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高光無(wú)痕注塑模具設(shè)計(jì)
????????先來(lái)看看以下原理
????????一、高光無(wú)痕注塑的原理
????????1、模具成型對(duì)溫度要求較高(一般為80℃-130℃左右)，在注塑轉(zhuǎn)入保壓后改用冷卻水，使模具溫度降至60-70℃。較高的模溫下保壓成型有利于消除熔接線、流痕、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力等缺陷。因此模具在工作時(shí)需進(jìn)行加熱處理，為了防止熱量損失，通常都會(huì)在定模側(cè)加隔熱板。
????????2、模腔表面極度光亮(一般為鏡面2級(jí)或更高)。高光模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品可以直接用于裝機(jī)(裝配)，無(wú)需做任何表面處理。因此它對(duì)模具鋼材及塑膠材料的要求都很高。
????????3、熱流道系統(tǒng)的熱噴咀較多，每個(gè)熱噴咀必須帶封針且有獨(dú)立的氣道，通過(guò)電磁閥及時(shí)間繼電器等進(jìn)行單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)分時(shí)進(jìn)膠，從而達(dá)到控制甚至消除熔接痕的目的，控制方式復(fù)雜。
????????4、模具加熱的方式通常有水蒸氣(熱水)加熱和電熱棒(管)加熱兩種。水蒸氣(熱水)加熱方式是通過(guò)特定的溫控機(jī)在注塑過(guò)程中給模具輸入蒸氣(熱水)，從而使模具快速升溫;在注塑完后用冷水冷卻模具，使模具快速降溫。電加熱的方式與水加熱溫控機(jī)，在原理上是一樣的，就是熱源不一樣，電加熱是二次能源，水加熱是三次能源，按原理來(lái)說(shuō)電加熱能源損耗少，利用率高、節(jié)能效益好。使用方便、所以說(shuō)：如果是平板(面)產(chǎn)品還是采用電加熱方式實(shí)慧。
????????二、模具材料
????????1 、產(chǎn)品表面普通要求的模具材料可用NK80(日本大同);
????????2、高光要求材料選用S136H(瑞典)、CEANA1(日本);
????????3、NK80可不用淬火處理;S136H應(yīng)在粗加工后淬火至52度;CEANA1本身具備42度也不需要淬火處理(建議用此鋼材，因不影響后續(xù)加工或改動(dòng));
????????4、德國(guó)葛利茲品牌中也有不錯(cuò)的選擇;CPM40/GEST80
????????三、模具水道設(shè)計(jì)
????????1、水道采用5-6mm大小的孔徑;水嘴用1/8或3/8的牙(模具側(cè))，另一側(cè)用3/4英制螺紋(老式接法);管件材料用不銹鋼管;現(xiàn)在我們改成一進(jìn)一出，分流口最好是做在模具內(nèi)，接口采用能徑用DN25(內(nèi)外喇叭**接)連接，這樣熱能損耗少，**方便、接口方便。
????????2、水道一側(cè)離產(chǎn)品面一般選用5-6mm;選大了對(duì)模具升溫時(shí)間有影響，選小了對(duì)模具的強(qiáng)度有影響。水道平行產(chǎn)品面須要平均勻排布(原質(zhì)中心15mm等距離分布)熱電偶應(yīng)設(shè)計(jì)在兩水道中間，深度在50mm以上，最大不超過(guò)去100mm，視模具定結(jié)構(gòu)而靈活掌握。每套模具PT100是一配一的，保持它的準(zhǔn)確度，必須把它插到模具型腔模仁內(nèi)，并加以固定。用引線連到模具外側(cè)，再連接到溫控機(jī)插座上。
????????3、模具水道接頭必須設(shè)計(jì)在模具上下側(cè)端或后側(cè)端;操作側(cè)(站人一側(cè))不允許有水道進(jìn)出口或水管排布，避免管子破裂湯傷生產(chǎn)人員。切記!
