BMC模具設計、制造與維修控制要點

王一鳴

摘要：本文對于BMC模具的特點及設計要點進行了簡要闡述，并對模具關鍵控制項目、在BMC模具制作及維修階段關鍵零件尺寸控制要點以及模具入廠首件生產(chǎn)樣品的制作和檢驗進行了深入研究分析。

關鍵詞：BMC；模具；維修控制

BMC材料又稱為團狀模塑料，該材料的電氣性能、機械性能、耐熱性以及耐化學腐蝕性等性能優(yōu)良，易于加工，且其制品無論是機械性能還是電化學性能都較好，因而受到用戶的喜愛，廣泛應用于各個領域。BMC模具作為BMC制品加工生產(chǎn)的重要模具，其制作及維修也變得越來越重要。

1.BMC模具的特點

1.1.導向。為了確保型腔以及型芯之間的閉合精度，避免發(fā)生錯位，在BMC模具的動模側(cè)應該選擇圓錐導柱，而不是圓柱導柱。

1.2.頂出。BMC材料的成形收縮率非常小，因而為了確保制品在不發(fā)生變形以及破損的情況下成功脫模，應該在模具的動定模兩邊均設置頂出裝置。

1.3.澆口。因BMC具有較好的流動性，通常選擇低壓成形。其澆口的大小以及形狀是由制品的來確定的，通常情況下選用側(cè)澆口以及扇形澆口，且最好選用大澆口。為減少大澆口對成型產(chǎn)品外形的影響，模具通常采用自切水口結(jié)構將澆口切斷。

1.4.排氣。BMC材料是由不飽和聚酯樹脂等物質(zhì)組合而成的，因而在模腔中成形時會發(fā)生化學反應并且會有氣體產(chǎn)生，所以模具要設有排氣槽。通常情況下排氣槽設在分型面上，以避免發(fā)生填充不良以及熔縫等現(xiàn)象。另外，模具的拼縫以及頂杠的配合間隙等也可以用來排氣。

2.BMC模具的設計要點

2.1.分型面設計。為了保證制品在確保加工精度和強度的前提條件下能夠順利脫模，在對模具進行分型面的選擇時應注意將分型面盡可能設在模具的下模，使得頂出機構盡量簡單，以方便制品的推出；便于對飛邊的清除，避免飛邊對制品精度的影響；模具的制造以及零件的加工簡單易行；確保制品的強度能夠滿足要求。分型面的設計是制品能否順利脫模的關鍵因素，因此在模具設計的初級階段應該分型設計并做出設計圖紙。

2.2.加工精度要求。對于模具的加工精度的衡量標準主要有三個，包括尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。對于BMC模具，加工精度主要對尺寸公差以及表面粗糙度有要求，尺寸公差包括外形尺寸及模腔尺寸。一般情況下會根據(jù)實際制品的精度要求來確定模具的表面加工精度。

2.3.圓角設計。由于一般在制品的尖角處應力比較集中，受到力的作用是容易發(fā)生開裂，所以在模具的設計中應注意避免尖角的產(chǎn)生。圓角的設計不僅可以避免模具使用過程中由于應力而造成的開裂，而且能夠增強制品的強度。

2.4.表面處理的選擇。對于模具的表面加以適當處理，可以提升其耐磨性以及耐蝕性。常見的表面處理方式包括鍍鉻及滲氮等。前者可使得模具表面的金屬光澤更持久，避免被酸化，且還會使其具有較高的耐磨性和耐熱性；后者可處理溫度不太高，且對于模具的形變影響較小，對于模具表面的硬度以及耐磨性都有很大的提升。

2.5.模具加熱孔分布。模具的加熱孔與型腔的距離應適當，大約控制在40到80毫米之間，且應該呈兩端密中間稀的趨勢，與模具隨形分布。

2.6.側(cè)抽機構。側(cè)面抽芯會在一定程度上影響制品的質(zhì)量，所以應盡量避免，若必須使用，則使用的抽芯要盡可能短。通常包括手動和氣動兩種，前者結(jié)構簡單但是效率較低，后者適用于大型模具。

3.RP電機BMC模具關鍵控制項目

RPBMC定子關鍵控制項目包括裝BB蓋的兩止口與鐵心內(nèi)圓同軸度、止口內(nèi)圓尺寸、止口內(nèi)圓圓度、鐵心內(nèi)圓尺寸以及鐵心內(nèi)圓圓度等。與這些控制尺寸相關的BMC成型模具零件有上模安裝板組件（如圖1）、下模安裝板組件（如圖2）、模體、型芯、下模鑲件以及上模鑲件等。這些模具零件不僅對BMC定子鐵心內(nèi)圓尺寸和形狀有著直接的影響，同時也是BB蓋安裝位尺寸及形狀和位置精度的重要影響因素。

