一种冷挤压模具的综合修复

    1 一种冷挤压模具的综合修复
    某自行车零件厂采用冷挤压工艺加工某些自行车零件,零件材料为Q235。采用淬火后低温回火工艺,硬度为58-62HRC;型腔表面粗糙度值为Ra0.80μm。模具经热处理,虽然硬度和耐磨性有很大提高,但模具工作时既要承受很大的冲击力,又要承受原材料的强烈摩擦,其型腔表面的磨损仍然相当严重,使用寿命低。以飞芯成型模中的凹模、凸模为例,在正常情况下一副凹、凸模仅加12500-3000件,就因模具尺寸超差而报废。以该件年产量200万件计,仅此零件加工而报废的凹、凸模就有近千副,再加上其它零件加工的冷挤压模的同类报废,是影响该厂产品成本的一大难题。
  2 模具尺寸精度的电火花强化修复
  冷挤压模具修复,首先是要恢复原有的尺寸精度,且保证足够的强度。笔者先后试用镀硬铬、喷熔法修复模具。这两种方法均能使模具恢复原有的尺寸精度,但修复后的表面性能均不理想,特别是后者变形情况严重。经研究,笔者选定电火花强化方法修复模具,基本达到了预期的修复目的。
  2.1电火花强化工艺(以凹模为例)
  表面硬度:58-62HRC;表面粗糙度值:Ra0.8μm;电极棒:合金棒。
  工艺过程为1)表面处理:用酒精或汽油清洗滁尽油污;2)电极连接:振动器接正极,工件接负极;3)运动速度:振动器与工件相对运动速度为0.5-1.5m/min;4)强化时间:均匀涂覆至所需尺寸。
  2.2强化结果
  检测经电火花强化修复的凹模后发现,原先超差的尺寸均已修复,表面硬度69HRC,表面粗糙度值为Ra1.60μm,修复后的凹模尺寸精度和表面硬度均已达到技术要求,但表面粗糙度Ra值未达到技术要求,这将影响模具型腔表面的耐磨性、抗腐蚀性、工件表面质量和脱模性等。
  3 模具强化层表面粗糙度的刷镀修复
  3.1电刷镀工艺过程(以经过电火花强化处理后的凹模为例)
  设备:ZKDN型刷镀电源;模具:表面硬度69HRC;电极:石墨;镀液:镍钨合金。
  l)电净
  电净是刷镀工艺中采用的一种电化学除油法,它在电流的作用下具有较强的去油污能力。电净工艺如下:电极接相:正接法;操作电压:12-16V;镀笔与工件相对运动速度:12-14m/min;电净时间:30-60s
  冲洗:用自来水冲洗干净。
  2)活化
  活化是通过电化学和机械摩擦的作用,去除基体表面上的金属氧化物,使其显露出新的金相组织,从而保证金属镀层与基体金属的结合。活化必须在电净彻底的基础上进行,不同的基体对活化液的成分要求也各不相同。笔者采用1号活化液并采用如下工艺:电极接相:正接法;操作电压:12-16V;镀笔与工件相对运动速度:10-16m/min;活化时间:30-60s;冲洗:用自来水冲洗干净。
  3)刷镀表面层
  由于刷镀的镀液种类很多,一般根据具体的刷镀表面层技术要求合理选择或配制。该挤压凹模要求镀液应有很好的耐磨性和表面质量,故选用了镍钨合金镀液。具体工艺过程如下:电极接相:正接法;操作电压:12-15V;镀笔与工件相对运动速度:10-15m/min;冲洗:自来水冲洗干净。
  3.2刷镀结果
  检测经电刷镀修复的凹模表面性能表明,刷镀后的表面硬度为58HRC,表面粗糙度值为Ra0.5μm。笔者进行了微磨损试验机耐磨性试验,并以新凹模为参照件,两者进行比较表明,强化后又经刷镀的表面层耐磨性为新凹模表面耐磨性两倍多。在耐磨性试验中,亦对镀层与强化层、强化层与基体之间的接合状况进行观察,末出现任何起皮或脱落现象。
  4 结语
  在试验的基础上,又进行了小批量报废模具的修复,投人使用后发现,在相同的加工条件下,经修复的模具,每副凹、凸模加工零件数上升到8000-10000件,且加工的零件表面质量明显改善。

