模具结构与技术v2

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1、模具结构与技术一. 塑料模具的初步认识1.模胚（模架）2. 模具7大系统二 模具质量等级分类1. 一级质量模具* CYCLES：必须能有一百万或以上的啤次。 * 一级模具的要求如下： （1）、详细的模具设计（连电脑图和物料）； （2）、模胚硬度最少要有HB280； （3）、哥,模肉必需最少淬硬HRC50,所有行位及配件等亦必要淬硬; ； （4）、要中托边司管顶针； （5）、行位必定要有耐磨片； （6）、温度控制监察器须按可行性，而装在模、哥或行位； （7）、建议将全部冷却水道做镀镍（ELECTROLESS NICKEL PLATING） （8）、分模面必要加定位锁。2、 二级质量模具* CYC

2、LES：要求大约50万啤次。 * 此乃二级和高级质量的模具，必须用好的物料及配件，并于模具的 公差亦有一定的标准（尺寸精度）。 * 此模亦要求有顶好的质量 * 二级模具的要求如下： a、建议做详细的模具设计； b、模胚硬度最少要有HB280； c、哥、模肉必需最少淬硬HRC48，所有行位及配件等亦必要求热处 理； d、温度控制监察器须按可行性，而装在模、哥或行位； e、分模线必要加定位锁； f、以下之要求会于个别要求及在报价时而定立：（a）、需中托司管顶针；（b）、行位加耐磨片；（c）、型腔电镀。 3. 三级质量模具 * CYCLES：要求大约25万啤次。此乃一般的模具要求，生产亦为中生产模具

3、。* 三级模具的要求如下：（1）、建议做模具设计；（2）、模胚硬度最少要有HB165；（3）、哥、模肉必需最少为HB280；（4）、除以上3点基本要求外，其它均视作选择性的额 外要求。 4. 四级质量模具 * CYCLES：要求大约1万啤次。此乃低生产模具，一般而言没有什么特别要求，但模具 质量仍需好及客户接受。* 四级模具的要求如下： （1）、建议做模具设计； （2）、模胚可能是一般的铜材或铝； （3）、模肉可用铝或用客户同意下的钢材；（4）、除以上3点基本要求外，其它均视作选择性的额 外要求。 三 塑 胶 模 具 常 用 钢 材 1. 王牌钢 （中炭钢或45号钢）美国标准编号： AISI

4、1050 1055日本标准编号： S50C S55C德国标准编号： 1.1730 硬度：HB170 HB220特性：价格便宜,加工容易用途：在模具上用作模架,顶柱，及一些不重要的零件 上,市场上一般标准模架是采用此种钢材;2. P20预硬塑胶模具钢 美国、日本、新加坡、香港、中国标准编号：AISI P20， 德国及有些欧洲国家编号：DIN：1.2311、1.2378、1.2312 硬度：HRC280400 特性：1.此种钢是预硬钢，一般不适宜热处理，但是可以氮化处理，2.硬度比中炭钢高，变形也比中炭钢稳定3.由于已作预硬处理，机械切削也不太困难， 用途：很合适做一些中下价模具的镶件，有些生产大

5、批量的模具模架也采用此钢材 常规品牌：瑞典：718S （330340HRC），718H （340380HRC）日本：NAK 80（400HRC+20） ，NAK55（400HRC+20）德国： GS-711（硬度340360HRC） GS738（硬度320350HRC）GS808VAR（硬度380420HRC）GS318（硬度290330HRC）GS（硬度 290330HRC） 注意：1. NAK 80做定模镶件，2. NAK55做动模镶件，但不能直接做EDM纹（含硫） ；3. GS312含硫不能做EDM纹，在欧洲做模架较为普遍 ，3. H13热作钢 美国、中国、香港、新加坡、标准编号：AIS

6、I H13， DIN：（欧洲）1.2344 日本： SKD61 硬度： HB185HB230须热处理。 特性： 1. 用在塑胶模具上的硬度一般是480520HRC，也可氮化处理2.由于须要热处理，加工较为困难，故在模具的价格上比较贵一些3.若是须要热处理到40HRC 以上的硬度，模具一般用机械加工比较困难，所以在热处理之前一定要先做工件的粗加工4.运水孔，螺钉孔，及攻牙必须做好才进行热处理，否则要 退火重做，那么是费时失事的 常规品牌：一胜百（ASSAB）：8407；德胜（THYSSEN）：GS344ESR或GS344EFS。（一般用在定件的是GS344ESR，用在动件的是GS344EFS）

