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      精英模具設(shè)計(jì)師的”葵花寶典“(下)

       任我逍遙客 2015-07-19


      上篇我們主要介紹了什么是塑膠模具、塑膠模具的結(jié)構(gòu)和分類以及模具的報(bào)價(jià)策略和結(jié)算方法。下篇我們主要詳細(xì)講訴:

      五、常用塑膠原料的特征

      六、塑膠模具的加工方法及工藝

      七、塑膠模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

      八、模具經(jīng)驗(yàn)談

      忘了前面內(nèi)容的朋友可以打開以下鏈接哦!

      精英模具設(shè)計(jì)師的”葵花寶典“(上)


      五、 常用塑膠原料的特征


      【1】分類


      1、定義:


      塑膠即塑料是一種以合成的或天然的高分子為重要成分的物質(zhì),通常含有添加劑等成分,廣義地說,它是一種在一定溫度及壓力下可塑造成一定形式的高分子有機(jī)材料。在1996年頒布的新國(guó)標(biāo)(GB/T 2035-1996)對(duì)塑料重新定義為:以高聚物為主要成分,并在加工為成品的某各階段可流動(dòng)成型的材料。



      2、塑料的組成:


      塑料的主要成分是合成樹脂,再加上一些添加劑及填充材料。

      a、合成樹脂----合成的有機(jī)高分子化合物,其結(jié)構(gòu)單元主要由碳原子、氫原子、氧原子及其它如硫原子、硅原子等通過化學(xué)鍵等連接組成。

      b、填充材料-----常用有玻璃纖維、碳素纖維、碳酸鈣(CaCO3)、二氧化硅(SiO2)、金屬粉、木粉、棉布、石棉、云母、石粉等。

      c、添加劑-----常用有增塑劑、穩(wěn)固劑、光滑劑、著色劑、抗靜電劑、阻燃劑、抗UV劑等。



      3、一般而言,塑膠原料可大分為兩大類:


      「熱塑性塑膠」(Thermoplastic)及「熱固性塑膠」(Thermosetting)。

      熱塑性塑膠在常溫下通常為顆粒狀,加熱到必定溫度后變成熔融的形態(tài),將其冷卻后則固化成型,若再次加熱則又會(huì)變成熔融的形態(tài),可進(jìn)行再次的塑化成型。因此,熱塑性塑膠可經(jīng)由加熱熔融而反覆固化成型,所以熱塑性塑膠的廢料通??苫厥赵倮茫嗉从兴^的「二次料」。相同的,熱固性塑膠則是加熱到必定溫度后變成固化形態(tài)。即使持續(xù)加熱也無法轉(zhuǎn)變其形態(tài)。因此,熱固性塑膠無法經(jīng)由再加熱來反覆成型,所以熱固性塑膠的廢料通常是不可回收再利用的。



      4、塑膠按利用的領(lǐng)域也可分為通用塑膠、工程塑膠、特種塑膠;


      通用塑膠常見的有: PP、PVC、PE、PS等;

      工程塑膠常見的有:ABS、PC、PMMA、POM、PA6、PA66、PET、PBT、SAN等;

      特種塑膠常見的有:PPS、PEI等;

      工程塑膠往往由一些通用塑膠改性得到;如轉(zhuǎn)變某些分子結(jié)構(gòu)、添加其它成分如玻璃纖維等;

      工程塑膠就是被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑膠,其強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑膠。曰本業(yè)界的定義:可以做為結(jié)構(gòu)用及機(jī)械零件用之高性能塑膠,耐熱性在100℃以上,重要運(yùn)用在工業(yè)上。




      【2】 常見塑膠原料在實(shí)際利用中的經(jīng)驗(yàn)談


      1、 ABS料:


      最常用的塑膠料,很多家電產(chǎn)品的外殼均用它。具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)腐化性及高光澤。塑膠模具設(shè)計(jì)。常見的有臺(tái)灣奇美、國(guó)產(chǎn)的ABS。如奇美:ABS PA757通用級(jí),良好的高光澤性;ABS PA727電鍍級(jí);ABS PA777D耐熱級(jí)。通常ABS的熱變性溫度不會(huì)超過88℃。


      2、 PC料:


      俗稱百折膠,力學(xué)性能精湛。有良好的熱穩(wěn)固性(-100~126℃可穩(wěn)固應(yīng)用)及透光性。常見有德國(guó)拜爾PC-2805、美國(guó)通用PC-241R、141R等。


      3、 尼龍:


