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一.设计准备" }( c9 ]2 C. M8 q7 _. \, ]4 }
1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认:
+ Q1 ]4 h# F2 e- B: i: L8 I% o在正式的金型设计之前,下列图纸或文件通常要具备:
6 o( X- W6 O0 ?- ^1 r① 部品图;②金型设计制作仕样书;③设计制作契约书;④其他
4 _9 z& b4 W/ x9 B7 \- z$ y' _并且要对上述资料完全理解,不明确处要得到客户的确认。
% q# J2 z9 R& W, W# Q8 S2. 把握图面的概要/ W' C/ s0 d2 R
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:
6 D! H8 b* h! v% I! }5 e8 p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' `, O Q9 j% v
在视图过程中要注意以下方面:
* ~! |6 F3 U1 _5 P9 S1 n: l① 公差要求较严格处;②对金型构造有影响的部位;# I g7 L: y P/ C. Y# I: y! L
② 现有图面无法理解的部分;④注记中特别突出的事项
2 H* | Y' f% s⑤特殊的材料和热处理要求;⑥部品壁厚较薄处(t<0.6mm)6 [- `7 T4 H$ M+ g* T5 Y* v! }; t
⑦部品壁厚较厚处;⑧外观上有无特别仕样要求9 X; W& h8 T0 r! \: l( O; l# Y
⑨三维曲面部分;⑩设计者、日期、纳期、价格等
l3 d$ ?" _, o/ P: t! b3 ~( J9 x6 g, J3. 部品立体形状的理解
* Y& ^" W6 S* G% y/ q0 C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。& u/ w9 M6 ]7 | Y4 ]& c) a2 f
准备好纸和铅笔。 d3 T* Y8 s8 c2 _; j9 y
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。
8 b- J' a% C& L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。9 @3 Z5 O ^9 i2 q1 V/ R) h0 j, Q
4.标题栏的检讨3 `8 h! N+ S0 h0 H3 U* l' j
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 z+ W( Y0 y5 F/ t* l①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、髦??牛虎蕹叨龋虎呱杓普撸虎啾涓?福?br> 5.注记部分的检讨
% z F& n& c) K* s3 Z# ~) ?% q⑴浇口种类、位置、数量
1 X' ^0 C; g, b" Z6 B+ D+ f1 V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。
, F; ` y2 c8 e3 r/ c! l⑵入子分割线的要求) c' b& @; z/ [, \4 n2 x: g3 k# F4 t
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。
" H# f" a h3 _2 K$ @3 A# r4 ?⑶成型品表面划伤等缺陷的规定. i1 h2 k1 p- B4 P4 t$ u, h
金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。- F. \* }, e4 g, t& Q- [
⑷未注公差的要求。
6 U) W& X( {% Y1 W( _3 m7 @. r⑸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。3 x. {# G7 v3 h* v; {- y' \
⑹主视图的检讨
( L; [9 p& b# x# w# o" B4 m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。
$ v3 d) K5 g: l% Y9 ?8 O⑺其他各视图的检讨。方法同上0 ?% [; c4 l: T: P
⑻必要型缔力的检讨
# Q7 C0 I) l% x: r6 [' b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:
5 W" L" j2 z" W& dF=P×A F:必要型缔力(Kg)
+ `/ G0 F% O- @: {* c' vP:注射压力(Kg/cm2),取300~500,视成型条件而定
% ~, p. W! i6 m: ?: D0 m. c9 bA:制品在注射方向上的投影面积cm2: J W4 ~! [" g+ ]
⑽必要射出体积的检讨. L. {7 r" ~( K% e
在选择注射机时,要进行射出体积的检讨。% d1 u* W7 t, p, A7 O: |: K) ]
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
