塑料模具型腔及其组件的认识与开发课件

1、塑料模具型腔及其组件的认识与开发,型腔,型腔组件 凸模,型腔组件凹模,型腔组件 凸模,型腔组件凹模,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,前 言,公司决定成立塑料模具型腔研发项目小组，自2012年起开始对塑料模具的型腔及其组件进行全面开发。 为配合公司这一重要营销决策的实施，特编写内容浅显的塑料模具型腔及其组件的认识与开发文稿，帮助奋战在营销一线上的那些对塑模型腔尚不甚了解的员工，有一个基本的认识和了解。 了解塑料模具型腔的目的是为了能更好地开发、销售它，而要真正落实好公司对塑料模具型腔的开发计划，前提是必须让所有参与这项工作的人，都能尽早、尽快地基本了解认识它。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发

2、,目录,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,第一部分：如何了解塑料模具型腔,一.,塑料模具型腔概述,塑料模具型腔的特点,二.,三.,塑料模具型腔的服役条件及失效形式,四.,塑料模具型腔的表面质量要求及选材,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,一.塑料模具型腔概述,(一)定义. 塑料模具的型腔，如同其他所有型腔模的型腔一样，也是模具中直接成型产品（塑料制品）的空腔。,型腔,产品,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（二）.分类,塑料模具型腔的分类方法有多种，如果只按塑料制品的生产形式。可分为一模单腔和一模多腔。 一般，一模多腔只适用于塑料制件超大、结构复杂、浇注及脱模方式简单的单件小批量的生产方式；而

3、绝大多数是一般的塑料制件，结构普通，有严格浇注及脱模技术要求的大批量生产方式。 腔数的多少，完全取决于产品的生产批量及精度的要求。经常可遇到的有:一出二、一出四、一出八、一出十六、一出三十二及一出四十八、一出六十四等，多种偶数型腔。目前，在使用热流道技术的模具中，已有型腔数过百的，还有诸如双层复合浇注等多种型腔的生产方式。,一模多腔,一模单腔,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,(三)组成结构及各部作用. 模具型腔是直接与塑料熔体相接触并成形制品的模具成型系统。 它是塑料模具的核心。由动模与定模组合形成。 其中，动模上通常还会根据产品形状的需要安装一些圆形或异型的镶件，如型芯、镶块、中心销和成型

4、环等。 很多情况下，整个模具的型腔是由很多的拼块拼装而成。 当动、定模闭合后，成形零件便确定了制品的内、外轮廓及尺寸。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,一）.定模型腔（凹模）,1.定模在模具上的位置,定模,定模一般装在注塑机的固定侧,可动侧,固定侧,固定侧,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,2.定模的作用,用于成型产品外表面,外表面,内腔表面,定模,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二）.动模型腔（凸模）,1.动模在模具上的位置,动模,动模一般装在模具的可动侧,可动侧,固定侧,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,2.动模的作用,内腔表面,外表面,用于成型产品的内腔表面,动模,塑料模具型腔及其组

5、件的认识与开发,3.型芯,（1）.型芯的定义： 镶嵌在动模上（或动模一侧） 专用于成型产品内腔表面的孔或凹凸类形状的零件总称。,活动型芯,侧向滑动型芯,内腔表面,外表面,直型芯,侧向滑动型芯,动模,动模,内腔表面的空,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,2）型芯的分类,1）.按结构分 A.圆形 B.异型 2）.按活动方式分 A.固定型芯（随动模一起动） B.活动型芯（自身有驱动机构）,活动直型芯（活型芯）,活动斜型芯（斜顶）,活动侧型芯（侧芯滑块）,固定异型型芯,圆型芯,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,跟其他型腔模的型腔所不同的是：由于塑料制品经塑料模具加工成型后其表面不再进行任何加工。因而，

6、要求制品表面光滑、美观、所有尺寸一次到位。因此，塑料模具型腔的质量直接决定了塑料制品的品质，因而轻度的磨损和表面形态的恶化就会造成模具的失效。 因此，对模具表面的要求首先是容易获得良好的光滑表面，成型面要求抛光成镜面。,二.塑料模具型腔的特点,直接成型成品,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,凸凹模表面要求光滑,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,三.塑料模具型腔的服役条件及失效形式 （一）.服役条件 塑料模具型腔直接与塑料接触，经受其压力、温度、摩擦力和腐蚀等作用。压制时，塑料的温度一般都在150-300，塑料模型腔承受的注射压力一般为40-140MPa，闭模压力为80-300MPa或更高，其具

7、体参数与塑料的种类有关。 热固性塑料，以固体粉末或预制坯料状态，加入模具型腔，并且含有大量的固体填料，经热压成型时，型腔表面受力大且伴随一定的冲击作用，摩擦力较大，磨损严重，有时还出现腐蚀现象； 热塑性塑料是在黏流状态下通过注射、挤压等方法进入模具型腔，摩擦及受力状况较热固性塑料轻，但在有玻璃纤维等填料或使用含氟原料时，磨损会加剧，还会出现腐蚀。,二）.失效形式 塑料模的主要失效形式有磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效、疲劳及热疲劳失效。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,四.塑料模具型腔的表面质量要求及选材 （一）.表面质量要求 塑料模具的型腔需要根据塑料模具的工作条件，经过热处理获

