注塑模具标准化做模的五类要求
一、模具设计要求
产品分析
详细了解注塑产品的功能、外观要求、尺寸精度等。例如,对于外观要求高的产品,模具表面粗糙度要达到特定标准,像汽车内饰件模具表面粗糙度一般要求 Ra0.8 - Ra1.6μm,以确保产品表面质量。
分析产品的脱模方式,根据产品的形状确定是采用顶针脱模、推板脱模还是其他方式。如对于圆筒形产品,推板脱模可能更合适,因为它能均匀地推出产品,避免产品变形。
模具结构设计
合理设计模具的分型面,分型面应保证产品能够顺利脱模,并且尽量减少飞边产生。例如,对于有外观要求的产品,分型面应设计在不影响外观的位置。
确定合适的浇口位置和类型。热流道浇口可以有效减少废料,提高材料利用率,但成本较高;侧浇口则比较简单,适用于多种产品,但可能会在产品表面留下浇口痕迹。如对于透明塑料制品,针点浇口可能更合适,因为它能减少熔接痕和浇口痕迹,提高产品透明度。
设计足够强度和刚度的模架,模架的尺寸要根据模具的大小和注塑压力来选择。例如,大型注塑模具需要更厚、更坚固的模架,以承受较大的注塑压力,防止模具变形。
尺寸标准
模具零件的尺寸标注要符合国家标准或行业标准。例如,在标注模具型腔尺寸时,应按照加工精度和装配要求进行标注,尺寸公差的选择要合理,一般采用 IT6 - IT9 级公差,以保证零件的互换性和装配精度。
采用标准的孔、轴等结构尺寸,方便选用标准的刀具和量具进行加工和检测。如模具中的导柱、导套的孔径和外径应采用标准尺寸,便于采购和更换。
冷却系统设计
冷却系统要能够有效地控制模具温度,使模具型腔表面温度均匀。冷却管道的直径、间距和与型腔表面的距离都有一定要求。一般冷却管道直径为 8 - 12mm,间距为 3 - 5 倍管径,与型腔表面距离为 10 - 15mm,这样可以保证冷却效率,缩短注塑周期。
冷却管道的布置应避免与其他模具结构(如顶针、滑块等)发生干涉。例如,在设计滑块附近的冷却管道时,要考虑滑块的运动行程,确保冷却管道不会阻碍滑块的正常工作。
顶出系统设计
顶出系统的顶出力要均匀分布,避免产品变形或损坏。顶针的数量、位置和直径要根据产品的形状、尺寸和材料来确定。例如,对于大型平板类产品,需要较多的顶针,并且顶针位置要均匀分布在产品的底部,以保证产品能够平稳地顶出。
顶出系统的行程要足够,以确保产品能够完全脱离模具型腔。一般顶出行程要大于产品高度的 1/3,同时要考虑模具的开合模动作,避免顶出机构与其他模具部件发生碰撞。
滑块与斜顶设计
滑块和斜顶的结构要紧凑,运动灵活可靠。滑块的导向精度要高,一般采用 T 型槽或燕尾槽导向。斜顶的角度要根据产品的脱模要求合理设计,一般不超过 15°,以避免斜顶运动时产生过大的摩擦力,导致卡死现象。
滑块和斜顶的材料要选择合适,具有良好的耐磨性和强度。例如,对于高产量的模具,滑块和斜顶可以采用淬火钢,如 Cr12MoV,淬火硬度达到 HRC58 - 62,以提高其使用寿命。
排气系统设计
模具要设计合理的排气通道,以排除型腔内的空气和塑料熔体产生的气体。排气方式可以是间隙排气、排气槽排气或使用透气钢等。例如,在模具分型面处可以设置 0.02 - 0.05mm 的排气间隙,或者在适当位置开设深度为 0.03 - 0.08mm 的排气槽。
模具材料选择
根据模具的工作条件和要求选择合适的模具材料。对于承受高压力、高磨损的模具零件(如型腔、型芯),可以选择优质模具钢,如 P20、H13 等。P20 钢具有良好的加工性能和一定的耐磨性,适用于一般的注塑模具;H13 钢具有高韧性和热疲劳性能,适用于高温、高压的注塑模具。
对于模架等辅助零件,可以选择普通的结构钢,如 45 钢,通过适当的热处理来提高其性能。
二、模具制造要求
加工工艺规划
制定合理的加工工艺路线,包括粗加工、精加工、电火花加工等步骤。例如,对于模具型腔的加工,先进行粗加工去除大部分余量,然后进行半精加工,最后进行精加工,保证型腔的尺寸精度和表面质量。