磨料磨具三大系列特点

    磨削工具简称为磨具,磨具有固结磨具、涂附磨具及超硬磨具三个大系列,各有特点,独立存在,各有所长。

1、固结磨具固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具。固结磨具的标记示例:形状尺寸磨料粒度结合剂硬度组织35M/SGB/T2485形状代号300×50×75磨料种类磨料粒度结合剂磨具硬度组织号最高工作速度磨具技术条件所在标准号除最高工作速度和磨具技术条件所在的标准号之外,其余各项为固结磨具的特征。磨料粒度是指磨料粗细大小,固结磨具的磨料采用下一系列标准,这7个特征均依据1998年全国磨料磨具标准化技术委员会编制由中国出版社出版的机械工业标准中每项规定。

(1)硬度:此处的硬度是指固结磨具在外力作用下,结合剂与磨料结合的强度,根据粒度的粗细分别采用喷砂硬度计和洛氏硬度测定。硬度分超软(超软1、超软2)、软(软1、软2)、中软(中软1、中软2)、中(中1、中2)、中硬(中硬1、中硬2、中硬3)、硬(硬1、硬2)、超硬(超硬1、超硬2)等7个大级共15个小级。

(2)结合剂:结合剂是指固结磨具中各类结合剂与磨料粘结的材料。固结磨具通常采用陶瓷、树脂、橡胶、菱苦土四大类别结合剂。这四类结合剂以陶瓷结合剂磨具的比例最大。陶瓷结合剂主要材料有粘土、长石、黄土、石英石等组成按不同磨料、不同用途及不同制法(浇注或压制)等不同的陶瓷结合剂。树脂结合剂主要是酚醛类型的树脂,分粉状树脂和液状树脂两大类,也是根据不同的制法和不同用途划分为各种不同树脂结合剂。橡胶结合剂目前采用人造丁苯胶、丁钠胶及液体橡胶三大类,根据制法的不同和用途的不同又划分为各种不同的橡胶粘结剂。菱苦土结合剂主要材料有氧化镁和氯化镁两种材料所组成,主要用于细粒度磨料作精细加工用途。各种结合剂的代号如下:结合剂名称结合剂代号陶瓷结合剂V树脂结合剂B橡胶结合剂R菱苦土结合剂MG。

(3)组织:组织是指固结磨具中磨料所占有的体积,以重量%比表示。通常组织在磨具标志中不显示,而制造时设制配方时,自我控制以阿拉伯数字表示,即数字愈小,组织愈松,即固结磨具中磨料的比率愈少,反之数字愈大组织愈紧,所占的磨粒比率愈多。通常组织号从0-12共13个组织号。

2、涂附磨具涂附磨具是指粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具,又称柔性磨具。涂附磨具具有九大特性:基材种类——基材处理——磨料种类——磨料的粒度——植砂密度——粘结剂种类——粘结强度——形状——尺寸

3、超硬磨具超硬磨具是指用人造成金刚石或立方氮化硼超硬磨料所制成的磨具,系磨具另一大系列。超硬磨具具有如下几个特征与标记:浓度、结合剂、粒度、磨料牌号、磨粒层厚度、孔径、总厚度、直径、形状代号以上特征和标记均依照1998年全国磨料磨具标准化技术委员会编制由中国出版社出版的中国机械工业标准中每个标准的规定,关于浓度:与固结磨具的组织号大体相同,但在超硬磨具中标志中应标明。所谓浓度是指超硬磨具每CM3体积内所含超硬磨料的克数,以%数表示,浓度代号如下:代号磨料含量(G/CM3)浓度250.2225%500.4450%750.6675%1000.88100%1501.32150%关于结合剂:是指超硬磨具所采用的结合剂类别。结合剂代号如下:结合剂结合剂代号树脂结合剂B金属结合剂M陶瓷结合剂V

分流组合模的互换式设计

 1、引言

    在挤压型材所用的挤压模具巾,用来挤压空心型材的分流组合模,由于它的设计结构复杂(如图1所示),从而使得加工工序繁琐,加工周期较长,而且加工所需的原材料也较多。又由于传统的设计结构中,最易损坏的上模刑芯和下模型孔分别与上、下模体为一整体,使得相同规格的模具间不具有互换性,在上模型芯或下模型孔的某一部位遭到损坏或整体型芯或型孔由于长期使用而磨损变形时,因为不具有互换性,模具只能整体报废,这种不具有互换性的设计力案,不仅会造成极大的浪费,增加产品成本,而且还会影响到生产的正常进行。

