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1、1,材料部：史荣波,塑料注塑模具及工艺介绍,日期：2007.12.20,2,一、注塑模具结构分类,基本的模具结构有两种： 模具分型面为一级主流道模具（两板式）和二级主流道模具（三板式）,二板式,三板式,3,1.1 两种模具结构的开模状态,两板式开模,4,三板式开模,5,热流道模具,6,1.2 浇口形式,1.2.1 直接胶口（一级主流道） 成型容易。成型后必须切断浇口，如在表面，还有必要 修饰浇口痕。 1.2.2 侧浇口（一级主流道） 成型容易，浇口痕迹小，但需要切断浇口、后加工。 1.2.3 点浇口（二级主流道） 成型比较麻烦，浇口痕迹小，一般不需要后加工。,7,二、模具结构,浇注系统 分型面
2、与排气系统 成型零件 导向与定位机构 脱模机构 侧向分型抽芯机构 调温系统 其它零部件,8,2.1浇注系统,模具中从注塑机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道。,主流道,分流道,冷料井,构成,主流道 分流道 冷料井 浇口,9,2.2 分型面与排气系统,分型面：打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面 排气系统：塑料熔体注入型腔，同时腔内空气需排出,分型面,10,2.3 成型零件,构成模具型腔的零件：凹模（型腔）、凸模（型芯）、滑块。,11,2.4导向与定位机构,12,2.5 脱模机构,也称顶出机构,13,2.6 侧向分型抽芯机构,能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位运动的机构 斜导柱 油缸/气缸,
3、14,2.7 调温系统,模具温度设定，不仅影响塑料件质量，也决定生产效率 （通常质量和生产效率相矛盾）,15,2.8 其它零部件,顶出孔,复位弹簧,定位圈,吊环,16,2.9 模具结构,17,2.10 模具的生产周期,保险杠：18周左右； 仪表台：18周左右； 车门板：12周左右； A/B/C柱护板：10周左右； 车灯（前大灯，后尾灯，雾灯）：12周左右 大型模具1620周，中型模具1215周，小型模具68周 一般来说注塑模具厂家的模具价格平均为10万。 例如：某厂家的年销售额为3000万，那么它的年生产能力为300副模具。如果他说他们模具生产能力为500幅左右，那么基本上都是不切实际。,18
4、,2.11 模具加工设备,19,其他加工设备,1.摇臂钻、深钻孔 加工孔位（水路、油路通道，定位孔，模 具安装孔等） 2.精雕机 加工电极（石墨、铜） 3.合模机 检查加工面（在模具型腔抹上红斑粉，然后合 模，只能在分型面上有红斑，型芯上不能有）,20,附：加工设备图,合模机,电火花（EDM）,CNC,21,2.12 车型开发过程对应的模具制造方法,22,三、快速样件,3.1 硅橡胶模制作及真空注型,固定有原型件的制模箱放入真空室； 将液态RTV搅拌均匀后，倒入制模箱，室内抽真空； RTV覆盖原型件，室内再次抽真空。 待硅橡胶固化后取出硅橡胶，并用刀具沿分型面划开硅 橡胶，取出原型，制成硅橡胶
5、模,3.1.1制作步骤,23,3.1.2硅橡胶模的优点,制作周期短，一般在一周内可以完成，是其他快速模的1/5-1/10； 成本低，硅橡胶模要比传统模具的制作费用低得多； 复印性能好，良好地翻印母模上得细小特征，基本上无尺寸精度损失； 弹性好，钢模或铝模，需要加工拔模斜度，以便工件成形后顺利脱模，特别对有小凹槽的工件更是如此；而硅橡胶模具有足够的弹性，不必设置拔模斜度，工件就能脱模，大大简化了具设计。,24,3.1.3 成型工艺,将已经制作好的硅橡胶模（母模）重新组合固定； 使用真空注型设备将PU双组份材料分别混合及浇注入模具里； 把模具放进烘箱里加温至设定温度； 材料固化后取出样件。,25,
6、3.2 粉末材料选择性烧结（SLS）,粉末材料选择性烧结（Selected Laser Sintering）是一种 快速原型工艺，简称SLS。 粉末材料选择性烧结采用二氧化 碳激光器对粉末材料（塑料粉等与粘结剂的混合粉）进行选 择性烧结，是一种由离散点一层层堆集成三维实体的快速成 型方法。,26,3.2.1 SLS快速原型技术的优点是：,与其他工艺相比，能生产较硬的模具。 可以采用多种原料，包括类工程塑料、蜡、金属、陶瓷等。 零件的构建时间较短，可达到1in/h高度。 无需设计和构造支撑。,27,3.2.2 SLS快速原型技术缺点是：,有激光损耗，并需要专门实验室环境，使用及维护费用高昂。 需