8、得适当的硬度和足够的强韧性。多数型腔的工作硬度在30-60HRC的范围内。对于高耐磨性的塑料模具，可在热处理后，采用渗氮、镀铬、镀镍磷合金、在表面沉积碳化物或氮化物等表面强化处理，以获得很高的表面硬度和耐磨性。,二).型腔材料 塑料模具型腔材料的选择，有多种选别原则，可选的材料范围也很宽泛，从普通的碳素钢、合金钢，结构钢、工具钢到高速钢、不锈钢等各类专用钢种无一不可用到。一般最常用的是按型腔的服役条件和失效方式进行选材。 1.对于像ABS、聚氯乙烯或聚四氟乙烯这样成型中有腐蚀气体产生的塑料，一般选马氏体不锈钢如：国产的2Cr13、3Cr13,国外的材料S-STAR（日本）、S-136(一胜百）

9、、STAVAX(瑞典）。 2.在成型有玻璃纤维等填料的硬质塑料时，一般选用，耐磨性良好的可淬火成高硬度的工模具钢。如：国产的CrWMn、Cr12MoV,国外的SKD11(日本）、SKH51(日本）、SKS3(日本）、D2(美国)、M2（美国）、635（一胜百）、RIGOR(瑞典)等； 3.用于成型塑料透镜的镜面型腔时，一般选用抛光性能极好的材料 如： 4Cr13、18Ni马氏体时效钢（中国），SUS420J2(日本)、D-STAR(日本)、CORRAX(一胜百)、POLMAX（一胜百）等； 另外，有时也可以对普通的材料进行表面镀铬、或其它表面强化工艺方法（常用的是渗氮或表面沉积碳化物），来提高

10、模具型腔的耐腐蚀或耐磨性。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,第二部分.如何开发塑料模具型腔及其组件,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,一.塑料模具在中国模具行业中的地位,目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%，在模具进出口中的比重高达50-70%。而近年来我国塑料模具发展迅速。塑料制品的应用日渐广泛，机械、汽车（包括摩托车）、家电（主要是彩电）、电子通信（手机、笔记本电脑）、建筑建材（热固性塑料型材）等几大应用产业为塑料模具提供了非常广阔的市场。在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。,塑料模具产品几乎涵盖了所有的行业,塑料模具型腔及其组

11、件的认识与开发,（一）.塑料产品应用领域市场分布,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,一）.汽车领域,汽车行业-汽车仪表盘,为汽车应用领域开发创新的系统和工具，帮助降低产品成本、提高生产效率和推进产品轻量化。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二）.电子,电子行业-手机外壳,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,三）.医疗器械,医疗行业-注射针头容器,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,四）.包装,包装行业-瓶盖,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,五）.消费品,日用消费品行业,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,六）.普通工业用品,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二.塑料模具的种类,塑料模具的分类常用

12、的是以下三种类型 （一）.按成型材料分类 热塑性塑料模和热固性塑料模。,照相机外壳用料PC-G10是热塑性塑料,压缩模专加工热固性塑料,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（二）.按成型工艺分类 一）.压缩模 是直接放入型腔内的塑料熔融，并固化成型所用的模具。 二）.压注模 通过柱塞，使加料腔内塑化熔融的塑料经浇注系统注入闭合型腔，并固化成型所用的模具 三).注射模 通过注射机的螺杆或活塞，使料筒内塑化熔融的塑料经喷嘴与浇注系统注入型腔，并固化成型所用的模具。 塑料模具中，应用最广的是塑料注射模，除了可以大量地注射热塑性塑料产品之外，还可以注射热固性塑料。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（三

13、）.按浇注系统分类 有热流道塑料模和冷流道塑料模之分，当然，热流道塑料模又可细分为：热流道塑料模、温流道塑料模和绝热流道塑料模。一般统称为无流道塑料模。,热流道,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二.盘起曾经研发过的塑料模具型腔及其组件,作为行业中久负盛名的供应商，盘起曾经开发的塑料模具标准件涵盖了塑料模具的各个工作系统。有关塑料模具各系统的特注品也加工过数百个品类，数万种产品。,标准品,特注品,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,一）电子行业,浇口型,LED行业冷浇道型腔,但是，如果我们按模具的分类进行划分统计，就不难发现，我们曾经涉及到的模具配件领域，其实局限性很大。 以下仅就我们曾经有过加

14、工或研发经历的产品，进行简单的归纳总结。 （一).产品比较集中的几个行业 我们目前有资料记录的，绝大多数是电子、医药、化妆品。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,型芯框架,材质：ELMAX HRC62-64 基本加工特点：主要加工设备WED和GF,但是各沟槽的清角要求0.03,很有难度，且各孔需要跟芯子研配。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,型芯,材料：ASSAB 的塑料模具钢ELMAX 基本加工特点：成型部位因支架形状不同而异，有圆形有异型 成型部位加工难度大，具体表现为：过渡台阶小，清角困难，放电加工表面要求镜面且无法抛光（不准塌边）。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,型腔板,材质：E

