模具 第二章

第二章 注塑模具设计实例实例一：单分型面注塑模具设计一、塑件工艺性分析该塑件是一塑料瓶盖，如图2一1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，材料为聚乙烯（PE ，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑件的柔韧性），成型工艺性很好，可以注射成型。

二、塑成型设备的选择与成型工艺规程的编制 1． 注射机的选用 1)注射量的计算通过计算或Pro/E 建模分析，塑件质量m 为2.8g ，塑件体积V 1=3.077cm 3流道凝料的质量m 2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。

从上述分析中确定为一模八腔，所以注射量为：m =1.6nm ＝ 1.6 ×8 ×2.8=35. 84g2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A 2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A 2是每个塑件在分型面上的投影面积A 1的0.2倍～0.5倍，因此可用0. 35 nA 1来进行估算，所以A=nA 1＋A 2=nA 1＋0. 35nA 1＝1.35nA 1＝8412. 336mm2式中 A 1=24d= 0. 785 ×31. 52=778. 92mm 2F m ＝A p 型＝8412. 336 ×30＝252370N ＝252. 37kN 式中型腔压力p 型取30MPa （因是薄壁塑件，浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，取大一些）。

3）选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ 一60/450卧式注射机，见表2一12． 注塑成型工艺参数选用图2—1三、塑模具结构方案设计1．型腔数量的确定及型腔的排列1)型腔数量的确定该塑件精度要求不高，又是大批大量生产，可以采用一模多腔的形式。

考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模八腔的模具形式。

2)型腔排列形式的确定该塑件有两圈内螺纹，要使螺纹型芯从塑件上脱出，必须设计一套自动脱螺纹的齿轮传动结构，并且型腔的分布圆直径和齿轮分布圆直径相吻合，若采用一模八腔，型腔分布圆直径就相当大了，这样模具结构尺寸就比较大，加上齿轮传动系统，模具结构复杂，制造费用也很高。

第二章模具设计与制造在大型工业生产中，人们为了提高生产力，使工业用零件生产快捷、批量生产、外形美观、简洁、品质稳定及零件有预定的功用和使用寿命，故人们为此而设计了该零件外形可开合、多次重复使用的模腔，称之为模具。

