吹塑件如何做到表面无任何缺陷

2016-12-19

    一， 模具  （mold; mould; die; tooling；matrix; pattern） 工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。
简介
  简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。中国余姚模具产业群有1300余家模具企业
[编辑本段]简单分类   按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属压铸，钢铁铸造）、和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。
  大规模生产的非钣金钢件——冷镦、模锻、金属模等
  钣金出料——热轧、冷轧、热卷、冷卷
  钣金加工——拉深、涨型、折弯，冲孔，落料
  有色金属——压铸，粉末冶金
  塑料件——注塑、吹塑（塑料瓶），挤塑（管件）
  模具其他分类：
  合金模具
  钣金模具
  塑料模具
  冲压模具
  铸造模具
  挤出模具
  压铸模具
  汽车模具
  滚丝模具
  其他模具
 
  模具材料
  模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性，常用模具材料：工作温度 成形材料 模具材料＜30℃ 锌合金 Cr12、Cr12MoV、GCr15、T8、T10 300～500℃ 铝合金、铜合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2 500～800℃ 铝合金、铜合金、钢钛 GH130、GH33、GH37 800～1000℃ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA ＞1000℃ 镍合金 铜基合金模具
[编辑本段]模具生产的流程  
  模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.只要批量生产就离不开模具，至少在最近50年内离不开。
  那么模具是怎样做成的呢?
  下面对现代模具生产流程做一个简单的介绍。
  1）ESI（Earlier Supplier Evolvement 供应商早期参与）：此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨，主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求，同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力，产品的工艺性能，从而做出更合理的设计。
  2）报价（Quotation）：包括模具的价格、模具的寿命、模具的交货期。
  3）订单（Purchase Order）：客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。
  4）模具生产计划及排工安排（Production Planning and Schedule Arrangement）：此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。
  5）模具设计（Design）：可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等
  6）采购材料
  7）模具加工（Machining）：所涉及的工序大致有车、锣（铣）、热处理、磨、电脑锣（CNC）、电火花（EDM）、线切割（WEDM）、座标磨（JIG GRINGING）、激光刻字、抛光等。
  8）模具装配（Assembly）
  9）模具试模（Trial Run)
  10）样板评估报告（SER）
  11）样板评估报告批核（SER Approval）
[编辑本段]模具的基本设计原理   因为不同的成型模具已应用很多领域，加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展，因此在这部分，总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。
  真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸稳定性及表面质量等内容。
  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，且能保证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，但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模，这样一来，塑件订购方会综合考虑到这两点，以使制品能在最佳条件下进行生产。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，也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙最小，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，则必须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。
[编辑本段]模具如何修补   据不完全统计，机械加工行业中每年模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍，可显而知，机械、冶金、轻工、电子等行业中模具市场是如此的巨大。又如：在冶金行业，每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上，热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上。模具的大量消耗，不仅直接增加生产成本，而且因频繁更换工模具而造成大量生产线频繁停产越成更大的经济损失。
  模具的失效事实上均因其表层局部材料磨损等原因而报废，而且模具的加工周期很长、加工费用极高（尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百万元）。因此，对模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化，以大幅度延长、提高工模具的使用寿命，无疑是一种具有重要经济意义的方法。另外，大多数模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废，因此，只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修复，并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面涂上一层高硬度高耐磨金属层，就可“变废为宝”，不仅使模具得到修复，修复后的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高，经济效益巨大（例如：修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内用微束冷焊机也仅需数天时间，但可创造上百万元的经济效益）。
  模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备。模具修补机的原理是利用高频电火花放电原理，对工件进行无热堆焊，来修补金属模具的表面缺陷与磨损，主要特点是热影响区域小，模具修复后不会变形、不退火、无应力集中、不出现裂纹，保证了模具的完好性；也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理，实现模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等。
  模具修补机强化模具寿命长，经济效益好。可以应用各种铁基合金（碳钢、合金钢、铸铁）等、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命。
  应用范围：机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门，航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具
 
  模具-机械制造
  模具设计制作的要求是：尺寸精确、表面光洁；结构合理、生产效率高、易于自动化；制造容易、寿命高、成本低；设计符合工艺需要，经济合理。
  模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。
  冲压模应采用多工位级进模，可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具，如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD)，即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。
  模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造困难。模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。
  平面冲裁模可用线切割加工初成形，再用成形磨削，坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床，或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控 (CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。 型腔模多用数控加工中心、电火花加工和电解加工。电火花加工中增加三向平动头装置，可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。
  计算机数控多轴铣床加工、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨、抛光轮和研磨膏粉，也可采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。