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[经典资料] 模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具

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发表于 2022-5-12 09:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、 开模方向和分型线* r+ U% j1 n! c$ I; u, @0 e
! x" ^! @3 |+ |( ?* I
每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,以保证尽可能减少抽芯滑块机构和消除分型线对外观的影响。
4 B4 v" ^0 r4 m; i" y  p, V  j" a) l" v* ?% A0 s
1、 开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。% U6 W3 `: @& V7 f6 n4 U
; \5 ?1 r& C( |. B' a
2、 开模方向确定后,可选择适当的分型线,避免开模方向存在倒扣,以改善外观及性能。
5 p8 `) q3 H- _: [- |
9 v/ r& P) ]; k& S5 z' p二 、脱模斜度+ v' P/ x1 E- G3 H# x

" X* {7 ~; r8 t: R. `9 G" c1 、适当的脱模斜度可避免产品拉毛(拉花)。光滑表面的脱模斜度应≥0.5度,细皮纹(砂面)表面大于1度,粗皮纹表面大于1.5度。
( t, l0 ]/ s1 p
' ]4 ]  h6 y0 A: d* T6 v2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。
- e* N. s0 W2 s: w7 x3 ^3 M6 e+ a( ]
- @  A8 b7 F3 s" m! Q3、 深腔结构产品设计时外表面斜度尽量要求大于内表面斜度,以保证注塑时模具型芯不偏位,得到均匀的产品壁厚,并保证产品开口部位的材料强度。
) i& [2 B; n( ]

, x  V5 _- ?3 S; e$ [# J( _三、 产品壁厚0 |. e2 p9 F- U% w

& X, d" y+ y3 @6 G2 R1 i! S" B/ A2 p4 n1 、各种塑料均有一定的壁厚范围,一般0.5~4mm,当壁厚超过4mm时,将引起冷却时间过长,产生缩印等问题,应考虑改变产品结构。
+ {2 `7 Z; z3 w9 D* |5 D

3 p: L; U0 L( J5 f2 、壁厚不均会引起表面缩水。( {/ T  x: [; P$ t
: ^! g8 i) T- x6 e
3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。
2 K& ]- I& b5 y6 B/ P* t6 k! x! j- z; p+ A
' I* [/ }$ F2 A 1.png ( T8 V2 f8 x! P3 Y0 V" n* H

3 B1 `: f; E6 J. p7 H$ K四、 加强筋
) a: F& f9 M- S/ o0 i
& g( o" [/ h& S( e# k8 v' E
1、 加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。
8 G3 b0 y! K) j
% p" o# A9 V; C: P0 s6 T2、 加强筋的厚度必须≤ (0.5~0.7)T产品壁厚,否则引起表面缩水。
: e9 i- f% l3 G& W$ x1 O( z) s8 u1 u& S: S
3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。* a8 W6 D- O, Y, _  ]4 w; O  t4 T
* |+ \6 ?& B" w
五、圆角: j" m0 T4 s# @, q6 p8 g+ Y
  q/ `% n$ I( h7 ^& ]4 ]/ n
1、 圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。
0 F' D) v9 m/ Y5 q1 q( R$ \4 L- [. W# i& a. p: Q* `
2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。) F; x* K; h) B9 f: a- \9 ?

1 P" R$ c6 t3 H; Q; C( K3、 设置合理的圆角,还可以改善模具的加工工艺,如型腔可直接用R刀铣加工,而避免低效率的电加工。( t; T7 B; a$ P9 a8 Z

2 h2 k; x1 Q$ K0 j+ j+ t4 、不同的圆角可能会引起分型线的移动,应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
0 {5 _) F8 d5 p; i

) M8 L; C: e3 s- {7 t+ L3 ~六、 孔
) C0 U: {9 X3 S9 U4 R: {
* c. z, s7 s% T8 n, y! i( l, L. S1 、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。
; y1 |5 B# p! k# P. @
" p  a$ O4 E1 W* }
2 、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。
! u" ~2 E& T5 q0 _

