熔芯注射技术与模具设计.ppt

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1、熔芯注射技术与模具设计熔芯注射技术与模具设计熔芯注射技术与模具设计熔芯注射技术与模具设计背景知识 熔芯成型法是一种熔芯成型法是一种比较新的工艺方法，便于加工内部有交比较新的工艺方法，便于加工内部有交叉复杂的渠道、凹槽或切槽的制件。生叉复杂的渠道、凹槽或切槽的制件。生产管道夹具、泵外壳和体育运动商品等产管道夹具、泵外壳和体育运动商品等小型制件的生产厂商们，早在小型制件的生产厂商们，早在1515年以前年以前就开始考虑鉴定是否采用这项工艺了。就开始考虑鉴定是否采用这项工艺了。最近，汽车制造公司已采用该项工艺生最近，汽车制造公司已采用该项工艺生产大型零部件，如轻质的动力系统样件产大型零部件，如轻质的动

2、力系统样件和进气支管等。和进气支管等。可熔型芯注射成型的基本原理可熔型芯注射成型的基本原理 先用低熔点合金铸造可熔型芯,然后把可熔型芯作为嵌件放入模具中进行注射,冷却后把包含有型芯的制件从模腔中取出,再加热将型芯熔化,即可得到所需要的制件。熔芯注射成型方法的概念熔芯注射成型方法的概念注射成型结构上难以脱模的塑料件，如汽车输油管和进排气管等复杂形状的空心塑料件时，一般是将它们分成两半成型，然后再拼合起来，致使塑料件的密封性较差。随着这类塑料件应用的日益广泛，人们将类似失蜡铸造的熔芯成型工艺引入注射成型，形成了所谓的熔芯注射成型方法。注射成型结构上难以脱模的塑料件，如汽车输油管和进排气管等复杂形状

3、的空心塑料件时，一般是将它们分成两半成型，然后再拼合起来，致使塑料件的密封性较差。随着这类塑料件应用的日益广泛，人们将类似失蜡铸造的熔芯成型工艺引入注射成型，形成了所谓的熔芯注射成型方法。熔芯基本原理熔芯基本原理 熔芯成型法当中，型芯仅仅作为模壁。充模过熔芯成型法当中，型芯仅仅作为模壁。充模过程不因固态嵌件而改变。由于金属合金型芯或聚程不因固态嵌件而改变。由于金属合金型芯或聚合物型芯的热性能大不一样，故其所要求的压力合物型芯的热性能大不一样，故其所要求的压力也有所不同。聚合物型芯起到隔绝壁的作用，并也有所不同。聚合物型芯起到隔绝壁的作用，并且在成型制件中产生非常薄的流体表皮；金属型且在成型制件

4、中产生非常薄的流体表皮；金属型芯成为散热点而在制件上形成相对厚的流体表皮。芯成为散热点而在制件上形成相对厚的流体表皮。如果塑料熔体流过时型芯表面已熔化，将产生流如果塑料熔体流过时型芯表面已熔化，将产生流动根本性变化。已有报道采用冰条作为型芯。液动根本性变化。已有报道采用冰条作为型芯。液态薄膜在冰与塑料界面存在着非常复杂的加工问态薄膜在冰与塑料界面存在着非常复杂的加工问题得以解决之前，这种方法用于高精度制件是切题得以解决之前，这种方法用于高精度制件是切实可行的。实可行的。型芯的加热方法型芯的加热方法为缩短型芯熔出时间,减少塑件变形和收缩,一般采用油和感应线圈同时加热的方法,感应加热使可熔型芯从内

5、向外熔化,油加热则熔化残存在塑件内表面的合金表皮层。可熔型芯技术有哪些优点可熔型芯技术有哪些优点 熔芯注射成型特别适用形状十分复杂、中空和不宜机械加工的复合材料制品，这种成型方法与吹塑和气体辅助注射成型相比，虽然要增加铸造可熔型芯的模具和设备及熔化型芯的设备，但可以充分利用现有的注射机，且成型的自由度也较大。可熔型芯设计有哪些要注意的地可熔型芯设计有哪些要注意的地方方 1芯件的材料？2注射成型温度和时间的控制?3熔芯的制造？4熔芯的力学参数？1芯件的材料芯件的材料 要求熔芯合金材料具有相对较低的熔融温度要求熔芯合金材料具有相对较低的熔融温度(应应该低于塑料的软化温度该低于塑料的软化温度),),