! r4 q( P& I' m& G& P9 I⑾其他事项 @3 A* O& e( F% [; i0 s1 _+ }- e
如客户提供的资料不全,需跟客户联系,取得全部资料。. O: X+ G; \/ N
使用彩笔标记出自己认为较重要的,以利于下一步的设计。1 Y. l" X( j/ C ~
二.成型品基本图的设计
& r, ^$ Q& |& |" l& C下图是金型设计工作的大致流程:* j0 e; C; m1 U. S& `% c- c* F
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; E' I, D9 @, q' o2 Z4 t+ D ~
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。
7 X4 P8 p8 U# j( [5 J下面就成型品基本图的设计手法进行讲解:
: Z# b7 O X0 O' q, o! g; z1. 了解成型材料的特性
8 [7 Q9 F* ~* J3 P! ^* K最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小
% V: Z! c$ q J* o) @7 B6 L# e2. 可充填性的检讨
, Q% Y; w8 N1 `7 ]应全面考虑以下几个方面:# n0 P! @( U2 d r/ [
① 型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③气泡的发生;
5 v. w4 \+ g6 V1 X \. a0 T5 l4 q③ 成型品的变形;⑤点浇口的切断痕;⑥其他 C' B4 K+ j1 Y! H, D+ i
在设计工作中,根据工作条件,采用下述方法来分析验证:5 }/ M0 w- [6 x3 _
① 类似金型的比较;②流动比(L/T)的计算;③CAD、CAE E1 ^* s. \- f8 w) |5 K
3. 浇口位置的确定$ o* J. E n+ h" j, k% z
4. 浇口形状的确定8 `' |& n( a ?% I3 ~9 u
5. 分型面的确定# W& k; R3 w4 l: [
应参照下述原则:2 x& H# P- N1 Q
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.
4 q, e! g. }# ` Y6. 金型制作寸法的决定/ G% G' }6 t6 g3 G/ L
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)
" @4 ^* F& l( M! \- U4 y①两侧公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5
# b1 d2 D" i$ \) ]$ Z4 Z②片侧公差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96
" M S Z3 x, d; {4 S' w经过上述方法计算出的寸法,要经过以下两方面的补正:
, v$ W7 w$ F: p① 金型制作上可修改性的补正。* m9 g3 v5 [- ?4 n
② 奇数寸法的偶数化。4 X+ W: K0 F! u% r4 {
7. 拔模斜度的决定(固定侧)5 }; d$ l) S& C8 ~7 V
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。- T& x J/ _; D. R. z' G
8. 拔模斜度的决定(可动侧)
' ^+ R( H( w% ~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。0 a6 O1 ?7 J5 R5 c2 t& k4 t
9. 顶杆的配置
; O s0 V3 F" W* k. D4 g按照以下原则:
1 B" t8 l5 X, n5 l! ~8 o9 e① 顶出面积尽可能大,因细小的顶杆孔难以加工。. Q/ X) ~! p4 c
② 尽量采用圆顶杆,因方顶出孔难以加工(但利用镶件指钕咦龀龅慕霞虻ィ??br> ③ 顶杆要配置在型芯附近。
9 J- N) j# t) B8 m& t! C- E% B④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。
" v, d. n: M) b. a' ^10. 生产数的记入9 _$ ]2 I, r5 D* |
, E/ u* H6 t1 f( E# M
三.金型构造设计9 z2 v; |1 n* h
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:9 r" m$ B6 `' C6 M- Y9 N
1. 成型机金型取付仕样的确认:
2 M/ l' [7 k1 j6 v① 滑杆间距的确认5 o) F {) B# W, }2 u
金型大小不可超过滑杆间距,通常要留20mm以上的安全距离。
0 \- j9 C5 e6 ?2 `② 最小型厚的确认 L3 ?! N. z2 B: d: p3 K( N
金型的型厚要大于注射机的最小型厚
1 ]+ S4 Y+ i# f( B3 m: E③ 最大开模行程的确认5 d i0 k. f, A7 p# [- t
④ 最大锁模力的确认" I" V/ I& T e7 p4 ?* F2 B, M1 X5 }
⑤ 理论射出容量的确认
0 J8 C+ f$ h! K* c! p7 T⑥ 定位圈直径的确认(以选择定位圈型号)" B9 N9 \% B% `$ \, C
