模具设计流程

2163v816 · 发表于 2019-12-23 15:41

第一步:对制品2D图及3D图的分析和消化，其内容包括以下几个方面：

1、制品的几何形状。

2、制品的尺寸、公差及设计基准。

3、制品的技术要求（即技术条件）。

4、制品所用塑料名称、缩水及颜色。

5、制品的表面要求。

第二部：注射剂型号的确定

注射剂规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。设设计人员在选择注射机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆内间距）、容模量、顶顶出形式及定出长度。倘若客户已提供所用注射剂的型号或规格，设计人员必须对其参数进行校核，若满足不了要求，则必须与客户商量更换。

第三部：型腔数量的确定及型腔排列

模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状（有无侧抽芯）、制品精度、批量以及经济效益来确定。

型腔数量主要依据以下因素进行确定：

1、制品的生产批量（月批量或年批量）。

2、制品有无侧抽芯及其处理方法。

3、模具外形尺寸与注射剂安装模具的有效面积（或注射机拉杆内间距）。

4、制品重量与注射机的注射量。

5、制品的投影面积与锁模力。

6、制品精度。

7、制品颜色。

8、经济效益（每套模的生产值）。

以上这些因素有时是相互制约的，因此在确定设计方案时，必须进行协调，以保证满足其主要条件。

性强数量确定之后，便进行型腔的排列，以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯（滑块）机构的设计、镶件型芯的设计以及热流道系统的设计。以上这些问题由于分型面及浇口位置的选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到最完美的设计。

第四步：分型面的确定

分型面，在一些国外的制品图中已作具体规定，但在很多的模具设计中要由模具人员来确定，一般来讲，在平面上的分型面比较容易处理，有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意。其分型面的选择应遵照以下原则：

1、不影响制品的外观，尤其是对外观有明确要求的制品，更应注意分型面对外观的影响。

2、利于保证制品的精度。

3,、利于模具加工，特别是型腔的加工。先复机构。

4、利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计。

5、利于制品的脱模，确保在开模时使制品留于动模一侧。

6、便于金属嵌件。

在设计侧向分型机构时，应确保其安全可靠，尽量避免与定出机构发生干扰，否则在模具上应设置先复机构。

第六步：模架的确定和标准件的选用

以上内容全部确定之后，便根据所定内容设计模架。在设计模架时，尽可能地选用便准模架，确定出标准模架的形式、规格及A、B板厚度。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件、二次分型机构及精密定位用标准组件等。

需要强调的是，设计模具时，尽可能地选用标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分已经商品化，随时可以在市场上买到，这对缩短制造周期、降低制造成本是极其有利的。

买家尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度和刚性计算，以校核所选模架是否适当，尤其是对大型模具，这一点尤为重要。

第七步:浇注系统的设计

浇注系统的设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定。

如采用点浇口时，为确保分流道的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。

在设计浇注系统是，首先是选择浇口的位置。浇浇口位置选择的适当与否，将直接关系到制品成型质量及注射过程是否能顺利进行，浇口位置的选择应遵循以下原则：

1、浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用浇口的清理。

2、浇浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短（一般大水口很难做到）。

3、浇口位置应保证塑料注入型腔时对着型腔中宽敞、厚壁部位，以便于塑料流入。

4、避免塑料在流入型腔时直冲到型腔壁、型芯或嵌件，是塑料能尽快流入型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形。

5、尽量避免制品产生熔接痕，若要产生，使其溶解痕产生在制品不重要的地方。

6、浇口位置及其塑料注入方向，应是塑料在注入型腔时能沿着型腔平行方向均匀地流入，并有利于型腔内气体的排出。

7、浇口应设计在制品上最容易清除的部位，同时尽可能不影响制品的外观。

第八步：顶出系统的设计

制品的顶出形式，归纳起来可分为机械顶出、液压顶出、气动顶出三大类。

在机械顶出是注射成型过程中最后一个环节，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品顶出是不可忽视。在设计顶出系统时应遵守下列原则：

1、为使制品不致因顶出产生变形，推力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位，如制品上细长的中空圆柱，多采用推管顶出。推力点的布置应尽量平衡。

