精密射出成型技术

精密射出成型技术

射出业近况

塑料射出成型制品因具有优异的特性﹐使用量正逐年增加﹒根据工业局的统计资料显示﹐国内塑料加工业厂家数目近一万家﹐从业合占制造业总人数的11%﹐产值约占总产值的9.5%﹒但员工人数在50人以下的厂家﹐竟占了85%﹐可见塑料射出成型加工业﹐属中小企业的占绝大多数﹒

业界追求的精密射出技术

如何提升技术﹑创造产品的附加价值﹐乃成为业界首要努力的目标﹒精密射出成型技术也因此逐渐受到重视﹒

何谓精密射出成型﹕顾名思义﹐就是以较高的射出成型技术﹐制造出精度高的塑料制品﹒

谈到精密射出成型﹐应从二个层面来思考﹒一种是在设计开发阶段﹐就先拟定一套完整的生产技术﹐掌握这些生产因素﹐使做出来的成品精度﹐控制在预测的精度范围内﹒这种技术层次较高﹐似属于研究开发的技术﹒

另外一种是在生产前﹐尚无法确保掌握在生产过程中﹐制造出来的成品精度到底是多少﹕只知道它大概在某个程度范围内﹒有时﹐甚至无法预知制品的精度到底是偏上限﹐还是下限﹕但是在试做过程中﹐可以根据投入的生产因素及得到的制品精度范围﹐再来调整﹑修正投入的生产条件﹐使制品精度更能符合需求﹐并且更希望在往后的每一次量产中﹐都能得到品质稳定性﹑再现性很高的产品﹒

以上两种方式﹐应该都市目前业界所追求的精密射出成型技术﹒

何为“精密“射出成型

本文所谈到的精度﹐除了尺寸﹑公差精度外﹐应包括制品表面精度（缩水﹑凹痕﹑接合线﹑光泽度﹑平坦度……等）﹒

就塑料制品尺寸缩水来说﹐层次较高的精密射出成型技术﹐应该在模具设计之初﹐就能根据制品大小﹑形状﹑塑料原料﹑浇口大小﹑流动方向﹐决定一个很精确的缩水律﹐而模具尺寸即依此缩水律来设计﹑加工﹒在射出成型时﹐再依环境﹑原料的处理﹐决定最佳的成型条件﹐使做出来的制品尺寸经过缩水后﹐正好符合成品图上所要求尺寸精度﹒层次较低的精密射出成型技术﹐就是在模具设计时无法精确的决定缩水律等﹐预知射出后的成品品质﹒只能在以后生产时﹐根据做出来的制品品质的变化清醒﹐修正生产因素（包括料的干燥﹑射出条件的调整……等）﹐使制品的最终品质接近成品图的要求﹐并控制在以后每次生产都能达到这个精度﹒

因此精密射出成型技术﹐就是（1）无人化全自动（2）成型周期一定的生产技术﹒本文仅就目前业界较迫切需要改进的后半段加以探讨﹐我想应有事半功倍之效﹒

业界优先改善项目

目前﹐许多业者认为要达到精密射出成型﹐最迫切需要优先改善的是﹔精密的模具与高精度自动化射出成型机﹒其实这二个因素﹐只是精密射出成型技术中很小的一环﹐还有许多很重要的部分被我们忽略了﹒

过分的强调模具及成型机的重要性﹐反而使我们不去重视其它更重要﹑且更应该多注意的部分﹒

精密成型技术是一种连续性﹑相互关联的﹑许多技术的组合﹐它代表企业整体的技术能

力与水准﹑不良率的高低﹐是整个企业能力的总表现﹐并非某个单位﹑某个人的能力表现﹒品质差﹑不良率的产生﹐也不是某个员工的不对﹐因为没有员工愿意作出不良品﹒

精密射出宜考虑因素

既然精密射出成型技术﹐是许多相互关联技术的组合﹐所以我们应该从塑料原料的品质﹑处理方法﹑加工环境﹑机台性能﹑模具品质﹑射出成型条件的设定等一连贯因素来考虑﹒而这些因素有﹔

（1）季节﹔春﹑夏﹑秋﹑冬气候的变化﹐冷却水温度的差异﹒

（2）时间﹔白天﹑晚上﹑早上﹑周一﹑周六﹑周日的差异﹒

（3）人员﹔人员熟练度﹑情绪﹑疲劳﹑注意力﹑个性﹑习性……等﹒

（4）环境﹔天候（晴雨天﹑温度﹑湿度的影响）﹐风的大小﹑方向﹐暖房﹑冷气﹑尘埃﹑冷却水量的变动﹐水温的变化﹐水垢的影响﹒

（5）材料﹔材料品质的稳定性﹐厂牌的差异﹐干燥的方法（时间﹑温度的控制……）﹐染色配色的方法等﹒

（6）机械及周边装置﹔机台的性能﹑厂牌的差异﹑机台的磨耗﹑劣化﹑使用方法﹑计测仪器﹑计器方法﹑温度控制器的种类﹑性能﹑冷煤（油﹑水）﹑冷煤的流速﹑流

量及电压的稳定性……等﹒

（7）模具﹔模穴多寡﹑流道系统﹑尺寸精度﹑模具材质﹑磨耗﹑强度﹑冷却回路的设计……等﹒

（8）成型条件﹔作动油的温度﹑成型压力﹑速度﹑周期﹑成型条件的稳定性……等﹒以上仅就其中较为业界疏忽的几项﹐提出来供大家参考﹐并请指正﹒

先从外在的因素（风﹑室温环境﹑时间）来谈﹔

风

如果从射出成型加工材料温度的变化过程来看﹐模具可说是一部热交换机﹐塑料原料经过加热﹑混烘﹐经过模具成型后﹐呈急速的冷却﹐应该有一定的规则﹐否则结晶化的温度﹑时间﹑速度﹐都会受到影响﹒

塑料料冷却的变化﹐与制品的收缩率有密切的关系﹒大家都注意到机台的3段﹑4段的温度控制﹐而没有注意风向与速度对射嘴﹑模具的影响﹒因此严格说起来﹐工厂里的电风扇应受到管制﹐不能任意使用﹒

室温

塑料原料加热注入模具后﹐急速冷却﹐一部分的热量由冷媒带走﹐一部分散入大气中?同时加热料管亦散播出大量的热到大气中﹒热的空气往上升﹐如何在厂房的上层适度的抽风﹐或籍大气空气流动带走上面的热空气﹐并且在厂房的底层部注入冷空气（同时将热空气往上挤）﹐有待改善﹒

适当的空调﹐控制厂房温度在27°C左右﹐乃为精度成型必要的条件之一﹒

环境

尘埃的去除﹐料筒的加盖（及静电除尘）﹐地面的清拭﹐循环水流压力大小﹐电压的稳定性……等﹐亦不可疏忽﹒

时间

如果白天﹑晚上产生品质有差异﹐或者周一﹑周六产生品质上有差异﹐这种情况几乎可

以判定﹐问题出在模具温度的不稳定﹒在休假日后开机生产﹐模具温度还没有上升到固定范围内﹐就开始生产﹐如此作出来的东西﹐很少会有合格品﹒

以上四项为外在的间接因素﹒接着讨论与射出成型有直接关系的其它因素﹔

材料

高精度制品的流痕﹑光泽度﹑透明度﹐有求比较严格﹐对于材料的干燥技术也特别讲究﹒大使一般都只注意到干燥的温度与时间﹐甚至为了达到干燥的效果﹐不惜提高干燥温度﹑这事绝对错误的﹐温度提高﹐易造成材料分解变质﹐尤其对热较敏感的材料﹐如PA﹑PVC 等﹐泵为严重﹒正确的方法﹐应该是稍微降低干燥温度﹐延长干燥时间﹒

