塑料模具的设计与成型工艺

塑料模具的设计与成型工艺

许和国 王庆业 寇洪达 路凤慧 张秀财

青岛理工大学（临沂） 276000

摘要:

塑料成形是一种以人工合成金属树脂材料为基本合成原材料,加入其他一定量化学添加剂,在一定的工作压力、温度下,制成一定形状,并在室温下长久保持形状不变的材料。塑料是20世纪末期发展壮大起来的一类工业新型材料,包装材料工业、日常用品制造工业,机械工业,医疗器械等工业领域。医疗器械等领域。塑料模具产品设计的基本技术要求之一是企业能不断生产研制出能在尺寸,精度,外观及热物理及流体力学性能等各方面条件均能充分满足实际使用性能要求的优质材料塑件。在进行模具生产使用时,应该要力求模具生产过程效率高,自动化管理程度高,操作方便,寿命长;在应用模具结构制造工艺方面,要求模具结构设计合理,制造容易,成本低。

引言:

20世纪70年代以来,石油危机持续爆发虽然使得目前我国大型塑料制品加工制造产业的主要产品原料价格上涨,其宏观经济发展趋势仍然受到很多较大一定程度的宏观经济因素抑制和被经济抑制。所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。其发展受到很大程度的抑制抑制。所以,改善塑料的性能、推广和使用先进的模具设计制造技术,研究塑料快速成型技术显得尤为重要。塑料模具是使塑件成型的主要工具,它可使塑件获得一定的结构形状及所需性能。用特殊模具工艺生产制造出来的的新型塑件产品具有高工艺复杂程度,高质量一致性,高操作精度、高生产率以及低材料消耗率等几大特点。

一、塑料模具简介

塑料产品是用各种零件作为材料后再进行加工再成型而得以获得的一种产品。而腔体模具就是一种利用其本身特定的腔体密闭性和腔体部件去加工成型,从而可以做成一种具有一定整体形状和大小尺寸的大型塑料金属制件的一种工具。

1、用新型机械塑料模具自动加工塑料生产工艺制造加工出来的的新型柔性塑件塑料制品。它具有高度易操作和低精度、高性能和低一致性、高生产率和低使用材料资源消耗率等几个新的显著特点。

2、模具也被人们统统地称为"效益放大器",用这种模具制造出来的产品和最终成果所带来的总价值,往往可以达到模具总价值的几十倍,甚至可以达到上百倍。

3、目前,模具设备制造工程技术已发展成为一个发达国家或不同地区的制造企业模具制造工程技术水平质量高低的重要衡量标准。

4、国民经济的五大产业(机械、电子、汽车、石化和建筑)都与模具制造行业有关。

二、模具的设计流程概述

1、分析塑料制品

首先,需要对各种塑料制品进行分析,主要从各种塑料制品的外观形状、大小、公差和其设计规范、制品使用的塑料材质名称、型号以及对塑料制品外观的要求等方面对其进行了分析和研究。以及制品的表面要求等方面进行分析研究。

2、型腔数目与排版

模具的型腔个数主要依靠对于模具所用产品的投射面积,几何形态,精度,成本等多个方面进行确定。主要因素有:精度、成本等方面确定。主要因素有:

模具的外形大小尺寸和安装模具所用的面积大小、制品的精度、成本、制品的颜色、是否存在特殊的处理工艺、是否需要加热等。成本等。

3、确定分型面

一般而言,平面上的分型面是较容易处理的,而立体份型面就应尤其注意。选择应有一定的原则:

(1)不影响制品外观。

(2)能够保证塑料制品的表面精度。

(3)有利于模具加工的方便。

(4)、有利于排水浇注调节系统、排气调节系统、冷却系统等等的设计和施工实施。

(5)有利于制品的脱模。

4、排气系统的设计

排气系统在确保塑料制品的成型和质量上有着至关重要的地位和作用,其中排气的方式通常包括:排气槽;利用型芯、镶件、推杆等与间隙相互配合进行排气;设计中的进气销;设计了防真空吸附元件。

