模具问题 on My Life is Going On

快速了解 NX part 的版本及相关信息

Sat, 25 Dec 2010 11:05:22 +0800

转自 李宙宏新浪博客

这个功能早就有了，其实是一个非常实用的工具。

不打开 NX part 文件，就可以知道 NX part 的版本和相关信息（如：

多少实体、多少片体、多少点、模型单位等信息。）

步骤如下：

Start®Programs® NX® NX Tools® Command Prompt，出现

如下窗口，键入命令：

C:\> cd part 文件所在路径

C:\\ part 文件所在路径> ug_inspect xxx.prt

即可看到该 part 的版本信息和其他相关信息

模具温度控制的必要性

Sat, 25 Dec 2010 10:36:36 +0800

转自 李宙宏新浪博客

在射出成形中,射出於模具内之熔融材料温度,一般在150~~350℃之间,但由於模具之温度一般在40~~120℃之间,所以成形材料所带来的热量会逐渐使模具温度升高。另一方面,由於加热缸之喷嘴与模具之注道衬套直接接触,喷嘴处之温度高於模具温度,亦会使模具温度上升。假使不设法将多餘之热量带走,则模具温度必然继续上升,而影响成型品的冷却固化。相反地,若从模具中带走太多的热量,使模具温度下降,亦会影响成型品的品质。故不管在生产性或成型品的品质上,模具的温度控制是有其必要性的。兹分述如下：

1. 就成形性及成形效率而言

模具温度高时,成形空间内熔融材料的流动性改善,可促进充填。但就成形效率(成形週期)而言,模具温度宜适度减低,如此,可缩短材料冷却固化的时间,提高成形效率。

2. 就成型品的物性而言

通常熔融材料充填成形空间时,模具温度低的话,材料会迅速固化,此时为了充填,需要很大的成形压力,因此,固化之际,施加於成型品的一部份压力残留於内部,成为所谓的残留应力。对於PC或变性PPO之类硬质材料,此残留应力大到某种程度以上时,会发生应力龟裂现象或造成成型品变形。

PA或POM等结晶性塑胶之结晶化度及结晶化状态显著取决於其冷却速度,冷却速度愈慢时,所得结果愈好。

由上可知,模具温度高,虽不利於成形效率,但却常有利於成型品的品质。

3. 就防止成型品变形而言

成型品肉厚大时,若冷却不充分的话,则其表面发生收缩下陷,即使肉厚适当,若冷却方法不良,成型品各部分的冷却速度不同的话,则会因热收缩而引起翘曲、扭曲等变形,因而需使模具各部分均匀冷却。

温度控制的理论要素

模具的温度调整,对成型品的品质、物性及成形效率大有影响,冷却孔的大小与其分佈为重要的设计事项。

热在空气中,主要藉辐射和对流来传播,在固体或液体中主要藉传导来传播。固体的热传导也因物质的不同而有所差异,而且不同物质的交界处也有界膜传热系数。在液体中,热的传导因传热管的大小、流速、密度、黏度等而异,热计算公式很复杂,需要很多假定,不易求解。但最近由於电脑的发展等已容易计算,可行理论解析。

模具的冷却和加热

一般模具,通常以常温的水来冷却,其温度控制藉水的流量调节,流动性好的低融点材料大都以此方法成形。但有时为了缩短成形週期,须将水再加以冷却。小型成型品的射出时间,保压时间都短,成形週期取决於冷却时间,此种成行为了提高效率,经常也以冷水冷却,但用冷水冷却时,大气中的水分会凝聚於成形空间表面,造成成型品缺陷,须加以注意。

成形高融点材料或肉厚较厚,流动距离长的成型品,为了防止充填不足或应变的发生,有时对水管通温水。成形低融点成形材料时,成形面积大或大型成型品时,也会将模具加热,此时用热水或热油,或用加热器来控制模具温度。模具温度较高时,需考虑模具滑动部位的间隙,避免模具因热膨胀而作动不良。一般中融点成形材料,有时因成型品的品质或流动性而使用加热方式来控制模具温度,为了使材料固化为最终温度均匀化,使用部分加热方式,防止残留应变。

以上所述,模具的温度控制是利用冷却或加热的方式来调整的。

冷却管路的分佈

欲提高成形效率,获得应变少的成型品时,模具构造须能对应於成形空间的形状或肉厚,进行均匀的高效率冷却。在模具加工冷却管路时,管路的数目、大小及配置极其重要。如图(a)(b)所示,相同的成形空间,加工相近的大冷却管路或加工远离的小冷却管路,探讨热的传导路径。现在大管路通入59.83℃的水,小管路通入45℃的水,求温度斜度,连结等温曲线,即得图(c)(d),可见模具成形空间表面的温度分佈,大管路是每週期有60~~60.05℃的温度变化,而小管路,则有53.33~~60℃的温度变化。