      PA6、PA66。尼龍(Nylon)最大優(yōu)點(diǎn)是韌性大。耐疲鈍性極佳、摩擦系數(shù)低。常用于造纖維,牙刷毛,魚絲,軸套,包裝膠膜,齒輪,電動(dòng)工具外殼,電器配件等。但最大的毛病是吸水性大,而吸水的增長(zhǎng)使其拉伸強(qiáng)度急劇降落。如添加玻璃纖維可大大前進(jìn)其耐溫性能,即PA66+GF15%、PA66+GF30%耐溫達(dá)180~210℃ 。因此沒有加玻璃纖維的尼龍不得用于有耐高溫要求的部件上。膠件啤進(jìn)去后應(yīng)盡快應(yīng)用,以免放置時(shí)間過長(zhǎng)使得尼龍吸水后爆發(fā)不良更正。


      六、塑膠模具的加工方法及工藝



      1) 常用加工工具及機(jī)器




      1、 測(cè)量工具:


      卡尺、 千分尺、千分表、圭表量塊、圭表角塊、轉(zhuǎn)盤、角規(guī)、投影儀、 抄數(shù)機(jī)等;



      2、 加工機(jī)器及設(shè)備:


      鑼床、車床、磨床、鉆床、CNC(電腦鑼)、火花機(jī)、線切割機(jī)等





      2) 加工方法及工藝




      一般模胚直接從模胚廠訂回,其加工方法這里略去。

      按模具設(shè)計(jì)圖紙,訂回模胚、模仁、行位、斜頂、鑲件等鋼料即可開端安排加工。按加工工藝大概分為粗加工及精加工兩塊。模胚開框,由鑼床或電腦鑼先開粗、后精框(也可由模胚廠代為加工,但要付給相應(yīng)的費(fèi)用;一些小型模房為節(jié)儉成本往往自己加工,但效率低,精度不高),其它部件同樣也是先粗加工成粗胚,后經(jīng)電腦鑼、火化機(jī)、線切割機(jī)精加工的到契合圖紙精度請(qǐng)求的零件,最后裝配入模胚成為一套完美的模具。其流程大概如下:模胚開框 模仁、行位等CNC加工 銅公加工、火機(jī)加工型腔(EMD)、鉗工加工(FIT模)、拋光(省模)、裝模、試模。


      實(shí)際制作中,幾種加工工藝交錯(cuò)在一起,需要模具設(shè)計(jì)人員與模具師傅安排好各個(gè)環(huán)節(jié),一步出錯(cuò),滿盆皆負(fù)!返工往往造成對(duì)模具的侵害,做進(jìn)去的模就不俏麗了。要補(bǔ)救好的話,只能換料。這將增長(zhǎng)時(shí)間和成本,而很多時(shí)候時(shí)間是最重要的。現(xiàn)在模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)很熱烈,客戶給模房的時(shí)間都很急,不能按時(shí)交模,最終將失去客戶!


      各加工機(jī)械設(shè)備的功效簡(jiǎn)介:

      1、 鑼床


      用于待遇銑、切較形式較簡(jiǎn)略、規(guī)矩的工件,如直線、斜線;常用來加工精度不是很高的工件,模胚開框、模仁、行位開料等。



      2、 車床


      要用于圓形的工件加工,如唧嘴、定位環(huán)、法蘭、圓形模呵(CORE)、圓形銅公等;精度可達(dá)較高的請(qǐng)求。



      3、 磨床


      要用于鋼料磨平,磨基準(zhǔn)等,學(xué)習(xí)塑膠模具設(shè)計(jì)師??蓾M足大部精度請(qǐng)求。



      4、 鉆床


      要用于鉆空、攻牙、打運(yùn)水孔等。



      5、 CNC(電腦鑼)


      已成為現(xiàn)代化模具工業(yè)的標(biāo)記性設(shè)備,主要用于復(fù)雜、不規(guī)矩曲面的數(shù)控加工。其特性是精度高、可靠性好、效率高,基本上任何模具的加工都離不開它。型腔、銅公等工件的加工都由它完成;它幾乎可以加工任何形式的工件。電腦鑼由野心機(jī)程式把持,因此,其操控人員——CNC編程員除對(duì)電腦鑼加工把持軟件熟悉以外,還要對(duì)模具結(jié)構(gòu)及加工方法有深入的研究。一個(gè)光懂加工軟件而不懂模具結(jié)構(gòu)及加工方法的編程員只能是紙上談兵。一名優(yōu)良的編程員一般都經(jīng)過3~5年的實(shí)踐才可達(dá)成,其薪金一般都在RMB5.0K以上!目前,珠三角區(qū)域常用的加工設(shè)計(jì)軟件是: UG、MasterCAM、CIMATRON



      6、 火花機(jī),用于電蝕工件


      把電極(銅公)裝在機(jī)頭上,通過機(jī)器的外部電路把持電流放電在工件上蝕出和電極形式一樣的凹腔。工模術(shù)語:EMD加工。



      7、 線切割機(jī),用于工件外形的切割


      它把一根極細(xì)的鉬絲穿過預(yù)先在工件上打的孔,按照電腦內(nèi)的數(shù)據(jù),持鉬絲放電及運(yùn)行,在工件上割出設(shè)定的形式。一般鉬絲直徑為0.07~0.10mm,因此,它加工的精度也很高。線切割分為快走絲、慢走絲。一般模房的線切割機(jī)都屬快走絲,慢走絲顧名思意即加工速度很慢。慢走絲單價(jià)為快走絲3~5倍。有個(gè)細(xì)節(jié)需提一提,即慢走絲應(yīng)用的水是純清水。



