模具设计与制造 教学课件 ppt 作者 杨占尧 第4章 塑料注射模制造与装配

1、第4章 塑料注射模具制造与装配,学习目的及要求 熟悉塑料注射模具制造过程 掌握塑料注射模具成型零件加工要点 熟悉塑料注射模具装配的工艺过程 了解塑料注射模具的装配方法 熟悉塑料注射模具的装配要点 了解塑料注射模具的组件装配 了解塑料注射模具的总装与试模,4.1 塑料注射模具制造特点,塑料注射模具是采用注射成型方法生产塑料制品的必备工具。塑料注射模具的制造过程是指根据塑料制品零件的形状、尺寸要求,制造出结构合理、使用寿命长、精度较高、成本较低的能批量生产出合格产品的模具的过程。,注射模具是塑料模具中结构最复杂、制造难度最大、制造周期最长、涉及的加工方法与设备最多、加工精度要求最高的一类模具。注射模具的加工难点主要体现在成型零件的结构复杂、形状不规则，大多为三维曲面，而且尺寸与形状精度和表面粗糙度要求高，很难用较少的几道工序或简单的加工方法完成，往往需要多道工序反复加工才能达到要求。注射模具的制造内容主要包括模架的制造、成型零件的制造和其他辅助结构件的制造。,4.1.1 模具制造过程的基本要求,在生产塑料注射成型模具时,其模具制造过程应满足以下基本要求: 1. 保证模具质量 模具的质量由制

2、造工艺规程所采用的加工方法、加工设备及生产操作人员来保证。保证模具质量就是指在正常生产条件下,按工艺过程所加工的模具应能达到设计图样所规定的全部精度和表面质量要求,并能够批量生产出合格的产品。,2. 保证模具使用寿命 模具的使用寿命是指模具在使用过程中的耐用程度,一般以模具生产出的合格制品的数量作为衡量标准。高的使用寿命反映了模具加工制造水平,是模具生产质量的重要指标。 3. 保证模具制造周期 模具制造周期是指在规定的日期内,将模具制造完毕。在制造模具时,应力求缩短模具制造周期,这就需要制定合理的加工工序,应尽量采用计算机辅助设计( CAD)和计算机辅助制造( CAM)。模具制造周期的长短,反映了模具生产的技术水平和组织管理水平。,4. 保证模具成本低廉 模具成本是指模具的制造费用。为降低模具的制造成本,应根据制品批量大小,合理选择模具材料,制定合理的加工规程,并设法提高劳动生产率。由于模具是单件生产,机械化、自动化程度不高,所以模具成本较高。 5. 保证良好的劳动条件 模具的制造工艺过程要保证操作工人有良好的劳动条件,防止粉尘、噪音、有害气体等污染源产生。,6. 提高经济效益,模具的

3、制造工艺要根据现有条件,尽量采用新工艺、新技术、新材料,以提高模具的生产效率,降低成本,使模具生产有较高的技术经济效益和水平。,4.1.2 模具制造过程,塑料模具的制造过程包括以下内容: 1.模具图样设计 模具图样设计是模具生产中最关键的工作,模具图样是模具制造的依据。模具图样设计包括以下内容:,（1） 接受任务书 “模具设计任务书”通常由塑料制件工艺员根据成型塑料制件任务书提出，经主管领导批准后下达，模具设计人员以“模具设计任务书”为依据进行模具设计。其内容应包括：经过审签的正规塑料制件图纸，并注明所用塑料的牌号与要求（如色泽、透明度等）；塑料制件的说明书或技术要求；成型方法；生产数量；塑料制件样品（可能时）。,（2） 调研、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料，以备设计模具时使用。 消化塑料制件图，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，如：塑件的原材料、表面形状、颜色与透明度、使用性能与要求；塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况；熔接痕、缩孔等成型缺陷出现的可能与允许程度；浇口、顶杆等可以设置的部位；有无涂装、电镀、胶接、

4、钻孔等后加工等，此类情况对塑件设计均有相应要求。选择塑件精度最高的尺寸进行分析，察看估计成型公差是否低于塑件的允许公差，能否成型出合乎要求的制件。若发现问题，可对塑件图纸提出修改意见。,分析工艺资料，了解所用塑料的物化性能、成型特性以及工艺参数，如材料与制件必须的强度、刚度、弹性；所用塑料的结晶性、流动性、热稳定性；材料的密度、粘度特性、比热容、收缩率、热变形温度以及成型温度、成型压力、成型周期等。并注意收集如弹性模量、摩擦因数、泊松比等与模具设计计算有关的资料与参数。 熟悉工厂实际情况，如：有无空压机及模温调节控制设备；成型设备的技术规范；模具制造车间的加工能力与水平；理化室的检测手段等。以便能密切联系工厂实际，既方便又经济地进行模具设计工作。,（3） 选择成型设备 在设计模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。以注射机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸。顶出方式与距离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最大与最小厚度、模板行程等，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与

5、使用。,（4） 拟定模具结构方案 理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起： 塑件位置 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；, 型腔布置 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高低等确定型腔的数量与排列方式； 选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等； 确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴，浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；, 选择脱模方式 考虑开模、分型的方法与顺序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱模零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及测向分型与抽芯机构的选择与设计； 模温调节 孔道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系； 确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与

