模具列为大模。
81、什么叫弹性变形?什么叫塑性变形?
物体在外力的作用下发生变形,当外力消失后,物体可以恢复到变形前的变形称为弹性变形,当外力消失后,物体无法恢复到变形前的变形称为塑性变形。
82、模胚常用什么材质?
模胚常用王牌钢(香港叫法),王牌也就是中炭钢、45钢。
83、CAD绘图工作模型空间和布局空间中有何区别?
模型空间是针对图形实体的空间,布局空间是针对图纸布局的空间。
84、运水的作用是什么?
运水的作用就是:控制模仁的温度。
85、模具是什么?
在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。
86、模具的分类?
模具一般可分为塑胶模具及非塑胶模具,非塑胶模具有:铸造模、锻造模、冲压模、压铸模、塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为:注射成型模、吹气模、压缩成型模、转移成型模、挤压成型模、热成型模、旋转成型模,根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类:大水口模具、细水口模具、热流道模具。
87、什么叫浇注系统?
从注射机嘴到型腔为止的塑胶流动通道称为浇注系统,浇注系统包括:主流道、分流道、浇口和冷料井。
88、什么叫逆向工程?
逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描,得到其三维轮廓数据、配合反求软件进行曲向重构、并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果、最终生成IGES或STL数据,据次就能进行快速成型或CNC数控加工。
现代模具制造技术朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成方向发展。
一、高速铣削:第三代制模技术
高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好加工精度表面质量,而且与传统切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃),热变形小,因而适合于温度热变形敏感 材料(如镁合金等)加工;还由于切削力小,可适用于薄壁及刚性差零件加工;合理选用刀具切削用量,可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。因此,高速铣削加工技术仍当前热门话题,它已向更高敏捷化、智能化、集成化方向发展,成为第三代制模技术。
二、电火花铣削“绿色”产品技术
从国外电加工机床来看,不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都已达到了相当高水平,目前国外新动向进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)研究 开发,这一种替代传统用成型电极加工型腔新技术,它用高速旋转简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂成型电极,这显然 电火花成形加工领域重大发展。
电火花加工技术进步同时,电火花加工安全防护技术越来越受到人们重视,许多电加工机床都考虑了安全防护技术。目前欧共体已规定没有“CE”标志机床不能进入欧共体市场,同时国际市场也越来越重视安全防护技术要求。
目前,电火花加工机床主要问题辐射骚扰,因为它对安全、环保影响较大,国际市场越来越重视“绿色”产品情况下,作为模具加工主导设备电火花加工机床“绿色”产品技术,将今后必须解决难题。
三、新一代模具CAD/CAM软件技术
目前,英、美、德等国及我国一些高等院校科研院所开发模具软件,具有新一代模具CAD/CAM软件智能化、集成化、模具可制造性评价等特点。
新一代模具软件应建立从模具设计实践归纳总结出大量知识上。这些知识经过了系统化科学化整理,以特定形式存储工程知识库并能方便地被模具所调用。智能化软件 支持下,模具CAD不再对传统设计与计算方法模仿,而先进设计理论指导下,充分运用本领域专家丰富知识成功经验,其设计结果必然具有合理性先进性。
新一代模具软件以立体思想、直观感觉来设计模具结构,所生成三维结构信息能方便地用于模具可制造性评价数控加工,这就要求模具软件三维参数化特征造型、成型 过程模拟、数控加工过程仿真及信息交流组织与管理方面达到相当完善程度并有较高集成化水平。衡量软件集成化程度高低,不仅要看功能模块否齐全,而且要看这 些功能模块否共用同一数据模型,否以统一方式形成全局动态数据库,实现信息综合管理与共享,以支持模具设计、制造、装配、检验、测试及投产全过程。
模具可制造性评价功能新一代模具软件作用十分重要,既要对多方案进行筛选,又要对模具设计过程合理性经济性进行评估,并为模具设计者提供修改依据。
