二十年大型塑胶模具制造

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大型模具设计的流程日记

目录:技术支持星级:3星级人气:-发表时间:2014-09-24
RSS订阅 文章出处:塑胶模具网责任编辑:大型塑料模具作者:塑胶模具厂

大型模具设计的流程日记

一.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最终目的,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。如注射机最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最大注射量的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 
下图是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 
最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 顶杆孔周围最小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,即可开展最重要的工作-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 最小型厚的确认 
金型的型厚要大于注射机的最小型厚 
③ 最大开模行程的确认 
④ 最大锁模力的确认 
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 最大型厚的计算 
T=最小型厚+最大开模距离-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,并使流道最短地达到均衡进料。 
 
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,可使用它来快速生成模架图。 
 
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,应尽可能地靠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固定方法 
⑹材质、硬度的决定 
考虑以下方面: 
① 成形品的形状、寸法精度维持机能。 
② 成形品表面品质决定机能。 
③ 耐冲击,刚性、强度要足够。 
④ 耐腐蚀性。 
⑤ 耐磨性。 
⑥ 机加工性。 
⑦ 镜面特性。 
⑧ 热传导性。 
⑨ 热处理性。 
⑩ 材料价格。 
 
2. 固定侧型芯的设计 
形状与寸法根据成形品基本图确定。 
材质的选择参考上面的内容。 
可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同,但多出顶出部分的设计内容。 
至此,金型部品图中与成形有关的部分已完成,下面进行金型构造部分的部品设计。 
 
 
五.检图 
部品图设计完了以后要进行检图,这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误,要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。 
检图工作,可由设计者自身承担,也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则: 
⑴详细设计、重要设计检查时,最好在精力充沛时进行。 
⑵连续工作1~2小时,应休息10~15分钟,保持头脑清醒。 
⑶不要惧怕失败,在失败中取得成长的经验。 
⑷不要从详细设计着手,应从总体方案开始,这样容易发现大的原则性的错误。 
⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题,并与自己的设计工作相对照。 
检图工作主要内容如下: 
1. 重要的原则性的项目 
⑴根据型芯、型腔明细表,有无遗漏设计的部分。 
⑵金型取数是否合适。 
⑶分型面的设置是否正确?是否满足金型仕样书的要求? 
⑷型腔可否完全填充? 
⑸制作费用是否在预算范围内? 
⑹成形品生产成本是否在预算范围内? 
⑺金型纳期可否完成? 
⑻为保证纳期,是否采取了合理的措施? 
⑼成形品型腔可否顺利脱出? 
⑽成形品型芯可否顺利脱出? 
⑾浇口、流道的配置有无不当? 
⑿冷却水道有无干涉处? 
⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉? 
⒁成形收缩率计算是否正确? 
⒂镶件分割方式是否正确? 
⒃两侧相互配合的部件设计是否正确? 
⒄成形机取付仕样是否满足要求? 
⒅其他特殊要求是否满足? 
 
2. 金型构造方面的检讨 
⑴目前的设计正确与否,有无可以改进之处? 
⑵树脂流动的预想是否正确? 
⑶型芯、型腔离型对策正确与否? 
⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确? 
⑸配合处公差是否正确? 
⑹排气道是否合适? 
⑺配合间隙是否合适? 
⑻装配时是否困难? 
⑼拆卸是否方便? 
⑽对白化现象有无预防? 
⑾两侧各部件之间有无干涉? 
 
3. 进行详细检讨的部分: 
⑴有无尺寸相互不一致处? 
⑵断面形状正确与否? 
⑶部品个数是否正确? 
⑷部品材质是否正确? 
⑸型板刚性是否满足要求? 
⑹型腔刚性、强度是否满足要求? 
⑺浇口形状是否合适? 
⑻加工方法是否经过妥善考虑? 
⑼电极设计是否正确? 
⑽标准部品发注书是否有误? 
⑾客户仕样变更部分是否已全部变更? 
⑿废旧图面是否已被替换? 
⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处? 
⒁机械加工性是否适当?

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