一种塑料成型模具的制造方法技术

本发明专利技术涉及模具加工领域，特指一种塑料成型模具的制造方法，通过采用单点渐进成形方法加工所得的金属薄板作为内衬，对金属薄板的下表面进行毛化处理，将低熔点金属熔融后与金属薄板内衬一起组成塑料模具。本发明专利技术简化了模具结构，提高了模具的使用寿命，便于模具型腔的外加工，适用于各种塑料成型技术的模具制造，有利于塑料成型模具的低成本研制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模具制造的
，特指，改进了现有塑料模具的结构，提高了模具的使用寿命，便于模具型腔的外加工，适用于各种塑料成型技术的模具制造，有利于塑料成型模具的低成本研制。
技术介绍
随着塑料工业的发展，塑料制品在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。在机电、仪 表、化工、汽车和航空航天等领域，塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用，出现了金属材料塑料化的趋势。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为“效益放大器”。塑料成型模具是型腔模具的一种，它使塑料获得一定的形状和所需性能，对达到塑料加工工艺要求、塑料制件使用要求、造型设计要求和降低制件成本起着重要的作用。不同的塑料成型方法对应着不同的塑料成型模具，主要有注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模等。塑料模的主要工作零件是成型零件，如凸模、凹模等，它们构成塑料模的型腔，以成型塑料制件的各种表面并直接与塑料接触，经受压力温度、摩擦和腐蚀等作用。由于型腔类零件结构形状复杂，制造精度要求高，加工难度大，对塑件的表面质量产生直接的影响，成为塑料模具制造中的关键与核心内容。目前塑料成型模具的制造一般采用机加工的方法，然后根据需要对型腔进行抛光、热处理等工序。其工艺过程复杂，加工周期长，且生产成本高。而采用低熔点合金制造模具，虽可使加工周期缩短，但其强度硬度不高，耐磨性差，使用寿命较短。随着塑料制品需求量的日益增加，上述方法已难以满足实际生产的要求。近年来国内外在塑料模具制造上也进行了一些研究，研制出了很多新型模具钢和非铁合金材料，但这些材料在性能上的局限性和高昂的成本对塑料模的制造产生了限制，如铜铍合金虽具有良好的综合性能，但材料价格相对很高。另外，一些先进的精密加工技术在塑料模具型腔加工上也得到了应用，提高了模具的制造精度，但同时增加了工艺过程的复杂性和制造成本。电镀法由于制造速度慢，应用并不普遍。目前针对吹塑成型模具的制造方法，主要是针对某一具体模具进行的结构改进，适用范围较窄，应用存在局限性。总的来说，目前塑料成型模具的制造还存在以下问题1.传统制造方法，模腔要经过铣削、镗孔、磨削等等工种进行机械加工，过程复杂，制造周期长；2.对于成形表面具有较多的局部细小的沟槽、窄缝或凸起等结构的模腔，刀具加工不变，需采用电火花、线切割等精密加工技术，设备投入大；3.低熔点合金制造法，由于合金的强度和硬度低，在一些受力较大的部位需要采用强度和硬度高的镶嵌件，如吹塑模具的模口部分和夹坯口部位常采用淬火处理的工具钢作镶嵌件，这就使得模具构造变得复杂；4.模腔耐磨性和耐腐蚀性差，成型塑件与膜腔内壁直接接触，产生的摩擦和腐蚀使模具寿命变短；5.模腔磨损后整个模具都会报废，要想继续使用需经过各工序重新制模，生产成本闻;6.采用电镀法处理模腔表面，析出速度慢，制模周期长，且难以保证金属层均匀；
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能克服上述缺点，而且加工周期短，结构简单，使用寿命长，制造成本低。本专利技术所采用的技术方案是 一种塑料成型模具制造方法，包含以下步骤(I)先划分好分型面，依照分型面将塑件进行划分，计算被分型面划分好的塑件外表面积SI，其中被分型面划分好的塑件外表面积SI中不包括分型面的面积；(2)选择具有高熔点高强度耐磨性好的金属薄板,金属薄板的厚度为2 15mm,厚度大小根据塑件的投影面积选择，投影面积大则选择厚板，投影面积小，则选择薄板；金属薄板面积S能够包容住整个塑件，而且金属薄板面积S是塑件外表面积SI的1. 15 1. 2倍，即 S = (1. 15 1. 2) SI ；(3)利用激光毛化或者其他表面处理方法，对金属薄板的下表面进行毛化处理，提闻附着力；(4)依据被分型面划分好的塑件外轮廓，采用UG软件进行成形工具头运动轨迹的编程，将金属薄板放置好并用夹具夹紧后，对金属薄板采用单点渐进成形方法进行加工，获得具有塑件外轮廓形状的金属薄板内衬；对于塑件局部细节特征尺寸L很小的情况，5mm ^ L ^ IOmm时采用小型成形工具头对相应位置的金属薄板进行加工,L < 5mm时,可以采用焊接的方式将局部细节部分结合到金属薄板内衬上；(5)在金属薄板内衬的周边用模具框架支撑住，根据需要在模具框架内放置无缝钢管或紫铜管作为冷却管道，以低熔点金属作为金属填充物，将低熔点金属加热熔融，并将低熔点金属溶液浇注到由金属薄板内衬与模具框架形成的空间，冷却后金属薄板内衬和凝固的低熔点金属结合在一起，形成塑料模具；(6)根据模具框架的外围尺寸，利用线切割的方法将由金属薄板内衬和金属填充物组成的塑料模具进行边界加工，并打磨，得到最终的塑料模具。