但是有一点必须特别注意﹔在密闭的容器内干燥﹐水气没有过滤去除﹐而进入的空气并没有除湿﹐经过加热后﹐空气的相对湿度降低﹐绝对湿度却没有改变﹒由于在空气没的水分并没有减少﹐如何能叨叨干燥的效果﹕

因此﹐如何做到除湿干燥﹐乃为精密成型技术不可或缺的一环﹒

机台（制品重量）

自动化的射出成型机﹐可弥补射出成型技术的不足﹒但如果具备熟练﹑高深的射出成型技术﹐并不一定需要自动化的射出成型机﹒目前业界使用机台较常疏忽的有两项﹔一是使用过大的机台来成型﹒因为机台过大﹐料筒的容积也随着加大﹐使得料在料筒内停留的时间过长﹐因加热时间过长而变质﹐直接影响制品的精度﹒

另一项被业界所疏忽的﹐就是未能注意机台规格中的最大射出量﹔x g﹒假设某机台的最大射出量是50g,今制品的重量是30g﹐认为这种搭配万无一失﹐其实却忽略了最大射出成型量的单位时间是g/分﹒因此﹐还须再计算制品每分钟的生产重量﹐是否超过此界限﹕如果违反此规则﹐会造成材料在料筒内有混炼不均的现象﹒没有充分混炼熔融﹐就被挤出成型﹐结果品质当然不好﹒

料温

为使料在料筒内充分熔融﹐提高温度有助于混炼的程度﹐但是却因温度的提高﹐造成材料的变质﹒最好是适度的降低料温﹐比平常用的温度再降5~10%﹐不足的部分﹐改由提高rpm的方式来补足﹒因为rpm的提高﹐可以增加料的剪断摩擦热﹐此热适足以弥补温度不足的部分﹒由于摩擦生热只是瞬间﹐料无变质之虞﹐并且因料筒旋转产生的摩擦热比较均匀﹐不会有局部过热的情形发生﹐值得业界一识﹒

流道系统

这里所称的流道﹐包括浇口的设计﹒通常﹐材料由高温进入温度较低的模具中﹐为使受到相当程度冷却的塑料原料能顺利的流进模穴内﹐并减少制品的充填不足﹑接合线﹑缩水﹑凹陷……等不良状况﹐都想尽量加大流道的截面积﹐也相对加大﹒其实这正犯了下述二项的错误﹔

一是流道截面积加大﹐而料的流速成平方关系﹐呈倍数的下降?流速下降﹐料在流道停留的时间成平方倍数的增加﹐适足以增加料的冷却﹐如此反而阻碍料的流动﹒如果我们检讨一下浇口的截面积那幺小（比流道的截面积小了很多）﹐料照样可以流进模穴内﹐为什幺流道需要那幺大的截面积﹖

二是流道截面加大﹐流速减缓﹐较易冷却﹐相反的﹐如果将传统的流道截面积取小﹐会因料在流道中的流速成平方关系的增加﹐速度加快﹐摩擦所产生的热﹐适足以改善料的流动性﹒

因此流道截面积取小﹐反而有助于料在流道中的流动﹒因温度的上升﹐在模穴充填过程中所生的品质不良点（如接合线……）﹐可减至最低的程度﹒

至于浇口的设计﹐应少用侧浇口﹐因料由较大的截面积﹐忽然进入较小的截面积时﹐会有短暂停留现象﹐且因截面积逐渐变小﹐而有加速流动（生热）的现象﹐因无冷料发生﹐可以得到精度较高﹒

透气孔

大家都很了解透气孔的重要性﹐遇到充填不良的问题﹐很快就会联想到透气孔的问题﹒但是透气孔的制作﹐应该注意下列必须考虑的事项﹔

（1）胶件前端为一种很稠的乳胶状物质﹐极易堵塞设在分模线上的透气孔﹐尤其是锁模力过大时﹐这种现象更明显因此理想的透气孔﹐应设在与分模线垂直的位置上

﹐如顶出销﹑分割块上﹒

（2）在成型品的末端﹑心型销上﹑镶入块上做透气孔比较简单﹐如果空气堆集的部位在成品的中心﹐中央部位时透气孔便无法制作﹒此为浇口数目与位置的设置不当

所致﹒

（3）如果包风不明显﹐只在成型品孔圆周上呈现一条接合线﹐可在心型（不论是镶入或镶1体式）上﹐对准接合线位置上逃一个小孔﹐来容纳成型中多余的气体﹒此种方

法﹐对消除接合线有很好的效果﹐值得一识﹒

成型周期

为了节省成本﹐提高产能﹐很少有人会无缘无故的增加成型时间﹐但是在下述三种现象会采用不当﹑过长的成型周期﹒

（1）为了改善成型品变形及凹陷现象﹐常以增加冷却时间（即延长成型周期）来克服﹒

（2）使用过大的机台﹐料在料筒内停留的时间过长﹐与成型周期过长﹐对料（因过热）所生的破坏力相同﹒

（3）制品肉厚不均﹒为了使厚度大的部分达到充分的冷却效果﹐常常以延长成型周期来克服﹒

以上三种清醒﹐都使原料在料筒内提留的时间过长﹐而破坏了原有的特性﹒

模温控制

由于塑料件原料由高温进入模具内﹐经过冷却硬化后﹐才由模具中取出﹐为使制品能充分硬化﹐应做好冷却工作﹒但是﹐如果冷却系统不佳﹐则只有延长冷却时间（增加成形周期）﹐此实是本未倒置﹒

胶料在模具内充分均匀并不容易﹐常因肉厚不均而有不均匀的冷却﹒由于牵涉范围太广﹐不在这里说明﹒仅就模温控制中最重要的部分叙述如下﹔

1﹑胶件经过模具冷却硬化后取出﹐但是千万不要把模具当作冷却机具﹐其实在胶件充填尚未完成前﹐模具也有保温的功能﹐因此﹐应该把模具视为一部热交换机﹐而不能视为冷却制品的冷却机具﹒

2﹑模具冷却水路的设计﹐应该称为模具温度控制﹐而不能称为模具冷却系统﹐亦不能称为模具冷却回路﹒

3﹑为使塑料原料在充填﹑冷却过程中﹐不因模温的过高或过低﹐而失去应有的特性﹐应特别重视模具的温度控制﹒

目前因冷却水的温度普遍偏低﹐一般常用的话水温为室温及5°C左右冰冷的水﹐较应该使用的水温低了很多﹐如此对结晶性塑料原料﹐如尼龙﹑POM﹑PBT﹑PPS的影响很大﹒4﹑为了使冷却水能充分的带走模具中的热量﹐正确的做法应是﹔

1）以Re＝8000~10000（乱流的标准雷诺数）的标准﹐来计算水的流速﹑冷却水管的表面积﹒

2）以能产生乱流的水速带走模具的热量﹐而不是降低水温﹑以大的温差带走热量﹒因为温差（模温与水温之差）过大﹐极易造成模温的不均﹐导致成型品的变形﹒3）当模温很高﹐接近100°C时﹐亦应使用加压的水来做热交换工作﹐而不能用油来冷却﹒因为油的粘性很高﹐比重轻﹐雷诺数Re＝dvρ/μ很难达到乱流的标准﹐而