6、以保证塑料制件在型芯以保证塑料制件在型芯脱熔温度下发生变形。另一方面要求熔芯具有一脱熔温度下发生变形。另一方面要求熔芯具有一定的强度和硬度定的强度和硬度,能够在成型过程的注射压力和能够在成型过程的注射压力和熔体的冲击作用下维持较高的形状精度和定位精熔体的冲击作用下维持较高的形状精度和定位精度。目前常采用的是度。目前常采用的是SnSn-Bi-Bi和和Sn-PbSn-Pb低熔点合金。低熔点合金。关键是解决塑料、型芯材料、模具和将型芯熔化关键是解决塑料、型芯材料、模具和将型芯熔化所用介质的相互影响。使用该技术必须保证所用介质的相互影响。使用该技术必须保证:(1):(1)塑料注塑时型芯不能发生熔化；塑

7、料注塑时型芯不能发生熔化；(2)(2)作型芯的金作型芯的金属的熔体以及用来熔化型芯的介质不会腐蚀塑料；属的熔体以及用来熔化型芯的介质不会腐蚀塑料；(3)(3)在熔化型芯的温度下制件不会发生变形。在熔化型芯的温度下制件不会发生变形。低熔点合金型芯的组成低熔点合金型芯的组成2可溶型芯注射成型温度和时间的可溶型芯注射成型温度和时间的控制关系图控制关系图 3熔芯的制造熔芯的制造 可熔型芯技术需要一个能熔化的型芯可熔型芯技术需要一个能熔化的型芯,所以首先要制作这所以首先要制作这种型芯。制造可熔型芯的工艺过程种型芯。制造可熔型芯的工艺过程,它与经注射模具的工它与经注射模具的工艺过程类似艺过程类似,但由于使

8、用了不同的材料但由于使用了不同的材料,因此会有不同的因此会有不同的工艺过程步骤。首先关闭铸模并锁紧工艺过程步骤。首先关闭铸模并锁紧,然后开始浇铸。与然后开始浇铸。与聚合材料的制件不同聚合材料的制件不同,合金金属的粘度低只要求很低的填合金金属的粘度低只要求很低的填充压力充压力(1MPa)(1MPa)与较小的闭模力。熔体经由加热管与较小的闭模力。熔体经由加热管,用圆用圆柱活塞泵注入模具。如果使用了针阀喷嘴柱活塞泵注入模具。如果使用了针阀喷嘴,当注模充满后当注模充满后,就可以切断铸造压力源就可以切断铸造压力源,无需注塑所需的保压。但如果使无需注塑所需的保压。但如果使用开喷管用开喷管,则必须保持铸造压

9、力则必须保持铸造压力,直到浇口区域的合金冷直到浇口区域的合金冷却为止。如果压力释放过快却为止。如果压力释放过快,未凝固的型芯材料会流进输未凝固的型芯材料会流进输送系统送系统,使部分型芯产生空洞。当浇口关闭或冷却后使部分型芯产生空洞。当浇口关闭或冷却后,铸铸造系统的压力将释放造系统的压力将释放,输送泵重新被注满。冷却完成后输送泵重新被注满。冷却完成后,打开铸模打开铸模,将型芯进行脱。将型芯进行脱。4熔芯的力学参数熔芯的力学参数设计型芯时应考虑工作载荷、强度、刚度、固化温度、体积收缩、树脂收缩等因素。在设计复合熔芯时,应充分考虑相关的结构设计准则:合金和嵌件之间的结合力要足够；由于合金和塑料的热膨

10、胀系数不同,脱熔时应防止塑件被胀裂或变形。一种可溶型芯及其制备方法一种可溶型芯及其制备方法 该型芯的主要成分包括硅溶胶粘结剂、一云母粉该型芯的主要成分包括硅溶胶粘结剂、一云母粉填料、活性剂、增塑剂；硅溶胶粘结剂与云母粉填料、活性剂、增塑剂；硅溶胶粘结剂与云母粉填料的质量比为填料的质量比为 ，活性剂，活性剂占硅溶胶粘结剂与云母粉填料总和的占硅溶胶粘结剂与云母粉填料总和的，增塑剂的含量占硅溶胶粘结剂、云母粉填料，增塑剂的含量占硅溶胶粘结剂、云母粉填料和活性剂总质量的，增塑剂中：石蜡和和活性剂总质量的，增塑剂中：石蜡和聚乙烯的质量比为聚乙烯的质量比为 ；本发明；本发明采用硅溶胶做粘结剂显著降低了可溶