第一节常用设备及工具一、常用设备：CNC加工中心、计算机铣床、计算机3D抄数机、车床、铣床、磨床、钻床、镗床、手提打磨机、砂轮机、磨刀机、手提砂轮机、吊钻机、电葫芦、线切割机、攻牙机、电焊机、氧焊机、氩焊机、手动压力泵、空气压缩机、锯床、雕刻机、灯箱、粹火炉、无心研磨床、拋光机等等二、常用工具:钳子、虎口钳、铁钻、扳手、六角匙、起子、铁锤、研磨石、手锯、锉刀、卡尺、千分尺、高度尺、分度尺、直尺、直角尺、角度尺、厚薄规、塞规、塞尺、外圆规、内圆规、R规、硬度测试仪、光洁度测试仪.第二节合金模和塑料模的主要区别:一、模具主要区别:二、适用啤注材料的区别:第三Array节工模的基本结构及各部分的常用材料一、模具常用部件名称及定义：１、上哥\下哥：上哥为嵌入上内模的镶件，下哥为嵌入下内模的镶件．２、上/下模镶针：嵌入上/下内模的销子叫上/下模镶针，用来制作工件上的盲孔或通孔等．３、行位/斜鸡/行位油板/斜鸡油板/斜边/压条：行位即滑块，行位的工作面为工件料位，有两面为滑动面，一面贴斜鸡（又名压座、压块）滑动，中间穿有斜边（又名斜导边、斜导销)，起推动行位的作用．另外在行位的工作面和斜鸡的滑动面都嵌有油板(即耐磨块)．４、方铁（垫脚)/底板:方铁在底板(又名底部固定板，下模板、Ｃ板）与下模框之间用来固定间隔距离,提供顶出啤件的行程，为弹簧提供行程范围．５、弹簧杆：又名弹簧柱,穿在弹簧中心，固定在面针板上，弹簧压缩复位时在下模的孔中行走．６、直边(导柱)/托司（导套)/直司（直套)：直边穿入托司或直司,沿内孔行走,使上下模作相对运动,对上下模作配位固定．７、面针板（顶针固定板）/管针(销钉、暗销）/托板(顶针托板)/底针板(推板、脱模板）：面针板用来固定顶针，顶针用管针固定在面针板上,底针板在压力机作用下将顶针和面针板推动,使顶针顶出工件．底针板、面针板和顶针在弹簧和回针的作用下复位．８、垃圾钉(限位钉）:为了保证不让可能掉下来的啤料垃圾影响顶针板的行程,在底板上装有垃圾钉，使托板与底板之间保持一定的距离．９、顶针(起模杆)/托针（有托顶针）/垃圾顶针：顶针、托针和垃圾顶针都是用来将工件顶出的，顶针和托针直接顶工件，不同的是托针下部要粗一些．垃圾顶针不直接顶工件，而是通过工件边上小水口流入垃圾钉孔口的啤料将工件顶出．１０、司筒(顶杆套、顶管、推管)/司筒针：司筒中间有一根固定的销子，司筒顺销子运动，顶出工件．中间的销子为司筒针．１１、大水口／细水口:流体流入内模的水口，开在工件边上的为大水口，开在工件中间的点浇口为细水口．１２、单托唧咀(A型浇套）/双托唧咀(B型浇套）:唧咀又名为水口司,浇道套，位于上模的中心，起浇道套筒的作用，与压力机的喷料咀连接,液态材料经此喷入内模．１３、分流锥（用于合金模)：分流锥又名为浇道分流器，水口分配器,喷入的液料由此分流出去．１４、唧咀中心线:唧中心线与压力机喷料咀中心线重合．１５、喉塞(管塞)：用来堵塞运水道的堵头．１６、水口板(浇道脱模板)：用来顶出浇道啤料．１７、勾针：用来将上模唧咀段的啤料拉到下模．１８、定位圈(法兰）：使压机喷料口，内模，唧咀成一线的定位圈．另外还有水口边、隔片、滑动锁、杯司(衬套）、O型圈（密封圈)、撑头（支柱)、球掣、锁扣、限位块、摇臂、拉板(拉杆）、推杆(剑身)、加速顶针机构、活动臂、回针（复位销)、提前回针、复位机构,提前复位机构、粗框、压板(面板、工字板、上模板)、分型面（分模线)、模具镶块、下模板（托板）、上模板、铜公、杯头螺丝(内六角螺丝）、平头螺钉、无头螺钉等．第四节模具设计注意事项：一、模图设计与绘制：模图设计就是依据客人要求制造产品的件数（即一模几头）,将产品在模具上进行排位,然后将模具结构用图纸的形式表示出来的过程; 绘好模图后,还要做加工工艺资料,来指示模具各部分的加工方法、加工要求等；最后还要对模图进行审核，才能正式做模. 有关模图的审核一般应考虑以下几点：1.检查一些料位过细且难走齐胶的产品零件是否离主流道太远,一些小件、薄型件、跳级多的件应尽量排在离唧咀较近的水道边.2.检查水口是否幵在适当的地方,水口应幵在能迅速填满型腔而不昜产生缩水或夹水纹的地方。

第五节拔模角度的确定原则拔模角度主要帮助从模具中取出成品，为确保产品纹理的准确与成功，正确的脱模角度是至关重要；拔模角度的确定必须考虑产品深度、产品功能、胶料特性（收缩率及韧性）等。

基本原理是每13微米的纹理深度，需要最少1°（500mm高度下）；要确保外壁不要因省模不精而产生弧面；要确保靠近分模边线不产生脱模0°的情况出现；如果牵涉到印纹的纹向，其角度更应增大或采取纹理深度渐变效果。