6、装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；, 支承与联接 如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。 结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据与基础。 （5）方案的讨论与论证 拟定初步方案时，应广开思路，多想一些办法，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合理的方案。,（6） 绘制模具装配草图 总装配图的设计过程比较复杂，应先从画草图着手，经过认真的思考、讨论与修改，使其逐步完善，方能最后完成。草图设计过程是“边设计（计算）、边绘图、边修改”的过程，不能指望所有的结构尺寸与数据一下就能定的合适，所以在设计过程中往往需反复多次修改。其基本作法就是将初步拟定的结构方案在图纸上具体化，最好是用坐标纸，尽量采用1：1的比例，先从型腔开始，由里向外，主视图、俯视图与侧视图同时进行：, 型腔与型芯的结构； 浇注系

7、统、排气系统的结构形式； 分型面及分型、脱模机构； 合模导向与复位机构； 冷却或加热系统的结构形式与部位； 安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置； 确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。,（7） 绘制模具装配图 绘制模具装配图时应注意做到以下几点： 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的结构草图，按标准画在正式图纸上； 将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全；, 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配确定的尺寸要求等），使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修、保管等，达到要求； 全面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。,（8） 绘制零件图 绘制零件图时应注意做到以下几点： 凡需自制的零件都应画出单独的零件图； 图形尽可能按1：1的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，投影正确，布置得当；, 统一考虑尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度的标注方法与位置，避免拥挤与干涉，做到正确、完整、有序，可将用得最多的一种粗糙度以“其余”的形式标于

8、图纸的右上角； 零件图的编号应与装配图中的序号一致，便于查对； 标注技术要求，填写标题栏；,3.制定模具加工工艺规程,工艺规程是按照模具设计图样,由工艺人员制定出整个模具或各个零部件制造的工艺过程。模具加工工艺规程通常采用卡片的形式送到生产部门。一般模具的生产以单件加工为主,工艺规程卡片是以加工工序为单位,简要说明模具或零部件的加工工序名称、加工内容、加工设备以及必要的说明,它是组织生产的依据。表4-1为模具型芯的加工工艺卡。,表4-1 模具型芯加工工艺卡,返回,制定工艺规程的基本原则是:保证以最低的成本和最高的效率来达到设计图样上的全部技术要求。所以在制定工艺规程时应满足: 设计图样要求 最低成本要求 生产时间要求 生产安全要求,4. 组织模具零部件的生产,按照零部件的加工工艺卡片组织零部件的生产,一般可以采用机械加工、电加工、铸造、挤压等方法完成零部件的加工过程,制造出符合设计要求的零部件。,零部件的生产加工质量直接影响到整个模具的使用性能和寿命。在实际生产中,零件加工质量包括机械加工精度和机械加工表面质量两部分内容。机械加工精度指零部件经加工后的尺寸,几何形状及各表面相互位置等参

9、数的实际值与设计图样规定的理想值之间相符合(或相近似)的程度,而它们之间不相符合(或差别)的程度则称为加工误差。加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示,即精度越高,加工误差越小。机械加工表面质量是指零部件经加工后的表面粗糙度、表面硬度、表面缺陷等物理-机械性能。,在零部件加工中,由于种种因素的影响,零部件的加工质量必须允许有一定的变动范围(公差范围),只要实际的加工误差在允许的公差范围之内,则该零部件就是合格的。,5. 塑料注射模具装配与调试,按规定的技术要求,将加工合格的零部件,进行配合与连接,装配成符合模具设计图样装配图要求的模具。 塑料注射模具的装配过程也会影响模具的质量和模具的使用寿命。将装配好的模具固定在规定的注射成形机上进行试模(也可以在专门的试模机上试模)。在试模过程中,边试边调整、校正,直到生产出合格的塑料制品为止。,6.模具检验与包装,将试模合格的模具进行外观检验,打好标记,并将试出的合格的塑料制品随同模具进行包装,填好检验单及合格证,交付生产部门使用。,4.2 塑料注射模具制造要点,4.2.1 模架制造要点 在注射模具中，模架是整套模具的基础部件，对模具的总体质量和使用寿命具有非常重要的作用。模架的制造分为两种情况：一种是自制模架；另一种是采用标准模架，进行局部的二次加工。,1.自制模架的制造要点,模架主要由模板和定位、导向与紧固件组成，紧固件常用标准件，不需加工。因此，模架的制造主要是模板和导向定位件的加工。模板的加工主要是面、孔或槽的加工。模板的上、下面要求平行，侧面要求与上、下面垂直。模板加工时，以互相垂直的两个相邻侧面作为基准，所有其他孔、槽加工与测量都要以此为依据。基准面的粗糙度应达到Ra1.6 m。各模板的基准面方位应保持一致，最终装配时也是以此为基准，形成模具的基准角。,模板材料常用45钢，重要的模板应进行调质处理，硬度值为240270HB。模板各面以刨或铣、磨削加工为主，上、下面一般先铣或刨后磨削，表面粗糙度应达到Ra1.6 mRa0.8 m。动、定模板分型面的加工精度要高些，要求模具装配后分型面的贴合间隙值应控制在0.020.04mm以内。模板上的导柱、导套孔和固定圆柱形型芯的孔，以及复位杆和推出杆孔等有配合精度要

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