7 u4 f8 J, d4 ]3 、当孔的长径比大于2时,应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸(最大实体尺寸)计算。
% j( h+ |1 b1 I+ C5 u, @! p
. V; `: g$ Y$ v% [% H) U& B$ O% ~4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯
8 p  o. t1 U: @/ y2 A' q
, r$ Z% s" s7 W) l2 x
5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
" i+ Y; S1 [7 Y8 Q7 A, {5 L0 t
4 X3 {, u* G3 N/ ^  H: |0 L+ x
七、 注塑模的抽芯、滑块机构及避免# |9 C0 o  s) S' U* ?- i) Y

' n0 ~  _# E3 |4 Q  C" ~/ J* z1、 当塑件按开模方向不能顺利脱模时,应设计抽芯滑块机构。抽芯机构滑块能成型复杂产品结构,但易引起产品拼缝线、缩水等缺陷,并增加模具成本缩短模具寿命。
5 C. l, M: V, D. D6 q0 o

6 L9 {, P* O: H& V" P2、设计注塑产品时,如无特殊要求,尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向,利用型腔型芯碰穿等方法。
  n( k% d/ S* U( u
/ h  q2 P& q4 A  W! T  N
 楼主| 发表于 2022-5-12 09:51 | 显示全部楼层
八、 一体铰链6 B0 f4 X1 ^* N( Q4 _' ~( e: U( s
* I; I1 w2 t' l2 n! ~4 K7 J% P" T& \& r
1 、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。
9 b* J, @% e6 u* Z1 k4 |
+ [) r- p6 c- D1 l: T0 o1 j2 、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,
6 }0 z* j$ x+ T& r; P- ]1 Q
) b' S# N9 \, P* }: u0 H
3 、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。* _( ^: s% B3 M; q* T
0 V1 d# h4 l; K5 a6 z+ z$ _
九、 嵌件
  i) s1 z5 W. ]" J& p. i; H/ ~( @8 J7 B/ [& u$ v9 B! F& ^8 N8 E
1 、在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔(轴),满足各种特殊需求。同时会增加产品成本。
3 Z- N  G7 S! ?6 n8 P: K/ u  J1 ?
8 S' v- A7 ~! k1 V- h$ Q9 u4 Q
2 、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。$ Q( m5 s( E  b' ^
" F, h6 b! r* M) \
3 、嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如:滚花、孔、折弯、压扁、轴肩等。
% p. Y* g8 ?; `6 z) W6 X
' x  X) R3 E# M$ D$ A
4 、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。7 p+ l5 G- z) o* x3 d

2 a0 c6 s+ e& D+ W5 、设计嵌件时,应充分考虑其在模具中的定位方式(孔、销、磁性)
2 ]' V1 g" [0 g7 N, v  N4 _- \6 U7 P5 e1 L. z
十、 标识
% v# z9 u5 t' H8 W# C
. k1 z) N6 u& O6 @产品标识一般设置在产品内表面较平坦处,并采用凸起形式,选择法向与开模方向尺可能一致的面处设置标识,可以避免拉伤。
4 {, e& x+ W% d2 M- |. u% N) h
十一、 注塑件精度
" ~6 s  j% ^! g0 D/ u: x! I0 _. K: O7 E6 c% O' N; f% ~& D% }
由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性,注塑件精度明显低于金属件,不能简单地套用机械零件的尺寸公差应按标准选择适当的公差要求.我国也于1993年发布了GB/T14486-93 《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》,设计者可根据所用的塑料原料和制件使用要求,根据标准中的规定确定制件的尺寸公差。同时要根据工厂综合实力,同行的产品的设计精度来确定适合的设计公差精度。3 x3 y, u: m8 z! W: X8 t
# q, b( k% n/ Q6 A+ r
十二、 注塑件的变形5 |# ]9 _! l0 Q9 x6 G0 \# u8 E