在层流的情况下﹐便很难充分带走模具的热量﹒

5﹑模温的量测﹐不必深入模穴内﹐只须测量进﹑出口的水温即可﹒

射出成型条件

目前因冷却水的温度过低﹐模具的温度相对偏低﹐如此对塑料原料的充填﹑流动很不利﹒因易生冷料﹐对制品的品质影响很大﹒

因充填不易﹐一般都以提高射出压力来克服﹐不过压力一大﹐就容易产生

射出成型工艺

射出成型工艺 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

射出成型工艺 图1 塑胶射出流程 注塑过程中的关键步骤： 1. 塑化计量 1）塑化 达到组分均匀、密度均匀、黏度均匀、温度分布均匀。 2）计量 保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。 3）塑化效果和能力 柱塞式射出机、螺杆式射出机（普通螺杆塑化、动力熔融）。其中螺杆式射出机的塑化能力强于柱塞式射出机。 2.射出充模 1）流动充模 射出过程中注塑压力和速度的变化。 射出压力与熔体温度、熔体流速的关系。 射出压力与熔体充模特性（充模流动形式和充模速度）的关系。 2）保压补缩 保证将塑化好的熔体定温、定压、定量射出。 保压力、保压时间和模腔压力之间的关系会影响制件的密度、收缩及表面缺陷。

射出成形加工考虑要点 1.模具成形温度 模温过低：熔体流动性差，制件上产生较 大应力、熔接痕，表面质量差。 模温过高：冷却时间、收缩率、翘曲变形 均增大。 模温影响射出的成型性、成型效率、制品 品质。尤其对流动性、尺寸安定性、表面光泽 及内应力有绝对影响. 2. 塑料温度 若低于黏流温度：不利于塑化，熔料黏度 大，成型困难，易出现熔接痕，表面无光泽或 缺料。 若高于热分解温度：引起热降解，导致之间物理和力学性能变差。 3. 螺杆回转速度 当进料时，螺杆回转并在背压作用下向后退，其回转速度将主要影响螺杆对物料的塑化能力，此外对料温也会产生影响。 螺杆转速达到一定数值后，综合塑化效果下降。 4.背压设定 与螺杆转速一起影响螺杆对物料的塑化效果，要综合考虑背压力和螺杆转速的设定。 背压大而螺杆转速小时会发生逆流。 背压过小会使空气进入螺杆前端。 5.射出成形压力 若射出压力过小：模腔压力不足，熔体难以充满模腔。 若射出压力过大：涨模、溢料，压力波动 较大，生产难于稳定控制，制件应力增大。 射出压力确定原则：根据条件，射出压力 尽量高，有助于提高充模速度、熔接痕强度， 防止缺料，使收缩率减小；但同时要注意避免 喷射流动。 6. 射出成形速度 若射出速度过小：制件表层冷却 快，易发生缺料、分层和熔接痕 若射出速度过高：维持熔体温 度，减小熔体黏度，制件比较密实均 匀容易产生喷射，在排气不良时会使 制件灼伤或热降解 同时应当注意要改变聚合物黏度 时应根据聚合物黏度对温度敏感性和 对剪切速率敏感性两个因素确定注射温度和注射速度。 6.保压力和保压时间图2. 螺杆转速与塑化效果的关系 图4. 注嘴结构 图3. 背压油缸结构

什么是精密制造技术(2).doc

2．国内外现状 工业发达国家的近净成形技术在近20多年来有很大发展，已经成为机械制造业主要的制造技术，在铸造、锻压、焊接、热处理和表面改性方面都已占据了总产量的主要地位。在我国近净成形技术在整个成形生产中比重还比较低，成形件精度总体平均要比国外低1～2个等级，一些先进的近净成形技术在我国只有少数企业采用，一些复杂难成形件我国还不能生产，部分先进成形设备、机械手和机器人、很大一部分高水平自动化生产线建线技术，我国还不能全部立足国内，因而总体水平上要比先进国家落后15～25年。每一个专业方向上，国外近20年来都出现了一批新技术，有一些我们还没有掌握，有一些虽然做了试验研究，还没有用于生产。

过去人们往往侧重于单项技术的发展和应用研究，今天市场竞争激烈，人们为了更好更经济成形零部件，越来越多地注意到多项先进技术的综合运用，可以获得更好的效果。例如利用材料超塑特性进行焊接在航空件成形中的应用，利用低合金成份的非调质钢通过控锻控冷可以取代调质热处理，把铸造和锻压结合起来的半固态成形，粉未烧结的坯料再经过锻造获更好性能近净形零件，都是国外发展较快应用效果好的技术。我国专家把成形辊锻和精锻相结合，用于汽车前梁生产比国外通用技术建设生产线，一条线就可节约上亿投资。 传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术，制定一个新零件成形工艺在生产时还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展，特别是非线性有限元的发展，使得难度很大的成形过程有可能进行模拟分析和数值计算。发达国家在这方面已

经开展了大量研究工作，并形成一些商业软件用于成形工艺分析。我国在这方面已经进行了大量研究，一些单位也研制了一些软件，但由于投入不足，形成商业软件的很少。 近净成形与近无缺陷成形技术通常用于大批量生产，要求企业建设不同技术水平的生产线，需要有相应的机械手和机器人。由于工作的条件、环境比较恶劣，对这些机器人的需要数量相对较少、品种较多，所以需要由本专业人员参与研制。当今，人们对产品需求逐步提出了一些个性化要求，所以在建设自动生产线时，提出了建设柔性生产线的要求，国外在近净成形生产方面已经出现了少量柔性生产线，我国必须注意这一动向，应该根据用户需求和投资强度，建设不同自动化程度和满足柔性化需求的生产线。 国外企业为了保证产品质量，一方面加强质量管理，做好生

先进材料成型技术及理论

华中科技大学博士研究生入学考试 《先进材料成形技术与理论》考试大纲 一、《先进材料成形技术及理论》课程概述 编号：MB11001 学时数：40 学分：2.5 教学方式：讲课30、研讨6、实验参观4 二、教学目的与要求： 材料的种类繁多，其加工方法各异，近年来随同科学技术的发展，新材料、材料加工新技术不断出现。本课程将概述材料的分类及其加工方法的选择；重点介绍液态金属精密成形、金属材料塑性精确成形及金属连接成形等研究与应用领域的新技术、新理论；阐述材料加工中的共性与一体化技术。本课程作为材料加工工程专业的学位课，将使研究生对材料加工的新技术与新理论有个全面的了解，引导研究生在大材料学科领域进行思考与分析，为从事材料加工工程技术的研究与发展奠定基础。 三、课程内容： 第一章材料的分类及其加工方法概述 1.1材料的分类及加工方法概述 1.2材料加工方法的选择（不同材料）及不同加工方法的精度比较（同一种材料） 1.3材料加工中的共性（与一体化）技术 1.4材料加工技术的发展趋势 第二章液态金属精密成形理论及应用 2.1 材料液态成形的范畴及概述 2.2 消失模精密铸造原理及应用(原理、关键技术、应用实例、缺陷与防治) 2.3 Corsworth Process新技术(精密砂型铸造：锆英（砂）树脂砂型、电磁浇注、热法旧砂再生) 2.4 半固态铸造成形原理与技术（流变铸造、触变成形、注射成形） 2.5 铝、镁合金的精确成形技术（金属型铸造、压铸、反重力精密铸造、精密熔模铸造等） 2.6 特殊凝固技术（快速凝固、定向凝固、振动凝固） 2.7 金属零件的数字化铸造（铸件三维造型、工艺模拟及优化、样品铸件快速铸造、工业化生产及 其设计） 2.8 高密度粘土砂紧实机理及其成形技术（高压造型、气冲造型、静压造型） 第三章金属材料塑性精密成形工艺及理论 3.1 金属塑性成形种类与概述 3.2金属材料的超塑性及超塑成形（概念、条件、成形工艺） 3.3 复杂零件精密模锻及复杂管件的精密成形（精密模锻、复杂管件成形） 3.4 板料精密成形（精密冲裁、液压胀形、其它板料精密成型） 3.5 板料数字化成形（点（锤）渐进成形、线渐进（快速）成形、无模（面、液压缸作顶模）成形）