确定各加工工序的加工余量,加工余量要根据零件的尺寸、形状和加工精度要求来确定。一般粗加工余量为 1 - 3mm,精加工余量为 0.1 - 0.5mm。
切削加工要求
切削刀具的选择要合适,根据零件的材料、加工精度和加工工艺来选择刀具的类型、材质和几何参数。例如,加工淬火钢时,可选用硬质合金刀具,其硬度高、耐磨性好;加工铝合金时,可选用高速钢刀具,其切削刃锋利,能够获得较好的表面质量。
切削参数(如切削速度、进给量、切削深度)要合理设置。切削速度要根据刀具和材料的特性来确定,进给量和切削深度要考虑加工精度和刀具的承载能力。例如,在加工模具钢时,切削速度一般为 50 - 100m/min,进给量为 0.1 - 0.3mm/r,切削深度为 0.5 - 2mm。
电火花加工要求
电火花加工电极的设计要准确,电极的尺寸要考虑放电间隙。放电间隙一般为 0.05 - 0.2mm,电极尺寸要根据型腔尺寸和放电间隙进行补偿设计。
电火花加工参数(如放电电流、放电时间、脉冲宽度等)要合理调整,以获得良好的加工表面质量和加工精度。例如,放电电流一般为 10 - 50A,脉冲宽度为 10 - 100μs,根据不同的加工要求进行适当调整。
模具表面处理
根据模具的使用要求进行表面处理,如氮化处理、镀硬铬处理等。氮化处理可以提高模具表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。例如,模具型腔经过氮化处理后,表面硬度可以达到 HV900 - HV1200,能够有效提高模具的使用寿命。
表面处理的质量要符合要求,表面处理层的厚度、硬度等指标要达到规定标准。镀硬铬层厚度一般为 0.02 - 0.05mm,硬度达到 HV800 - HV1000。
模具零件精度控制
模具零件的尺寸精度要严格控制,采用合适的量具进行检测。如使用卡尺、千分尺、三坐标测量仪等工具进行尺寸测量。对于关键尺寸,其公差控制要在 ±0.01mm 以内。
零件的形状精度(如直线度、平面度、圆度等)也要符合要求。例如,模具的分型面平面度要求一般在 0.03mm 以内,以保证模具的合模精度。
模具装配要求
模具装配前要对零件进行清洗,去除油污、铁屑等杂质。清洗后零件要进行防锈处理,防止零件生锈。
按照装配图和装配工艺进行装配,保证各零件的装配位置正确。例如,导柱和导套的装配要保证同心度,一般同心度要求在 ±0.03mm 以内,以确保模具开合模的准确性。
装配过程中要进行适当的调整,如调整顶针的高度、滑块的位置等。顶针高度的调整要保证产品能够顺利顶出,且顶针顶面与型腔底面齐平或略高 0.05 - 0.1mm。
模具调试要求
模具装配完成后要进行调试,调试前要检查模具的开合模动作是否灵活,顶出系统是否正常工作,冷却系统和排气系统是否畅通。例如,开合模动作要顺畅,开合模速度要合理,一般开模速度为 30 - 50mm/s,合模速度为 20 - 40mm/s。
在调试注塑过程中,要观察塑料熔体的填充情况、产品的成型质量等。根据调试情况对模具进行调整,如调整浇口尺寸、冷却时间等,直到产品质量符合要求。
三、模具文件与管理要求
模具图纸规范
模具图纸要符合国家制图标准,包括图纸幅面、比例、视图选择、尺寸标注等。例如,图纸幅面一般采用 A0 - A4 标准幅面,比例要根据模具的大小和复杂程度合理选择,视图要完整地表达模具的结构和零件的形状。
图纸上要标注零件的材料、热处理要求、表面处理要求等技术参数。如在模具型腔零件图上标注材料为 P20 钢,热处理要求为淬火 + 回火,硬度达到 HRC30 - 35,表面氮化处理,氮化层厚度为 0.05 - 0.1mm。
模具技术文件编制
编制模具设计说明书,详细说明模具的设计思路、结构特点、主要尺寸的确定等内容。例如,在设计说明书中说明浇口位置和类型的选择依据,以及冷却系统和顶出系统的设计原理。
编制模具加工工艺文件,包括各零件的加工工艺路线、加工余量、切削参数等。加工工艺文件要能够指导模具的加工生产,保证加工质量和效率。
模具零件标识