7、要预热和冷却，后处理麻烦； 成型表面粗糙多孔，并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工成本高。 成型过程产生有毒气体和粉尘，污染环境。,28,四.注塑机的基本结构及规格,注塑机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。最常用的是卧式注射机。 注塑成型时注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置合模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。,29,4.1 注塑设备,30,五.注射成型工艺条件的选择和控制,一般来讲，注射成型有三大工艺条
8、件，即温度、压力和时间。 5.1 温度 注射成型时的温度条件主要指料温和模温两方面的内容，其中 料温影响塑化和注射充模，而模温则同时影响充模和冷却定型。 5.1.1 料温 指塑化物料的温度和从喷嘴注射出的熔体温度，其中前者称为 塑化温度，而后者称为注射温度。料温不能过高或过低，过低不利 于塑化，过高又很容易引起降解。 料桶温度设定：靠近料斗加热区的温度比所加工牌号熔融温度低 2027，料桶温度应逐渐增加到融化温度，而喷口的设置温度应当稍 低一些，材料在料桶中的停留时间应尽可能短，最好不要超过45min；,31,5.1.2 模温 模具温度指和制件接触的模腔表壁温度，它直接影响熔 体的充模流动行为
9、、制件的冷却速度和成型后的制件性能等。 模温必须低于塑料的热变形温度。 模具温度直接影响到最佳的外观和机械特性，因此必须 有良好的冷却系统，至少有两台（分别对动模和静模）进行 模温控制。,32,5.2 压力,注塑成型时需要选择与控制的压力包括注射压力、保压 力和背压力。 5.2.1注射压力又与注射速度相辅相成，对塑料熔体的流动和 充模具有决定性作用； 要正确实现模具填充，需要中等到快速的注射速度，过 快的速度增大剪切，可能会导致材料降解。,33,5.2.2 保压力和保压时间密切相关，主要影响模腔压 力以及最终的成型质量； 在注射成型的保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维持向模
10、腔内进行补料流动所需要的注射压力叫做保压力。保压力持续的时间长短叫做保压时间。 保压压力为注射压力的60%80%。,34,5.2.3 背压力指螺杆在预塑成型物料时，其前端汇集的熔体对它所产生的反压力，可简称为背压。背压对注射成型的影响主要体现在螺杆对物料的塑化效果及塑化能力方面，故有时也称塑化力。 增大背压除了可以驱除物料中的空气提高熔体的密实程度之外，也使得螺杆后退速度减小，于是塑化时的剪切作用加强，摩擦热量增多，熔体温度上升，塑化效果提高。但是背压增大如果不提高螺杆转速的话，则熔体在螺杆计量段螺槽中将产生较大的逆流和漏流，从而使得塑化能力下降。 合适的背压能使树脂均匀的熔化，这样有助于保持
11、注射量的一致性，如背压过大虽然可以改善熔体的混合效果，但也会导致更高的熔化温度，使得树脂降解。,35,六、塑料制品成本分布,36,37,七、材料、设计和模具的关系,7.1 产品外观 材料流动性好，还要求如不能含有杂质、回料及其材料光泽等） 设计要壁厚均匀，避免缩痕，同时合模线和模具嵌件线不要损坏外观，尽量形状简单； 模具流道要好，同时模具的加工考虑机械能完成（不要手工操作）这是改善外观和提高精度的关键,38,7.2 尺寸精度,塑料制品精度差主要有以下因素： 热膨胀系数大 成型收缩率 受环境影响比较大 常有模具结构上难于决定尺寸的地方 存在模具制造误差。 制品尺寸精度要素给予率一般如下： 模具制
12、作误差50%，成型条件变化30%，原料一致性10%。 一般的尺寸公差由两部分决定：模具直接决定（制品的长、宽、 高、直径等）不是由模具直接决定（壁厚、平行度等）,39,7.3 制品强度,材料：根据产品强度选材，但是必须保证产品低温 下的抗冲击性能。 设计：壁厚不要太薄，最好用加强筋； 不要有尖角自攻螺纹处要有凸台设计。,40,八、工艺和模具对塑料制品的影响,8.1 缩痕,对于苯乙烯类材料（ABS、PS、PC/ABS）通过降低模温，可以使表面光泽度降低，使缩痕不明显,41,8.2 飞边,成型压力，一般算作40MPa材料为PE、PP、PS、ABS，如果零件比较浅取30MPa，零件比较深增加20%。,42,8.3 熔接痕,43,8.4 白化（顶白）,44,8.5 银纹,45,8.6 焦烧,46,谢谢大家！,