最近的塑胶射出成型技术

一、前言 射出成型系統包括了射出成型機、模具、成型條件、成型方法、成型品設計等重要因素，成型品的品質、成本即受這些因素之影響，而各項因素又會互相干擾。 射出成型機在全電動化、精密控制、專用機台等方面的進步很顯著，尤其是全電動射出成型機的訂單已超高油壓式射出成型機，其優點在於精密控制性以及節約能源方面。 電動射出機以小型機為主，但最近已有鎖模力超過1000噸的大型機了。各公司並開發DVD、連接器、微齒輪等精密成型品的專用成型機。此外模具也在精密化、熱澆道等方面進步顯著。以下因篇幅所限，將以最近的成型法為中心，介紹其代表性例子。 二、超高速射出成型 模穴充填壓力要進一步均一化，可採用多種方法，其一為提高射出速度。對薄肉或複雜形狀的模穴，為將熔融塑料充填至最末端，各公司均開發出超高速射出成型機。可成型厚度0.5mm以下的薄製品，日本FANUC公司利用線性馬達，使射出速度達2000mm/s，加速度13G以上，用此超高速成型機製造厚度0.13mm 的喇叭筒。日精樹脂工業公司則以油壓機開發出射出速度2000mm/s的機台。 熔融塑料是非牛頓性流體，其粘度會隨剪切速度而下降，塑料更因射出成型時的剪切發熱而流動。(圖1)為60*290*2mm的模穴在充填後立即試算出來的料門至145mm位置的塑料溫度分布圖。射出速度愈大，模具壁面相接之固化層部分發生更多剪切發熱，使其溫度上升而阻止固化層的形成，促進塑料流動。射出成型時在最易冷卻的部分，對與固化層相接部位施以最大剪切速度，使該部分粘度下降，且引發自行發熱而保持流動，這是巧妙應用熔融塑料特性的成型法。

三、低壓射出成型 成型品單位投影面積鎖模力為0.3噸/cm2左右者，為一般的射出成型，低壓射出成型的鎖模力則多在其一半以下。代表性的成型法為射出壓縮成型法(圖2)，不但模內壓力均一，塑料可均一地流動至模穴末端(圖3)，流動長度也可增至2倍(圖4)。0.6mm厚的光碟、各種電子儀器的薄肉外殼等均可用此法成型。射出壓力可精密控制的低壓成型，已被各種射出成型機所採用。

塑料成型技术

塑料成型技术数据 一、前言 在射出成形过程中，从试模到大量生产的这一段期间内，因成形不良，致使成品产生暇疵，而造成不良品或报废品的因素有很多，其中主要原因大致可归纳为以下数点： 1.成形作业过程中品管人员或作业人员疏忽。 2.成形材料使用不当。 3.射出成形机能力不足。 4.成形作业条件设定不当。 5.模具设计上制作不完备。 6.成形品设计上下不完善。 形成成形不良之原因，除上述第一项纯属品管人员或作业人员之疏忽，而造成之错失外，其余若详加分析的话则可得知实际上造成成品不良的原因，并不单纯，因为在上述诸项原因中有的不良原因之形成，并非是单独由某一种原因所产生的，而是有许多项状况之消除，常有赖于实际作业者多年的经验与直觉的判断。

二、成形品不良状况 1.充填不足(SHORT SHOT) 2.毛边(FLASH) 3.缩水(SINK MARK) 4.流痕(FLOW MARK) 5.喷痕(JETT ING) 6.银条(SILVER STREAKS) 7.表面模糊状(DULLSURFACE) 8.接合线(WELD LINE) 9.气泡(BUBLE) 10.黑条与烧焦(BLACK STREAKS) 11.裂痕与破裂(CRAGING CRACKING)) 12.变形(WARPAGE) 13.顶白(白化、挽白) 14.颤纹(CHATTER MARK) 15.表面剥离(层裂) 三、形成不良的原因 1.充填不足(SHORT SHOT) 又称为缺料、短料、未饱料……，系指成形时所射出的熔融塑料【註1】未能完全充满整个模窝【註2】而言，发生充填不足的原因大都是成形条件设定不当，成品壁厚设计太薄，模具设计制作不完备成形机本身容量不足。 2.毛边(FLASH) 又称之为溢料、毛头、过饱料……，系指熔融树脂流入分模面(P.L 面) 里，或渗入模仁【註3】之嵌合处内，致使成品产生不应有的料。形成毛边的原因，除成形机的能力不足外，大致上可以说是模具的问题比较多。 【註1】塑膠原料在料管中加溫至最宜成形的溫度時融解成流體的現象，稱之為熔融樹脂。 【註2】雄(公) 模與雌(母) 模，合模後所留下之間隙亦是將來成形後，所得之成品形狀，此一空間稱之為模窩。 【註3】一組模具之組成很少是由一塊鋼材一體加工成形的，大部份是由許多種鋼材及配件嵌合而成的，除了本體以外之配件，稱之為模仁或仁仔或CORE 配件模塊等。

精密注塑成型PVT控制技术

精密注塑成型PVT控制技术新浪微博QQ空间人人网开心网更多 图1 聚合物典型PVT特性曲线

产效率。综观当今注塑机市场，在保证制品质量的前提下，如何利用成熟的自动化设备，提高产品精度，降低废品、次品率及节约原材料、能源以降低成本，增强市场竞争，己引起国内外注塑机厂商的高度重视，为此采用先进的控制技术和管理手段已成为必然的趋势。 传统注塑机中的过程控制方法大多采用注射压力、保压压力、合模力、注射速度及注射量等参数作为控制量，称为机器变量。这些变量由操作员根据经验和试模对注塑机预先输入控制参数，通常主要采用时间来控制每个阶段的开始和结束。这些变量完全由注塑机本身决定，而与材料的特性关系不大。参数控制作为控制系统的主要功能，需要对连续变化的过程参数，如温度、压力、位置和速度等进行精确的闭环控制。由于注射过程主要参数都具有相当显著的非线性时变特性，而其动态特性又会随着工艺条件的更改而变化，所以这种对传统的固定参数进行控制的策略很难有效地保证不同操作条件下的控制性能。 随着对精密成型研究的深入，有人提出了采用物料的参数作为变量，例如熔体压力、熔体温度和熔体冷却速率等，这些变量称为工艺变量。大量研究表明，工艺变量与传统的机器变量相比，具有更高的控制精度。 图2 注塑成型过程中型腔温度、压力曲线 聚合物材料从粒料（或粉料）经过塑化、填充、压缩、保压以及冷却定型成为制品，这是注塑成型的一般过程。但是由于材料和模具的多样性，需要采用不同的工艺参数，如果参数选择不当，无论填充过多或是填充不足，都会影响最终制品的质量，甚至造成废品。因此，确保每次成型的制品保持相同的尺寸、重量及收缩率，是注塑成型控制所要达到的目标。 PVT控制技术 聚合物的PVT特性，即压力（P）、比容（V）和温度（T）之间的相互关系，是聚合物材料的本质属性。它们属于工艺参数，在聚合物的生产、加工以及应用等方面有着十分重