????????4、模具進(jìn)出水嘴處采用分流板設(shè)計(jì)，水熱模具溫控機(jī)系統(tǒng)只有一進(jìn)一出接口，以減少過(guò)多的水管連接，減少熱能不必要的損耗;且達(dá)到**與節(jié)能的目的。且波紋管外表用隔熱膠帶纏繞，起到保溫與**的作用。
????????5、模具的施工孔洞(不要的孔洞)，要用堵頭堵塞，確保不漏氣漏水，方法是先用銅堵，然后再用錐度喉牙加耐高溫膠密封;高光模具對(duì)冷卻水道的排布比較講究(水熱模具水道是共用的)，好的水道排布不僅可以大大提高注塑效率，而且在改善產(chǎn)品質(zhì)量方面也起到重要作用。高光模具的水道不僅要均勻而且必須要充分(要有足夠的數(shù)量)。這樣對(duì)模具升溫就很快;同時(shí)，采用加長(zhǎng)水管直接將模芯運(yùn)水引出而不采用密封圈，這樣可防止模具長(zhǎng)期在高溫下作業(yè)，致使密封圈老化，也可降低許多模具的維修成本。值的一提的是，高光模具的運(yùn)水管必須采用耐高溫材料(250℃)波紋管。高壓1.6Mpa的波紋管，以防止高溫高壓下水管爆裂。對(duì)于圓型產(chǎn)品采用環(huán)形運(yùn)水;對(duì)于長(zhǎng)條形產(chǎn)品采用平行運(yùn)水水道。對(duì)于高度落差大的產(chǎn)品采用水井形式;對(duì)于異形產(chǎn)品采用與產(chǎn)品外型一至的三維運(yùn)水方式。
????????四、模具隔熱系統(tǒng)
????????1、模具定模鑲芯或動(dòng)模鑲芯四面要做到掏空處理;?？蚺c鑲芯要有一定的間隙(視模具材料的熱膨脹系數(shù)，單面1mm)。防止?？蚺蛎洠詼p少模芯于?？虻慕佑|面，做到使熱能損耗最小化;模芯與?？虻逆i定采用斜契式或其它類(lèi)似方式，前端采用隔熱效果明顯的粉塵樹(shù)脂或其它材料(如石棉板)。
????????2、?？蚺c鑲芯的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，?？虻睦鋮s水非常重要，為防止模仁中的熱能傳至?？颍诳拷鼘?dǎo)柱位置，上下排布一圈運(yùn)水。??
????????3、導(dǎo)套運(yùn)動(dòng)部位盡可能采用石墨材料或者把導(dǎo)柱前端避空處理，配合處只要保證25mm長(zhǎng)度就足夠了;
????????五、模具澆口設(shè)計(jì)
????????模具澆口設(shè)計(jì)要盡可能地減少熔接痕，并有利于排氣及減少剪切。對(duì)采用水加熱溫控機(jī)的模具，澆口尺寸要開(kāi)得大一些并且盡量采用大澆口進(jìn)膠，在不影響產(chǎn)品機(jī)能及成型效率下，澆口應(yīng)盡量縮短其長(zhǎng)度、深度、寬度。若澆口過(guò)小，則易造成充填不足(短射)、收縮凹陷、熔接線等外觀上的缺陷，且成型收縮會(huì)增大。若澆口過(guò)大，則澆口周?chē)a(chǎn)生過(guò)乖的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)口變形或破裂，且澆口的去除加工困難等。最好選用一個(gè)澆口，除非流動(dòng)比超過(guò)實(shí)際的極限。樹(shù)脂的流動(dòng)長(zhǎng)度曲線圖，將會(huì)提供在某一確定的成型條件下材料的流動(dòng)長(zhǎng)度。多個(gè)澆口經(jīng)常產(chǎn)生熔接線與熔接痕。除了長(zhǎng)、窄的產(chǎn)品，采用單澆口將會(huì)確保更一致的材料、溫度、保壓分布，以便更好的配合的效果。
????????六、模具排氣;
????????盡可能的在產(chǎn)品周?chē)喔?0mm為一段，均勻分布開(kāi)排氣槽，深度為0.15mm;產(chǎn)品中間貼面也需要排氣設(shè)計(jì);
????????七、模具的分型面配合;
????????因?yàn)楦吖饽＞叩臏囟雀叩陀泻艽蟮穆洳?，所以貼面配合要求較高，同時(shí)要減少貼面的面積，分型面四周有10mm配合就夠了。
????????八、加熱棒(管)高光模具設(shè)計(jì)
????????1、在澆口處上下側(cè)要有電熱棒(管)，冷卻水孔一般為6mm(能大更好);兩水孔中心距離為15-20mm;加熱棒壁離產(chǎn)品表面距離為5mm，兩加熱棒之間的中心距離為20mm;冷卻水于加熱棒壁距離為6-8mm，有條件的話最好與電熱棒穿插排布。
