随着汽车制造业和IT制造业的飞速发展,国内模具工业取得了飞速发展,据了解,我国模具行业中塑料模具的占比可达30%,预计在未来模具市场中,塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高,且发展速度将快于其他模具。
据悉,模具工业2000年以来以每年20%的速度飞速增长,拉动了模具档次的提高,精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。分析认为,由于进口模具中,精密、大型、复杂、命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求。
塑料模具设计要考虑的结构要素有:
1、分型面,即模具闭合时凹模与凸模相互配合的接触表面。它的位置和形式的选定,受制品形状及外观、壁厚、成型方法、后加工工艺、模具类型与结构、脱模方法及成型机结构等因素的影响。
2、结构件,即复杂模具的滑块、斜顶、直顶块等。结构件的设计非常关键,关系到模具的寿命、加工周期、成本、产品质量等,因此设计复杂模具核心结构对设计者的综合能力要求较高,尽可能追求更简便、更、更经济的设计方案。
3、模具精度,即避卡、精定位、导柱、定位销等。定位系统关系到制品外观质量,模具质量与寿命,根据模具结构不同,选择不同的定位方式,定位精度控制主要依靠加工,内模定位主要是设计者充分去考虑,设计出更加合理易调整的定位方式。
4、浇注系统,即由注塑机喷嘴至型腔之间的进料通道,包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。特别是浇口位置的选定应有利于熔融塑料在良好流动状态下充满型腔,附在制品上的固态流道和浇口冷料在开模时易于从模具内顶出并予以清除(热流道模除外)。
5、塑料收缩率以及影响制品尺寸精度的各项因素,如模具制造和装配误差、模具磨损等。此外,设计压塑模和注塑模时,还应考虑成型机的工艺和结构参数的匹配。在塑料模具设计中已广泛应用计算机辅助设计技术。
模具使用性能有什么?
1.密度小:塑料密度小,对于减轻机械设备重量和节能具有重要的意义,尤其是对车辆、船舶、飞机、宇宙航天器而言。
2.比强度和比刚度高:塑料的强度不如金属高,但塑料密度小,所以比强度(σb/ρ)、比刚度(E/ρ)相当高。尤其是以各种高强度的纤维状、片状和粉末状的金属或非金属为填料制成的增强塑料,其比强度和比刚度比金属还高。
3.化学稳定性好:绝大多数的塑料都有良好的耐酸、碱、盐、水和气体的性能,在一般的条件下,它们不与这些物质发生化学反应。
4.电绝缘、绝热、绝声性能好。
5.耐磨和自润滑性好:塑料的摩擦系数小、耐磨性好、有很好的自润滑性,加上比强度高,传动噪声小,它可以在液体介质、半干甚至干摩擦条件下有效地工作。它可以制成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件,非常适用于转速不高、载荷不大的场合。
6.粘结能力强。
7.成型和着色性能好。
模具设计原理?
1、批量的大小实验用,模具产量小时,可采用木材或树脂进行制造。但是,如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时,应该使用单型腔模具来实验,且能其能在生产条件下运用。模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造,很少用到铝-树脂。
2、几何形状设计,设计时,经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。例如,制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模(凹模),但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模(凸模),这样一来,塑件订购方会综合考虑到这两点,以使制品能在好的条件下进行生产。经验证明,不符合实际加工条件的设计往往是失败的。
3 、尺寸稳定,在成型过程中,塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度,可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。
4 、塑件表面 ,就成型材料能够包住的范围而言,塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话,塑件的光洁面不要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况。
5、修饰, 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边,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,也留有余量。刀口模切割线间的间隙小,冲孔模修整时的分布宽度也很小,这些都是要注意的。
6 、收缩和变形 ,塑料易收缩(如PE) ,有些塑件易变形,无论如何预防,塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件下,就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如:尽管塑件壁保持平直,但其基准中心已偏离10mm ;可以抬高模具底座,以调整这种变形的收缩量。
7、收缩量, 在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素。
① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率,则取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意:通过这种方法只能得到收缩率,不能得到变形尺寸。
② 中间介质的不利影响造成的收缩,如陶瓷、硅橡胶等。
③ 模具所用材料的收缩,如铸造铝时的收缩。
模具回收也有一定的作用在环境保护。每个模具都是固体废物的大量废物的积累,这将增加土地占用面积,加剧了城市发展与土地之间的矛盾,同时,模具由于积累模式是不正确的,并没有很好的保护措施,经过长时间的暴露风和雨可以使有害物质对象深入到土壤,造成土壤污染。
在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造,以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状,应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分,二者可分可合。分开时取出制件,合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具,形状复杂,承受坯料的胀力,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求,模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
模具除其本身外,还需要模座、模架、模芯导致制件顶出装置等,这些部件一般都制成通用型。 模具企业需要做大做精,要根据市场需求,及技术、资金、设备等条件,确定产品定位和市场定位,这些做法尤其值得小型模具企业学习和借鉴,集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势。
模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。