模具模架

模 架------ 一套完整的 模具由各种不同的零件组成。模具的组成零件按其功能可分为以下两种：成型零件----与塑料接触，并构成模腔的那些零件。它们决定着塑料制品的几何形状和尺寸。结构零件----除成型零件外的模具零件。这些零件具有支承，导向，定位，排气，顶出制品，侧向抽芯，侧面分型，温度调节，引导塑料溶体向模腔流动等功能或功能运动。 模架又叫模胚，模座，是模具的重要结构零件。其作用是把模具的其他零件连接起来，并保证模具的工作部分具有正确的相对位置。模架大部分为平板状零件，在工艺上主要是进行平面及孔系和型腔的加工。模架中的导套、导柱是机械加工中常见的套类和轴类零件，主要是进行内外圆柱表面的加工。模架组合后，其安装基准面应保持平行，导柱、顶柱等零件装配后须运动灵活，无阻滞现象。 尽管模架的结构各不相同，但归纳起来可分为三大类：大水口系统、细水口系统和简化细水口系统。如何去区分这三大系统呢？简单笼统一点可这样划分：大水口系统中只有导柱；细水口系统中不仅有导柱，还有拉杆，拉杆末端需配挡圈；简化细水口系统中也只有导柱，但是从上夹板穿下，标准长度也是以方铁过半为准。（大水口和细水口中导柱连接A、B板，拉杆都是从上夹板穿下，长度一般是方铁过半）。 更详细分类请查阅公司标准技术资料！ 模具主要零/配件、项目名称及功能 导柱(边钉、GP、定位销DP）------ 可分为普通型导柱（直边）和有托导柱（托边），起定位导向作用，保证各类机 构在工作过程中定位导向。一般硬度为HRC58~62 导套（胚司）------ 可分为直司（BB套）和托司（BA套），起定位导向作用，配合导柱一起使用。 顶柱（EP/RP、回针、回程柱、回位销）------ 保持顶针板活动顺滑，并确保顶针回复原位。 中导柱（中GP针板边、EGP）------ 用做顶针板定位之用，承托顶针板的重量，使顶出及回复时更顺畅，保证顶针能 正确垂直的顶出制品。 中导套（中BA、EGP）------ 配合中导柱一起使用，运用中导套设计使顶针板定位更加精确。 拉杆（水口边、SP）------ 承托上模重量，限制上夹板（定模面板）、水口板、A板之间的行程。 挡圈（水口介子） ------固定在拉杆的末端，作用是限制上夹板、水口板、A板的行程距离，防止A板脱落 浇口套（唧咀） 是一个与注塑机连接的配件，塑胶料从此通道注入模内。一般硬度为HRC53~58 浇口套也就是模具浇注系统的主流道。 定位环（法兰）------ 用作模具与啤机容易对准和定位。 顶针 将成品从模芯顶出，达到脱模 的目的。 司筒（顶管）------ 将成品从模芯顶出，作用与顶针相同,但一般用于制品中心带有细孔的圆柱时的 脱模. 司筒针 ------用于制品的柱位孔成型,配合司筒使用,并不是脱模用途. 撑头(SP) ------承托B板,减少因注塑时受压变型. 垃圾钉(ST) ------承托着顶针板,由于它面积较少,可防止垃圾积在上面,令顶针板不平或变形. 运水孔 ------用于对模具的有效冷却,使模温保持在一定的范围内. 喉咀 ------安装在模具运水孔上,用来连接啤机的冷却水喉,一般用黄铜制成. 拉料杆 ------1、分流道拉料杆：因分流道中所存的塑料不易脱落，便于开摸系时冷料脱模。 2、浇口拉料杆：在开模时从浇口套内拉出主流道凝料使与注塑机喷嘴分离，一般 都设在冷料穴的尽端，拉料杆直径等于、浇口内孔大端的直径，以便于沟住冷料。 拉料杆一般由注塑机顶出机构的顶板带动，拉料杆孔不倒角,深度要求严格. 分流锥 ------分流道较多时采用。