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1、 我们的回忆我们的回忆 模具是制造过程中的重要工艺装备，模具工业模具是制造过程中的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础产业，是技术密集的高技术行业，是国民经济的基础产业，是技术密集的高技术行业，模具专业人才是制造业紧缺人才。模具专业人才是制造业紧缺人才。模具制造技术技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。在日本模具被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。模具在铸造、锻造、冲压、塑料塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行业中得到广泛的应用。 模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为 “百业之母”、“效益放大器”。 用模具生产的最终产
2、品价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。据统计，模具业产值与其相关业产值之比约为1100，即每1亿元模具即可带动约100亿元的相关产业的发展，模具业的整体发展态势成为折射相关行业发展的一面镜子。 一、模具概述一、模具概述 行业保持产销两旺、持续高速发展，模具产量、质量进一步得到提高。中国的模具市场十分广阔，特别是在汽车制造业和IT制造业发展的带动下，对模具的需求量和档次也越来越高，同时精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。2007年模具销售额870亿人民币，比上一年增长21，模具出口14.13亿美元，比上一年增长357，模具进口仍保持在20亿美元。数据显示着我国模具整体实力进一
3、步加强。用模具生产的产品以零件总数百分比计算：汽车、拖拉机6070 %，无线电通讯、机电6075 %，钟表、家电95 %。可以说，在人类生活中到处都能看到模具技术生产出来的产品，在国防、航空、航天工业生产中也占有很大的比例。 某些发达国家的模具总产值已经超过了机床工业的总产值，模具工业已经从从属地位发展成为独立的行业。近10年来，我国模具工业均以每年15以上的增长速度快速发展。“十一五”期间，我国模具 模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力决定着一个国家制造业的
4、国际竞争力。二、模具制造技术的发展二、模具制造技术的发展模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。现代模具制造技术正朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。具体表现在模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的CIMS技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术等先进制造技术方面。 1、高速铣削：第三代制模技术、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的加工精度和表面质量，而且与传统的切削加工相比具有温升低(
5、加工工件只升高3)，热变形小，因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工；还由于切削力小，可适用于薄壁及刚性差的零件加工；合理选用刀具和切削用量，可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。高速铣削加工技术仍是当前的热门话题，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。2、电火花铣削和、电火花铣削和“绿色绿色”产品技术产品技术 从国外的电加工机床来看，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的水平，目前国外的新动向是进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)的研究开发，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极作三维
6、或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。 3、新一代模具、新一代模具CAD/CAM软件技术软件技术 目前，英、美、德等国及我国一些高等院校和软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点。新一代模具软件以立体的思想、直观的感觉来设计模具结构，所生成的三维结构信息能方便地用于模具可制造性评价和数控加工，这就要求模具软件在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和组织与管理方面达到相当完善的程度并有较高集成化水平。在新一代模具软件中，可制造性评价主要包括模具制造技术费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、
7、模具结构及成形性能的评价等。新一代软件还应有面向装配的功能，因为模具的功能只有通过其装配结构才能体现出来。采用面向装配的设计方法后，模具装配不再是逐个零件的简单拼装，其数据结构既能描述模具的功能，又可定义模具零部件之间相互关系的装配特征，实现零部件的关联，因而能有效保证模具的质量。科研院所开发的模具软件，具有新一代模具CAD/CAM 4、先进的快速模具制造技术、先进的快速模具制造技术 （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。（2）无模多点成形技术是用高度可调的冲头群体代替传统模具进行板材曲面成形的又一先进制造技术，无模多点成形系统以CAD/CAM/CAT
8、技术为主要手段，快速经济地实现三维曲面的自动成形。5、镜面抛光的模具表面工程技术、镜面抛光的模具表面工程技术模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分，是模具制造过程中后处理的重要工艺。目前，国内模具抛光至Ra0.05m的抛光设备、磨具磨料及工艺，可以基本满足需要，而要抛至Ra0.025m的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具在生产中的大规模应用，模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及材料等方面还存在一定问题，所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要 求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口。模具表面抛光不单受抛光设备和工艺技术的影响，还受
9、模具材料镜面度的影响，这一点还没有引起足够的重视，也就是说，抛光本身受模具材料的制约。例如，用45#碳素钢做注塑模时，抛光至Ra0.2m时，肉眼可见明显的缺陷，继续抛下去只能增加光亮度，而粗糙度已无望改善，故目前国内在镜面模具生产中往往采用进口模具材料，如瑞典的一胜百136、日本大同的PD555等都能获得满意的镜面度。 三、塑料模具的分类热固性塑料模热固性塑料模按成型材料分热塑性塑料模热塑性塑料模按模具结构分单分型面注射模单分型面注射模双分型面注射模双分型面注射模带侧向分型与抽芯机构塑料模带侧向分型与抽芯机构塑料模自动卸螺纹塑料模自动卸螺纹塑料模 按型腔数目分单型腔模具单型腔模具多型腔模具多型
