塑胶模具设计心得

渔夫

塑胶模具设计心得　　一．　设计准备
! [; t: A5 ~. D" l0 k, u5 x　　1．必需的图纸、模型字样书的内容等的确认：在正式的模型设计之前，下列图纸或文件通常要具备：
　　①产品图；
　　②模型设计制作字样书；
　　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
7 C% o" i0 \' b6 L1 ?4 ?: `　　产品图决定了模型设计的最终目的，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对模型构造有影响的部位；
6 g$ y- }' R$ I5 n: n1 a2 {　　②现有图面无法理解的部分；
% k9 A# y4 L8 H6 |* ^　　④注记中特别突出的事项；
2 E9 q; S$ y( G6 t" P; p　　⑤特殊的材料和热处理要求；
* [5 l) C9 B! d" Z0 h9 i" E  q: A　　⑥产品壁厚较薄处（t<0．6mm）；
　　⑦产品壁厚较厚处；
　　⑧外观上有无特别仕样要求；
　　⑨三维曲面部分；
, ~, i# B$ `8 H3 @　　⑩设计者、日期、纳期、价格等
　　3．产品立体形状的理解
7 ], N% C6 o0 j1 ?: R　　产品图是二维绘制的，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，然后再根据自己对产品图的理解，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。
5 h- a! t2 X2 ]  @- M: @　　4．标题栏的检讨：产品图的标题栏一般注明了图面中的公差、产品的材料等一些内容，必须要认真研读。
' ~, r# y4 e! e! ~' N3 w8 S; g! l  |　　①产品名；　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；
7 J& A) t' a) ~　　5．注记部分的检讨
　　⑴浇口种类、位置、数量，如无特殊要求，则模型设计者在自行决定后需征得客户的同意。
( @2 y  g( h! B8 U& h: D& S　　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，所以设计者应遵守产品图的规定。
/ n, P; b$ t: R  d4 k. K　　⑶成型品表面划伤等缺陷的规定：模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。
" T, g  j) I: U+ F% d　　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。
) W* k9 `& _5 `* h6 \　　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
: l: n$ r$ _9 }+ q5 B" u　　⑻必要型压力的检讨
　　熔融树脂在注射时，会在模型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型压力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型压力的计算如下：
　　F=P×AF：必要型压力（Kg）P：注射压力（Kg/cm2）取300~500，视成型条件而定
5 ?7 q+ P" D) Z8 k0 s　　A：制品在注射方向上的投影面积cm2
2 k5 H- c8 L* h& {) d$ g: z4 B　　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
6 C% @* D6 d$ r; W　　下图是模型设计工作的大致流程：
7 d8 \" E: _; q# j% o, O$ F　　初期检讨→成型品基本图设计→模型构造设计→产品图设计→检图→出图
　　塑料注射模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。
/ `5 c& O7 ?: o　　下面就成型品基本图的设计手法进行讲解：
" s  X3 [; ~3 e* l　　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；
+ k9 @% I6 v' j$ N  m' V　　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：
" n# D! d+ D+ z5 ?4 ^　　①类似模型的比较；
　　②流动比（L/T）的计算；
) m" {+ t1 W" W* D8 [5 L8 _* e　　③CAD、CAE
2 W  n* Z% Y1 m6 J) X　　3．浇口位置的确定
2 E3 X. {$ J1 w, F) _　　4．浇口形状的确定
: e( E' ]! i8 ~2 d　　5．分型面的确定，应参照下述原则：
1 A" V6 I+ z& `+ }  V" v　　①尽量采用平面；
$ Z3 N! X+ g6 y　　②易于加工；
　　③无脱模不良发生；
　　④外观上分割线无影响处。
　　6．模型制作手法的决定：由于塑料冷却以后的收缩性，故模型制作手法要考虑“成型收缩率”，方法如下：（以收缩率0．2%为例）
, u, |2 B5 G$ O: |; \　　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
: Q' v2 ]; d2 h! ^　　经过上述方法计算出的寸法，要经过以下两方面的补正：
　　①模型制作上可修改性的补正。
; B/ ~( ?! j2 g　　②奇数寸法的偶数化。
  T* ?4 g* X/ f) q  I　　7．拔模斜度的决定（固定侧）为防止脱模不良，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。
' f2 I4 D) A6 l8 A　　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：
! P% [! l# p1 @　　①顶出面积尽可能大，因细小的顶杆孔难以加工。
, Q3 f# r# h( e7 q　　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）。
7 {* F, m( w. {7 J# g　　③顶杆要配置在型芯附近。
8 L# D* B+ u5 p" [2 {3 J$ z3 C　　④顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。
　　10．生产数的记入
　　三．模型构造设计
　　成型品基本图完成以后，即可开展最重要的工作-模型构造图面的设计。这部分工作占模型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程：
　　1．成型机模型取付仕样的确认：
　　①滑杆间距的确认：模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：模型的型厚要大于注射机的最小型厚。
" S6 j. B+ C, ]8 v! w+ R2 K　　③最大开模行程的确认。
% }7 b7 f+ m/ W, k. G8 S- x; c# k  I　　④最大锁模力的确认。
, ?4 Q0 ~. ]  |1 a$ S/ {　　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。
3 V( ]! n4 |0 a; l) e+ O/ d3 W0 _　　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。
$ F. R8 h0 e# f# ]　　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。在选择模架时，除了大小规格外，应确认以下方面：
" G* T, r+ l5 @% v& x　　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。
* C+ Q' |# U* [+ Q/ A: W　　②对于各模板的厚度，应结合成型品基本图确认。一般要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。