      七、塑膠模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)


      1)模具報(bào)價(jià)

      在接到客戶樣板或圖紙?jiān)儍r(jià)后,應(yīng)組織相干工程師進(jìn)行圖紙?jiān)u審及初步報(bào)價(jià)。


      1、 客戶圖紙?jiān)u審


      要注意以下幾點(diǎn):

      產(chǎn)品的材質(zhì)、尺寸、結(jié)構(gòu),客戶對(duì)模具材料的請(qǐng)求及熱處理工藝。材料越好價(jià)格越高。特別還要從模具角度分析其結(jié)構(gòu),是否需三板模、模出數(shù)、入水情勢(shì)、抽芯結(jié)構(gòu)(斜頂、行位結(jié)構(gòu))、冷卻系統(tǒng)、開&合模系統(tǒng)、頂出結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)越復(fù)雜模具造價(jià)越高。另外,從簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),節(jié)儉成本、前進(jìn)模具生產(chǎn)效率、模具壽命方面,針對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),模具設(shè)計(jì)師有任務(wù)建議客戶對(duì)某些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行更正。



      2、模具報(bào)價(jià)分析

      圖紙?jiān)u審?fù)瓿珊?,下一步可進(jìn)行報(bào)價(jià)。

      a、起首要看客戶的請(qǐng)求,因?yàn)檎?qǐng)求決定材料的選擇以及熱處理工藝;

      b、選擇好材料,出一個(gè)粗略的模具方案圖,從中算出模具的重量和熱處理需要的費(fèi)用。(都是毛胚重量)

      c、加工費(fèi)用,根據(jù)模芯的復(fù)雜程度,加工費(fèi)用一般和模芯材料價(jià)格比是1.5~3 :1,模架的加工費(fèi)用一般是1 :1;

      d、風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用是以上總價(jià)的10%;

      f、稅率;

      g、設(shè)計(jì)費(fèi)用是模具總價(jià)的10%;


      2)模具設(shè)計(jì)


      客戶確認(rèn)報(bào)價(jià)及支付第一筆預(yù)付款(定金)后,即可安排模具設(shè)計(jì)及加工。


      八、 模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)談:


      下面是在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的要點(diǎn),供參考。

      ①、當(dāng)把成品圖調(diào)進(jìn)模圖時(shí),成品圖必須乘縮水。(模具尺寸=產(chǎn)品尺寸×縮水)必須把成品圖MIRROR(鏡射)一次,即模圈里的成品圖是反像的(成品是完全對(duì)稱的除外)在前模,應(yīng)把不屬于前模的線條刪除在后模,應(yīng)把不屬于后模的線修刪除。

      ②、成品在模具里應(yīng)遵循分中的原則,特別是對(duì)稱的,成品如果不分中,到工場(chǎng)加工時(shí)很可能出錯(cuò)。

      ③、所有枕位之模具,枕位必須避開入水,無法避開時(shí)要加水口鐵。

      ④、成品之間12—20mm(特殊情況下,可以作3mm)當(dāng)入水為潛水時(shí),應(yīng)有足夠的潛水位置,成品至CORE邊15-50mm,成品至CORE的邊距與制品的存度有關(guān)。

      ⑤、藏CORE(內(nèi)模料)深度28mm以上,前后模內(nèi)模料厚度與制品的平面投影面積有關(guān),一般制品可參考下表,經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選定。CORE料邊至回針應(yīng)有10mm距離。 CORE料寬度一般比頂針極寬或窄5—10mm,最低限度成品膠位應(yīng)在頂針板內(nèi)不影響落頂針,CORE料邊至模胚邊一般應(yīng)有45—80mm。

      ⑥、當(dāng)在一塊內(nèi)模料上出多個(gè)CAVITY時(shí),內(nèi)模料大小不超過200×200mm。

      ⑦、模內(nèi)鑲?cè)肽?蛑袌A角一般取10mm,如要開精框時(shí)則取16mm或更大,鈹銅模模內(nèi)不倒圓角。

      ⑧、任何一種塑膠入水位置應(yīng)避免從唧咀直行入型腔。

      ⑨、鏡面透明之啤塑(K料、亞加力、PC等)應(yīng)注意,冷料井入水流量及入水位置不能直衡(沖),一般作成“S”型緩沖入水,扇形澆品,使成品表面避免產(chǎn)生氣級(jí)流雲(yún)。



      來源:模具人雜志

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