射出成型简介

射出成型简介 1 射出成形之基本知识。 1．1 射出成形的特征以及组成。 射出成形是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，射出成形的模腔内承受的压力约400KGF/CM2，大约为400个大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征，这是它的优点也是它的缺点。也就是说模具必须制作得相当坚固，因而模具价格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说；射出成形的工作必须以大量生产才行。 成型过程所说几个步骤： 1．1．1关门 安全门上才开始成型。 1．1．2 锁模 将移动侧的移动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。1．1．3 射出（包括保压） 螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，填充之后压力要必须继续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射出压或者叫做“一次压”。 1．1．4 冷却（以及下个动作的可塑化工程） 模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射出装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据螺杆旋转把原料变成熔融状态，螺杆像拨

取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆前端会储存熔融之成形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。 1．1．5 打开模具 将移动侧的移动板向后退，模具跟着打开。 1．1．6 打开安全门 安全门打开，这时成形机处于待机中之状能。 1．1．7 取件 将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何对象再关门.以上整个成形作业叫做一个CYCLE成型。 成品是由模具的形状成形出来。模具是由母模及公模块合成，公母模模仁之间留有空隙,材料在此流入压缩形成产品。成型材料要流入公母模之前的通路有主流道（SPRUE）流道（RUNNER）闸门（GATE）等。1．2 射出成形机 射出成形机以较大项目来区分，可分为两项，锁模装置和射出装置。1．2．2 锁模装置 将模具关闭不被打开,成形材料在模腔内冷却凝固后，模具才打开然后取出成品等等动作的设备装置之锁模装置。 1．2．3 将成形材料射出，填充到模腔内的设备装置称之射出装置。此两个装置组合而成为射出成形机。 下面继续说明射出成形机的能力，射出成形机之能力基本上是下述3项规定来区分。 A 锁模力

精密射出成型技术

精密射出成型技術 射出成形近況 塑膠射出成型製品因具有優異的特性﹐使用量正逐年增加﹒根據工業局的統計資料顯示﹐國內塑膠加工業廠家數目近一萬家﹐從業合占製造業總人數的11%﹐產值約占總產值的%﹒但員工人數在50人以下的廠家﹐竟占了85%﹐可見塑膠射出成型加工業﹐屬中小企業的占絕大多數﹒ 成形追求的精密射出技術 如何提升技術﹑創造產品的附加價值﹐乃成為成形界首要努力的目標﹒精密射出成型技術也因此逐漸受到重視﹒ 何謂精密射出成型﹖顧名思義﹐就是以較高的射出成型技術﹐製造出精度高的塑膠製品﹒談到精密射出成型﹐應從二個層面來思考﹒一種是在設計開發階段﹐就先擬定一套完整的生產技術﹐掌握這些生產因素﹐使做出來的成品精度﹐控制在預測的精度範圍內﹒這種技術層次較高﹐似屬於研究開發的技術﹒ 另外一種是在生產前﹐尚無法確保掌握在生產過程中﹐製造出來的成品精度到底是多少﹖只知道它大概在某個程度範圍內﹒有時﹐甚至無法預知製品的精度到底是偏上限﹐還是下限﹖但是在試做過程中﹐可以根據投入的生產因素及得到的製品精度範圍﹐再來調整﹑修正投入的生產條件﹐使製品精度更能符合需求﹐並且更希望在往後的每一次量產中﹐都能得到品質穩定性﹑再現性很高的產品﹒ 以上兩種方式﹐應該都市目前成型界所追求的精密射出成型技術﹒ 何為“精密“射出成型 目前所談到產品的精度﹐除了尺寸﹑公差精度外﹐應包括製品表面精度（縮水﹑凹痕﹑接合線﹑光澤度﹑平坦度……等）﹒ 就塑膠製品尺寸縮水來說﹐層次較高的精密射出成型技術﹐應該在模具設計之初﹐就能根據製品大小﹑形狀﹑塑膠原料﹑澆口大小﹑流動方向﹐決定一個很精確的縮水律﹐而模具

尺寸即依此縮水律來設計﹑加工﹒在射出成型時﹐再依環境﹑原料的處理﹐決定最佳的成型條件﹐使做出來的製品尺寸經過縮水後﹐正好符合成品圖上所要求尺寸精度﹒層次較低的精密射出成型技術﹐就是在模具設計時無法精確的決定縮水率等﹐預知射出後的成品品質﹒只能在以後生產時﹐根據做出來的製品品質的變化定型的後收縮率情況﹐修正生產因素（包括料的乾燥﹑射出條件的調整……等）﹐使製品的最終品質接近成品圖的要求﹐並控制在以後每次生產都能達到這個精度﹒ 因此精密射出成型技術﹐就是（1）無人化全自動（2）成型週期一定的生產技術﹒本文僅就目前成型界較迫切需要改進的後半段加以探討﹐我想應有事半功倍之效﹒ 成形優先改善專案 目前﹐許多成行廠認為要達到精密射出成型﹐最迫切需要優先改善的是﹕精密的模具與高精度自動化射出成型機﹒其實這二個因素﹐只是精密射出成型技術中很小的一環﹐還有許多很重要的部分被我們忽略了﹒ 過分的強調模具及成型機的重要性﹐反而使我們不去重視其它更重要﹑且更應該多注意的部分﹒ 精密成型技術是一種連續性﹑相互關聯的﹑許多技術的組合﹐它代表企業整體的技術能力與水準﹑不良率的高低﹐是整個企業能力的總表現﹐並非某個單位﹑某個人的能力表現﹒品質差﹑不良率的產生﹐也不是某個員工的不對﹐因為沒有員工願意作出不良品﹒ 精密射出宜考慮因素 既然精密射出成型技術﹐是許多相互關聯技術的組合﹐所以我們應該從塑膠原料的品質﹑處理方法﹑加工環境﹑機台性能﹑模具品質﹑射出成型條件的設定等一連貫因素來考慮﹒而這些因素有﹕ （1）季節﹕春﹑夏﹑秋﹑冬氣候的變化﹐冷卻水溫度的差異﹒ （2）時間﹕白天﹑晚上﹑早上﹑週一﹑週六﹑周日的差異﹒ （3）人員﹕人員熟練度﹑情緒﹑疲勞﹑注意力﹑個性﹑習性……等﹒