模具设计之滑块设计实例
图1 原设计装配图

    鉴于上述原因,如果能将分流以组合模的上模型芯和下模型孔处设计成可更换的形式,在上模型芯或下模型孔因受到损坏而无法继续使用时,只需加工一个同样的上模型芯或下模型孔,将受损的型芯或型孔部分更换掉,即可使模具恢复正常的使用,这样将会大大地提高模具的使用寿命,节省可观的模具的材料费用及模具的加工费用,并能极大地缩短模具的加工期,满足用户的使用需求,确保生产的正常进行。

    2、设计分析

    图2、图3分别为按传统设计方案设计的分流组合模的上模与下模的结构。从图中可知,由于上模型芯和下模型孔分别与上、下模基体为一个整体,因此在型芯或型孔某一处有损坏而不能正常使用时,使得上、下模的基体也必然随之报废,造成了大量不必要的损失和浪赞。为此将分流组合模的设计方案修改成上模型芯与下模型孔的镶拼式结构,如图4所示,即上模型芯与下模型孔分别与上、下模基体为可分的两体形式,使上、下模结构成为镶嵌式的两体形式,在基体没有受到损坏时,只需要换掉受损的上模型芯或下模型孔,便可使模具得以继续正常使用。

模具设计之滑块设计实例
图2 原设计上模

模具设计之滑块设计实例
图3 原设计下模

模具设计之滑块设计实例
图4 镶嵌式装配图
1.上模基体 2.堵板 3.螺钉 4.下模基体 5.下模镶块 6.上模镶块

    3、设计分析

    3.1 上模设计

    从图2中可知,分流组合模上模的型芯是凸在上模基体外侧的,基根部与基体相连接,因此,在上模基体与型芯相连接的模体部分必然是一个实体。为了实现上模型芯与基体以镶嵌的形式相连接,在与型芯根部相连接的基体疗分设计出一个阶梯式方孔,如图5所示,将上模型芯部分设计成如图6所示的与上模本体镶嵌的形式,基根部设计成方形,与基体上相对应的方孔按H8/r7的配合形式设计,这样就使上模型芯与上模本体间以过渡配合的形式相连接。方形的设计可以有效地防止镶块在基体中转动。

模具设计之滑块设计实例
图5 镶嵌式上模

模具设计之滑块设计实例
图6 上模镶块

    由于分流组合模在工作时,铝料是从流口方向进入模腔的焊合室内,为了防止型芯在强大的挤压力作用下,沿工作压力方向被挤出上模基体,将上模本体设计成阶级形式的方孔,同时设计了如图7所示的堵板,使之与上模型芯镶块之间用螺栓连接,确保上模型芯镶块在挤压时不至于从上模本体中挤出,更换时只需取下堵板和螺栓,即对型芯进行更换,简便易操作。

模具设计之滑块设计实例
图7 堵板

    3.2 下模设计

    对于下模的可互换式设计,其设计方案要比上模简单,且容易加工。由于下模型孔是在焊合室平面内加工成形的,因此,根据工作时的受力特点,在设计下模时,将焊合室底面设计成如图8所示的阶梯形式,与之相配合的下模型孔也设计成相对应的阶梯形式,如图9所不。在下模基体与型孔镶块相配合处采用H8/r7的过渡配合形式。这种阶梯式的设计方案,可以有效地避免型孔镶块在挤压时从下模基体内挤出。在装配时下模镶块可直接沿阶梯方向装入下模基体即可,不需进行其它形式的连接即可使用,使之容易拆卸更换。