　　③目前标准模架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 Q4 ?% e* O! J% a　　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）
# N6 g7 W* }% Y# i. [5 Q3 E; v" y　　③止动螺栓长度决定（L=固定侧型板厚+S1）
) h, G( O+ E% Q) j; c　　④止动螺栓头部长度决定
# r: b! O! ^* I: r4 y* v8 l8 ~5 m2 ?% v+ f　　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）
# S- }' Z2 l- v! M. K- i4 _+ N$ J6 x　　⑥拉料勾长度决定
! }5 A# a; N. D! y　　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
( ^+ s' |" Q. J+ A. s7 y# o; j　　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RUNNEREJECTINGSET（MISUMI市贩品）
) w0 J+ b9 h4 o- U& i' M　　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。
& P4 l  ]- h# h+ j　　11．顶出部分的配置：结合成形品基本图，合理配置顶杆位置，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：采用标准部品。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。
7 F: O) `# ~, j2 }　　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。
7 ~0 |1 }: m+ ^# u1 f+ }- a4 j5 }　　四．部品图设计
1 U, n+ w( j- ~. g% n1 j: q　　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。
2 S' ^2 ]: l/ N  q) S3 i　　⑵外构件追加工部品图面。
: v6 R, c8 n6 r/ Z; f% p+ H4 P　　⑶购入部品仕样书。
　　1．型腔部分的设计：
2 z, o0 W% K$ \- G7 L( [　　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。
7 E$ U- D$ x! f. g( U　　②与别的部品之间的关系（配合）等。
3 J/ E; b0 n+ R9 e7 k. O/ Y2 X　　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 V! q, X2 m; f! u) c　　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
) R" M( F* z( l2 n" P　　⑹材质、硬度的决定：考虑以下方面：
# ]% V7 W8 t. d* ?, |! u8 m# I　　①成形品的形状、寸法精度维持机能。
. d4 X+ D7 |! M% p' d　　②成形品表面品质决定机能。
1 F) E* H- W$ l9 k2 M5 ^1 U# P　　③耐冲击，刚性、强度要足够。
, s% e% I! T8 P　　④耐腐蚀性。
  y; `2 Q3 m9 p( g( @% h: I( `　　⑤耐磨性。
　　⑥机加工性。
1 _( c8 q0 ]9 V% O' W% O' Q- H# f　　⑦镜面特性。
　　⑧热传导性。
　　⑨热处理性。
8 D- f0 b  }6 N( ?4 X9 L9 Q　　⑩材料价格。
/ I  h) e9 ]: n6 T: d: H" p　　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。
$ b; h0 k# t, B4 d6 i# X$ U　　五．检图
0 U' H7 U. A6 W2 S2 y　　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：
3 s+ B1 [) E$ D& ~! c7 z　　⑴详细设计、重要设计检查时，最好在精力充沛时进行。
8 ?2 C5 q# f3 @. @　　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。
4 g! f5 e! ~8 u　　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。
3 D" K- a$ N6 D6 P9 S  V　　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：
6 o& k, G7 b& e* E　　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?
6 q, q1 v' z9 J+ u　　⑷型腔可否完全填充?
　　⑸制作费用是否在预算范围内?
  b1 _+ p* D5 k4 w  L: {　　⑹成形品生产成本是否在预算范围内?
7 r* K% j- c% N　　⑺金型纳期可否完成?
* }  M4 ~( u- ?. G! p$ N4 f　　⑻为保证纳期，是否采取了合理的措施?
0 W  Z1 c2 A% @% Z　　⑼成形品型腔可否顺利脱出?
. K/ e, |$ G4 p- b' D( |+ x　　⑽成形品型芯可否顺利脱出?
4 J# f/ h% o9 T) L7 B' A8 E　　⑾浇口、流道的配置有无不当?
) f- {& [7 J# ^; M( N' ?  S　　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?
$ B) T/ \8 I7 z* ]! b0 A　　⒁成形收缩率计算是否正确?
　　⒂镶件分割方式是否正确?
( h& M8 B2 Z& b& k" T+ s  U9 f$ Q　　⒃两侧相互配合的部件设计是否正确?
+ ?. G% U4 [! @* |" @, ]　　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?
& x- N. k8 Z" ~　　2．金型构造方面的检讨
0 l! h9 o7 [% G" _+ w( Q　　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?
/ N) q7 b4 {3 L4 [8 n$ Y1 l! X& g- e　　⑹排气道是否合适?
8 V4 b+ i4 Y/ u) e( W* x( f/ m  ?5 M( e　　⑺配合间隙是否合适?
　　⑻装配时是否困难?
/ e& ~% }" W/ w  B3 S- O　　⑼拆卸是否方便?
' o% {- s" H% S( E% c" ]0 i2 R7 E　　⑽对白化现象有无预防?
; i3 O6 r" `: s2 y$ o　　⑾两侧各部件之间有无干涉?
  S: ]. x. f: Y, Z　　3．进行详细检讨的部分：
9 _9 L2 C2 ~4 x7 h- X+ M  M9 p7 B) S　　⑴有无尺寸相互不一致处?
　　⑵断面形状正确与否?
2 M. c/ `+ J% g! o8 o1 r4 v　　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?
' i4 r$ S5 n2 \) B, s9 `' \$ u　　⑹型腔刚性、强度是否满足要求?
　　⑺浇口形状是否合适?
* o1 O; h' y' u  u0 {0 q: O3 }　　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?
) F, u* t3 x% h　　⑿废旧图面是否已被替换?
2 V% }$ g$ f& Z+ I' J, l; [1 j　　⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处?
3 V& j9 {& Q$ ]: ~! r) u' N* ~　　⒁机械加工性是否适当?

stephen zhang

今天漁可真有空，發這麼多。