避免熔融的塑料从主流道至分流道急转90度方向，而直接进 入模具型腔而冲击型腔，使用分流锥使塑料逐渐而平稳的转变方向，并能缩短分 流道长度，使熔融的塑料顺利的充满模具型腔。 浇口------ 是分流道和型腔之间的连接部分，其作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度 进入并充满型腔，型腔充满塑料后并能迅速的冷却封闭，防止型腔内还未冷却的 塑料回流。主要分盘形浇口，扇形浇口，环形浇口，点浇口 热流道 ------又叫无流道.在模具的浇注系统中仍然有流道,只是这种流道较大,或是采用喷嘴式 流道,并采用内外加热的方法保温,使流道中的塑料始终保持熔融状态.主要应用于 大型注塑模具. 滑块 ------是完成侧面抽芯的一个重要零件,配合导滑槽使用,用斜导柱带动进行侧抽芯. 行位(滑块槽) ------是滑动横模,一般在制品侧面有凹凸形状时是使用. 分矩行(T型槽)和燕尾型.使滑块带动成型芯平稳而准确的进行侧抽芯,其宽度公差 可放宽. 斜导柱(斜边,弯销)------ 用作带动滑块做反复运动. 电热棒(电热板、电热框）------ 同为电阻加热元件。用于对模具的加热，控制模具的温度。 弹簧(弹弓)------ 起复位作用.模架方面加工最多的为顶柱(回针)弹簧孔和小拉杆弹簧孔.公差可放宽, 但同一套中孔的深度须一致,以保证复位平衡. 小拉杆(小SP)------ 同拉杆作用相同,起限位作用,为双分型面模具(细水口)中主要配件. 限位钉(止动块) ------起限位作用.模架中常见用于顶板限位,(于B板反面或上顶板正面) 精定位(1、扣机位2、直身/条形定位块3、止口4、定位柱/圆锥形爹把边钉）------ 均为辅助导向定位作用 冷料穴 ------用于集存冷料渣的洞穴（注塑机未注塑之前， 喷嘴最前端的熔融塑料的温度最 低，形成冷料渣）一般开设于进料口及六道的末端。 排气槽 ------用于排出模具内本身的空气以及因塑料受热而产生的气体。常见加工于模具分模 面及热流道板中。另有导柱透气槽，一般加工于上夹板及方铁紧挨导套的部位 第一章 加工常识 1. 1 CAD/CAM对高速加工的影响 ----高速加工需要同时满足多方面的应用条件，一旦参数出现错误便会导致全面失效。有些关键参数容易定义，如配有功能强大的CNC系统和高精度主轴的高质量机床、高刚性和精确平衡的机床夹持、高性能的切削刀具等。有些参数则不容易定义，却往往由於这些参数的选用不当，引致高速加工失败。 ---- 除了上述的物理因素，CAD和CAM软件的质量和适当应用，也是影响高速加工的主要因素。如果从CAD/CAM系统产生的CNC程序，直接决定处理的条件，这样便十分直接。但是，要在CAD/CAM系统指出甚么功能才保证获得高质量的高速加工效果，却是极不容易。 ---- 下文将会分析在应用CAD/CAM软件时，一些影响高速加工成败的重要因素。 CAD对高速加工的影响 ---- 一般来说，CAD对高速加工的直接影响并不易看到。很多人认为CAD模型只用作定义零件的外形，至於如何加工所设计的零件，便是CAM使用者和加工工程师的责任。理论上来说并没有错，在很多情况下，CAD模型没有真正定义需要加工的形状。许多原因使模型不适合高速加工，现简述如下∶ 精度的影响 ----加工精度高、热分布小和加工表面质量高，均是高速加工的优势；却看到一个奇怪的现象∶用於建立零件模型的公差，比最终的加工公差为大。 ----数据交换是影响精度问题的根本原因。零件通常由一个CAD系统设计，然后转换至另一个CAD系统进行补充设计和加工准备。每次进行数据传输时，都需要将几何形体由一种格式转换至另一种格式，有些转换涉及按极限公差近似。