模具早期失效重要原因

    模具早期失效重要原因
    模具热处理包括锻造后的退火,粗加工以后高温回火或低温回火,精加工后的淬火与回火,电火花、线切割以后的去应力低温回火。只有冷热加工很好相互配合,才能保证良好的模具寿命。
    模具型腔大而壁薄时需要采用正常淬火温度的上限,以使残留奥氏体量增加,使模具不致胀大。快速加热法由于加热时间短,氧化脱碳倾向减少,晶粒细小,对碳素工具钢大型模具淬火变形小。对高速钢采用低淬、高回工艺比较好,淬火温度低,回火温度偏高,可大大提高韧性,尽管硬度有所降低,但对提高因折断或疲劳破坏的模具寿命极为有效。通常Cr12MoV钢淬火加热温度为1000℃,油冷,然后220℃回火。如能在这种热处理以前先行热处理一次,即加热至1100℃保温,油冷,700℃高温回火,则模具寿命能大幅度提高。我们在70年代初期对3Cr2W8V钢施行高淬、高回工艺热处理钢丝钳热锻模具也取得良好效果,寿命提高2倍多。采用低温氮碳共渗工艺,表面硬度可达1200HV,也能大大提高模具寿命。
    低温电解渗硫可降低金属变形时的摩擦力,提高抗咬粘性能。使用6W6Mo5Cr4V钢制作冷挤压凸模,经低温氮碳共渗后,使用寿命平均提高1倍以上,再经低温电解渗硫处理可以进一步提高寿命50%。模具淬火后存在很大的残留应力,它往往引起模具变形甚至开裂。为了减少残留应力,模具淬火后应趁热进行回火,回火应充分,回火不充分易产生磨前裂纹。对碳素工具钢,200℃回火1h,残留应力能消除约50%,回火2h残留应力能消除约75%~80%,而如果500~600℃回火1h,则残留应力能消除达90%。
    某厂CrWMn钢制凸模淬火后回火1h,使用不久便断裂,而当回火2.5h,使用中未发现断裂现象。这说明回火不均匀,虽然表面硬度达到要求,但工作内部组织不均匀,残留应力消除不充分,模具易早期破裂失效。
    回火后一般为空冷,在回火冷却过程中,材料内部可能会出现新的拉应力,应缓冷到100~120℃以后再出炉,或在高温回火后再加一次低温回火。表面覆层硬化技术中的PVD、CVD近年来获得较大的进展,在PVD中常用的真空蒸镀、真空溅射镀和离子镀,其中离子镀层具有附着力强、浇镀性好,沉积速度快,无公害等优点。离子镀工艺可在模具表面镀上TiC、TiN,其使用寿命可延长几倍到几十倍。离子镀是真空蒸膜与气体放电相结合的一种沉积技术。空心阴极放电法(HCD法)是先用真空泵抽真空,再向真空泵通入反应气体,并使真空度保持在10-5~10-2Pa范围内,利用低压大电流HCD电子枪使蒸发的金属或化合物离子化,从而在工作表面堆积成一层防护膜。为提高镀敷效率,一般在工件上施加负电压。
    锻模的表面处理技术国内应用不太多,这一领域大有开发的必要。整体模腔的渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗以及模腔局部的喷涂、刷镀和堆焊等表面硬化支持都是很有发展前途的,突破这一领域将使我国制模技术得到很大提高。模具失效以后的焊补技术,国内90年代初期就有工厂进行研究和应用,如青海锻造厂,焊补后的锻模寿命可提高1倍。