7、；日本大同制钢： DAIDO STEEL HI5. 420 （不锈钢） AISI：420 STAVAX DIN：1.2083 硬度：HB180240， 特性：1.须要热处理，应用硬度480520HRC，2.不适合氮化热处理（锐角的地方会龟裂），3.耐腐蚀及抛光的效果良好，一般用于透明胶件及有腐蚀性的胶料，例如：PVC及防火料等等 常规品牌：一胜百（ASSAB）：S-136ESR德胜：GS083-ESR、GS083 GS083VAR；6. 420 预硬不锈钢 DIN：1.2316 AISI： 420 STAVAX 硬度：HB265380， 特性：1.不适用于透明胶件，因为抛光到高光洁度时，由于硬

8、度不够很容易有坑纹，同时在啤塑也很易有花痕，要经常再抛光，2.硬度不高，机械切削较易，3.耐腐蚀，常用于具腐蚀性的胶料。常规品牌：一胜百(ASSAB）：S-136H（HB290330）德胜钢厂(THYSSEN）：GS316（HB265310）GS316ESR （3034HRC）GS083M（HB290340）GS128H（3842HRC）日本大同（DAIDO）： PAK90（HB300330）10. 油钢AISI 01， DIN 1.2510 构造用鋼之場合,回火之目的,系 將其組織轉化為有高韌性之糙斑鐵, 施行溫度在500600之高溫退火. 高合金鋼及高速鋼施行一次回火,回 火效果不能充份之

9、場合,得施行23次 之返复回火.此外,為使提高机械性能 之場合,亦得施行23回之返复回火. 圖7示含碳量為0.45%之碳素鋼,不同 回火溫度時机械性能之變化.氮化 氮化亦為使鋼件表面硬化之方法,在氨气或含氮之适當媒劑 中加熱,使形成 局部含氮量增加之操作.氮化層非常硬,有特殊卓越之耐磨耗性,耐蝕性亦較良好.因之對型模,特別 為摩擦部分有非常效果.氮化有諸多方法,普通施行者有下列方法.(1) 气体氮化法被處理件裝於氮化箱內,置入於爐中,通入氨气,溫度為500550左右,氮化 時間為50100小時.此种方法為低溫處理,使熱處理變形接近於無,氮化層非常硬,大至在 Hv10001200左右.氮化層厚度

10、標准,使用氮化鋼之場合,50小時為0.5mm,100小 時為0.7mm.使用材料希望為含鋁之氮化鋼.(2) 低溫鹽槽氮化方法(軟氮化法)此种方法施行於氯化鉀(KCN)等熔解鹽槽中,處理溫度為約550.在熔解鹽槽施行氮化与滲碳處理方法相同,但以氮化為主之處理溫度較低.氮化時間較气体氮化法為极短,12小時.此种方法所得之表面層硬度,低碳 鋼,中碳鋼場合約為Hv570680左右,較气体氮化法為低,耐磨耗性,韌性等卓越, 燒接及燒合等防止有特殊效果.再者,熱處理應力极為微小.使用材料以不含氮化 生成元素之普通鋼為佳. 電 鍍電鍍為在型模表面被覆其他金屬,增加表面光澤,提高表面硬度,增 強耐蝕性等之表面

11、處理方法,對型模作下列處理. (1) 鍍硬鉻 此為對型模廣泛施行之處理.此電鍍法將型模浸入於以無水鉻酸為 主体之電解液中,通以電流,鉻析出電著於型模表面. 普通鍍層厚約為0.0050.05mm,施行於型模場合,以0.010.02mm左 右最為适當. 在型模表面施行電鍍硬鉻之場合,得提高增進下列各項特征. 1) 脫模良好.鍍鉻面光滑如鏡,脫模非常卓越. 2) 鍍層面硬,耐磨耗性佳,不易刮傷.鍍層面硬度約為Hv9001000左 右. 3) 形成良好之耐蝕性.鉻面除對鹽酸,稀硫酸等一部份化學品有作 用外,對其他藥品安定. 4) 有良好光澤.鉻面具有精美之光澤,能反映於成形品上,能提高成 形品之商業价