) s- X. @/ Z/ @# j% @提高注塑产品结构的刚性,减少变形。尽量避免平板结构,合理设置翻边,凹凸结构。设置合理的加强筋。
8 c; a( ~0 d8 Z6 H6 W, o2 N9 A4 G( C) W$ W8 q7 \4 |
十三、扣位7 o9 d8 P# P7 J( A' ]! U$ i" P  t" P& v

: |8 P5 t6 c/ S" y* `! P1、将扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而不能运作,从而增加其使用寿命,再是多考滤加圆角,增加强度。+ W6 P- G% s7 q) [6 v1 B) [
5 B) F3 _7 r6 U: Y. B
2、是扣位相关尺寸的公差要求十分严谨,倒扣位置过多容易形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松的现象。解决办法是要预留改模容易加胶的方式来实现。1 K( A+ M& ?% V! A, P

8 T6 J; ^- L& A1 X, q1 E& y! p; U十四、 焊接(热板焊、超声波焊、振动焊)2 w. i2 j! d6 b- B5 I( O" M6 T

* ]7 {; }' J. f0 K1、 采用焊接,可提高联接强度。' s; }9 W. e) z# q+ s/ c" ?$ Z
: X" R8 i! F. Z/ f0 o% v* j- R! E
2 、采用焊接,可简化产品设计。
) }5 Y; l, ?1 D! [
! U* K. L! a, R; C9 u5 f
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 楼主| 发表于 2022-5-12 09:53 | 显示全部楼层
十五、 合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾
' `9 b3 j" U. f) j$ u8 ~
% L$ F/ r. w  `0 o/ u8 x& |" F
1 设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。有时牺牲部分工艺性,可得到很好的外观或性能。
. a- }% k, S, A/ r( R) {5 H9 }

. r2 i0 Z! j9 \: V8 h2 结构设计实在无法避免注塑缺陷时,尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。
9 u3 {& k1 r, K7 B, s1 a& p! P7 E# x# Z# w0 e+ Z- ^
十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系
3 w- X  }6 w, O% |1 d% M0 `/ {. T5 _( i$ L, p- f' G& n
自攻螺丝 螺丝柱孔径
/ V9 Q2 J& D9 j; r2 }

& C9 a* s1 f# [0 \: xM2 1.7mm! m5 ]9 ~  H$ M7 M4 s" l8 J
& w( e6 q% x. B3 ^
M2.3 2.0mm) x$ X( k/ V# Y# q. r7 b8 Z0 X
. ?- X" o+ c, T1 c4 ~6 m7 C
M2.6 2.2mm
4 r& P, Z) y1 r7 Q" u: L

0 t* U' a' z9 B# tM3 2.5mm
1 [: v6 c6 T2 w  R
& S% l6 e" d7 J; N2 ~十七、BOSS的设计原则:
/ O) p9 ]/ q7 X# G9 C! a
5 I' F( P* ]' \% H& C/ x& t
1、 支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。* Z" [$ a, q9 \; I8 z/ J' Y

/ G2 P- @; a1 `: [2、 支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(長度太長時會引起氣孔﹐燒焦﹐充填不足等)。
$ A0 A5 F% I: y$ p" s, d0 M$ ^
$ D+ D5 @$ [. D% H7 V, h, M
3、 支柱高度若超过支柱直径的两倍半,尤其是远离外壁的支柱,加强支柱的强度的方法是使用加强筋
" C: |, v: j5 @1 d0 w7 w7 ]+ N- m6 U2 K) t# U. u$ i
4、 BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易
* @& T3 Y/ p* Z- E: u

0 j; V' |. y9 U: k1 g" N- w5、 BOSS的位置不能太接近轉角或外側壁,应与产品外壁保持一段距离: ~( t2 [7 r+ H) U
) [% {# |) D- l
6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷$ `7 }' ~( N6 K0 i$ E4 ]$ A+ {& |

