塑胶模具设计心得

渔夫

塑胶模具设计心得　　一．　设计准备
3 r' a  h7 V! q8 o6 I7 q' |* l　　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：
2 O9 I7 a( k; \7 T+ x1 U* [" V　　①产品图；
　　②模型设计制作字样书；
; _- t/ O. L& m1 h9 R( e: ?5 f　　③设计制作契约书；
; n0 j7 G% W7 H6 O2 x3 x　　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。
) J7 N+ V0 c3 f6 A　　2．把握图面的概要
　　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：
+ C: L. f+ w. l　　①公差要求较严格处；
6 Z3 c) y6 j( J1 c0 H　　②对模型构造有影响的部位；
; k9 Z% t3 M1 L　　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；
! [$ A$ @( T+ k　　⑥产品壁厚较薄处（t<0．6mm）；
　　⑦产品壁厚较厚处；
' |1 G5 `7 A; w# [$ Z0 U9 k- a　　⑧外观上有无特别仕样要求；
5 e5 g5 {+ R4 W. v+ L5 Q6 w- F: Q. p　　⑨三维曲面部分；
　　⑩设计者、日期、纳期、价格等
　　3．产品立体形状的理解
　　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。
　　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。
　　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；
　　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。
　　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。
( N5 E, e; W% J& t# O  o　　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。
2 M7 L2 x4 b% D/ _( q  `　　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。
0 D: q6 x2 z( j' z6 C8 \　　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。
& Y' a9 C6 z8 C% i8 B, n　　⑺其他各视图的检讨。方法同上
+ G4 E- w* A3 ~$ N. x5 G　　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
　　A：制品在注射方向上的投影面积cm2
0 E& o9 [$ ]5 g5 i　　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。
3 R- q2 z; p9 }# E6 ]　　二．成型品基本图的设计
1 i" v9 F: A6 Y　　下图是模型设计工作的大致流程：
: m, W. ]8 u# n2 n　　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。
　　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
6 o0 j0 [1 S/ @- l* L  P1 x5 z9 E. n　　2．可充填性的检讨：应全面考虑以下几个方面：
, n& E5 c8 g4 u( m# y　　①型腔可否完全填充；
( o1 ]% Z  L3 x% K2 r　　②溶接痕的位置；
　　③气泡的发生；
) u& g# }- E( t5 w" ?: d: f　　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：
  U# L' z! ?# [  E7 x* P9 p" Q　　①类似模型的比较；
7 r7 H* d$ `' V) t7 Z, A; V$ q　　②流动比（L/T）的计算；
) c; C) @( x- E& P　　③CAD、CAE
. a) \5 _- R" h# T! C　　3．浇口位置的确定
　　4．浇口形状的确定
8 H5 U: V- p5 l' e; `. d　　5．分型面的确定，应参照下述原则：
/ \  ?' x+ L9 i& R* J8 o9 v$ H　　①尽量采用平面；
5 W( _0 K( U( L5 Q; X, E　　②易于加工；
% e% K4 I; x0 Q5 h' n　　③无脱模不良发生；
; u; E; m; ?5 T( p" t　　④外观上分割线无影响处。
. k. S1 b; K$ n" n　　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）
　　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模型制作上可修改性的补正。
3 e( N1 A  i- N/ J! Z　　②奇数寸法的偶数化。
* r" F1 H. U$ @　　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。
/ s- D: y' R2 h+ ^7 H, |5 t　　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：
8 I+ o* ^7 k) U3 }2 ]3 U- V　　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
0 E2 l$ |' Z* K# E0 B: Z　　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 P5 m% ~" r4 Z, f) Y4 S　　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。
　　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）。
9 O5 K) S9 f' D: J　　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。在选择模架时，除了大小规格外，应确认以下方面：
7 d5 g/ {+ i6 N2 t/ y　　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。