????????2、內(nèi)模腔運(yùn)水可以用耐高溫密封圈密封或者采用硬密封方式;
????????3、加熱棒直徑為4.92mm，模具設(shè)計(jì)時(shí)為5mm，裝配加熱棒前先用5mm的頂針磨刃口把加熱棒的毛刺去掉。
????????4、模具進(jìn)出水嘴處采用與水蒸汽加熱模具一樣的分流板設(shè)計(jì)(冷卻水)，因?yàn)殡姛崮＞呖刂葡到y(tǒng)只有一進(jìn)一出的水路管道。
????????九、高興對(duì)產(chǎn)品的要求
????????高光模具對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求很?chē)?yán)格，越光亮的產(chǎn)品對(duì)光的折射效果越敏感，表面稍有缺陷很快就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因此如何解決縮水問(wèn)題是高光產(chǎn)品的首要問(wèn)題。一般的產(chǎn)品筋位厚度不超過(guò)主體膠位厚度的0.6mm倍便不縮水，或者說(shuō)縮水較小不易被發(fā)現(xiàn)，可忽略不計(jì)。但對(duì)高光產(chǎn)品而言，這樣的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需將產(chǎn)品筋位的厚度減小到不超過(guò)主體膠位厚度的1倍，對(duì)于螺絲柱位還必須做火山口式斜頂結(jié)構(gòu)。
????????十、高光模對(duì)塑膠材料的選擇
????????目前常用高光塑膠材料是HIPS和ABS+PC。作為常用的兩種機(jī)殼材料，盡管ABS+PC的志本會(huì)大一些，但成型出的產(chǎn)品在耐沖擊性、表面光澤度以及硬度方面都比HIPS好，所以在生產(chǎn)高光產(chǎn)品時(shí)，通常選用的是高光ABS材料。ABS屬于無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)。由于其牌號(hào)品級(jí)繁多，在注塑料過(guò)程中應(yīng)按品級(jí)的不同制訂合適的工藝參數(shù)，一般在160℃以上，270℃以下即可成型。在成型過(guò)程中、ABS熱穩(wěn)定性好，可選擇的范圍較大，不易出現(xiàn)降解或分解。且ABS的熔體粘度適中，其流動(dòng)性比聚本烯(PC)、聚碳酸酯等要好，而且熔體的冷卻固化速度比啼快，一般在5-15秒內(nèi)即可冷固。ABS的流動(dòng)性與注射溫度和注射壓力都有關(guān)系，其中注射壓力稍敏感些。為此，在成型過(guò)程中可能從注射壓力入手，以降低其熔體粘度，提高充模性能。ABS因組分的不同，吸水及粘附水的性能各異，其表面粘附水及吸水率在0.2%-0.5%，有時(shí)可達(dá)0.3%-0.8%之間，為了得到較為理想的制品，在成型前作干燥處理，使含水量降至0.1%以下。否則制件表面將會(huì)出現(xiàn)氣泡、銀絲線等瑕疵品。能常塑膠材料需要1%金屬粉提高高光效果。
????????十一、模具的拋光與保養(yǎng)
????????在塑料模具加工中所說(shuō)的拋光與其它行業(yè)中所要求的表面拋光有很大的不同，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)：模具的拋光應(yīng)該稱(chēng)為鏡面加工。它不僅對(duì)拋光本身有很高的要求并且對(duì)表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn)。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。鏡面加工的標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí)：AO=Ra0.008um，A1=Ra0.016um，A3=Ra0.032um，A4=Ra0.063um，由于電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精度，而化學(xué)拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等到方法的表面質(zhì)量又達(dá)不到要求，所以精密模具的鏡面加工還是以機(jī)械拋光為主。