模具制造中的微细铣削

    近几年来,构件的微型化已成为一种发展趋势。在许多技术领域(如航空、汽车、电子、移动通讯、医疗、光学和机械制造等技术领域)愈来愈多地应用微型机械产品。构件的这种微型化发展,对加工技术提出了更高的要求,生产这些尺寸很小、精度较高的零件和模具使机械加工行业面临着新的加工问题。
    因为这种采用极小刀具进行的微细加工与采用大规格刀具的加工存在着本质的区别。   
  为降低制造成本,大批量的微型构件是采用模具来制造的。目前,这种小型模具的加工则是一个强劲增长的领域。由于模具对精度和表面质量的要求极高,而模具的制造又是单件或是小批量生产的产品。要柔性而又经济地生产,这就使得微细铣削工艺被置于一个特别重要的地位。微细铣削同电火花加工和激光加工工艺相比,具有许多优点:
  1、能加工淬硬的工具钢;   
  2、柔性制造复杂的几何表面;   
  3、可利用现有的CAD/CAM系统;   
  4、可获得很好的表面质量;   
  5、比较低的设备投资。   
  因此,在微型模具的制造中,采用微细铣削工艺可以利用NC-5轴(或3轴)高速加工中心或微细铣削机床柔性和精密地来制造各种各样的模芯。   
  很小直径的铣刀   
  微细铣削加工,采用的铣刀直径通常在0.1mm和2mm之间,铣刀设有两个铣削刀刃。考虑到铣刀直径小和刚性差的情况,刀具材料普遍采用超细颗粒(0.2 祄~0.5祄)硬质合金,这种合金由WC-Co和粘结材料组成,在烧结时能获得均匀的组织,具有硬度高、韧性好、抗疲劳强度高和耐冲击性能好等优点,故适合于制成特小直径的铣刀,并应用于硬铣加工。   
  为减小铣刀刀刃和工件之间的摩擦,提高铣刀的耐磨性和热稳定性,在铣刀上涂有1祄~3祄厚的硬涂层,例如,可采用PVD涂层工艺的TiAlN,TiCN等硬材料涂层或采用CVD涂层工艺的金刚石涂层。为增强微型铣刀的刚性,铣刀采用锥形结构和圆柱刀柄。   
  由于微型铣刀直径很小,刚性较差,平面转动惯量随铣刀直径而成立方下降。因此,微细铣削加工时,铣刀只能承受很小的切削力和转距,所以在铣削加工时应采用很小的每齿进给量,视铣刀直径和工件材料的硬度,其值大致为铣刀直径的0.5/100至3/100,过大的进给量会导致刀具的折断。
    在这里应提及的是,对于三轴加工或在铣刀轴没有倾斜的情况下,球头铣刀进行铣削时,由于背吃刀量很小,在铣刀工作直径上的实际切削速度要大大小于铣刀名义直径上的速度。为使微细铣刀加工能达到较佳的切削过程,选择切削速度时,应考虑到铣刀实际的工作直径。例如: 0.5mm的球头铣刀,选择的切削速度为160m/min,(相应的主轴转速为102000r/min)背吃刀量0.05mm。经计算得知该铣刀的工作直径仅为0.3mm,其相应的切削速度也只达到96m/min。如果按160m/min的切削速度来切削,则主轴的转速相应要提高到170000r /min。

模具设计之滑块设计实例
 图1很小的刀具:整体硬质合金微型铣刀(来源:phom公司) 
  模具设计之滑块设计实例
图2 微细加工模芯:采用微细铣削加工制造可转位刀片

      (S224和S229型号)的成形冲模。(来源phom公司)

  模具设计之滑块设计实例
图3

模具加工的基本特点

    (1) 加工精度要求高 一付模具一般是由凹模、凸模和模架组成,有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合,镶块与型腔的组合,模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。  
    (2) 形面复杂 有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器,其形状的表面是由多种曲面组合而成,因此,模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。 
    (3) 批量小 模具的生产不是大批量成批生产,在很多情况下往往只生产一付。 
    (4) 工序多 模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。 
    (5) 重复性投产 模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用超过其寿命时,就要更换新的模具,所以模具的生产往往有重复性。 
    (6) 仿形加工 模具生产中有时既没有图样,也没有数据,而且要根据实物进行仿形加工。这就要求仿制精度高,不变形。 
    (7) 模具材料优异,硬度高 模具的主要材料多采用优质合金钢制造,特别是高寿命的模具,常采用Crl2,CrWMn等莱氏体钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格要求。因此加工工艺的编制就更加不容忽视,热处理变形也是加工中需认真对待的问题。 
    根据上述诸多特点,在选用机床上要尽可能满足加工要求。如数控系统的功能要强,机床精度要高,刚性要好,热稳定性要好,具有仿形功能等。

