模具,工業(yè)生產上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產品的各種模子和工具。簡而言之,模具是用來制作成型物品的工具,這種工具由各種零件構成,不同的模具由不同的零件構成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現物品外形的加工。素有“工業(yè)之母”的稱號。在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。廣用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造,以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的輪廓或內腔形狀,應用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)。應用內腔形狀可使坯料獲得相應的立體形狀。模具一般包括動模和定模(或凸模和凹模)兩個部分,二者可分可合。分開時取出制件,合攏時使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具,形狀復雜,承受坯料的脹力,對結構強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求,模具生產的發(fā)展水平是機械制造水平的重要標志之一。其中,隨著高分子塑料的快速發(fā)展,塑料模具與人們的生活密切相關。虹口區(qū)專業(yè)模具開發(fā)案例
因為當熔融料擠出的速率較低時,擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀;但是當熔融物料擠出速率達到某一限度時,擠出物表面就會變得粗糙、失去光澤,出現鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現象。當擠出速率進一步增大時,擠出物表面出現畸變,甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。因此擠出速率的控制至關重要。亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預熱的加料室內,然后把壓柱放入加料室中鎖緊模具,通過壓柱向塑料施加壓力,塑料在高溫、高壓下熔化為流動狀態(tài),并通過澆注系統(tǒng)進入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法,也稱傳遞模塑成型。壓注成型適用于各低于固性塑料,原則上能進行壓縮成型的塑料,也可用壓注法成型。但要求成型物料在低于固化溫度時,熔融狀態(tài)具有良好的流動性,在高于固化溫度時,有較大的固化速率。虹口區(qū)專業(yè)模具開發(fā)案例模具具有特定的輪廓或內腔形狀。
收縮量,在制造吸塑成型模具時一定要考慮到下列的收縮因素。①成型制品收縮。如果不能清楚地知道塑料的收縮率,則必須取樣或用相似形狀的模具通過試驗來得到。注意:通過這種方法只能得到收縮率,不能得到變形尺寸。②中間介質的不利影響造成的收縮,如陶瓷、硅橡膠等。③模具所用材料的收縮,如鑄造鋁時的收縮。按國家職業(yè)定義,模具設計是:從事企業(yè)模具的數字化設計,包括型腔模與冷沖模,在傳統(tǒng)模具設計的基礎上,充分應用數字化設計工具,提高模具設計質量,縮短模具設計周期的人員。沖壓模具之構成將依模具種類及構成及相異,有順配置型構造與逆配置型構造二大類。前者是常使用的構造,后者構造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。模板之尺寸應大于工作區(qū)域,并選擇標準模板尺寸。模板鎖緊螺絲之位置配置與模具種類及模板尺寸有關。其中單工程模具常使用鎖緊螺絲配置于四邊角,標準形式工作區(qū)域可廣大使用。長形之模具及連續(xù)模具常使用鎖緊螺絲配置于四邊角及中間位置。
嵌入件之固定方法:嵌入件固定方法之決定因素有不變動其加工的精度、組立及分解之容易性、調整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四種:A.以螺絲固定,B.以肩部固定,C.以趾塊固定,D.其上部以板件壓緊。凹模板之嵌入件固定方法亦有采用壓入配合,此時應避免因加工熱膨脹而產生的松弛結果,使用圓形模套嵌入件加工不規(guī)則孔穴時應設計回轉防止方法。嵌入件組立及分解之考量:嵌入件及其孔穴加工精度要求高以進行組立作業(yè)。為得到即使有稍微的尺寸誤差亦能于組立時加以調整,宜事先考慮解決對策,嵌入件加工之具體考慮事項有下列五項:A.設有壓入導入部,B.以隔片調整嵌入件之壓入狀態(tài)及正確位置,C·嵌入件底面設有壓出用孔穴,D.以螺絲鎖緊時宜采用同一尺寸之螺絲,以利鎖固及松開,E.為防止組立方向之失誤,應設計防呆倒角加工。簡而言之,模具是用來制作成型物品的工具。
尺寸穩(wěn)定,在成型過程中,塑件與模具接觸的面要比離開模具部分的尺寸穩(wěn)定性更好。如果日后由于材料剛度的需要要求改變材料厚度,可能導致要將陽模轉換為陰模。塑件的尺寸公差不能低于收縮率的10%。塑件表面,就成型材料能夠包住的范圍而言,塑件可見面的表面結構應在與模具接觸處成型。如果可能的話,塑件的光潔面不要與模具表面接觸。就像采用陰模制造浴盆和洗衣盆的情況。修飾,如果使用機械式水平鋸鋸掉塑件的夾持邊,在高度方向上,至少要有6~8mm的余量。其他的修整工作,如磨削、激光切削或射流,也必須留有余量。刀口模切割線間的間隙小,沖孔模修整時的分布寬度也很小,這些都是要注意的。收縮和變形,塑料易收縮(如PE),有些塑件易變形,無論如何預防,塑件在冷卻階段都會發(fā)生變形。在這種條件下,就要改變成型模具的外形來適應塑件的幾何偏差。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現物品外形的加工。虹口區(qū)專業(yè)模具開發(fā)案例
非金屬模具分為:塑料模具、無機非金屬模具、砂型模具、真空模具和石蠟模具等。虹口區(qū)專業(yè)模具開發(fā)案例
因為不同的成型模具已應用很多領域,加之專業(yè)模具的制造技術在這些年也有了一定的變化發(fā)展,因此在這部分,總結了真空吸塑成型模具的一般設計規(guī)則。真空吸塑成型模具的設計包括了批量大小、成型設備、精度條件、幾何形狀設計、尺寸穩(wěn)定性及表面質量等內容。批量的大小實驗用,模具產量小時,可采用木材或樹脂進行制造。但是,如果實驗用模具是為了獲得制品有關收縮、尺寸穩(wěn)定性及循環(huán)時間等的數據時,應該使用單型腔模具來實驗,且能保證其能在生產條件下運用。模具一般用石膏、銅、鋁或鋁-鋼合金制造,很少用到鋁-樹脂。幾何形狀設計,設計時,經常要綜合考慮尺寸穩(wěn)定性及表面質量。例如,制品設計和尺寸穩(wěn)定性要求采用陰模(凹模),但是表面要求光澤度較高的制品卻要求使用陽模(凸模),這樣一來,塑件訂購方會綜合考慮到這兩點,以使制品能在比較好條件下進行生產。經驗證明,不符合實際加工條件的設計往往是失敗的。虹口區(qū)專業(yè)模具開發(fā)案例
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