10、腔模具按分型面特征分水平分型面模具水平分型面模具垂直分型面模具垂直分型面模具水平、垂直分型面模具水平、垂直分型面模具三、塑料模具的分类 动模动模安装在注射机移动工作台面上的那一 半模具，可随注射机做开合运动。定模定模安装在注射机固定工作台面上的那一半模具。注射模压缩模上模上模安装压机上工作台面上的那一半模具。下模下模安装压机下工作台面上的那一半模具。四、塑料模具的组成及基本结构 结构零件结构零件：在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。成型零件成型零件：直接与塑料接触的决定塑件形状和尺寸精度的零件。四、塑料模具的组成及基本结构 动模动模定模定模型芯型芯型腔型腔产品产品 实物图实物图平平面
11、面图图 标准件：2、内六角圆柱头螺钉 7、内六角圆柱头螺钉 9、动模板 11、导柱12、导套13、导套14、内六角圆柱头螺钉 17、止转螺钉 21、内六角圆柱头螺钉 24、密封圈 26、弹簧非标准件：1、动模座板3、推板4、推杆固定板 5、复位杆 6、垫块 8、支撑板10、推件板15、拉料杆16、浇口套18、型腔镶件19、型芯 20、定模板22、定模座板23、装配图装配图隔水板25、堵头 单单分分型型面面塑塑料料模模具具 动模动模定模定模型芯型芯型腔型腔产品产品 平面图平面图实实物物图图 上模部分浇口套 上模座板 脱浇板 型腔板 导柱 导套 拉料杆 内六角圆柱头螺钉 下模部分：推件板 型芯 型
12、芯固定板 支撑板 复位杆 挡水板 塑料拉钩定位轴 塑料拉钩 橡胶圈 内六角圆柱头螺钉 推杆固定板 推板 动模座板装配图装配图 五、注射模塑原理 又称注射成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。注射模塑注射模塑注射模塑注射模塑颗粒、粉颗粒、粉状塑料状塑料注射机注射机料筒料筒加热加热熔融熔融充模充模冷却冷却固化固化塑件塑件 二、注射成型设备注射机1.注射机的主要作用顶件开模与合模动作注射结束，进行保压与补缩在一定压力和速度下将塑料注入型腔加热熔融塑料，达粘流态达粘流态合模单元合模单元注射单元注射单元 二、注射成型设备注射机注射机2、注射机的
13、分类 指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。塑化：塑化：柱塞式注射机注射机按塑化方式分为：螺杆式注射机 卧式卧式、立式立式和角式注射机角式注射机按外形可分为：按外形可分为： 柱塞式注射机 4.螺杆式注射机螺杆式注射机结构图 很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。 最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。 塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。塑化不均塑化不均：最大注射量受限最大注射量受限：注射压力损失大：注射压力损失大：柱塞式注射机存在的缺点缺点缺点缺点：5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较螺杆式
14、注射机与柱塞式注射机的比较 从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。易产生层流现象且料筒难于清洗易产生层流现象且料筒难于清洗注射速度不均：注射速度不均：5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较 螺杆式注射机的优点优点优点优点：借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑化能力大。4.螺杆式注射机加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。 5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较 螺杆式较柱塞式多一旋转动
15、作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。 螺杆式注射机模塑工作循环螺杆式注射机模塑工作循环合合模模注注射射保保压压冷冷却却开开模模顶顶件件合合模模注注射射螺杆预热螺杆预热 2.5塑料注射模塑工艺三、注射成型工艺注射过程注射过程成型后处理成型后处理成型前准备成型前准备原料的检验、染色和干燥模具清理嵌件预热料筒清理退火调湿 2.5塑料注射模塑工艺三、注射成型工艺1.成型前准备原料检验原料检验原料染色原料染色原料干燥原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥 2.5塑料注射模塑工艺三、注射成型工艺2.注射过程原料检验原料检验预处理预处
16、理合合模模注注射射装入料斗装入料斗保保压压脱脱模模装入嵌件装入嵌件清理料筒清理料筒清理模具清理模具涂脱模剂涂脱模剂嵌件清理、预热嵌件清理、预热预塑化预塑化塑件后处理塑件后处理冷冷却却 2.5塑料注射模塑工艺三、注射成型工艺3.注射成型后处理 放在一定温度一定温度一定温度一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。 将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100120)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。退火：退火：调湿：调湿： 退火的温度退火的温度退火的温度退火的温度：高于使用温度1020，低于相变温度1020。 2.5塑料注射模塑工艺四、
17、注射成型工艺条件温度温度压力压力时间时间（成型周期）（成型周期） 2.5塑料注射模塑工艺1.温度四、注射成型工艺条件料筒温度：料筒温度：喷嘴温度：喷嘴温度：模具温度：模具温度： 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度； 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。温度过高温度过高温度太低温度太低略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解； 2.5塑料注射模塑工艺2.压力四、注射成型工艺条件塑化压力：塑化压力：塑化压力
18、：塑化压力： 又称背压背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。注射压力：注射压力：注射压力：注射压力： 柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MPa，它的作用作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。 注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。 完成一次注射模塑过程所需的时间。2.5塑料注射模塑工艺3.成型时间四、注射成型工艺条件成型周期或总周期成型周期或总周期成型周期或总周期成型周期或总周期成型周期成型周期充模时间充模时间注射时间注射时间闭模冷却时间闭模冷却时间其它时间其它时间保压时间保压时间 开合模动作 带侧向分型与抽芯机构塑料模带侧向分型与抽芯机构塑料模 带侧向分型与抽芯机构塑料模带侧向分型与抽芯机构塑料模 自动卸螺纹塑料模自动卸螺纹塑料模