12、值. (2) 無電解鍍鎳 此法不經電解作用,以化學方法施行鍍著(例如無電解鍍 著法).鍍著經由附著於被處理材上之触媒劑傷鎳被還原 ,行成表面鍍著層.此种鍍著之特性為. 1) 不致發生電鍍之鍍層厚度差,為較為均勻鍍著法. 2) 表面不生針孔,光滑而硬.經由熱處理硬度更能上升. 鍍層硬度偶而可達Hv500左右,施行熱處理者可上升至 Hv800900左右. 3) 密著性良好,不易剝离. 4) 耐蝕性良好.鍍著面之化學耐蝕性几与純鎳相匹.模具设计合理化Rationalization of Mold Design模具設計合理化的目的 一副模具的好壞，有三個主要關鍵：模具設計、加工 技術、以及鉗工組立。

13、隨著機台加工精度的提昇，現今模具廠的加工技術都 有水準之上。模具的好壞，設計人員與鉗工的功力變 成了決定因素。 在模具尚未加工前，如果能在設計圖上按照順序檢查 出可能的問題，並且加以解決，模具的問題自然減少 。模具設計圖 模具設計圖是一副模具的基本資料。如果有標準的檢 查表，就能夠從模具設計圖面上找出可能的問題。 對於非模具專業人員，一份組立圖往往看的頭昏腦脹 。其實，如果瞭解模具設計人員的想法，並且依照上 述檢查點檢視圖面，模具圖的檢查工作其實是非常容 易的。塑膠模具設計順序分模面設計Parting Plane Design 澆注系統設計Filling System Design冷卻系統設計

14、Cooling System Design排氣系統設計Venting System Design脫模機構設計Ejecting System Design分模面為了將成品及凝固 的流道從模穴中取 出，模穴必須能夠 分成兩個或者是數 個主要的部分。這 些可以分離部分的 接觸表面，通稱為 分模面。分模面的位置判斷 分模面位置放置不當，有時候造成的成型問題，會完 全無法解決。 通常分模面判斷會出現問題者，多半是產品上有兩個 以上的開模方向；一般設計者在進行設計時，多半會 將行程較短側以滑塊設計。 然而，滑塊機構合模時能夠提供的鎖模力較小，若該 方向之產品投影面積較大，很容易會發生問題。原子筆筆筒設計一

15、設計二USB 隨身碟下蓋充填模式下蓋模仁3D組立上蓋充填模式母模滑塊上蓋模仁3D 組立分模面定位在成型過程中，模 板的定位主要是靠 四支導柱的定位。 但是當模座較大時 ，導柱的公差也會 隨之增大，定位的 效果也會較差。為 了幫助定位效果， 在模座的四周可以 安裝導柱輔助器， 協助模具公母模板 的開閉時的定位。 或者是利用分模面 定位的設計，讓模 具閉合的效果提高 。導柱輔助器（分型面管位块）的安裝日光燈燈罩成型材料: PMMA成型機噸數: 400 噸(一模一穴)問題: 成型不穩定, 壁厚不均勻CAE 分析原有的拆模方式修改後的拆模方式卡車車門閂CAE 分析公母模仁側視圖公模仁圖把手公母模仁側視

16、圖公模仁3D圖分模面的定位分模面是否有尖角 模具的分模面設計如果有尖角，在成型過程中，該尖 角位置因為應力集中的影響，比較容易崩壞。 進行3D模仁設計時，必須注意分模面上是否有尖角出 現；因為如果分模面上出現尖角，模具的壽命可能會 縮短；可以與產品設計人員討論，檢查是否可以修改 產品造型。滑雪靴的分模面修改滑雪靴上壓板 Shoes High_back產品造型公模仁分模面設計檢查點分模面的位置決定分模面定位分模面尖角澆注系統的合理化 澆注系統是指模具中，從射出機噴嘴起，到模穴入口 為止的塑料熔體的流通管道，或者是在這個通道內冷 凝的固體塑料。 澆注系統分為普通流道系統（冷流道）以及熱澆道系 統兩大類，普通流道系統包括了流道（由主流道、分 流道，以及冷料井