设计连续模具的注意事项

    设计连续模具的注意事项

    1、要合理地确定工步数:连续模的工步数等于分解的单工序之和,如冲孔—落料连续模的工步数,通常是等于冲孔与落料两个单工序之和。但为了增加冲模的强度和便于凸模的安装,有时可根据内孔的数量分几步完成。其工步数的确定原则,主要是在不影响凹模强度的原则下,其工步数选用得越少越好,工步数越少,累积误差越小,则所冲出的工件尺寸精度越高。
    2、在冲孔与落料工序次序安排时,应把冲孔工序放在前面,这样不但可以确保带料的直接送进,而且又可借助冲好的孔来作为导正定位孔,以提高工件的精度。但在与某些弯曲后的尺寸或某突出部分位置成关联尺寸时,就要根据实际确定冲孔的位置。
    3、在没有圆形孔的工件中,为了提高送料步距的精度,可以在凹模的首次步序中设计有工艺孔,以使此工艺孔作为导正定位,提高冲件精度。但作为现在的模具设计中,我们对一些精密件的冲压已经逐步或全部采用了外框式的导料带。这样有利于保证复杂工件的加工精度。
    4、同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔,在不影响凹模强度的情况下,应安排同一工步成形。
    5、尺寸精度要求较高的工步,应尽量安排在最后一工序,而精度要求不太高的工步,则最好安排在较前一工序,这是因为工步越靠前,其积累误差越大。
    6、在多工步的连续模具中,台冲孔、切口、切槽、弯曲、成形、切断等
   7、冲不同形状及尺寸的多孔工序时,尽量不要把大孔与小孔同时放在同一工步上,以便修模时能确保孔距精度。
    8、在设计时,若成形及冲裁在同一冲模上完成,则成形凸模与冲裁凸模应分别固定,面不要固定在同一固定板上。尽量把成形凸模固定在脱板上面。后面加装背板。
    9、在设计时,一定要使各工步已成形部分不受破坏,使带料保持在同一送料线上。
    10、对于工序步数很多且带有较多弯曲工步的模具,其凹模刃口应尽量采用入块结构,可实现快速更换和修磨。
    11、针对凸模的固定方式,在实现连续冲压时,要采用挂台和反压块的固定方式,以保证在连续冲压中不会发生凸模掉下而损坏模具的事项。切记!
    12、在模具结构强度和位置允许的情况下。多工步的模具要尽量采用浮动导料销。
    13、切边的接口形式。在连续模中,经验不足的人常会将接口做成清角,我建议采用半圆切口     补充一点: 在产品是基准孔的圆孔,一般情况下应在与导正孔同一工步冲切。
如果圆孔边距比较小的时候而孔尺寸有要求,应先切外形,再冲孔。