新一代模具软件,可制造性评价主要包括模具设计与制造费用估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结构及成形性能评价等。 新一代软件还应有面向装配功能,因为模具功能只有通过其装配结构才能体现出来。采用面向装配设计方法后,模具装配不再逐个零件简单拼装,其数据结构既能描 述模具功能,又可定义模具零部件之间相互关系装配特征,实现零部件关联,因而能有效保证模具质量。
四、先进快速模具制造技术
1、激光快速成型技术(RPM)发展讯速,我国已达到国际水平,并逐步实现商品化。世界上已经商业化快速成形工艺主要有SLA(立体光刻)、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。
清华大学最先引进了美国3D公司SLA250(立体光刻或称光敏树脂激光固化)设备与技术并进行开发研究,经几年努力,多次改进,完善、推出了“M- RPMS-型多功能快速原型制造系统”(拥有分层实体制造-SSM、熔融挤压成型-MEM),这我国自主知识产权世界唯一拥有两种快速成形工艺系统(国家 专利),具有较好性能价格比。
2、无模多点成形技术用高度可调冲头群体代替传统模具进行板材曲面成形又一先进制造技术,无模多点成形系统以CAD/CAM/CAT技术为主要手段,快速经济 地实现三维曲面自动成形。吉林工大承担了有关无模成形国家重点科技攻关项目,已自主设计并制造了具有国际领先水平无模多点成形设备。
我国这项技术与美国麻省理工学院、日本东京大学、日本东京工业大学相比,理论研究实际应用方面均处领先地位,目前正向着推广应用方面发展。
3、树脂冲压模具首次国产轿车试制得到成功应用。一汽模具制造有限公司设计制造了12套树脂模具用于全新小红旗轿车改型试制,这12套模具分别行李箱、发 动机罩、前后左右翼子板等大型复杂内外覆盖件拉延模具,其主要特点模具型面以CAD/CAM加工主模型为基准,采用瑞士汽巴精化高强度树脂浇注成形,凸凹 模间隙采用进口专用蜡片准确控制,模具尺寸精度高,制造周期可缩短二分之一至三分之二,制造费用可节省1000万元左右(12套模具)。为我国轿车试制小 批量生产开辟了一条新途径,属国内首创。瑞士汽巴精化有关专家认为可达90年代国际水平。
五、现场化模具检测技术
精密模具发展,对测量要求越来越高。精密三坐标测量机,长期以来受环境限制,很少生产现场使用。新一代三座标测量机基本上都具有温度补偿及采用抗振材料,改善防尘措施,提高环境适应性使用可靠性,使其能方便地安装车间使用,以实现测量现场化特点。
六、镜面抛光模具表面工程技术
模具抛光技术模具表面工程重要组成部分,模具制造过程后处理重要工艺。目前,国内模具抛光至Ra0.05μm抛光设备、磨具磨料及工艺,可以基本满足需要, 而要抛至Ra0.025μm镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具生产大规模应用,模具抛光技术就成为模具生产关键问题。由于国内 抛光工艺技术及材料等方面还存一定问题,所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要求高注塑模仍有很大一部分依赖进口。
值得注意,模具表面抛光不单受抛光设备工艺技术影响,还受模具材料镜面度影响,这一点还没有引起足够重视,也就说,抛光本身受模具材料制约。例如,用45# 碳素钢做注塑模时,抛光至Ra0.2μm时,肉眼可见明显缺陷,继续抛下去只能增加光亮度,而粗糙度已无望改善,故目前国内镜面模具生产往往采用进口模具 材料,如瑞典一胜百136、日本大同PD555等都能获得满意镜面度。
镜面模具材料不单化学成分问题,更主要冶炼时要求采用真空脱气、氩气保护铸锭、垂直连铸连轧、柔锻等一系列先进工艺,使镜面模具钢具内部缺陷少、杂质粒度细、弥散程度高、金属晶粒度细、均匀度好等一系列优点,以达到抛光至镜面模具钢要求。
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!
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!
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:
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。
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。
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)。
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。
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
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。
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。
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。