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模具设计心得(详细)

来源:模具设计专题 时间:2009-11-18 17:14:00

一.模具设计准备
1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认:
在正式的金型设计之前,下列图纸或文件通常要具备:
① 部品图;②金型设计制作仕样书;③设计制作契约书;④其他
并且要对上述资料完全理解,不明确处要得到客户的确认。
 

2. 把握图面的概要
部品图决定了金型设计的终目的,必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的,通常由以下部分构成:
正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他
在视图过程中要注意以下方面:
① 公差要求较严格处;②对金型构造有影响的部位;
② 现有图面无法理解的部分;④注记中特别突出的事项
⑤特殊的材料和热处理要求;⑥部品壁厚较薄处(t<0.6mm)
⑦部品壁厚较厚处;⑧外观上有无特别仕样要求
⑨三维曲面部分;⑩设计者、日期、纳期、价格等

3. 部品立体形状的理解
部品图是二维绘制的,要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状,而手绘立体图对此很有帮助。
准备好纸和铅笔。
首先绘制出制品的大致外形轮廓,然后再根据自己对部品图的理解,绘制出部品各部位的断面图。
上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许,使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。

4.标题栏的检讨
部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容,必须要认真研读。
①部品名;②图名;③图番;④材质(包括收缩率);⑤仕样,指材质的详细仕样,如生产厂家、商品名、树脂代号;⑥尺度;⑦设计者;⑧变更栏;

5.注记部分的检讨
⑴浇口种类、位置、数量
如无特殊要求,则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。
⑵入子分割线的要求
由于入子分隔线会在制品表面形成接痕,影响外观,尤其对折叠部位有害,所以设计者应遵守部品图的规定。
⑶成型品表面划伤等缺陷的规定
金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。
⑷未注公差的要求。
⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意,作为金型设计者来说,不可自行决断。
⑹主视图的检讨
主视图是图面中尺寸较集中的地方,确认两侧公差及片侧公差,并标记其中较严格者。
⑺其他各视图的检讨。方法同上
⑻必要型缔力的检讨
熔融树脂在注射时,会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机大型缔力小于注射压力,则模板之间就会产生缝隙,发生溢边现象。必要型缔力的计算如下:
F=P×A F:必要型缔力(Kg)
P:注射压力(Kg/cm2),取300~500,视成型条件而定
A:制品在注射方向上的投影面积cm2
⑽必要射出体积的检讨
在选择注射机时,要进行射出体积的检讨。
包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机大注射量的1/2~2/3
⑾其他事项
如客户提供的资料不全,需跟客户联系,取得全部资料。
使用彩笔标记出自己认为较重要的,以利于下一步的设计。


二.成型品基本图的设计
金型设计工作的大致流程:
初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图
塑料注射金型的设计从成型品基本图的设计入手,其正确与否决定了成型制品的好坏。
下面就成型品基本图的设计手法进行讲解:
1. 了解成型材料的特性
关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小

2. 可充填性的检讨
应全面考虑以下几个方面:
① 型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③气泡的发生;
③ 成型品的变形;⑤点浇口的切断痕;⑥其他
在设计工作中,根据工作条件,采用下述方法来分析验证:
① 类似金型的比较;②流动比(L/T)的计算;③CAD、CAE

3. 浇口位置的确定

4. 浇口形状的确定

5. 分型面的确定
应参照下述原则:
① 尽量采用平面;②易于加工;③无离型不良发生;④外观上分割线无影响处.

6. 金型制作寸法的决定
由于塑料冷却以后的收缩性,故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”,方法如下:(以收缩率0.2%为例)
①两侧公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5
②片侧公差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96
经过上述方法计算出的寸法,要经过以下两方面的补正:
① 金型制作上可修改性的补正。
② 奇数寸法的偶数化。

7. 拔模斜度的决定(固定侧)
为防止离型不良,有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度,但要在成型品公差范围内,一般以30’~3°为宜。