冷热模注塑成型技术

    所谓的“冷/热模注塑成型” 技术,是一种可在注塑成型周期内,使模腔表面温度实现冷热循环的工艺。其特点是:在注射前,先加热模腔,使其表面温度达到加工材料的玻璃化转变温度(Tg)以上;当模腔填满后,迅速冷却模具,以使制件在脱模前完全冷却。    
    这种冷/热模注塑成型工艺可以大幅度地改善注塑制品的外观质量,而且可以省去某些二次加工(如旨在掩盖表面缺陷的底漆和磨砂处理)过程,从而降低整体生产成 本。在某些情况下,甚至还可以省去上漆或粉末涂布工艺。在那些对表面光泽度有较高要求的应用中,冷/热模注塑成型工艺还允许使用玻纤增强材料。该工艺的其 他优势还包括:降低注塑内应力、减少甚至消除喷射痕和可见的熔接线,以及增强树脂的流动性,从而生产出薄壁产品等。    
    通常情况下,冷/热模注塑成型工艺适用于所有的传统注塑机。但是,如果希望模具表面得到快速加热或冷却,还需要配合使用特定的辅助系统,目前常用的辅助系统 是高温热水系统和高温蒸汽系统。这些辅助系统中的蒸汽,要么来自外部锅炉,要么由其自身的控制设备产生。早在几年前,沙伯基础创新塑料就开始在日本研究冷 /热模注塑成型技术。目前,该公司在其亚太区的开发中心中使用的是高温蒸汽系统,而在位于马萨诸塞州匹兹菲尔德的聚合物加工开发中心(PPDC)中,该公 司则使用了德国Single Temperiertechnik公司的高温热水系统,它可以提供200℃的高温热水。    
    为了实现有效的工艺控制,模具必须配备热电偶,并且热电偶最好被安置在靠近模腔表面的位置,以便监控温度。为了确保工艺的稳定性,注塑模具、注塑机和冷/热 控制器还必须集成在一起。沙伯基础创新塑料在该工艺的生产体系中配备了一台控制设备,以将各个要素有效地集成在一起。   
    在 该工艺的开始阶段,利用在模内循环的蒸汽或高温热水来加热模腔表面,使其温度达到高于被加工树脂的玻璃化转变温度10~30℃的水平。一旦模腔表面达到这 一温度值,系统便向注塑机发出信号,以将塑料注射到模腔中。当模腔被填满(注射阶段完成)后,冷水开始在模具中循环流动,以快速带走热量,从而使注塑部件 在脱模前完全冷却。利用一个阀站,即可方便地实现从蒸汽或高温热水到冷水的切换,反之亦然。当部件冷却后,模具打开,部件被顶出,然后重复上述过程。     
    工艺优化:模具的设计和构造    
    冷/热模注塑成型技术的循环周期除了取决于所加工的 材料外,模具的设计和构造对其则有极大的影响。一般,加热模具所需的时间取决于模具用钢的总量,因此尽量减少所要加热和冷却的钢材量非常重要。为了做到这 一点,最好是将模腔和模芯嵌入到模板中,而不是穿过模板。为了减小热损失并提高效率,还应在任何可能的条件下,利用气隙和隔热材料,将这些嵌入件与模腔和 模芯固定板隔开。    
    除了尽可能地减少必须进行冷/热循环的钢的用量外,还应考虑使用具有高导热性的金属,如铍铜合金或 其他具有良好导热性的合金来制作模具。这些金属有助于缩短加热/冷却模腔表面所需的时间。此外,在模腔表面附近布置水路管线也可以加快响应速度。然而,多 数情况下,制品的几何形状不允许这样做。尽管如此,共形冷却方法却极适合这种工艺,这是因为,其管线的布置可以与部件表面形状保持一致。因此,共形冷却方 法可以极大地缩短最重要位置(即模腔表面)的热响应时间。  
    就共形冷却技术而言,它往往涉及到注塑模的制造,或者更确切地说是镶嵌块的制造。一般,通过优化冷却道的设置,可以优化冷却效率,缩短生产周期。而传统的冷却方法很难做到这一点,因为一般制品的形状都很复杂,且常规的冷却通道只能被钻成直线形。

模具产生粘滞弯折的原因分析

    模具产生粘滞弯折的原因分析

    一、模具产生粘滞弯折的原因
  1、模具刚性不足

  2、由于射出压力模具的膨胀鼓起

  二、相关联的知识

  2-1型腔由于射出压力的作用多少会膨胀一点,如果是在模具恢原状,但是实际上模具内的压力仍保持高的状态下使制品冷却固化,模具在恢复原状时用很大的力反作用于模具,使得模具不得不开启一点。

  三、解决方法:

  3-1即时:对射出压力进行管理,不要上升到应设定的值以上。

  3-2长期的:设置凹槽,强制调整。

  四、由于材料的差异;

  4-1、刚性大的材料难办一点。

  五、参考事项;

  5-1、因对模具进行试模时容易发生,在模具上附加上千分表,一边监视一边慢升高射出压力,用这种方法比较好。

  5-2、产生粘滞膨胀的模具,从注射机卸下分解,用加热方法使制品软化后取下。

  5-3、是由于刚性不足的模具,从外侧用夹板进行强化夹紧。

模具问题点解决方案(推荐)