????????1、機(jī)械拋光基本程序，要想獲得高質(zhì)量的拋光效果，最重要的是要具備高質(zhì)量的油石、砂紙和研磨膏等拋光工具和輔助品。最重要的還有拋光的工作環(huán)境，要求是無(wú)塵車(chē)間。而拋光程序的選擇取決于前期加工的表面狀況，如機(jī)械加工、電火花加工，磨加工等等。
????????2、機(jī)械拋光的一般過(guò)程如下：
????????一、粗拋、精銑、電火花、磨等工藝后的表面可以選擇轉(zhuǎn)速在35000-40000rpm的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)或超聲波研磨機(jī)進(jìn)行拋光。常用的方法有利用直徑3mm、WA#400的輪子去除白色電火花層。然后是手工油石研磨，條狀油石加煤油作為潤(rùn)滑劑或冷卻劑。一般的使用順序?yàn)?180-#240-#400-#600-#1000。許多模具制造商為了節(jié)約時(shí)間而選擇從#400開(kāi)始。
????????3、半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號(hào)數(shù)依次為：#400-#600-#800-#1000-#1200-#1500。實(shí)際上#1500砂紙只用適于淬硬模具鋼(52HRC以上)，而不適用于預(yù)硬鋼，因?yàn)檫@樣可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)硬鋼件表面燒傷。
????????4、精拋主要使鉆石研磨膏。若通常的研磨順序是9um(#1800)-6um(#3000)-um(8000)。9um的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來(lái)去除#1200和#1500號(hào)砂紙留下的發(fā)狀磨痕。接著用粘氈和鉆石研磨膏進(jìn)行拋光，順序?yàn)?um(#14000)-1/2um(60000)-1/4um(#100000)。精度要求在1um以上(包括號(hào)1um)的拋光工藝在模具的拋光則必須一個(gè)絕對(duì)潔凈的空間。灰塵、煙霧，頭皮屑和口水沫都有可能報(bào)廢數(shù)個(gè)小時(shí)工作后得到的高精度拋光表面。
????????二、1、機(jī)械拋光中要注意的問(wèn)題，用砂紙拋光應(yīng)注意以下幾點(diǎn);
????????1、用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒。在拋光圓面或球面時(shí)，使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度。而較硬的木條像櫻桃木，則更適用于平整表面的拋光。修木條的末端使其能與鋼件表面形狀保持吻合，這樣可以避免木條的銳角接觸鋼件表面而造成較深的劃痕。
????????2、當(dāng)換用不同型號(hào)的砂紙時(shí)，拋光方向應(yīng)變換45°-90°，前一種型號(hào)砂紙拋光后留下的條紋陰影即可分析出來(lái)。在換不同型號(hào)砂紙之前，必須用100%純棉花沾酒精之類(lèi)的清潔液對(duì)拋光表面進(jìn)行仔細(xì)的擦拭，因?yàn)橐活w很小的沙礫留在表面都會(huì)毀壞接下去的整個(gè)拋光工作。從砂紙拋光換成鉆石研磨膏拋光時(shí)，這個(gè)清斗過(guò)程同樣重要。在拋光繼續(xù)進(jìn)行之前，所有顆粒和煤油都必須被完全清洗干凈。
????????3、為了避免擦傷和燒傷工件表面，在用#1200和#1500砂紙進(jìn)行拋光時(shí)必須特別小心。軒為有必要加載一個(gè)輕載荷以及采用兩步拋光法對(duì)表面進(jìn)行拋光。用每一種型號(hào)的砂紙進(jìn)行拋光時(shí)都應(yīng)沿兩個(gè)不同方向進(jìn)行兩面三刀次拋光，兩面三刀個(gè)方向之間每次轉(zhuǎn)動(dòng)45°-90°。
????????三、鉆石研磨拋光應(yīng)注意發(fā)下幾點(diǎn);