15、LMAX HRC62-64 基本加工特点：空穴多，型腔处过渡圆角要求极严，R0.1保证困难。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二)医药,型芯,型芯,型腔,凹腔,产品,医用塑料瓶盖类模具的型腔组件,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,三）.化妆品,化妆品塑料盖模具型腔组件,上盖,下盖,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,1.型腔组件的各核心部件,下盖型芯,下盖,上盖,上盖型芯,型腔镶块,型腔镶块,下盖型芯,螺纹型芯,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,2.下盖型芯与产品,下盖,下盖型芯,下盖,上盖,3.上盖型芯与产品,上盖,上盖型芯,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,4.螺纹型芯与产品,螺纹型芯,瓶

16、盖螺纹,凸台镶件,凸台,5.瓶盖凸台型芯产品,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,6.型芯与定位导向套的配合关系,锥面配合,锥面配合,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（二）.典型产品塑料瓶盖型腔的特点：,型腔,型芯,32腔热流道盖模,产品,一）.体积小、一模多腔,绝大多数采用热流道技术。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,锥面研配(有效接触面大于75%),二）.锥面配合，装配精度要求高。 塑料瓶盖型芯的装配部位一般以锥面的形式与型芯导向套配合，组装件之间的同轴度位置度等形位公差要求严格，产品制作比单一的零件加工又增加了很大的难度。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,医药,化妆品,饮料包装,三）

17、.一般应用于饮料包装、医药、化装品等行业,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（三）.与塑料瓶盖型腔类似的结构,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,相近机构,宁波东磁,青岛朴实宝枫,上海安能利,一）.相近机构,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,09年 1月11月测绘塘沽所和昇塑料的康师傅塑料瓶盖不同型号产品共11件，成单为5件，做样品3件，受注金额达47.5万。,刻字浇套（康师傅）,齿形模仁,产品,左右模唇,夹套,内模芯（谢谢惠顾）,康师傅瓶盖研发,成型部位,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二）.相邻机构,中日龙笔记本斜顶机构,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,

18、（四）.典型型腔组件的研发案例,组件图,型腔,型芯,一）.目标客户天江模具的医用塑料瓶盖型腔组件,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,二）.通产丽星化妆品瓶盖塑料模型腔组件,下盖型芯,下盖,上盖,上盖型芯,型腔镶块,型腔镶块,下盖型芯,螺纹型芯,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,公司技术部研发部门，在技术方面突破很多难关，近几年相继研发的成果，具体分布于以下的地区和客户：,三）.其他塑料瓶盖型腔组件研发案例,1.上海安能力部分型腔组件（三件套）,6月18日一次受注22万(CAJF12900)。目前营业所反馈客户试用情况良好，准备再次向我公司采购,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,医疗器具模具型芯

19、 该产品先端成型处结构细长，公差、表面光洁度非常严格，加工难度大。 经过不同加工方法的尝试，最后成功加工出样品，并通过了客户的检查标准，形成订单，金额24000元。 该类型产品市场很大，可以推广。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,该产品为塑料成型组合镶件，成型部分要求镜面加工，抛光后光洁度可达Ra0.07-0.1。 订单受注24套，共41500元,3.横毅模具注塑（深圳）有限公司,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,此结构为瓶盖类组合行腔，共4部分组成。 该类型产品加工难点在于行腔配合尺寸严格，并且要求互换性，分型面要求一致。 此结构为瓶盖类模具型腔的标准结构，市场很大。 订单受注10套，共5

20、8000元。,美德维实伟克康茂（无锡）有限公司,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,瓶盖类组合行腔受注60套，金额233760元。 经外勤反馈，客户对我司加工的产品质量非常满意。,该产品属于塑料成型件强脱结构，对内孔凹槽的光洁度要求严格。由技术部开发刀具，用数控车替代放电加工，在满足客户要求的同时大大降低了加工成本。 本次受注30本，共49710元，降低成本30%。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,四.我们尚需努力填补的行业和领域,首先，从大类上讲，我们平时所说的塑料模具，往往仅仅是热塑性模具里的注射模。其他的热固性塑料模具、压注和压塑模具我们从未涉及。 我们所开发和加工过的配件也只是塑料注射模的外围，涉及到模具核心-型腔的，仅有几类圆形的直杆或阶梯型芯，整体凸模或凹模型腔以及大量的模具镶件很少接触，偶然有个别来图加工的特注品，也只是整个模具型腔众多镶拼件中的少数几个产品。而且，从加工技能、产能以及加工经验各方面都有所欠缺，需要不断地探索、研究和开发。,塑料模具型腔及其组件的认识与开发,（一）.已研发项目可挖掘的潜力（挖潜）,随着项目研发的持续，应该挖掘更深层次的技术潜力。如:医用塑料瓶盖模具型腔组件,本身就属于塑料模具型腔结构件,化妆品、饮料等很多行业的瓶盖，都是塑料成型，且市场需求量是医用瓶盖的几十倍之多；且由于塑料瓶盖大多采用热流道浇注系统,所以,该零件又属于紧靠浇注系统的