最佳浇口位置建议

Sat, 25 Dec 2010 10:21:59 +0800

转自 李宙宏新浪博客

★必须将浇口设计在壁厚最大的区域。 ★浇口不能设在高应力区域附近。 ★对于长零件，特别是增强型配混料，如电动机可能，应该沿纵向而不是沿横向或在中心设置浇口。 ★如果在两个或以上的型腔，零件和浇口应与沿注道对称布置。 ★轴向对称零件，例如齿轮、盘、叶片等，最好使用隔板浇口并且应在中心设置浇口，或者在三板模具上设多个浇口，以获得良好的实际流动特性。 ★有一体式铰接的零件在布置浇口时，应使熔合线远离铰接点。在任何情况下。都应避免将熔料停止流动部分设计在铰接点附近。 ★杯形零件(例如小壳体、电容器杯等)的浇口应设计在底座附近，以避免产生空气气穴。 ★对于管形零件，应使熔料首先填充一端的圆周，然后再填充管本身的全长部分。这样，可使熔料流动前沿避免产生不对称形状。 ★在塑孔栓、熔出型芯和其它金属镶嵌件周围镶嵌模塑时，熔化的树脂应能够在镶嵌件周围流动，以尽可能减少镶嵌件位置的不准确。 ★对于不可见缺陷(例如浇口痕迹)的外露表面，可以将浇口设在内部，用遂道式浇口供料至弹出销上。 ★在复杂的零件及具有不同形状的多型腔模具上，浇口位置应尽可能使熔料流动前沿在填充过程中避免产生短暂停止。

这些建议显然并不能函盖所有应用情况，在实际情况中总是要妥协以求得平衡，这取决于具体模制工艺的复杂程度。不过，应在计划阶段就尽可能深入地考虑我们的上述建议。模拟模具填充试验对该情况极为有帮助，应尽可能采用。

在模具制造领域的25个常见问题

Sat, 25 Dec 2010 10:04:59 +0800

转自 李宙宏新浪博客

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素？成形方法－可从两种基本材料类型中选择。 A) 热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。 B) 冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。塑料-一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。模具尺寸－大尺寸模具常常使用预硬钢。整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。模具使用次数－长期使用（> 1 000 000次）的模具应使用高硬度钢，其硬度为48－65 HRC。中等长时间使用（100 000到1 000 000次）的模具应使用预硬钢，其硬度为30－45 HRC。短时间使用（<100 000次）的模具应使用软钢，其硬度为160－250 HB。表面粗糙度－许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降。硫含量高的钢也变得更脆。
影响材料可切削性的首要因素是什么？钢的化学成分很重要。钢的合金成分越高，就越难加工。当碳含量增加时，金属切削性能就下降。钢的结构对金属切削性能也非常重要。不同的结构包括：锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。锻件和铸件有非常难于加工的表面。硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。一般规律是钢越硬，就越难加工。高速钢（HSS）可用于加工硬度最高为330-400 HB的材料；高速钢+钛化氮（TiN）涂层，可加工硬度最高为45 HRC的材料；而对于硬度为65-70 HRC的材料，则必须使用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼（CBN）。非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。例如Al2O3 （氧化铝），它是纯陶瓷，有很强的磨蚀性。最后一个是残余应力，它能引起金属切削性能问题。常常推荐在粗加工后进行应力释放工序。
模具制造的生产成本由哪些部分组成？粗略地说，成本的分布情况如下：切削 65％工件材料 20％热处理 5％装配/调整 10％这也非常清楚地表明了良好的金属切削性能和优良的总体切削解决方案对模具的经济生产的重要性。
铸铁的切削特性是什么？一般来说，它是：铸铁的硬度和强度越高，金属切削性能越低，从刀片和刀具可预期的寿命越低。用于金属切削生产的铸铁其大部分类型的金属切削性能一般都很好。金属切削性能与结构有关，较硬的珠光体铸铁其加工难度也较大。片状石墨铸铁和可锻铸铁有优良的切削属性，而球墨铸铁相当不好。加工铸铁时遇到的主要磨损类型为：磨蚀、粘结和扩散磨损。磨蚀主要由碳化物、沙粒参杂物和硬的铸造表皮产生。有积屑瘤的粘结磨损在低的切削温度和切削速度条件下发生。铸铁的铁素体部分最容易焊接到刀片上，但这可用提高切削速度和温度来克服。在另一方面，扩散磨损与温度有关，在高切削速度时产生，特别是使用高强度铸铁牌号时。这些牌号有很高的抗变型能力，导致了高温。这种磨损与铸铁和刀具之间的作用有关，这就使得一些铸铁需用陶瓷或立方氮化硼（CBN）刀具在高速下加工，以获得良好的刀具寿命和表面质量。一般对加工铸铁所要求的典型刀具属性为：高热硬度和化学稳定性，但也与工序、工件和切削条件有关；要求切削刃有韧性、耐热疲劳磨损和刃口强度。切削铸铁的满意程度取决于切削刃的磨损如何发展：快速变钝意味着产生热裂纹和缺口而使切削刃过早断裂、工件破损、表面质量差、过大的波纹度等。正常的后刀面磨损、保持平衡和锋利的切削刃正是一般需要努力做到的。