5#工具箱(8215)515*350*205mm
注塑成型工艺
模具设计与制造
设计:
根据 515350205mm 的工具箱尺寸和结构特点进行模具设计。考虑到工具箱在使用过程中可能承受的外力,在模具设计时要合理规划加强筋的位置和形状,以增强工具箱的强度。例如,在箱体的侧面和底面设计纵横交错的加强筋。
分型面的选择至关重要,要确保在注塑过程中塑料能够顺利填充整个型腔,同时便于脱模。对于这种有一定深度和复杂结构的工具箱,可能需要采用多分型面设计。
制造:
模具材料通常选用 P20 钢或 H13 钢等优质钢材。首先对钢材进行锻造处理,以改善其内部组织和性能。然后通过数控加工中心进行粗加工和精加工,加工出模具的型腔、型芯、浇口等结构。在精加工过程中,保证模具的尺寸精度达到 ±0.05mm 以内,以确保生产出的工具箱尺寸符合要求。
模具表面需要进行抛光处理,表面粗糙度 Ra 达到 0.8 - 1.6μm,这样可以使注塑出的工具箱表面光滑,减少塑料的粘附。
注塑过程
原料准备:
选择合适的塑料原料,如聚丙烯 (PP) 或高密度聚乙烯 (HDPE)。在注塑前,对塑料原料进行干燥处理。以 PP 为例,将原料在 80 - 90℃的干燥箱中干燥 2 - 3 小时,使原料的含水量低于 0.05%,防止在注塑过程中产生气泡等缺陷。
注塑操作:
将干燥后的原料加入注塑机料筒,料筒各段温度根据原料特性进行设置。对于 PP,料筒前段温度一般在 190 - 220℃,中段 180 - 200℃,后段 160 - 180℃。
螺杆旋转将塑料向前输送、压实和熔融。当达到预设的注射量时,螺杆以一定的注射压力和速度将熔融塑料注入模具型腔。注射压力通常在 80 - 130MPa,注射速度根据工具箱壁厚调整,一般在 30 - 80mm/s。
在注射过程中,保压阶段也很重要。保压压力一般为注射压力的 50% - 70%,保压时间根据工具箱的壁厚确定,通常在 5 - 15 秒,确保塑料在型腔中充分冷却定型,防止缩痕。
后处理
脱模:
当工具箱在模具中冷却到一定程度后,模具打开,通过顶出机构将工具箱从模具中顶出。顶出机构要均匀分布在工具箱的受力部位,如底面和侧面的边缘,避免对工具箱造成损坏。
修边和检验:
对脱模后的工具箱进行修边处理,去除飞边和溢料。使用专用的修边工具,将工具箱边缘多余的塑料修整干净。
进行质量检验,包括外观检查(如表面是否有划痕、气泡、变形等)、尺寸测量(确保尺寸在 515±3mm350±3mm205±3mm 范围内)和结构强度测试(通过模拟工具箱在实际使用中的受力情况,如承重、抗冲击等测试)。
冲压成型工艺(以钢板为例)
模具设计与制造
设计:
针对 515350205mm 工具箱的形状,设计冲压模具。考虑到金属的变形特性,在模具设计时要规划好落料、拉深、冲孔等工序的模具结构。例如,对于工具箱的盖子和箱体主体,可能需要分别设计拉深模具来形成其形状。
模具的定位装置设计要精确,确保在多次冲压过程中,钢板的位置准确,防止出现尺寸偏差。
制造:
模具材料选用 Cr12MoV 等高强度模具钢。通过锻造、退火处理后,进行机械加工。首先进行粗加工,然后进行半精加工和精加工。在精加工阶段,保证模具的尺寸精度达到 ±0.03mm 以内,关键尺寸公差控制更严格。
对模具的工作表面进行淬火和回火处理,硬度达到 58 - 62HRC,提高模具的耐磨性和使用寿命。
冲压操作
下料:
根据工具箱的展开尺寸,选择合适厚度的钢板,一般采用 Q235 钢板,厚度在 0.8 - 1.5mm。使用剪板机将钢板裁剪成所需的尺寸,下料尺寸公差控制在 ±0.5mm 以内。
冲压成型:
首先进行落料工序,将钢板在落料模具中冲压出工具箱的大致外形。落料冲压力根据钢板厚度和材质确定,一般在 50 - 100kN。
接着进行拉深工序,将落料后的坯料在拉深模具中拉深成工具箱的主体和盖子形状。拉深过程中,拉深力根据拉深深度和钢板性能确定,一般在 100 - 300kN。拉深时要控制好拉深速度,一般在 10 - 30 次 / 分钟,同时要对模具进行润滑,防止钢板表面划伤。
根据工具箱的设计,可能还需要进行冲孔、切边等工序,以形成工具箱上的安装孔、把手孔等结构。
焊接与组装
焊接:
将冲压成型的各个部件进行焊接组装。对于钢板工具箱,常用的焊接方法是二氧化碳气体保护焊。选择合适的焊丝,如 ER50 - 6 焊丝,焊接电流根据钢板厚度确定,一般在 100 - 200A,电压在 18 - 24V。
在焊接过程中,要控制好焊接速度和焊缝质量,防止出现气孔、夹渣、未焊透等缺陷。对焊接后的焊缝进行打磨处理,使表面平整。
组装:
将焊接好的箱体与盖子进行组装,安装铰链、锁扣、把手等配件。铰链和锁扣的安装要保证工具箱开合顺畅,把手的安装要牢固,能够承受一定的拉力。
表面处理
酸洗磷化:
对组装好的工具箱进行酸洗磷化处理,去除表面的油污、铁锈等杂质,同时在金属表面形成一层磷化膜,提高后续涂层的附着力。酸洗溶液一般采用硫酸或盐酸溶液,磷化液采用锌系磷化液,处理温度在 40 - 60℃,处理时间在 10 - 20 分钟。
喷涂:
在磷化处理后,对工具箱进行喷涂处理。可以选择粉末喷涂或油漆喷涂。粉末喷涂时,将静电粉末均匀地喷涂在工具箱表面,然后在 180 - 220℃的固化炉中固化 10 - 20 分钟。油漆喷涂时,先喷涂底漆,干燥后再喷涂面漆,每层漆的干燥时间根据漆的类型确定,一般在 2 - 4 小时。喷涂后的工具箱表面应色泽均匀、无流挂、无漏喷现象,涂层厚度在 60 - 120μm。
质量检验:
对表面处理后的工具箱进行质量检验,包括外观检查(涂层是否均匀、有无剥落等)、耐腐蚀性测试(如盐雾试验,在 5% 的氯化钠溶液中喷雾 48 - 72 小时,观察表面锈蚀情况)和装配功能测试(检查工具箱的开合、锁扣等功能是否正常)。