⑦ 注射机喷嘴先端形状的确认(以选择浇口套型号)+ P$ r ^3 r# }% o5 Y
⑧ 最大型厚的计算
2 `4 ~' p7 u& m* [$ yT=最小型厚+最大开模距离-S1-S2-S% f: ~0 G' C6 z" H# o2 Z
2. 型腔配置方法的检讨
0 d0 ~. b6 n9 j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。# w" w2 |+ r8 C" Y/ [- T
3. 型腔壁厚度的确定
& O6 e4 h0 a! x: a见P126~P131附录论述0 b2 h- n: W9 C$ y: s
4. 模架的选择# w1 ]! O& d6 c5 l; \& @1 h8 f
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:6 B; E+ S4 z) P4 t" t J4 r) 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。: x+ d8 h- V7 y0 @6 n) p4 n+ R
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。
C$ Q$ B* s/ Z/ j③ 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。
+ q1 Z0 Y* p6 |# d6 o1 t9 Z4 Y: B5. 分型动作的决定3 g: W5 p0 A6 y& V* L: i
在模板厚度确定后,进行分型动作的检讨。
7 o6 }. Z' i; O; D5 H① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S10 Z* m0 B7 W9 n' A# N, f) n
S1=点浇口套长度+浇口套长度+10~20, w A! E, k& B* t$ a
② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2, p0 j5 O6 f$ L) [" G
S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离+ u; C( n( {, y: a) M+ ?6 t
③ 止动螺栓长度决定3 B" a9 j$ B5 D0 m4 c7 E
L=固定侧型板厚+S1
3 J" W/ w7 Y! `④ 止动螺栓头部长度决定! e$ C/ _2 n; E4 D `1 D2 [
⑤ 支撑导柱长度决定# k! y% }6 P1 a: i9 G/ V* F
L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚
3 _: x# o8 R$ k) C9 v0 o; Q! z⑥ 拉料勾长度决定/ g9 R/ W6 `# P9 j7 F( X
⑦ 流道顶出装置决定9 D$ h" k% t8 K
⑧ 浇口套周边机构决定8 d" |+ u& r" k$ H
⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局3 b/ Y8 Q% P) C$ E
6. 浇口套采用PUNCH市贩品+ p3 K' C4 A3 V) |: L
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.: Q% b- y- L4 C/ o: T7 ]5 w% s
8. 流道从流道板顺利脱出的方法:* J& ^+ V: f& Z" W
采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI市贩品)) E. c$ Z& l2 S
9. 支撑柱配置的检讨* j+ \1 b- |( X- F( u
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.
7 v- Y% i. b' E, Y" u10. 冷却水孔的决定7 o$ H. v) c/ s8 }. z
为了恒定模具温度,必须开设冷却水孔,通以冷却用水。
% ~ i0 |& T& o& c; D# e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。
$ F- d2 V7 L1 P( z0 l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。3 b8 s# R7 p( r, m+ L9 }
11. 顶出部分的配置
& o, d6 B+ O' a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。
3 I# T7 ?4 _4 X" b v12. 浇口套的配置
# M! k9 v7 ]! E本公司均采用PUNCH公司的标准部品。
" a* J' `' S/ X& W% C+ r浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。
, `3 }3 g& z O; ^% @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。
" |. C d' v9 a$ Y9 l6 k对于锥度来说,采用片侧1°比较好。
/ ~& j$ b" u# ]! a13. 定位圈的配置
