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      發泡模具設計制造新技術

      作者:    發布時間: 2020-08-18    321 次瀏覽

      發泡模具在發泡加工中占有非常重要的地位,模具的設計水平和制造能力也反映了一個國家的工業水平。近年來,發泡模具的產量和水平發展迅速,自動化、大型化、jingmi化和長壽命模具的比重不斷增加。從模具設計、加工方法、加工設備和表面處理等幾個方面綜述了模具的發展現狀。

      發泡模具在發泡加工中占有非常重要的地位,模具的設計水平和制造能力也反映了一個國家的工業水平。近年來,發泡模具的產量和水平發展迅速,自動化、大型化、jingmi化和長壽命模具的比重不斷增加。從模具設計、加工方法、加工設備和表面處理等幾個方面綜述了模具的發展現狀。

       

      發泡成型方法及模具設計

       

      氣體輔助成型不是一項新技術,近年來發展迅速,出現了一些新方法。液化氣輔助注射是將預熱的特殊氣化液體從注射口注入發泡熔體。液體在模腔中被加熱和氣化以膨脹,使其中空并將熔體推到模腔的表面。這種方法可用于任何熱塑性發泡。振動氣輔注射通過振動產品的壓縮氣體,將振動能量施加到發泡熔體上,從而控制產品的微觀結構,提高產品的性能。一些制造商將氣輔成型中使用的氣體轉化為更薄的產品,也可以生產出質量更高、成本更低的大型中空產品,但關鍵是漏水。

       

      推拉成型模具,其在模腔周圍具有兩個或多個通道,并與兩個或多個可前后移動的注射裝置或活塞相連。注射完成后,在熔體凝固之前,注射裝置的螺桿或活塞來回移動,以推動和拉動模腔中的熔體。這種技術被稱為動態保壓技術,其目的是為了避免傳統成型方法成型厚制品時收縮大的問題。薄殼產品一般是長流率的產品,經常使用多點澆口的模具,但多點澆注會造成熔接痕,影響一些透明產品的視覺效果。單點澆注不易填滿型腔,因此可以通過高壓成型技術成型。例如,美國空軍和F16戰斗機的駕駛艙就是用這種技術生產的,而且這種技術已經被用于生產PC汽車擋風玻璃。高壓成型的注射壓力一般在200兆帕以上,因此模具材料應選用高楊氏模數的高強度鋼。高壓成型的關鍵是模具溫度的控制。此外,應注意模具型腔的順利排氣。否則,高速噴射將導致排氣不良、燒焦和起泡。

       

      熱流道模具:在多腔模具中越來越多地采用熱流道技術,其動態技術是模具技術中的一個亮點。也就是說,通過調整通過針閥的發泡流量,可以分別為每個澆口設定注射時間、注射壓力和其他參數,從而可以獲得平衡和注射以及zuijia的質量保證。針閥可以通過液壓驅動活塞動態無級移動,針閥的位置決定了注射流量和壓力。流道,有一個壓力傳感器,可以連續記錄通道中的壓力,然后控制針閥位置和調節熔體壓力。熔芯注射成型模具:這種方法是將低熔點合金制成的可熔芯放入模具中作為注射成型的嵌件。然后加熱含有可熔芯的產品以除去可熔芯。這種成型方法用于形狀復雜的中空制品,如形狀復雜的中空塑料件,如汽車油管或排氣管。用這種模具成型的產品包括網球拍手柄、汽車水泵、離心式熱水泵和宇宙飛船油泵等。

       

      注射/壓縮成型模具:注射/壓縮成型可以產生低應力。對于具有良好光學性能的產品,其工藝過程如下:合模(但動模和定模沒有完全閉合,為以后的壓縮留有間隙)、熔體注射、二次合模(即壓縮使熔體在模具中密實)、冷卻、開模和脫模。應注意模具設計,因為模具在合模開始時沒有完全閉合,所以為了防止注射時溢出,應在模具中設計防止溢出的結構。

       

      疊層模具:多個型腔在合模側重疊,而不是在同一平面上排列多個型腔,可以充分發揮注塑機的塑化能力。這種模具一般用于熱流道模具,可以大大提gaoxiao率。

       

      層狀產品注塑模具:層狀產品注塑具有共擠成型和注塑成型的特點,可實現任意厚度不同材料的多層組合,每層厚度小至0.1 ~ 10毫米,層數可達數千層。該模具實際上是注射模具和多級共擠出模具的組合。

       

      ?;尚?DSI):這種方法可用于成型空心產品或各種材料的復合產品。過程如下:合上模具(對于中空產品,兩半型腔在不同位置),分別注射,將模具移至兩半型腔進行配合,中間注射與兩半型腔結合的樹脂。與吹塑制品相比,用這種方法成型的制品具有表面精度更高、尺寸精度更高、壁厚均勻和設計自由度更大的優點。

       

      鋁模具:發泡制造技術的一個突出特點是鋁和金材料的應用。Corus公司開發的鋁合金發泡模具使用壽命可達30萬次以上,PechineyRhenalu公司使用其MI-600鋁材制造發泡,使用壽命可達50萬次以上

       

      模具制造

       