2、推力点应作用在制品能承受力最大的部位，及刚性好的部位，如筋部、突缘、壳体型制品的壁缘等处。

3、尽量避免推力点作用在制品较薄平面上，防止制品顶白、顶高等，如壳体形制品及筒形制品多采用推板顶出。

4、尽量避免顶出痕迹影响制品外观，顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表面。于透明制品尤其要注意定出位置及顶出形式的选择。

5、为使制品在顶出时受力均匀，同时避免因真空吸附而使制品产生变形，往往采用复合顶出或特殊形式的顶出系统，如推杆、推板或推杆、推管复合顶出，或者采用进气事推杆、推块等定出装置，必要时还应设置进气阀。

第九步：冷却系统的设计

冷却系统的设计是一项较繁琐的工作，要考虑冷却效果、冷却的均匀性和冷却系统对模具整体结构的影响。冷却系统的设计包括以下内容：

1、冷却系统的排列方式及冷却系统的具体形式。

2、冷却系统的具体位置及尺寸的确定。

3、重点部位如动模型芯或镶件的冷却。

4、侧滑块及侧滑芯的冷却。

5、冷却元件的设计及冷却标准元件的选用。

6、密封结构的设计。

第十步：

塑料注射模上的导向装置，在采用标准模架时，已经确定下来。一般情况下，设计人员只要按模架规格选用就可以了。但根据制品要求须设置精密导向装置时，则必须由设计人员根据模具结构进行具体设计。

一般导向分为：动、定模之间的导向；推板及推杆固定板导向；推板杆与动模板之间的导向；定模座与推刘盗版之间的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密定位元件，有的已经标准化，如锥形定位销、定位块等可供选用，但有些精密导向定位装置须根据模块的具体结构进行专门设计。

第十一部：模具钢材的选用

模具成型零件（型腔、型芯）材料的选用，主要根据制品的批量、塑料类别来确定。对对于高光泽或透明的制品，主要选用4Cr13等类型的马氏体耐蚀不锈钢或时效硬化钢。

含有玻璃纤维增强的塑料制品，则应选用Cr12MoV等类型的具有高耐磨性的淬火钢。

当制品的材料为PVC、POM或含有阻燃剂时，必须选用耐蚀不锈钢。

十二步：绘制配装图

排位模架及相关内容确定之后，便可以绘制装配图。在绘制装配图过程中，对已选定的浇注系统、冷却系统、抽芯系统、顶出系统等做出进一步的协调和完善，从结构上达到比较完美的设计。

第十三步：模具主要零件图的绘制

在绘制型腔或型芯图时，必须主义所给定的成型尺寸、公差及脱模斜度是否相协调，其设计基准是否与制品的设计基准相协调。同时还要考虑型腔、型芯在加工时的工艺性及使用时的力学性能及其可靠性。

结构件图的绘制，当采用标准模架时，出标准模架以外的结构件，大部分可以不绘制结构件图。

第十四步：设计图纸的校对

模具图设计完成后，模具设计人员将设计图及相关原始资料一同交主管人员进行校对。

校对人员应针对客户所提供的有关设计依据及客户所提要求，对模具的总体结构、工作原理、操作的可行性等进行系统的校对。

第十五步：设计图纸的会签

模具设计图纸完成之后，必须立即交给客户认可。只有客户同意后，模具才可以备料投入生产。当客户有较大意见需要作重大修改时，则必须在再重新设计后再交给客户认可，直至客户满意为止。

第十六步：

排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用，其排气方式有以下几种：

1、利用排气槽。排气槽一般设在型腔最后被充满的部位。排气槽的深度因塑料不同而异，基本上是以塑料不产生飞边时所允许的最大间隙来确定。

2、利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙或专用排气塞排气。

3、有时为了防止在制品在顶事造成真空变形，必须设计排气镶针。

结论

综合以上的模具设计程序，其中有些内容可以合并考虑，有些内容则要反复你考虑。因为其中因素常常相互矛盾，必须在设计过程中不断论证、相互协调才能得到较好的处理，特别是涉及模具结构方面的内容，一定要认真对待，往往要做几个方案同时考虑，对每一种结构尽可能列出各方面的优缺点，在逐一分析，进行优化。结构上的原因会直接影响模具的制造和使用，后果严重点甚至会造成整套模具报废。所以，模具设计是保证模具质量的关键性的一步，其设计过程就是一项系统工程。

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