????????1、這種拋光必須盡量在較輕的壓力下進(jìn)行特別是拋光預(yù)硬鋼件和細(xì)研磨膏拋光時(shí)。在用#8000研磨膏時(shí)，常用載荷為100-200g/cm2，但要保持此載荷的精度很難做到。為了更容易做到這一點(diǎn)，可以在木條上做一個(gè)薄且窄的手柄，比如加一銅片;或者在竹條上去一部分而使其更軟。這樣可以幫助控制拋光壓力，以確保模具表面壓力不會(huì)過(guò)高。
????????2、當(dāng)使用鉆石研磨拋光時(shí)，不僅是工作表面要求潔凈，工作者的雙手也必須仔細(xì)清洗干凈。
????????3、每次拋光時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間越短，效果越好。如果拋光過(guò)程進(jìn)行得過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成點(diǎn)蝕。
????????4、為獲得高質(zhì)量的拋光效果，容易發(fā)熱的拋光方法和工具都應(yīng)避免。比如;拋光輪拋光，拋光輪產(chǎn)生的熱量會(huì)很容易造成桔皮。
????????5、當(dāng)拋光過(guò)程停止時(shí)，保證工件表面潔凈和仔細(xì)去除所有研磨劑和潤(rùn)滑劑非常重要，隨后應(yīng)在表面噴淋一層模具防銹涂層。
????????四、影響模具拋光質(zhì)量的因素
????????由于機(jī)械拋光主要還是靠人工完成，所以拋光技術(shù)目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因。除此之外，還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關(guān)。優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件，如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異，往往會(huì)產(chǎn)生拋光困難。鋼材中的種類(lèi)雜物和氣孔都不利于拋光。
????????一、不同硬度對(duì)拋光工藝的影響
????????二、硬度增高使研磨的困難增大，但拋光后的粗糙度減小。由于硬度的增高，要達(dá)到較低的粗糙度所需的拋光時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)。同時(shí)硬度增高，拋光過(guò)度的可能性相減少。
????????三、工件表面狀況對(duì)拋光工藝的影響
????????鋼材在切削機(jī)械加工的破碎過(guò)程中，表面會(huì)因熱量、內(nèi)應(yīng)力或其它因素而損壞，切削參數(shù)不當(dāng)會(huì)影響拋光效果，所以要求用高速CNC精加工，加工切削量控制在0.05-0.07mm.JN 電火花加工后的表面比普通機(jī)械加工或熱處理后的表面更難研磨,因此電火花加工結(jié)束前應(yīng)采用精規(guī)準(zhǔn)電火花修整,否則表面會(huì)形成硬化溥層。如果電火花精修規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)，熱影響層的深度最大可達(dá)0.4mm。硬化層的硬度比基本硬度高，必須去除。因此最好增加一道粗磨加工，徹底清除損壞表面層，構(gòu)成一片平均粗糙的金屬面，為拋光加工提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
????????十二、高光模具的保養(yǎng)
????????1、模具工件表面平時(shí)必須有高等級(jí)的防銹劑或用保鮮膜封貼，以防止與空氣直接接觸，導(dǎo)致生銹;
????????2、防止任何雜物或手直接與型腔面接觸;
????????3、清洗鏡面工作，應(yīng)采用高密度的紙巾噴上清洗劑由上至下輕輕擦洗，且不能來(lái)回擦洗;不可用醫(yī)用藥棉和布條;不可用**直接在工件上吹，因?yàn)闅夤軆?nèi)的雜物水氣都會(huì)導(dǎo)至工作表面損壞。
????????4、每次模具生產(chǎn)后或試模后，必須用**把模具水道內(nèi)吹凈，防止模具模仁生銹，