由於这些公差属於累积，设计零件模型时必须将零件模型的公差，设定为最少比精加工公差小十倍。 ----交换格式如IGES，使系统在不同的几何描述间进行转换。由於数据发送系统可以访问"主"数据，最好让它进行所有转换工作，并通过"flavouring"发送系统的IGES来实现。Flavouring将会告诉系统，在IGES文件最可能使用甚么类型的实体。有些系统提供预先定义的IGES flavours菜单，使它适用於常用的系统。 ----如要减少转换过程出现问题，其中一个方法便是使用直接接口。直接接口让系统直接读取另一系统的文件，如Delcam的PowerMILL拥有Catia、Pro/Engineer、Unigraphics等主流系统的直接接口。 ----由於Stereo lithography (STL) 三角形格式十分简单，成为有些公司喜欢使用的数据交换格式。有些 CAM 系统可以直接加工STL格式文件，包括Delcam的PowerMILL。然而，这种格式文件的三角形按公差产生，加工表面可能出现可见面片。主流设计系统STL格式使用的公差一般非常大（0.1mm），而且隐藏在多重选项之后，容易被忽略。因此，整理低公差设置STL文件的加工公差，可以提高加工表面的精度。 修剪的影响 ----CAD系统的大部分零件由裁剪曲面"拼凑"而成，像上衣由多片形状复杂的布料缝合而成。这些曲面的边界精度直接影响所产生的刀具路径质量。 ----如一圆锥顶部为一完整的圆形，平面顶盖为六角形。六角形平面可能在顶部某些地方超越圆形的范围。如果超出的范围太大，刀具路径便会出现尖点。在这情况下，加工后的表面极可能出现刀痕。 不完整模型的影响 ----许多CAD使用者自行设置捷径，以求缩短模型的造型时间，其中经常使用的，是忽略底座内部的拐角圆倒角，更认为通过合适半径的刀具直接进行加工。如果使用这种方法，刀具必须刚好切进尖锐拐角，使刀具的负荷猛然增加，是刀具进行直线切削时的4.5倍。 ----有些CAM系统可以提供解决的方法，但最好避免出现这种现象，确保CAD模型准确地表示需要加工的形状。加工这类圆倒角最好使用半径较小的刀具，在一般情况下，刀具的半径最好比圆倒角的几何尺寸小70%或更小，使拐角处的切削刀具路径更加平顺，避免刀具突然转向。如果使用小刀具加工，刀具负荷比直接切入拐角降低3倍。 不能加工特征的影响 ----尽管高速加工扩大可直接铣削的特征范围，但对形状特别复杂的模型，必须使用EDM加工细微的部分。此外，大部分零件有许多孔，可以直接将之钻出。如果供加工使用的CAD模型包含这些特征，大多CAM系统将会尝试加工。最典型的结果，是刀具路径包含不希望进行铣削加工的区域，如果不加以处理，实际加工时刀具必定切入孔或尖角。CAM 使用者需要花很多时间修正错误，以避免重复加工放电加工区域和孔区域。 ----如果可以的话，尽量把不希望进行铣削加工的特征，从用於产生刀具路径的 CAD模型中除去。具体方法视乎所使用的CAD系统。有些系统采用删除特征的方法，有些则通过加入额外曲面来覆盖。 CAM对高速加工的影响 ----经过多年来对高速加工的研究，现在仍然欠缺明确简洁的定义和解释。高速加工的基本出发点是在高速低负荷下切削，比低速高负荷切削更快切除材料。低负荷切削意味可以减轻切削力，从而减少切削过程的振动和变形。在高速的状态使用合适刀具，可以切削高硬质的材料。高速切削可以借助切削热带走大部分切屑，以减少零件的热变形。 ----上述优点只能在合适的加工条件实现。如果加工条件不恰当，可以影响刀具的寿命，甚至导致更严重的后果。 