模具零件要进行清晰的标识,包括零件名称、编号、材料等信息。标识方法可以是打钢印、刻字或使用标签等。例如,在模具型腔零件上用钢印打上零件名称 “型腔”、编号 “CX - 01” 和材料 “P20”,方便零件的管理和装配。
模具档案管理
建立模具档案,包括模具的设计图纸、技术文件、加工记录、调试记录等资料。模具档案要进行分类整理,便于查询和管理。例如,按照模具的编号建立档案文件夹,将相关的图纸、文件等资料存入文件夹中,并且可以通过电子文档管理系统进行数字化管理,提高管理效率。
模具维护与保养文件
编制模具维护与保养手册,说明模具的日常维护内容、维护周期、易损零件的更换方法等。例如,手册中规定模具在每次注塑生产后要进行清洁,定期(如每周或每月)对冷却系统进行检查和维护,对于易损零件(如顶针、滑块等)要定期检查磨损情况,当磨损超过一定限度时要及时更换。
四、模具质量与性能要求
模具寿命要求
模具应具有足够的使用寿命,根据模具的类型和使用条件确定模具的寿命指标。例如,一般的注塑模具寿命要求为 30 万 - 100 万次,对于高精度、高要求的模具,如光学镜片模具,寿命要求可能高达数百万次。
通过合理的设计、优质的材料和正确的加工制造方法来提高模具的寿命。如采用合适的模具钢,优化模具结构,减少应力集中,对模具进行适当的表面处理等。
产品质量一致性
模具生产的产品质量要保持一致,产品的尺寸精度、外观质量、物理性能等指标要在规定的公差范围内。例如,产品的关键尺寸公差控制在 ±0.1mm 以内,外观表面无明显的飞边、气泡、缩痕等缺陷。
定期对模具进行检查和维护,以保证产品质量的稳定性。如检查模具的磨损情况、冷却系统的冷却效果等,及时发现问题并进行处理。
注塑成型周期要求
模具要能够满足一定的注塑成型周期要求,缩短注塑成型周期可以提高生产效率。例如,一般注塑模具的成型周期要求在 10 - 60 秒之间,通过优化模具的冷却系统、合理设计浇口和流道等方式来缩短成型周期。
模具的互换性
模具的零件应具有良好的互换性,方便模具的维修和更换。例如,同型号的顶针、导柱、导套等零件可以相互替换,零件的尺寸公差和配合精度要符合互换性要求,一般采用基孔制或基轴制的配合方式。
模具的安全性
模具要考虑操作安全,设置必要的安全防护装置。例如,在模具的开合模区域设置防护栏,防止操作人员的手或身体其他部位进入模具工作区域,避免发生意外伤害。
模具的结构设计要避免出现尖锐的边角和可能导致零件弹出的结构,防止零件飞出伤人。
五、模具验收要求
外观检查
检查模具的外观质量,包括表面粗糙度、颜色、标识等。模具表面应光滑,无明显的划痕、锈蚀等缺陷。标识要清晰、准确,符合设计要求。
检查模具的零件装配情况,装配应紧密,无松动现象。例如,检查螺丝是否拧紧,零件之间的配合间隙是否符合要求。
尺寸精度检查
采用合适的量具对模具的关键尺寸进行检查,如型腔尺寸、型芯尺寸、导向尺寸等。尺寸公差要符合设计图纸要求,对于超差的尺寸要进行分析和处理。
检查模具的形状精度,如平面度、直线度、圆度等。例如,通过水平仪检查模具分型面的平面度,通过百分表检查导柱的直线度。
功能检查
检查模具的开合模功能,开合模动作要灵活、顺畅,无卡滞现象。检查顶出系统的功能,顶出动作要正常,顶出力要符合要求。
检查冷却系统和排气系统的功能,冷却管道要畅通,冷却效果要良好;排气通道要能够有效排气。例如,通过通水试验检查冷却系统,通过注塑试模检查排气系统。
产品质量检查
用模具进行试模,检查产品的成型质量。产品的尺寸精度、外观质量、物理性能等要符合产品设计要求。例如,检查产品的壁厚是否均匀,表面是否有熔接痕、缩痕等缺陷。
根据试模情况对模具进行调整,直到产品质量合格为止。调整内容包括浇口尺寸、冷却时间、顶出位置等。
文件验收
检查模具的设计图纸、技术文件、加工记录、调试记录等是否齐全。文件内容要完整、准确,符合相关标准和要求。例如,检查设计图纸是否有设计人员签字,技术文件是否包含模具的材料、热处理要求等内容。