8 W" a" x5 n. S" ?4 c( H结合成形机仕样,采用PUNCH市贩品。
1 C; G8 e$ Q- c% r- l14. 排气道的配置, ], [6 l5 q& n% L
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。
8 `0 Z5 T7 i- R' D h2 m: M2 W9 _15. 顶出导柱与顶出导套的设计
/ p/ p$ Q+ }; o' @; u7 y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。) P+ |4 A- e1 N' {
16. 部品番号的确定1 `" X$ w5 K& @5 k, B5 v( `! e
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。
3 \7 c" b& v' D' f C+ N" [17. 其他) y# J2 c8 j$ L, M5 U* ^2 ^$ V
至此,金型的构造设计基本完成。四.部品图设计3 Q6 o3 E* G) l( e- i
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:
! S* r6 I* `( S" O" d) t⑴设计需加工的部品图面。7 s, E: y6 @, W9 c( v
⑵外构件追加工部品图面。! O2 ?1 k6 ?4 Q* _
⑶购入部品仕样书。0 r c* H% `4 K, F5 M
1. 型腔部分的设计:
/ Q8 y$ E* l# Y P⑴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。
; T, t! a7 m: w9 M⑵成形部分形状与寸法
; e) p- D+ b5 Y根据成形品基本图来决定,并考虑以下方面:
, C, a% u! h9 O3 {& b0 O① 成形品寸法公差。7 s) j8 W( W: I) B* [0 N. |
② 与别的部品之间的关系(配合)等。$ [* [0 w" W4 E* k6 w$ I
③ 便于金型的修正。
- P5 w6 B* r7 m0 `5 |④ 机械加工方法所能达到的加工能力。' t p& X- ?; Z9 n" w$ P+ l
⑤ 加工费用。
1 p7 V, \: ] i: r8 l! w4 w⑥ 其他。
0 _+ Z/ M L5 f B" A⑶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。
6 O* z0 k( p, E* d4 m/ }⑷浇口设计; K5 D' I( H7 X
⑸固定方法
5 D( d) L2 H5 [- v( a* L8 s⑹材质、硬度的决定
+ N( x7 W+ p# ^8 g* v3 v6 J考虑以下方面:
2 }0 ]2 f7 M2 m- m① 成形品的形状、寸法精度维持机能。
c9 b5 `# _2 Z0 }% B5 g. w② 成形品表面品质决定机能。: h3 y$ Y) M w7 l5 H
③ 耐冲击,刚性、强度要足够。
) b: q! K+ q, ^/ o; f④ 耐腐蚀性。+ n, w- d: r9 `' Q0 A1 R6 ?( e
⑤ 耐磨性。
1 C; v& G* q, k* i⑥ 机加工性。
/ k$ `2 c1 ]) `. a( E/ H8 \⑦ 镜面特性。3 x+ m2 G0 e1 n$ R7 @# |! M E
⑧ 热传导性。1 ] U! q& j9 c. D3 }$ b; M! E; ~
⑨ 热处理性。: U* e Q& K' l! l& a/ Y& y5 Z+ x
⑩ 材料价格。
0 J" U) l# W! Y/ V. ]2. 固定侧型芯的设计! ^# W. B e. q4 @- D1 f
形状与寸法根据成形品基本图确定。4 _# J/ a. }/ k
材质的选择参考上面的内容。2 U* H/ b* v( j
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。 |$ C, i% ^6 b$ s
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。
& N: B1 t4 R6 d3 p, `7 Y五.检图
. b* E0 V2 a+ k- m+ r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。
9 y; f0 G* e; J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:
5 n$ z) c# x7 J" D⑴详细设计、重要设计检查时,最好在精力充沛时进行。& m7 k. Q3 U) n
⑵连续工作1~2小时,应休息10~15分钟,保持头脑清醒。5 _: |! S" f3 g, o) [
⑶不要惧怕失败,在失败中取得成长的经验。6 B% F; Y0 J+ d) J8 H8 C
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。9 ~+ C2 s% S( w
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# v8 K, j5 x" g1 k. _检图工作主要内容如下:
. Y3 A& m& M0 y$ g# _! k1. 重要的原则性的项目) G9 c$ R& C ?