11、型芯的成本，采用硅溶胶做粘结剂显著降低了可溶型芯的成本，另外，本发明的可溶型芯具有较高的强度和一定另外，本发明的可溶型芯具有较高的强度和一定的韧性，可保证蜡模的顺利成型，在不损害蜡模的韧性，可保证蜡模的顺利成型，在不损害蜡模性能及形状的条件下，又可较容易的在水性介质性能及形状的条件下，又可较容易的在水性介质中失去，能满足制造高质量铸件的要求中失去，能满足制造高质量铸件的要求 一种蜡模制造方法一种蜡模制造方法 这种蜡模的制造方法，属精铸领域，适用于较大这种蜡模的制造方法，属精铸领域，适用于较大型、薄壁、近似等壁厚的精铸件的铸造，特点是型、薄壁、近似等壁厚的精铸件的铸造，特点是首先按蜡模内腔形状尺

12、寸制造模具芯，在模具芯首先按蜡模内腔形状尺寸制造模具芯，在模具芯上涂上分型剂，并将模具芯浸入预先准备好的蜡上涂上分型剂，并将模具芯浸入预先准备好的蜡液中，蜡液温度为液中，蜡液温度为，浸入时间为，浸入时间为秒，然后取出、冷却，在模具芯上层秒，然后取出、冷却，在模具芯上层积一层蜡料，单层层积蜡料的厚度控制在积一层蜡料，单层层积蜡料的厚度控制在之间，反复重复上述操作数次直至之间，反复重复上述操作数次直至蜡模尺寸蜡模尺寸x3974-0078-0010 x3974-0078-0010金属的冰模铸造法金属的冰模铸造法 摘要摘要 本发明是一种金属材料的铸造工艺方法。该铸造方法是用水冷冻成零件的冰模后，来完成

13、铸造型腔的制作，向干化处理的型腔内注入金属液，冷却、清理完成整个铸造过程。采用这种铸造方法具有如下优点，制模材料取之不尽，生产成本低廉，降低制模的工艺、设备要求，冰模易于溶化排净对型腔无损伤，冰模不易软化变形，表面光洁，尺寸精确，可制成各种复杂形状的零件模，整个工艺过程时间短，无污染，有利于铸造的批量化、机械化作业。符合要求，本发明具有工艺简单，生产成本低，能生产大尺寸精铸件等优点。熔模鑄造的可溶性型芯熔模鑄造的可溶性型芯 熔模铸造中压制蜡模用的压型熔模铸造中压制蜡模用的压型,一般用中碳钢制一般用中碳钢制造。由于零件内腔几何形状的影响造。由于零件内腔几何形状的影响,金属型芯往金属型芯往往不能从

14、蜡模中直接取出。若两边抽芯往不能从蜡模中直接取出。若两边抽芯,势必在势必在转弯处产生尖角。过去用人工修去圆角转弯处产生尖角。过去用人工修去圆角,耗黄工耗黄工时多时多,且尺寸精度也不易保证。在技术革新中且尺寸精度也不易保证。在技术革新中,我我们打破旧框框们打破旧框框,采用可溶性材料采用可溶性材料,先制出型芯先制出型芯,然然后置于压型中压制蜡模后置于压型中压制蜡模,取出后放入水中溶去型取出后放入水中溶去型芯材料芯材料,就可得到具有所需几何形状内腔的蜡模。就可得到具有所需几何形状内腔的蜡模。经生产实践证明经生产实践证明,用这个方法制得的铸件用这个方法制得的铸件,内腔光内腔光洁度和尺寸精度比过去用修饰

15、方法的都有很大的洁度和尺寸精度比过去用修饰方法的都有很大的提高。提高。可溶型芯注射成型的基本步骤可溶型芯注射成型的基本步骤熔芯注射模具设计的内容熔芯注射模具设计的内容1确定型腔数量和排列方式；2确定分型面流道浇口位置和形式；3侧向凹凸的处置与确定退出方式；4确定模具的加工方式；5确定温度的调整方式。结语结语作为生产多壳零件的可熔型芯技术作为生产多壳零件的可熔型芯技术,其最大的优其最大的优点是生产过程在点是生产过程在“铸造铸造”中进行。并具有其他更中进行。并具有其他更多的优点多的优点:更大的设计余地；更大的设计余地；单个注塑制品单个注塑制品即可实现复杂的几何形状；即可实现复杂的几何形状；内部和外部尺寸的内部和外部尺寸的稳定性好稳定性好,零件表面质量高；零件表面质量高；模具设计简单；模具设计简单；通过零件内部镶入零件从而增强零件功能通过零件内部镶入零件从而增强零件功能,但但制造成本高。结果制造成本高。结果,注塑制品更加均匀注塑制品更加均匀,轮廓更精轮廓更精确确,并且不会因接缝造成不牢固的部位，能很好并且不会因接缝造成不牢固的部位，能很好的用来加工生产多壳零件。的用来加工生产多壳零件。谢谢观赏