本专利技术的进一步改进在于金属填充物的浇注加热温度T和T2及Tl存在以下关 Tl+ Tl系，r=~^ + 5°C，Tl为金属薄板的熔点，T2为金属填充物熔点。本专利技术具有以下技术优势1.采用单点渐进成形的金属薄板作为内衬，可以简化模腔的各种机械加工工种类型，减少加工设备的投入。2.由于该方法单点渐进成形，实现了模腔内壁的外加工，对于成形表面具有难以实现机加工的结构的模腔，可以直接成形。3.由于单点渐进成型技术已经实现数字化，只需编好程序，即可在CNC机床上实现内衬轮廓的自动加工，工序简单，缩短了制造周期。4.制造内衬的金属薄板硬度和强度高，可以承受较大的成型压力，内衬可以作为一个整体由外面的金属包覆，省去某些模具的镶嵌件部分，简化模具结构。5.模具的模腔磨损严重后，可以将整个模具放入高温环境，使模具熔融，取出失效的内衬。再制模时，原来的冷却系统、模具框架和外面的低熔点金属可以循环利用，节约制造成本。6.所述方法比电镀法成形均匀，速度快。7.所述制造方法对现有的塑料成型模具都适用，利于普及推广。附图说明 图1是本专利技术提出的塑料成型模具制造方法的概略图；图2是单点渐进成形原理图；图3是本专利技术在注塑模上应用的结构示意图；图4是本专利技术在在吹塑模上应用的结构示意图。1.金属薄板内衬1-1.凸模内衬1-2.凹模内衬1-3.左半模内衬1_4.右半模内衬2.金属填充物2-1.凸模填充物2-2.凹模填充物2-3.左半模填充物2-4.右半模填充物3.模具框架3-1.凸模框3-2.凹模框3-3.左半模框3-4.右半模框4.塑件5.冷却管道6.浇口套7.进气吹孔8.校正芯棒9.金属薄板内衬的下表面10.成形工具头11.金属薄板12.夹具具体实施例方式为了加深对本专利技术的理解，下面结合具体实施例和附图对本专利技术提出的一种塑料成型模具制造方法作进一步详述，所举实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。实施例一结合图1，本专利技术所提出的，制造出的模具主要由金属薄板内衬1、金属填充物2和模具框架3组成。金属薄板内衬I作为成型面直接与塑件4 Tl+ Tl接触，金属填充物2加热温度T达到一+ 5 °C时，Tl为金属薄板的熔点，T2为金属填充物熔点。将熔融的金属填充物浇注在模具框架3和金属薄板内衬I之间形成的空间。结合图2，本专利技术中所述的金属内衬I由单点渐进成形加工得到，根据所需塑件的形状设计要求，选用具有高的强度硬度和良好耐磨性的高熔点金属板材，依据被分型面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料成型模具的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)先划分好分型面，依照分型面将塑件进行划分，计算被分型面划分好的塑件外表面积S1，其中被分型面划分好的塑件外表面积S1中不包括分型面的面积；(2)选择具有高熔点高强度耐磨性好的金属薄板，金属薄板的厚度为2～15mm，厚度大小根据塑件的投影面积选择，投影面积大则选择厚板，投影面积小，则选择薄板；金属薄板面积S能够包容住整个塑件，而且金属薄板面积S是塑件外表面积S1的1.15～1.2倍，即S＝(1.15～1.2)S1；(3)利用激光毛化或者其他表面处理方法，对金属薄板的下表面进行毛化处理，提高附着力；(4)依据被分型面划分好的塑件外轮廓，采用UG软件进行成形工具头运动轨迹的编程，将金属薄板放置好并用夹具夹紧后，对金属薄板采用单点渐进成形方法进行加工，获得具有塑件外轮廓形状的金属薄板内衬；对于塑件局部细节特征尺寸L很小的情况，5mm≤L≤10mm时采用小型成形工具头对相应位置的金属薄板进行加工，L＜5mm时，可以采用焊接的方式将局部细节部分结合到金属薄板内衬上；(5)在金属薄板内衬的周边用模具框架支撑住，根据需要在模具框架内放置无缝钢管或紫铜管作为冷却管道，以低熔点金属作为金属填充物，将低熔点金属加热熔融，并将低熔点金属溶液浇注到由金属薄板内衬与模具框架形成的空间，冷却后金属薄板内衬和凝固的金属填充物结合在一起，形成塑料模具；(6)根据模具框架的外围尺寸，利用线切割的方法将由金属薄板内衬和金属填充物组成的塑料模具进行边界加工，并打磨，得到最终的塑料模具。...

【技术特征摘要】
1.一种塑料成型模具的制造方法，其特征在于，包含以下步骤 (1)先划分好分型面，依照分型面将塑件进行划分，计算被分型面划分好的塑件外表面积Si，其中被分型面划分好的塑件外表面积SI中不包括分型面的面积； (2)选择具有高熔点高强度耐磨性好的金属薄板，金属薄板的厚度为2 15mm，厚度大小根据塑件的投影面积选择，投影面积大则选择厚板，投影面积小，则选择薄板；金属薄板面积S能够包容住整个塑件，而且金属薄板面积S是塑件外表面积SI的1. 15 1. 2倍，即S = (1. 15 1. 2) SI ； (3)利用激光毛化或者其他表面处理方法，对金属薄板的下表面进行毛化处理，提高附着力； (4)依据被分型面划分好的塑件外轮廓，采用UG软件进行成形工具头运动轨迹的编程，将金属薄板放置好并用夹具夹紧后，对金属薄板采用单点渐进成形方法进行加工，获得具有塑件外轮廓形状的金属薄板内衬；对于塑件...

【专利技术属性】
技术研发人员：王匀，许桢英，刘炯，甘斐，王雪鹏，范苏湘，王诚强，蒋素琴，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：