8. 拔模斜度的决定(可动侧)
如有必要,可动侧也可加拔模斜度,但一般可不加。如有顶出不良,可通过加装顶杆的方法来解决。

9. 顶杆的配置
按照以下原则:
① 顶出面积尽可能大,因细小的顶杆孔难以加工。
② 尽量采用圆顶杆,因方顶出孔难以加工(但利用镶件分割线做出的较简单)。
③ 顶杆要配置在型芯附近。
④ 顶杆孔周围小1mm壁厚保证。

10. 生产数的记入


三.金型构造设计
成型品基本图完成以后,即可开展重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程:
1. 成型机金型取付仕样的确认:
① 滑杆间距的确认
金型大小不可超过滑杆间距,通常要留20mm以上的安全距离。
② 小型厚的确认
金型的型厚要大于注射机的小型厚
③ 大开模行程的确认
④ 大锁模力的确认
⑤ 理论射出容量的确认
⑥ 定位圈直径的确认(以选择定位圈型号)
⑦ 注射机喷嘴先端形状的确认(以选择浇口套型号)
⑧ 大型厚的计算
T=小型厚+大开模距离-S1-S2-S

2. 型腔配置方法的检讨
对于多型腔模具而言,要妥善安排型腔位置,使之投影中心完全位于模架中心上,并使流道短地达到均衡进料。

3. 型腔壁厚度的确定
见P126~P131附录论述

4. 模架的选择
对于塑料注射模具而言,模架均已标准化。我公司均采用日本FUTABA(双叶)的模架。在选择模架时,除了大小规格外,应确认以下方面:
① 导柱导套的位置,有的导柱在固定侧,而有的在可动侧。根据需要来选择。
② 对于各模板的厚度,应结合成型品基本图来确认。一般来说,要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。
③ 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库,可使用它来生成模架图。

5. 分型动作的决定
在模板厚度确定后,进行分型动作的检讨。
① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1
S1=点浇口套长度+浇口套长度+10~20
② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2
S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离
③ 止动螺栓长度决定
L=固定侧型板厚+S1
④ 止动螺栓头部长度决定
⑤ 支撑导柱长度决定
L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚
⑥ 拉料勾长度决定
⑦ 流道顶出装置决定
⑧ 浇口套周边机构决定
⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局

6. 浇口套采用PUNCH市贩品

7. 开模次序的确定,并采用相应机构来确保这种开模次序的实现.

8. 流道从流道板顺利脱出的方法:
采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI市贩品)

9. 支撑柱配置的检讨
在注射时,注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力,引起型板变形.为防止此种现象发生,可在模架中设置支撑柱,以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则.

10. 冷却水孔的决定
为了恒定模具温度,必须开设冷却水孔,通以冷却用水。
冷却水孔的大小与冷却效率关系不大,中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可,接口处采用PT1/8的管螺纹。
冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系,在确定时,应尽可能地*近型腔和尽可能地多,但不要发生干涉。

11. 顶出部分的配置
结合成形品基本图,合理配置顶杆位置,注意不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。

12. 浇口套的配置
本公司均采用PUNCH公司的标准部品。
浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。
浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。
对于锥度来说,采用片侧1°比较好。

13. 定位圈的配置
结合成形机仕样,采用PUNCH市贩品。

14. 排气道的配置
为了使型腔内空气顺利排出,有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑,生产中如发现有排气不良,再予以解决。

15. 顶出导柱与顶出导套的设计
为了提高顶出部件运动的精度,从而延长顶杆、型芯寿命,防止顶杆拉伤,可设计顶出导柱与顶出导套。

16. 部品番号的确定
本公司制定有金型用部品番号的命名规则,按此规则进行确定。

17. 其他
至此,金型的构造设计基本完成。


四.部品图设计
在进行构造设计完成以后,根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计,包括下述内容:
⑴设计需加工的部品图面。
⑵外构件追加工部品图面。
⑶购入部品仕样书。

1. 型腔部分的设计:
⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合,注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。
⑵成形部分形状与寸法
根据成形品基本图来决定,并考虑以下方面:
① 成形品寸法公差。
② 与别的部品之间的关系(配合)等。
③ 便于金型的修正。
④ 机械加工方法所能达到的加工能力。
⑤ 加工费用。
⑥ 其他。
⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合,X-Y方向用公差来严格控制。
⑷浇口设计
⑸固定方

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