5、冷却系统的设计

而且冷却系统既需要考虑其冷却效果也有其无效性,又需要充分考虑其冷却系统对整个模具结构的影响。主要内容包括了以下几个部位:排列形式及其具体形状、具体位置及尺寸确定、重点部位冷却、顶入位置及形状的选择与设计、密封结构设计。

6、模具钢材的选用

模具用于成形部分的主要零件(包括型腔、型芯)以及材料等的选择,主要原理是通过跟据各种模具成形制品的批量、塑料板的种类等等来对其进行材料确定。对于高强度光泽或透明的玻璃制品,主要原因是建议选用4cr13类型的黑色马氏体改性耐蚀硬化不锈钢或选用时效改性硬化不锈钢。如果产品是选用含有特殊玻璃钢碳纤维淬火加热片和增强淬火材料的特殊塑料制品,则我们认为应该综合考虑尽量选用如ccr12mov等各种类型的优良且同时具有耐磨性能的耐热淬火不锈钢。所以当不锈制品中需要使用的各种材料特别是包含pvc、pom或者说是包含其他阴燃剂的各种材料时,必须尽量不要选择耐蚀性好的优质不锈钢

7、绘制装配图

模具及有关零件确定之后,即可绘制装配图。在绘制过程中,对各系统做进一步的协调与完善,以达到比较完美的结构设计。

8、图纸较对与模具生产

模具加工图纸的设计绘制工作全部完成后,将与产品设计效果图和其他相关技术资料一起进行比对。对各种模具的结构总体原理结构,工件的基本原理,操作性的可行性等等进行了比较系统化的校对。无误后即可生产模具。

三、塑料成型工艺的研究

塑料的形式和加工途径有很多,包括注射成型、挤出成形、压延成型、吹塑成形、吸塑成型和压缩成形等。塑料作为高分子聚合物有着不同的处理途径,每一种处理途径都有自己的优点和缺陷。

1、注塑工艺

注塑模具是广泛指模具通过把这种材料直接进行注射或装进生产模具内部而用来进行生产模具制造用的零部件。喷嘴一般安装在流体腔内和室内的末端,流体或其他塑料经过振动喷嘴的高压强制振动冷却,闭合形成模具。当大型塑料零件进行高温冷却并迅速固化时,半成品立即从大型高压机中自动撤下或迅速退出。

2、吹塑工艺

吹塑主要指用来制造空心或者塑料制品的一种成型工艺,是指借助于气体的压力而将闭合在模具型腔内的处于一种类似橡胶状态的小型坯进行吹胀,并作为中空或者塑料制品二次成型的一种技术。

3、热成型工艺

将热加工塑性好的塑料制品片材经热加工为各种特性塑料制品中较特殊的一种非热加工特性塑料制品片材。该生产过程还使得可以广泛应用于改性橡胶的生产加工。近年来,热融合成型制造技术已经不断取得了新的技术发现,例如从传统挤出式制造片材材料技术逐步发展为热融合成型连续型的制造材料技术。

4、真空成型(吸塑)工艺

真空成型常被我们简单地将其称之为真空吸塑,它其实是一种新型的通用塑料包装加工工艺技术,其主要的原理就是将已经展开的塑料片材在未经加热过的模具中加温软化后,采用真空成型方法然后将其吸附在加热模具的表面,冷却后即可进行吸塑成型,广泛应用于塑料包装、灯饰、广告、装修等加工行业。

上述介绍的是塑料工业中应用较广的成型工艺,目前,随着各种新型模具材料、技术的出现,一些新型加工工艺也涌现了出来。

总结:

塑料模具的设计以及新型工艺的研究可以极大地推动塑料制品行业的快速发展,而且对于塑料制品生产质量、生产效率、制造精度的提升等都有着很大的影响。所以,改良现有工艺水平,适当创新,研究出综合效益更高的模具以及成型工艺有助于进一步扩大塑料模具市场,提高相关企业的生产经济效益。

参考文献：

[1]古福强. 浅谈注塑成型模具设计要点[J]. 建筑工程技术与设计, 2019, (10):788-789.

[2]卢玮.塑料模具设计中常见的问题研究[J].山东工业技术,2016(17):260-261.

[3]王晓霞.模具设计与制造.电子工业出版社,2014.1