高速加工刀具路径 高速铣削刀具路径的限制按重要性列出∶ 刀具不能和零件碰撞 切削负荷必须在刀具的极限负荷之内 残留材料不能大於指定极限 应避免材料切除率突然变化 切削速度和加速度必须在机床的能力范围 切削方向（顺铣/逆铣）应保持恒定 应避免切削方向突然变化 尽量减少空程移动 切削时间应减至最少 ----在实际零件的刀具路径编制过程，难以完全满足上述的要求。事实上，当加工复杂形状的零件时，只能尽量满足这些要求，并首先满足较为重要的。 ----精加工使高速加工出现刀痕的问题。由於零件形状的限制，如要迁就切削条件，便会在加工后的零件表面留下可见的刀痕，虽然可以通过抛光的方法消除，却违背使用高速加工的原意。进行粗加工和半精加工后，CAM使用者有多种方法修改零件的形状，刀痕也可利用其后的精加工消除。 编程能力 ----良好的高速加工程序可以迅速地在机床上执行，却要花很长时间和大量精力产生。在模具制造的单件加工领域，因等待加工程序引致机床停机的情况非常普遍。如果将这种压力强加给CAM使用者，让他们更快地产生刀具路径，便会迫使他们走捷径，所编制的程式也不经济和有效。即使机床继续运转，其加工速度已大打折扣。 ----使用这种方法进行高速加工并不明智。如要获得最好的高速加工效果，必须提供足够的CAM能力，以得到高质素的加工程序，确保机床全负荷地运作。因此需注意以下各项∶ ----使用具备自动高速加工功能的CAM软件，可以减少使用者优化程式的工作量； ---- 使用快速计算无过切刀具路径的CAM软件，批处理功能可将复杂程序的计算留在夜间进行； ---- 使用高性能的计算机并经常更新配置，确保具有足够内存以提高运行效能； ---- 确保每台机床配备足够的CAM编程人员。培训机床操作者，让他们直接在车间进行加工编程，以充份发挥其加工技能； ----确保为操作者提供适当的高速加工编程培训。 安排加工顺序 ----除了最简单的零件，高速加工往往牵涉多个加工步骤。在高速加工的编程，最重要选取正确的加工顺序，以下为一些基本原则∶ ---- 当考虑加工成形的几何形状，应同时考虑希望切除的材料； ---- 把加工步骤减至最少； ---- 使用连续的方法，如偏置路径通常比平衡路径为佳； ---- 避免垂直下刀，从材料的外部切入； ---- 在零件的临界区域，确保不同步骤的精加工路径不会重?；否则必定出现刀痕； ---- 尽量不换刀，使用单一刀具精加工临界区域。刀具设置错误常常导致精加工后的加工表面出现刀痕； ---- 长刀具容易磨损，应尽量使用短刀具。如可以应考虑重新定位零件方向，在难以加工的区域使用短刀具。 总结 ----高速加工对加工工程的每个环节要求严格，基本要求是使用合适的物理设备，并精确地指定有关的参数。虽然难以具体指定高速加工需要甚么CAD和CAM功能，却肯定CAD和CAM对高速加工的质量和稳定性均有明显的影响。 ----高速加工使用的CAD模型必须精确地表达需要加工的模型形状，这意味模型精度必须大於加工公差，在可能的情况下，将不需进行铣削加工的模型特征删除或遮盖。 ----高速加工设备必须配合足够的CAM编程人员，以保证机床采用最佳的程序。提高编程质量的方法之一，是让机床加工人员在车间编制加工程序；同时确保CAM操作者和机床操作人员，曾经接受良好的技术培训。 ----如要获得良好的高速加工效果，最有效的方法是仔细安排加工顺序，适当使用CAM系统提供的加工条件。

第二章 ；模具精加工控制分析 1 模具精加工控制分析 1.引言 ----一幅模具是由众多的零件组配而成，零件的质量直接影响着模具的质量，而零件的最终质量又是由精加工来完成保证的，因此说控制好精加工关系重大