圖1 上模安裝板組件（主要包括安裝版、模體）

圖2 下模安裝板組件（主要包括安裝版、模體）

4.在BMC模具制作及維修階段關鍵零件尺寸控制要點

對以上零件的控制，主要目的是通過控制模具零件尺寸及位置精度及模具裝配零件尺寸及位置精度，達到模具最終裝配后，上下止口與鐵心內(nèi)圓的同軸度的要求。

在對上模安裝板組件與下模安裝板組件進行裝配的過程當中，最佳的控制方案為：將圖1的上模安裝板組件3、4、9、11孔中裝好錐形導套，并且將圖2下模安裝板組件3、4、9、11孔中裝好錐形導柱，然后將上模安裝板組件和下模安裝板組件靠四對錐形導柱、導套定位牢固。為確定錐形導柱導套是否定位可靠，可在導柱上噴紅丹油，合模后檢查導套上紅丹油接觸痕跡。若四柱上都有紅丹油及壓痕出現(xiàn)，則說明錐形導柱以及導套的定位是可靠的，否則應該拆除后重新安裝，再次檢驗，若還不合格，則需要檢查所安裝的錐形導柱及導套是否合格，繼續(xù)檢驗，直至達到要求為止。按以上檢驗合格后重新合模并保持上下模合緊，再同一次裝夾中，將圖1及圖2中A、B、C、D、E、F孔及G、H、J、K孔加工到設計尺寸。這樣才能保證上下模A、B、C、D、E、F孔及G、H、J、K孔位置度誤差最小。

除上述的最佳控制方案外，還有一套備選方案，就是將圖1所示的上模安裝板組件和圖2所示的下模安裝板組件，分別用精度加工機床（如坐標鏜床、坐標磨床）將3、4、9、11孔，A、B、C、D、E、F孔及G、H、J、K孔加工到設計尺寸。

將圖1中的上模安裝板組件和圖2中的下模安裝板組件中的3、4、9、11孔，A、B、C、D、E、F孔及G、H、J、K孔加工完后，應該按照圖1、圖2指定的測量基準分別測量A、B、C、D、E、F孔及G、H、J、K孔坐標位置。需要注意的是，要注意保證上、下模安裝板組件中的坐標偏移值小于0.02毫米，該測量數(shù)據(jù)將會作為模具驗收所必須要提交的資料之一。

將型芯、下模鑲件以及上模鑲件加工完成后，對于所加工的零件在圖紙上所標注的公差的尺寸和所有標注的形位公差，全部都要進行測量。要求所測量的這些數(shù)據(jù)必須全部合格，且同批次相同零件圓柱的尺寸一致性要保證在0.005毫米以內(nèi)。這些測量數(shù)據(jù)同樣是為模具驗收所必須要提交的資料之一。

當模具交付之后，還需要對上模及下模進行測量。測量方法為：用三坐標儀測量，以四個測量基準找出測量原點和測量方向，分別測量A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M（A、C、E、H、K、M為止口位，B、D、F、G、J、L為型芯安裝孔）坐標位置和尺寸。要保證上下模安裝板組件中的坐標偏移值小于0.03毫米，而型芯與上下模鑲件的間隙配合間隙要介于0.01毫米與0.02毫米之間。這些測量數(shù)據(jù)將會作為模具入廠的檔案進行保存。

5.模具入廠首件生產(chǎn)樣品制作和檢驗

模具入廠后，需要在模具不放置鐵心情況下，全部用BMC材料制作出全部型腔的定子（放置線夾且線夾中放置好驗證用電源線，用于防止漏料）。測量各個型腔定子尺寸滿足圖紙要求，且必須保證以鐵心處軸心線為基準，止口與其同軸度小于0.05mm（加嚴到圖紙要求尺寸的60%）。

按首件取樣要求安排首檢。用檢驗芯棒和百分表來檢驗同軸度。用磁鐵來鎖住芯棒，使其不會竄動，而只能旋轉(zhuǎn)；讓芯棒處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，然后用百分表來檢驗芯棒的跳動，要求其測量值要小于0.005毫米；以定子的內(nèi)孔與芯棒緊配和，以模擬轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，打一邊的止口跳動；定子與芯棒不動，再一次以模擬轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)打另一邊的止口跳動。在測量兩邊止口時，在芯棒與鐵心配合緊密的情況下，允許兩次安裝，分別測量。

6.結(jié)論

通過上文所介紹的方法，作者單位對一套49PG BMC模具進行維修控制，維修完成后，用不放鐵心的BMC定子對模具加以檢驗，鐵心處與裝BB蓋止口同軸度已控制在0.05毫米以內(nèi)，完全達到控制要求。

該模具設計、制造和檢驗控制過程有效，達到預期效果。

參考文獻

[1]謝木香.BMC模具的特點[J].模具技術.1987（01）

[2]黃家康.我國SMC/BMC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景.第十四屆玻璃鋼/復合材料學術年會.2001

[3]《模具制造》2007年總目次索引[J].模具制造.2008（01）

[4]陳鋒，顧鈞揚，黃鳳來.BMC注射成型工藝及模具設計[J].模具工業(yè).1998（05）

[5]張剛，吳盾，朱小磊，王琛，劉春林.低密度BMC復合材料性能的研究[J].塑料工業(yè).2012（02）

[6]薄建偉.鐵路室外箱盒用SMC材料的選用和成型工藝[J].鐵路通信信號工程技術.2009（02）