精密锻造模具成形技术的简介及应用

精密锻造模具成形技术的简介及应用 随着我国市场经济体质的不断发展和完善，传统的锻造模具技术已经无法满足市场的需求。随着科技的不断进步，锻造模具已经广泛运用在航天、船舶、汽车等重要领域，我国的锻造技术也在不断地蓬勃发展。本文主要介绍下现有的精密锻造模具成形技术，并简单的讲解下其发展趋势。 一、精密锻造技术的概念 精密锻造成形技术，指的是在零件基本成形后，只需少许加工或无需加工就可以使用的零件成形技术，又称近净成形技术。这种技术是以常规锻造成形技术为基础发展起来的，是由计算机信息技术、新能源、新材料等集成的一门应用技术。现阶段，精密锻造成形技术主要用在精锻零件和精化毛坯等方面。 二、精密锻造成形技术的种类 精密锻造成形技术，它的优势很明显，成本低、效率高、节能环保、精度高等。这种成形工艺种类很多，按成形速度划分：高速精锻、一般精锻、慢速精锻成形等;以锻造过程中金属流动状况为标准划分：半闭、闭式、开式精锻成形工艺;按成形温度划分：超塑、室温、中温、高温精锻成形等;按成形技术分为：分流锻造、等温锻造、复动锻、复合成形、温精锻成形、热精锻成形和冷精锻成形等。按成形技术对精锻技术进行的划分，已经成为了生产中人们习惯分类方式。 1.复动锻造 复动锻造，又称闭塞锻造，这种工艺是最先进的精锻技术之一。这种技术是通过一个冲头在封闭凹槽内部单向挤压或是用两个冲头双向复动挤压而使得金属一次成型的，成型的零件属于无飞边的近净精锻件。之所以要用闭塞锻造，是为了使材料使用率上升，降低加工工序的复杂度。 闭塞锻造能够做到通过一次操作而成形复杂的型面并取得很大变形量，在生产复杂零件时能够省去绝大多数的切削，有效降低成本。 2. 等温锻造 等温锻造指的是在恒定温度下将胚料在模具中锻造加工成精锻成形零件的工艺。与常规锻造相比，等温锻造能够将毛坯的加热温度控制在一定范围内，使锻造过程中的温度大致相等，大大改善了在加工过程中模具因温度骤变而发生的塑性变化。由于等温锻造的工艺特点，特别适合对形变温度很敏感的材料或是难成形的材料的精锻，如镁合金、铝合金等。 3.分流锻造 分流锻造技术的重要环节是在模具或毛坯的成形部分建立一个材料的分流通道，以确保良好的填料效果。使用这种技术时，在型腔填满材料的的过程中，一部分材料留下分流通道，形成分流，这样有助于填满难成形的部分。

彭树杰：一种特殊齿形零件的精密成形技术研究

一种特殊齿形零件的精密成形技术研究 中国兵器工业第五九研究所彭树杰 摘要 分析了齿形不对称特殊齿形零件的结构特点及应用冷滚轧精密成形工艺的技术难点，详细阐述了此种类型零件冷滚轧成形技术的工艺和模具设计原则，以及滚轧模具的加工、安装和调试；并设计了汽车制动机构间隙自动调节蜗杆的滚轧工艺和滚轧模具，进行了深入地试验研究，获得了成功，并应用冷滚轧成形工艺生产出了符合用户要求的零件。 关键词：齿形不对称；冷滚轧成形技术；成形模具；相位调整；工艺参数；工艺试验Research on the precise forming technology for a kind of parts with unsymmetrical tooth profiles Abstract The paper has analyzed the structure characteristics of a kind of parts with unsymmetrical tooth profiles and the technology difficulties when processed by forming of cold rolling ; elaborated the principle of process and die design on cold rolling technology of this kind of parts , also the producing , installing and adjusting the rollers . In addition , the cold rolling technology and the roller for the self-adjusting worms of brake mechanism of automobile have been designed in this paper . In this research , the author has carried out many experiments thoroughly and got successes . The parts rolled have conformed to the requirements of customer. Keywords: unsymmetrical tooth profiles; cold rolling technology; forming die; adjusting slot position of the tooth; technical parameter; technical research. 1 引言 一般机械工业中所应用的常规齿形类零件，无论是齿轮、链轮、花键、还是蜗杆、螺纹、皮带轮等等，在这些零件中，绝大多数的齿形两面(端面或法面或轴面)是对称的，即齿形两面形状相同，齿形角大小相等；但也有较少的零件齿形比较特殊，如两面是不对称的，即齿形两面形状不同或齿形角不相等。因此，后者相比前者机械加工的难度较大，也要复杂一些。但对于这种齿形不对称的特殊轴类零件，就可以应用一种精密成形的加工技术来加工零件的齿形。 本文的研究对象，汽车制动机构的制动间隙自动调节蜗杆就是一典型的齿形不对称的特殊轴类齿形零件，如图1所示。该种蜗杆的齿形传统的加工工艺是采用车削的方法来加工，然而，由于该蜗杆模数和尺寸均较大，光车削加工齿形每件就需要半个小时以上，生产效率十分低下，很难满足大批量生产的需要。为此，本研究就是想寻找到一种高效率、低成本的新加工工艺—冷滚轧成形工艺来生产加工该特殊的蜗杆齿形。 2 成形技术的分析 运用冷滚轧成形技术加工该类特殊齿形零件须解决以下的难点：首先冷滚轧工艺使用的模具--滚轧轮和工装的设计计算与常规的齿形零件就不尽相同；其次由于该蜗杆的模数和直径均较大，冷滚轧时的滚轧压力自然也较大，所用时间也较长，所以需通过设计计算及试验确定出较为科学合理的工艺参数，如滚轧压力、时间、进给速度及进给压下量等，从而达到既不降低生产效率，又能提高滚轧轮和机床的使用寿命；还有，因为零件齿形是不对称的，滚轧时产生的轴向力更大，且在不同滚轧时期受力方向会不同，所以在工装夹具上须设有轴向力的平衡机构，以免滚轧时，轴向力作用在支撑夹具上而无法消除，从而损坏工装夹具和滚轧轮。 3 成形技术的设计 3.1 成形技术的工艺流程

注射成型工艺过程

注射成型工艺过程—注射成型过程 各种注塑机完成注射成型的动作程序可能不完全相同,但其成型的基本过程还就是相同的。现以螺杆式注塑机为例予以说明。从料斗落入料筒中的塑料,随着螺杆的转动沿着螺杆向前输送。在这一输送过程中,物料被逐渐压实,物料中的气体由加料口排除。 在料筒外加热与螺杆剪切热的作用下,物料实现其物理状态的变化,最后呈黏流态,并建立起一定的压力。当螺杆头部的熔料压力达到能克服注射油缸活塞退回时的阻力(所谓背压)时,螺杆便开始向后退,进行所谓计量。与此同时,料筒前端与螺杆头部熔料逐渐增多,当达到所需要的注射量时(即螺杆退回到一定位置时),计量装置撞击限位开关,螺杆即停止转动与后退。至此,预塑完毕。同时,合模油缸中的压力油推动合模机构动作,移动模板使模具闭合。继而,注射座前移,注射油缸充入压力油,使油缸活塞带动螺杆按要求的压力与速度将熔料注入到模腔内。当熔料充满模腔后,螺杆仍对熔料保持一定的压力,即所谓进行保压,以防止模腔中熔料的反流,并向模腔内补充因制品冷却收缩所需要的物料。模腔中的熔料经过冷却,由黏流态回复到玻璃态,从而定型,获得一定的尺寸精度与表面粗糙度。当完全冷却定型后,模具打开,在顶出机构的作用下,将制件脱出,从而完成一个注射成型过程,参瞧下图。

图注射成型过程 1—合模注射;2—保压;3—螺杆预塑、制品顶出 按照习惯,我们把一个注射成型过程称为一个工作循环,而该循环由合模算起,为了明了起见,我们用下面工艺流程图表示。 合模→注射→保压(螺杆预塑)→冷却→开模→顶出制品→合模 注射成型过程包括加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、制件取出等工序。其中,加热塑化、加压射、冷却定型就是注射过程中三个基本步骤。 ①加料。每次加料量应尽量保持一定,以保证塑化均匀一致,减少注射成型压力传递的波动。 ②塑化。塑料在进入模腔之前要达到规定的成型温度,提供足够数量