0 M5 i7 S5 P, T3 o, I/ l0 i: c　　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。
/ t$ ^# v- u' ~3 V6 a　　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
) M! X' E6 r( L2 W) |5 V7 `. `　　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）
8 k  r. K4 K% h1 a6 Y; Z　　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
, p, Z' D5 S, k0 E, ]% d0 j4 \! z　　6．浇口套采用PUNCH市贩品
: ^: p/ L+ p' u8 c3 |* w　　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
1 [+ m2 A8 G. J# w8 k　　8．流道从流道板顺利脱出的方法：采用RUNNEREJECTINGSET（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，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。
　　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。
+ _4 V3 I7 y' [) G$ }+ f/ }! m: D　　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。
; m1 \' H% `: a3 W$ l! O2 G　　⑶购入部品仕样书。
9 U, q6 n" A! y" g  P　　1．型腔部分的设计：
4 _/ n8 l3 r" c* q　　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。
# u/ g( a8 \8 ]2 M5 q/ E　　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：
$ t! m# P1 S, Q. l" ?- y6 N# i- X　　①成形品寸法公差。
　　②与别的部品之间的关系（配合）等。
% O% b4 H; V2 e! A1 z: \& L6 \　　③便于金型的修正。
, L* t! D6 G, v7 }' K0 `2 b　　④机械加工方法所能达到的加工能力。
　　⑤加工费用。
" a8 m, u+ ?1 |& x  A　　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
: n$ t* J5 ]1 }3 }/ p, m　　⑸固定方法
" _- }1 p5 k- D# w! \/ b- ?　　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。
6 @+ z2 U  P8 Y6 B4 k　　③耐冲击，刚性、强度要足够。
　　④耐腐蚀性。
　　⑤耐磨性。
% x7 j7 }- i" Z$ g& [% L9 a0 D$ h　　⑥机加工性。
6 L5 s% c+ i# t& d, q　　⑦镜面特性。
2 P( t4 o. s5 n: n　　⑧热传导性。
- \5 U6 x+ \. I4 W* W  K　　⑨热处理性。
1 J0 t. l! W/ Z% m9 a' F  _　　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
9 l' K& U' c3 ?1 @/ a) P　　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。
6 I3 |+ z0 `$ L& k* C; l# m　　⑵连续工作1~2小时，应休息10~15分钟，保持头脑清醒。
8 X5 ~  g. [# w6 j, b　　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。
; {, }; A- r: @7 d　　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。
& l$ k/ |$ ?0 R+ |5 ^　　检图工作主要内容如下：
　　1．重要的原则性的项目
1 s# \: w# M( v" M( {: z% a& t　　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?
* y0 U, M& Y# g! B2 `3 S/ U8 V　　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?
# M  F6 C% j4 y! p" ]7 ~　　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?
1 F& p: q4 a; t. S! V/ o　　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?
, P# r4 m3 }; f3 t: v　　⒄成形机取付仕样是否满足要求?
* s0 B' ~; C' o　　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?
  p( K* A( z+ i1 F1 b　　⑵树脂流动的预想是否正确?
* `) V" h" B: k; o0 R, u# P　　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?
$ f" T) ^" H( P, t, K1 T: h- l2 x　　⑸配合处公差是否正确?
4 y+ v3 t* X% R1 m3 U　　⑹排气道是否合适?
) J1 n' z! `, D' f1 l) r　　⑺配合间隙是否合适?
　　⑻装配时是否困难?
- e2 U1 q, j! l' f0 a9 O　　⑼拆卸是否方便?
　　⑽对白化现象有无预防?
) j- M3 b! [' V1 r8 t　　⑾两侧各部件之间有无干涉?
　　3．进行详细检讨的部分：
' X3 P' B' |; n' v* Y& _+ J　　⑴有无尺寸相互不一致处?
) W% g5 w2 K. b. d2 I　　⑵断面形状正确与否?
　　⑶部品个数是否正确?
$ l2 C# a. S( f+ G3 ^# X" A, m　　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?
; v+ B/ S  d8 o　　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?
0 x9 o! G% W! P; W% d　　⒁机械加工性是否适当?

stephen zhang

今天漁可真有空，發這麼多。