一、拔模角度的确定原则:◎若是可能，拔模角应该要尽可能大。

◎正常的拔模角度为1～2°，而肋则可选择0.5°的拔模角;◎前模（母模、定模）的拔模角度要略大于后模（公模、动模）的拔模角度,为防止产品粘前模。

注意倒装模的拔模角度确定，产品要留在前模，则相反。

◎若骨位深度不超过12.5mm(0.5inch)，且将需要拔模角的地方抛光，则可使用很小的拔模角。

◎每咬花13uｍ深时加上1～1.5°的拔模角。

◎咬花时所需的最小拔模角度与产品材料韧性、收缩率、壁厚、咬花种类有关。

◎若是需要完全没有拔模角，则要考虑使用侧向移动开模，如滑块。

二、常用模德纹号深度及出模角度（附表1）:注意单位纹号深度inch脱模角度° 纹号深度inch脱模角度°纹号深度uｍ脱模角度°MT-11000 0.0004 1° MT-11300 0.0025 3.5° MT11600 75 6.5MT-11010 0.001 1.5° MT-11305 0.005 7.5° MT11605 75 6.5MT-11020 0.0015 2.5° MT-11310 0.005 7.5° MT11610 100 8.5MT-11030 0.002 3° MT-11315 0.001 1.5° MT11620 75 6.5MT-11040 0.003 4.5° MT-11320 0.0025 4° MT11630 75 6.5MT-11050 0.0045 6.5° MT-11325 0.003 4.5° MT11640 75 6.5MT-11060 0.003 4.5° MT-11330 0.002 3° MT11650 100 8.5MT-11070 0.003 4.5° MT-11335 0.002 3° MT11660 100 8MT-11080 0.002 3° MT-11340 0.003 4.5° MT9088 80 6.5MT-11090 0.0035 5.5° MT-11345 0.003 4.5° MT9089 30 2.5MT-11100 0.006 9° MT-11350 0.0035 5.5° MT9090 50 4MT-11110 0.0025 4° MT-11355 0.0025 4° MT9091 50 4.5MT-11120 0.002 3° MT-11360 0.0035 5.5° MT9092 70 5.5MT-11130 0.0025 4° MT-11365 0.0045 7° MT9093 155 12MT-11140 0.0025 4° MT-11370 0.004 6° MT9094 85 6.5MT-11150 0.00275 4° MT-11375 0.004 6° MT9095 150 12MT-11160 0.004 6° MT-11380 0.004 6° MT9096 210 16.5MT-11200 0.003 4.5° MT-11400 0.002 3° MT9097 60 6MT-11205 0.0025 4° MT-11405 0.0025 4° MT9098 80 6.5MT-11210 0.0035 5.5° MT-11410 0.0035 5.5° MT9099 70 6.5MT-11215 0.0045 6.5° MT-11415 0.002 3° MT9100 55 5MT-11220 0.005 7.5° MT-11420 0.0025 4° MT9101 50 4.5MT-11225 0.0045 6.5° MT-11425 0.0035 5.5° MT9102 75 5.5MT-11230 0.0025 4° MT-11430 0.007 10° MT9103 90 7.5MT-11235 0.004 6° MT-11435 0.010 15° MT9104 160 13MT-11240 0.0015 2.5° MT-11440 0.0005 1.5° MT9105 90 7.5MT-11245 0.002 3° MT-11445 0.0015 2.5° MT1055-1 10 1.5MT-11250 0.0025 4° MT-11450 0.0025 4° MT1055-2 15 1.5MT-11255 0.002 3° MT-11455 0.003 4.5° MT1055-3 18 1.5MT-11260 0.004 6° MT-11460 0.0035 5.5° MT1055-4 25 2MT-11265 0.005 7° MT-11465 0.005 7.5° MT1055-5 25 2MT-11270 0.004 6° MT-11470 0.002 3° MT1055 40 3.5MT-11275 0.0035 5° MT-11475 0.002 3° MT1055-6 45 3.5MT-11280 0.0055 8° MT-11480 0.003 4.5° MT1055-7 70 5.5MT1055-8 80 6.5 备注:MT11001、MT11002、MT11003、MT11004、MT11005、MT11006、MT11007等,深度为10μm,脱模斜度为1.5°；。