射出成型技术入门

射岀成型简介 1射出成形之基本知识。 1. 1射出成形的特征以及组成。 射出成形是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，射出成形的模腔内承受的压力约400KGF/CM 2，大约为400个 大气压，以这样高的压力来制作产品是它的特征，这是它的优点也是它的缺点。也就是说模具必须制作得相当坚固，因而模具价 格也相当昂贵，因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵，例如每批之生产量必须10000PCS以上才合理，换句话说； 射岀成形的工作必须以大量生产才行。 成型过程所说几个步骤： 1 . 1 . 1关门 安全门上才开始成型。 1 . 1 . 2锁模 将移动侧的移动板前进，使得模具关闭，模具关闭以后确实地把模具锁紧。 1 . 1 . 3射出（包括保压） 螺杆快速地往前推进，把熔融之成形材料注入模腔内填充成形，填充之后压力要必须继续保持，这个动作特别取名为“保压”。在刚充填时模具承受的压力，一般叫做射岀压或者叫做“一次压”。 1 . 1 . 4冷却（以及下个动作的可塑化工程） 模腔内之成形材料等待冷却凝固之过程叫“冷却”。在这时候射岀装置也准备下次工作，这个过程叫做“可塑化过程”。放在料斗里的成形材料，流入加热的料管内加热，是依据螺杆旋转把原料变成熔融状态，螺杆像拨取螺丝的原理一样，一面转一面后退，螺杆 前端会储存熔融之成形材料，螺杆旋转时，抵抗螺杆向后退的压力称之为螺杆的“背压”。 1 . 1 . 5打开模具 将移动侧的移动板向后退，模具跟着打开。 1 . 1 . 6打开安全门 安全门打开，这时成形机处于待机中之状能。 1 . 1 . 7取件 将成品取出，然后检视确认模具内未残留任何物件再关门.以上整个成形作业叫做一个CYCLE成型。 成品是由模具的形状成形岀来。模具是由母模及公模组合成，公母模模仁之间留有空隙，材料在此流入压缩形成产品。成型材 料要流入公母模之前的通路有主流道（SPRUE）流道（RUNNER ）闸门（GATE）等。 1 . 2射出成形机 射岀成形机以较大项目来区分，可分为两项，锁模装置和射岀装置。 1 . 2. 2锁模装置 将模具关闭不被打开，成形材料在模腔内冷却凝固后，模具才打开然后取岀成品等等动作的设备装置之锁模装置。 1 . 2 . 3将成形材料射岀，填充到模腔内的设备装置称之射岀装置。此两个装置组合而成为射岀成形机。 下面继续说明射岀成形机的能力，射岀成形机之能力基本上是下述3项规定来区分。 A锁模力 射出时，模具不被打开之最大锁模力，以TON数来表示。 B射岀量 一次射出之重量，一般都是以多少克来表示。 C可塑化能力 一定的时间内能够熔解多少量的树脂，一般都是以多少克来表示。 最重要的是锁模力，成形品的投影面积，是指以模具开闭方向垂直此方向的投射影子面积（实际也可说模具之面积）。模具内平均压力加到投影面积就叫做锁模力，锁模力如果是模具的“投影面积x平均压力”大于“锁模力”时模具之公母模就会被推开。 锁模力=投影面积X模具内平均压力

精密加工技术的发展及应用

精密加工技术的发展及应用 班级：拓展3班 姓名：王建鹏 学号：201224370326

精密加工技术的发展及应用 摘要：精密加工技术是为适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术，是其它高新技术实施的基础。它综合应用了机械技术发展的新成果以及现代电子、传感技术、光学和计算机等高新技术，是高科技领域中的基础技术，在国防科学技术现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用，同时作为现代高科技的基础技术和重要组成部分，推动着半导体技术、光电技术、材料科学等多门技术的交叉发展进步。 1、精密机械加工简介 加工精度达到 1微米的机械加工方法。精密机械加工是在严格控制的环境条件下，使用精密机床和精密量具和量仪来实现的。加工精度达到和超过 0.1微米称超精密机械加工。在航空航天工业中，精密机械加工主要用于加工飞行器控制设备中的精密机械零件，如液压和气动伺服机构中的精密配合件、陀螺仪的框架、壳体，气浮、液浮轴承组件和浮子等。飞行器精密零件的结构复杂、刚度小、要求精度很高，而且难加工材料所占的比重较大。精密机械加工的工艺效果是：①零件的几何形状和相互位置精度达到微米或角秒级；②零件的界限或特征尺寸公差在微米以下;③零件表面微观不平度(表面不平度平均高度差)小于0.1 微米;④互配件能满足配合力的要求；⑤部分零件还能满足精确的力学或其他物理特性要求，如浮子陀螺仪扭杆的扭转刚度、挠性元件的刚度系数等。 精密机械加工主要有精车、精镗、精铣、精磨和研磨等工艺。①精车和精镗：飞行器大多数精密的轻合金（铝或镁合金等）零件多采用这种方法加工。一般用天然单晶金刚石刀具,刀刃圆弧半径小于0.1微米。在高精度车床上加工可获得1微米的精度和平均高度差小于0.2微米的表面不平度,坐标精度可达±2微米。②精铣：用于加工形状复杂的铝或铍合金结构件。依靠机床的导轨和主轴的精度来获得较高的相互位置精度。使用经仔细研磨的金刚石刀头进行高速铣切可获得精确的镜面。③精磨：用于加工轴或孔类零件。这类零件多数采用淬硬钢，有很高的硬度。大多数高精度磨床主轴采用静压或动压液体轴承，以保证高稳定度。磨削的极限精度除受机床主轴和床身刚度的影响外，还与砂轮的选择和平衡、工件中心孔的加工精度等因素有关。精磨可获得 1微米的尺寸精度和0.5微米的不圆度。④研磨:利用配合件互研的原理对被加工表面上不规则的凸起部位进行选择加工。磨粒直径、切削力和切削热均可精确控制，因而是精密加工技术中获得最高精度的加工方法。飞行器的精密伺服部件

我国精密加工的现状及发展趋势

我国精密加工的现状及发展趋势 内容摘要： 近十年来，美国十分注重发展精密热加工和提高性能一体化技术。如：铝锂合金粉制 件精密热成形可使零件比刚度提高30％；碳化硅／铝复合材料可使零件的比刚度提高30% 一75%；单晶叶片精铸可以提高涡轮温度55℃、节省燃料10%；快速凝固粉末层压式涡轮 叶片，可使发动机涡轮温度提高220℃、油耗降低8．4%、飞机起飞质量降低7．4%，发 动机推重比提高30%一50%。发展精密热加工技术，并与提高零部件性能研究一体化，符 合我国国防科技发展对关键基础加工技术研究所提出的要求。 正文： 一、精密和超精密加工的概念与范畴通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1?;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b.精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m，最好可到Ra0.025?;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。 e.抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。手工或机械抛光加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05?;m，可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。超声波抛光加工精度0.01~0.02?;m，表面粗糙度Ra0.1?;m。化学抛光加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2?;m。电化学抛光可提高到Ra0.1~0.08?m。 超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。 超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对值来

数字化无模铸造精密成型技术(正版)