问题点 原因分析 解决对策   
1.废料跳穴 a.冲头长度不够 按冲头刃口切入凹模一个料厚加1mm更换冲头   
b.凹模间隙过大 割入子减少间隙或用披覆机减小间隙   
c.冲头或模板未去磁 将冲头或模板用去磁器去磁   
2.废料堵穴 a.落料孔小或落料孔偏位 加大落料孔,使落料顺畅   
b.落料孔有倒角 加大落料孔去除倒角   
c.刀口未放锥度 线割锥度或反面扩充孔减小直壁位长度   
d.刀口直壁位过长 反面钻孔,使刀口直壁位缩短   
e.刃口崩,造成披锋大,堵料 重新研磨刃口   
3.披锋不良 a.刃口崩,造成披锋过大 重新研磨刃口   
b.冲头与凹模间隙过大 线割入块,重新配间隙   
c.凹模刀口光洁度差 抛光刀口直壁位   
d.冲头与凹模间隙过小 重新省模,配间隙   
e.顶料力过大,反向拉出披锋 换弹簧,减小顶料力   
4.切边不齐 a.定位偏移 调整定位   
b.有单边成型,拉料 加大压料力,调整定位   
c.设计错误,造成接刀不平 重新线割切边刀口镶块   
d.送料不准 调整送料器   
e.送料步距计算有误 重新计算步距,重定接刀位   
5.冲头易断 a.闭合高度过低,冲头切入刀口部位过长 调整闭合高度   
b.材料定位不当,造成冲孔冲头切单边, 调整定位或送料装置   
 因受力不均断裂   
c.下模废料堵死刀口,造成冲头断 重新钻大落料孔,使落料顺畅   
d.冲头的固定部位(夹板)与导向部位 修配或重新线割入块使冲头上下顺畅   
(打板)偏移   
e.打板导向不良,造成冲头单边受力 重新修配打板间隙   
f.冲头刀口太短,与打板干涉 重换冲头,增长刀口部分长度   
g.冲头固定不好,上下窜动 重新固定冲头使之不能上下窜动   
h.冲头刃口不锋利 重新研磨刃口   
I.冲头表面拉伤,脱料时受力不均 重新换冲头   
j.冲头过细,过长,强度不够 重新换冲头类型   
k.冲头硬度过高,冲头材质不对 更换冲头材质,调整热处理硬度   
6.铁屑 a.压筋错位 重新计算压筋位置或折弯位置   
b.折弯间隙过小,挤出铁屑 重新调整间隙,或研磨成型块,或研磨成型冲头   
c.折弯凸模太锋利 修R角   
d.接刀口材料太少 重新接刀口   
e.压筋太窄 重新研磨压筋   
7.抽芽不良 a.抽芽底孔中心与抽芽冲子中心不重合造 确定正确中心位置,或移动抽芽冲子位置,或移   
 成抽芽-边高-边低甚至破裂 动预冲孔位置,或调整定位   
b.凹模间隙不均匀,造成抽芽-边高-边 修配抽芽间隙   
 低甚至破裂     
c.抽芽底孔不符合要求,造成抽芽高度及 重新计算底孔孔径,预冲孔增大或减少   
 直径偏差,甚至破裂     
8.成型不良 a.成型模凸模太锋利,造成材料拉裂 成型凸模修R角,刀口处适当修R角   
b.成型冲头长度不够,造成未能成型 计算冲头正确长度调整冲头实际长度以达成型要求   
c.成型冲头过长,成型处材料压变形,甚 确定冲头正确长度,调整冲头实际长度以达到要求   
    至冲头断裂     
d.成型处材料不够造成拉裂 计算展开材料,或修R角,或降低成型高度   
e.定位不良,造成成型不良 调整定位或送料装置   
f.成型间隙太小造成拉裂或变形 调配间隙   
9.折弯尺寸 a.模具没调到位造成角度误差导致尺寸偏 调整闭合高度   
不良或角度    差     
不良 b.弹力不够造成角度不良导致尺寸偏差 换弹簧   
  c.材质不符合要求造成角度不良导致尺寸 换材料或重新调整间隙   
     偏差     
  d.材料厚度偏差引起角度不良导致尺寸偏 确定料厚,换材料或重新调整间隙   
     差     
  e.定位不当导致尺寸偏差 调整定位使尺寸OK   
  f.设计或加工错误造成折弯公拼块间有间 補焊研磨,消除拼块间的间隙   
    隙,导致折弯尺寸小     
  g.成型公无R角,在角度及其他正常情况 成型公修R角   
     下折弯高度偏 小     
  h.两边折弯尺寸偏大 加压筋   
  I.单边折弯拉料造成尺寸不稳定 加大弹簧力,调整定位   
  j.间隙不合理,引起角度不良和尺寸偏差 修配间隙   
  k.折刀高度不够,折弯冲头合入折刀太短 增加折刀高度,使折弯冲头尽可能合入折刀部队位   
     造成角度不良 多一些   
  l.折弯时速度太快,造成折弯根部变形 调整速比控,选择合理转速   
  m.结构不合理,折刀未镶入固定模板, 重新铣槽,将折刀镶入模板   
    冲压时,造成间隙变大     
  n.成型公热处理硬度不够,造成压线崩或 重制成型公   
    压线打平