⑴根据型芯、型腔明细表,有无遗漏设计的部分。0 w( P @9 F7 e( n
⑵金型取数是否合适。6 n5 w- [0 R+ g4 {: F3 n$ f& I
⑶分型面的设置是否正确?是否满足金型仕样书的要求?& X. X; d0 N3 w$ b( b
⑷型腔可否完全填充?* r# O2 j& q7 G }1 @! \
⑸制作费用是否在预算范围内?8 H! E- D" ]; x4 V/ \
⑹成形品生产成本是否在预算范围内?; Y; ~& V& s4 t" k2 z
⑺金型纳期可否完成?# V5 m# G0 w! J2 f6 c2 g/ Y
⑻为保证纳期,是否采取了合理的措施?
7 ?1 }+ \& J6 p⑼成形品型腔可否顺利脱出?
4 r/ D1 m: }% j t `4 m⑽成形品型芯可否顺利脱出?
( e) Z Q- |, C5 \ Q8 j: }) K2 D⑾浇口、流道的配置有无不当?7 W: N+ w! n- H% D) J
⑿冷却水道有无干涉处?
m, m* I. i( o; O, N( G; k& p⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉?
$ G3 I( m& p, \8 g/ k& [* W) o⒁成形收缩率计算是否正确?
% @8 z9 V( K9 j% |1 ~. M/ @⒂镶件分割方式是否正确?2 x0 L6 h# x1 t! s; C
⒃两侧相互配合的部件设计是否正确?
; q( N) h, v8 c- N( [- e⒄成形机取付仕样是否满足要求?/ b$ ?+ ]% I9 E; C X8 v; M
⒅其他特殊要求是否满足?1 U& ]4 Y j9 H" V) U( u2 ]: u3 N
2. 金型构造方面的检讨* q. X! L: t3 [, s" L, v: m* W! ^
⑴目前的设计正确与否,有无可以改进之处?
$ L/ Q1 X0 l s$ E1 ]# T- V* b( a⑵树脂流动的预想是否正确?7 L2 C/ _0 ^( e" Q
⑶型芯、型腔离型对策正确与否?
7 T2 p/ M4 v- l Y⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确?
7 l7 U' O7 v6 x% g5 S⑸配合处公差是否正确?5 I& ]' _$ t! h) }9 k
⑹排气道是否合适?
7 Y+ f- N5 m$ Z. T7 K' c v⑺配合间隙是否合适?
: B# Z2 S1 T+ o' { i⑻装配时是否困难?; q6 ~- E* R* n- ]4 C
⑼拆卸是否方便?
$ n8 O7 z. }9 `$ h/ _7 S7 k* }( J⑽对白化现象有无预防?3 C8 Z/ L# U( m, V4 D) J
⑾两侧各部件之间有无干涉?
( x+ ? S7 V" v3. 进行详细检讨的部分:
. X1 j" a2 n* R5 i3 }⑴有无尺寸相互不一致处? F% `$ q4 B6 y- m
⑵断面形状正确与否?) @* w! e1 t6 t
⑶部品个数是否正确?
4 \- d. j |! I/ ~, g5 U7 l⑷部品材质是否正确?: b4 B6 ^% U( p! i
⑸型板刚性是否满足要求?/ v- P8 P4 o+ X0 W& H- \
⑹型腔刚性、强度是否满足要求?
* w. q! r) Y9 g- C/ h+ r0 h4 o6 ^⑺浇口形状是否合适?
. w' v P& _3 ?5 I⑻加工方法是否经过妥善考虑?
! [' L5 \$ E0 g( Z* r$ ?! U! D⑼电极设计是否正确?
' Q3 |9 f0 X. g J& j% @- y# Q⑽标准部品发注书是否有误?
7 X( B1 _6 H$ c" ~- k7 i5 N5 M⑾客户仕样变更部分是否已全部变更?& K# Y$ u. H1 {5 v6 Y
⑿废旧图面是否已被替换?1 M6 }2 \; [9 e* \$ ^; L
⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处?
# F. H+ x( q m1 ]0 m⒁机械加工性是否适当? |
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