工程技术学院 锻压工艺及模具设计 课程报告 学院（系）机械工程系 专业班级模具设计与制造61002 班 学生姓名余伟序号24 指导教师江山 日期2012-5-29

目录 一、背景综述 目前数字化无模铸造精密成型技术的现状和未来发展趋势 (2) 二、具体分析 1.题目及分析 1.1无模铸型快速制造技术的工作原理及特点 (3) 2. 设计过程 2.1用无模铸型快速制造技术制造铸造模具的方法 (6) 2.2用无模铸型快速制造技术制造铸造模具操作的注意事项 (8) 2.3用无模铸型快速制造技术制造的铸型和模具实例 (9) 3．心得体会

数字化无模铸造精密成型技术 铸造有着数千年的历史，干将莫邪铸钟娘娘的传说里都有着对铸造工艺的描述；去年热映的电影《钢的琴》里那架钢琴的琴体也是由铁水铸成。 在几千年历史河水的冲刷中，铸造工艺几乎从未被改变过。以应用最广泛的砂型铸造为例，先根据图样做出木模，再放入砂箱填型做出砂型，后将熔化的金属浇灌入砂型空腔，冷却凝固获得铸件。从祖辈手中的烟袋锅子，到现代汽车的发动机缸体，铸件几乎都是出自这种工艺。 整个过程环节较多，需预留工艺补正量，并且尺寸精度差，人为影响因素很大，因为大部分都是以二维图纸为基础进行设计制造。 随着汽车机床等现今制造业技术的高速进步，以及核电航空航天国防军工等重大装备和重大工程的实施，铸造产品发展的趋势要求更好的综合性能，更高的精度，更少的余量，更好的表面质量，更复杂的结构。同时，节能降耗减少污染也是现代制造业的迫切要求。 然而，我国机械制造业自主创新能力的增强受铸造业发展的影响较大，因为机械设备的大部分零件毛坯都是通过铸造生产出来，所以铸件质量的好坏以及生产的快慢，都将直接影响到机械制造业的自主创新和技术发展,而影响铸造业发展的重要因素又是现行铸造模具的制造速度太慢、制造质量较差。 所以，人们都在寻求更快更好的模具制造方法，如：用数控中心加工的方法，它能比较快比较准确的将模具加工出来，当然也需经过打磨修整，但价格比较贵，而且对那些复杂的模具也很难达到要求，有它的局限性。 还有一些快速成形的方法制作模具，主要有：光敏树脂的激光快速成形、塑料数字喷射/挤压快速成形、激光切割贴纸快速成形、消失蜡熔模铸造快速成形技术等，这些方法大多只能提供小件，而且运行成本很高。为此，我们用无模铸型快速制造技术来制造铸造模具，用数字技术实现铸造模具快速、准确的制造，并能有效降低铸造模具的制造成本等。 2015年中国的铸件总产量将达到5000万吨以上，年产值达到7500亿元以上，数字化无模铸造技术及装备将在汽车模具机床工程机械航空航天等领域应用前景广阔。 铸造生产中，砂型铸造应用最广泛，世界上大约80%的铸件都采用木模金属模等进行砂型铸造。目前，我国有3万多家的铸造企业，2011年我国铸件年产量超过了4000万吨，消耗了大量木材和金属。2012年我国数字化无模铸造精密成形机预计推广应用30台，亚洲欧洲亦有橄榄枝抛来，这种装备可在两天内制作出以前需要1-2个月才能完成的砂型，在单件小批量铸件及铸造模具开发生产中彻底将铸造工艺中的木模抛弃，在铸造行业中推广应用，将会节约大量木材和金属，挽救成千上万棵树。 反观传统铸造工艺，为了达到要求，木模金属模等的制作过程耗时耗力，动辄以月为单位的开发周期，拖了制造后腿。在提高产品开发效率和降低能耗的呼声中，铸造工艺应无模化柔性化数字化精密化绿色化和智能化。 2008年，数字化无模铸造技术的发明者单忠德收到中国一汽的一个铸件图纸，对方希望能够采用数字化无模铸造技术进行砂型制造的测试，表示如果能在两天后的周一，依据图纸制出该铸件的合格砂型，中国一汽将启动购置设备谈判。两天后？按照传统铸造工艺，通常需要30-45天甚至更长时间！结果是，周一单忠德带领的研发团队把砂型摆在了谈判客户面前。单忠德及其团队开发的数字化

精密成型

一．试述塑性加工对金属材料性能的影响。 1.金属塑性加工时引起的材质变化 热加工引起的材质变化:经热加工后使金属组织趋于均匀化，主要呈以下特点：1.1空隙压合效果好 由于晶格受压，密度加大，可将晶格之间的空隙排出即压合。这在整体加工（如锻造）时尤为明显，因为此时材料表面所受压缩力较均匀，不容许出现“空隙偏析”现象。 1.2偏析的均匀化 由于热加工温度在再结晶温度以上，金属经再结晶及较长时间的冷却，对偏析的均匀化效果良好。通常进行的扩散退火热处理即获得如此的效果。 1.3形成纤维组织 这种纤维组织是由于金属晶格的树枝状结构被破坏和再结晶，金属基体及非金属杂物向加工方向延伸而造成的。 中温加工引起的材质变化 从机理方面看，在再结晶温度以下的中温加工，原子会在大量位错上沉淀，即造成基体中原子的交互作用和晶格位错，从而使材料强度特别是弹性极限提高，延伸率降低。从晶粒角度看，大量位措将借助于热运动而慢慢地重新排布，在减少位错的同时，将出现能量更低的排列状态，即恢复过程。这个过程会导致所谓的蓝脆区，一般认为在此温度下加工的产品不能使用，所以中温加工的情况不多但实际上在此温度下加工的产品虽然韧性有所下降，但强度可以提高，因此中温加工在一定情况下是可以采用的。 冷加工引起的材质变化

冷加工引起变形和表面硬化，其机理可以从两方面分析：一是从晶格的形状看。由于晶格内存在着位错，当晶格发生运动（即滑移变形）时，位错增加并相互牵制而对运动造成阻 碍，即是加工硬化。二是从晶粒的尺度看。晶粒将沿加工方向伸长，晶粒取向改变， 不断形成加工的织状结构，阻止变形的进一步发展，即形成加工硬化。另外，钢的组织是由铁素体和渗碳体构成的，铁素体软可产生很大的变形，而渗碳体则硬而脆，因而有渗碳体或夹杂物存在时，就会成为变形的阻碍；在这些组织附近还会积蓄过多的变形能，这也是造成过硬化或断裂的原因。 2.塑性变形对组织和结构的影响 1)形成纤维组织晶粒延变形方向被拉长或压扁; 杂质呈细带状或链状分布。2）形成形变织构(1) 形变织构：多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒呈择优取向的组织。(2) 线(丝)织构：某一晶向趋于与变形方向平行。 (如拉拔时形成) 面(板)织构：某晶面趋于平行于轧制面，某晶向趋于 平行于主变形方向。(轧制或挤压时形成） 3) 形成位错胞（亚结构） 金属在大量变形之后，由于位错的运动和交互作用，位错不均匀分布，使晶粒碎化成许多位向略有差异的亚晶粒。亚晶粒边界上聚集大量位错，而内部的位错密度相对低得多。随着变形量的增大，产生的亚结构也越细。整个晶粒内部的位错密度的提高将降低材料的耐腐蚀性。 3.对力学性能影响 材料在变形后，产生加工硬化,强度、硬度显著提高，而塑性、韧性明显下降。