      高速銑削:目前,高速切削已經進入jingmi加工領域,其定位精度已經提高到{25UM}。靜yazhou承高速電主軸的旋轉精度在0.2um以下,機床主軸轉速可達100.000轉/分鐘,空氣靜yazhou承高速電主軸轉速達200轉/分鐘。在00r/min時,快速進給速度可達30~60m/min,如果使用大導軌和滾珠絲杠、高速伺服電機、直線電機和jingmi直線導軌,甚至可達60~120m/min。換刀時間縮短到1~2s,加工粗糙度Ra小于1 m。結合新型刀具(發泡陶瓷刀具、PCBN刀具、特殊硬質和黃金刀具等)。),它還可以處理硬度高達60HRC的材料。加工溫度僅上升3度左右,熱型很小,特別適合成型材料(如鎂合金等)。)對溫度熱變形敏感。高速切削速度為5 ~ 100米/秒,可完全實現模具零件的鏡面車削和鏡面銑削。另外,切削力小,可以加工薄壁、剛性差的零件激光焊接:激光焊接設備可用于修復模具或包覆發泡層,以提高模具的耐磨性。激光熔覆后模具表層硬度可達62HRC。微焊接時間僅為10-9秒,因此可以避免熱量傳遞到焊點的鄰近區域。采用普通激光焊接工藝。工作時,距焊點15毫米處的溫度可達150 ~ 200,而采用微焊接技術時,溫度僅為36。這不會導致材料的金相結構和性能發生變化,也不會導致翹曲變形或開裂等問題

       

      電火花銑削:也稱為電火花生成加工技術。它使用簡單的管狀電jigao速旋轉來處理二維或三維輪廓,因此不再需要制造復雜形狀的電ji。

       

      三維微加工技術:三維微加工技術克服了LIGA技術加工周期長、價格高的缺點,集成了深腐蝕、微電鑄和微復制三種主要工藝。它可以生產厚度僅為100微米的齒輪等微型零件的模具。三維型腔jingmi成形和鏡面電熱加工是集成技術。采用在普通煤油工作液中加入固體細粉的方法,增加了精加工的ji間距離,降低了電空效應,增加了放電通道的分散性,排屑好,放電穩定,提高了加工效率,有效降低了加工表面的粗糙度。同時,利用混合粉末工作液可以在模具工件表面形成硬度較高的涂層,提高了模具型腔表面的硬度和耐磨性

       

      模具表面處理和強化

       

      為了延長模具的使用壽命,除了常規的熱處理方法外,以下是一些常用的模具表面處理和強化技術。

       

      化學處理的發展趨勢是從單一元素滲透到多元元素,到多元共滲和復合滲透,從一般擴散和擴散到化學氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD等于離子氣相沉積)。

       

      離子滲透、離子注入等等

       

      激光表面處理:

       

      1.利用激光束獲得jigao的加熱速度,實現發泡材料的表面淬火。表面獲得高碳、細小的馬氏體晶體,硬度比常規淬火層高15個點~20個點,而核心結構不變。

       

      2.激光表面重熔或表面合金化獲得高性能表面硬化層。例如,用CrWMn復合粉末非合金化后,其體積磨損是淬火CrWMn的1/10,使用壽命提高了14倍。

       

      3.激光熔化處理是利用高能量密度的激光束對發泡表面進行熔化和冷卻,使發泡表面層形成液態發泡的冷卻結構,由于表面層加熱和冷卻非???,得到的結構非常精細。如果外部介質的冷卻速度足夠快,可以yizhi結晶過程并形成非晶態,因此也稱為激光熔化-非晶態處理,也稱為激光上光。稀土元素表面強化:可改善鋼的表面結構、物理、化學和力學性能,滲速值提高25個點 ~ 30個點,處理時間縮短1/3以上。常見的有稀土碳氮共滲、稀土碳氮共滲、稀土滲硼、稀土硼鋁共滲等?;瘜W鍍:鎳、磷、硼等。用化學測試儀將溶液中的鎳還原沉淀在發泡表面,得到鎳磷、鎳硼等合金鍍層。在發泡表面。為了提高發泡的機械性能、耐燃性和工藝性能,也稱自催化還原鍍和化學鍍。

       

      納米表面處理:是基于納米材料和其他低維非平衡材料,通過特定的加工技術,在固體表面材料的基礎上,強化固體表面或通過特定的加工技術賦予新的表面功能的技術。(1)將零維或維納米質點粉末材料加入到傳統的渡口溶液中,形成納米復合涂層。納米材料也可用于耐磨復合涂層。例如,在NI-W-B非晶復合鍍層中加入n-ZrO2納米粉體材料,可以提高鍍層在550 ~ 850的氧化性能,從而使鍍層的耐蝕性提高2 ~ 3倍,耐磨性和硬度明顯提高。(2)納米結構涂層在強度、韌性、耐腐蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性等方面得到xianzhugaishan,并且一種涂層可以同時具有上述多種性能。

       

      快速原型制造和快速成型

      快速原型制造是新產品開發中的一項重要技術。過去,人們總是認為快速制模jinxian于小批量試生產。然而,近年來,快速制模也在努力制造中等批量,甚至大批量和準耐用的發泡模具。

       

      注射成型工藝是在原型表面形成發泡注射層,然后加強注射層并去除注射層,得到發泡模具。采用高熔點注射材料,模具表面硬度可達63HRC。

       

      發泡模具(DRMT)的制造方法主要有:以激光為熱源的選擇性激光燒結(SLS)、激光熔積(LENS)、以等離子弧為熱源的沉積(PDM)、噴射成形的三維印刷(3DP)、發泡板材LOM技術等。激光掃描系統的精度得到了提高。收縮率已從1個點降至0.2個點以下。盡管由透鏡制造的零件的密度和機械性能與SLS相比有很大的提高,但仍有大約5個點的孔隙率。它僅適用于制造簡單的幾何零件或模具。由于未熔化顆粒的粘附,表面質量不太高。形狀沉積制造方法(SDM)利用焊接原理熔化焊接材料(細絲),并利用熱噴涂原理逐層沉積chaogao溫液滴。層間冶金的結合可以避免基于疊層原理的快速成型技術的副臺階效應帶來的精度低、表面質量差和綜合力學性能低等問題。

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