第一节模具腐蚀皮纹工艺原理及其流程模具蚀纹又称咬花、晒纹、烂纹、蚀刻，都是模具表面纹面处理的同一工艺，只是叫法不同。

晒纹又有幼纹、细纹、粗纹、皮纹等纹路粗细种类。

英文一般如下写法：mould texture、mold texture、mould texturing、mold texturing。

塑胶模具钢蚀刻工艺：是一种在巳加工完成模具表面需要突出的部位,制造一种有纹面组织的模具表面处理方法。

图像腐蚀又称皮纹、皮纹蚀刻，这种皮纹结构可以使塑胶产品表面更方便的握持,同时还能保护产品表面以及提供良好的视觉效果；蚀刻技术能够制作许多种自然的或是人造皮纹组织图案。

一、晒纹原理与步骤：晒纹工序是目前最常用的在钢材表面形成一层惰性保护层的方法。

1.1首先,利用相片和电脑技术制成特定的蚀刻图案菲林底片;1.2然后一步步将菲林底片粘贴到干净的模具表面,并手工修正粘贴过程中的缝隙;1.3接下来将工件置于紫外线灯照射下,并在一个配好的照像液中显影；1.4随后,在精密控制的情况下,模具表面会被某种酸液根据显影后的蚀刻图案腐蚀成具有特定深度的图案层；整个腐蚀过程是将适量的经过精确配比的酸溶液如硝酸或氯化铁,制成酸液池然后将工件放进酸液池中,或者将酸液直接以喷雾的形式喷至模具表面。

可根据不同的蚀刻深度或者图案复杂程度来选择具体蚀刻时间长短，通常蚀刻深度在0.1-0.5mm之间。

1.5此外,许多模具表面的蚀刻图案是由多次腐蚀或者多层蚀刻图案菲林制成的,这就需要经过多个蚀刻步骤和多个特殊图案的菲林组合起来才能实现。

二、晒纹工艺流程：底图制作→照相制版→制丝网版→油墨调配→贴花纸印装饰纹→油墨干燥→模具前处理（模具清洗→IQC检查→粘模）→贴花转印→干燥→修整→表面腐蚀（氧化）→表面处理→OQC检验→清理、防锈→包装出货。

咬花样板确定流程:客户规格→提供样品的咬花测试→资料确认→咬花板模具送咬花→咬花板模具的测试→咬花板模具的试模→咬花样板检测怀客户样品对比→客户签字确认→正式模具送咬花→咬花模具测试→合格安排组装/试模→成品咬花测试→签样。

第2章模具零件的机械加工思考题与习题l.在模具加工中，制定模具零件工艺规程的主要依据是什么?答：根据模具零件的几何形状、尺寸和模具零件的技术要求，结合现有加工技术和设备情况下，能以最经济、最安全加工出高质量的模具零件作为依据。

2.在导柱的加工过程中,为什么粗(半精)、精加工都采用中心孔作定位基准?答：导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。

对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。

所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。

3.导柱在磨削外圆柱面之前,为什么要先修正中心孔？答：磨削前对导柱进行了热处理，导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中中心孔可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圆柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。

4.拟出图2.1所示导柱的工艺路线，并选出相应的机加工设备。

图2.1可卸导柱导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备检验1 备料Φ36mm（20号钢）2 下料按图纸尺寸考虑切削余量Φ36m m×195㎜锯床自检车床自检3 粗车外圆定位：①车端面打中心孔；车外圆到Φ34mm；②调头车端面（到尺寸190mm），打中心孔，车外圆到Φ34mm。

4 精车中心孔定位：车床专职检验员①精车外圆面到尺寸（留磨削余量0.2mm），精车R3；5 精车调头外圆定位：①车锥面到尺寸，倒角C1.5；②在端面钻M8螺纹底孔，前端按图扩孔到Φ8.4，攻丝M8，端面锪孔到尺寸。

车床6 热处理①20号钢渗碳0.8～1.2㎜；②淬火HRC58～62。

热处理炉(检验硬度、平直度)。

7 研磨中心孔外圆定位：研磨中心定位孔。

车床8 磨外圆中心孔定位：粗磨、精磨外圆、锥面磨床自检9 研磨①研磨导柱导向部分外圆10 检验专职检验员11 入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库5.导套加工时，怎样保证配合表面间的位置精度要求?答：由于构成导套的主要表面是内、外圆柱表面，一般采用一次装夹后，完成对有位置精度要求的内、外圆柱表面的车削和热处理后的磨削加工就能保证配合表面间的位置精度要求。