0 W0 |* S  T, X( a" s5 Q' g- F' A7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或1" y& \+ F# V; d

. L4 [& x7 d& @' ~! ~2 Z! H& n0 S 1.png , Z1 Q4 `9 j) i: g. _2 c

) |' }5 }$ v! d  Y5 V$ v  s模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具
4 [) Z0 Z9 y$ V- q0 ^/ `1 O/ X& l8 y) @+ S7 c0 N% X( l
上面的这个图中,除了从A-A线条处把模腔分开,任何一处分开模都不能顺利的把产品拿出来,因为有倒扣给扣住了(图中阴影部份)。
  L. J" m/ `9 \: k- ]

9 v# i1 A+ G  Z- J上图中,若从B-B线条处分模,我们可以看到,图中的阴影部份就是产品被阻挡的部份,即A到B之间的胶位面是倒扣。3 j& Y# Q- \. ^4 g% n4 N0 D5 h

* N2 Z8 d; t! _6 B& _; ^# R因此,我们可以得出一个结论,为了保证产品能顺利脱模,产品分模线的选择,应在开模方向的最大投影边处。
" N) ?0 X& {2 _. C: b1 K" u) ~& ^: ^! |+ X1 D$ k7 P$ j
投影,在初中时候的数学老师有讲过,有些同学说,我早忘了,好,略补一下。
5 S2 b. r: q5 u1 J
) s1 e* _% @8 B: ~
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 楼主| 发表于 2022-5-12 09:56 | 显示全部楼层
模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具
2 q5 N: m1 B+ n* W6 ~# S( q
0 Q7 q3 [7 ]8 f如图,平行光从产品开模方向照射过来,在垂直平面上,形成一个阴影(黄色线条),阴影的最大边就是产品的最大投影边。; D; V/ {9 s+ f
% W. h3 q9 ]) H( d1 S- H5 k) V
分型线选择的原则比较多,这是最基本的一条。有了这一条,简单的平板模,分模是完全够用了  o9 J7 u3 U6 t* x& ^
4 i- ?) C0 T4 Q" z! q
这里还有个重要的知识点,即产品的开模方向。所有的一切,都基于这个展开的。
1 b/ m% u! X# F) f
. e- m8 u, C2 X& m$ {$ B
大部份产品的开模方向比较容易选择,即产品的最大投影面的垂直方向为产品的开模方向。
- x8 o( P+ `+ d- K3 y5 o$ ^
$ s' p6 K& F2 L' ?3 v! c" ]根据三视图原理,任何产品我们都能找出它的三个投影面,投影面积的大小各不相同,找出最大的投影面即可。
, }4 x, g6 w( w, r% y) N

& }1 q; S2 N: u2 I% T鉴于后面的分模课程中,会遇到不少有倒扣的产品,这里,我们把分型面选择的几个原则全都讲一下:& I/ L* I9 j+ t+ Q$ Z# s! S$ j: B& q
& ]* K9 c/ f+ t* f) B
1:保证产品能从模具中拿出,分模面位置应选择在产品脱模方向最大的投影边影位置。
2 J1 j9 t9 t: y# P& G/ ^% }5 A
8 o1 L1 \$ c! U0 t1 ]5 h0 o2:对于外观件,模具分型不能影响外观,需保证外观质量和精度。% u/ N5 u; C$ H  l, y$ V4 L

. u; P3 Q' q. K1 C5 {3:保证开模后产品能留在后模,有利于脱模,和侧向抽芯。1 ?) I! n; G( O0 q# l# M) N
# S0 e" S6 W  G2 Y! |
4:保证产品的质量和成型时零件的强度,刚性。
' ~0 e* l  y+ ]/ Y! g" ~% e2 d

- y. s& ]- _* I+ b1 L7 ?5:考虑模具的锁模力,将产品投影面积大的方向,放在前、后模的合模方向上。( O- F' t9 P% t4 Y8 @3 N7 E
6 L- i: O- c4 `
理论知识到这里结束,接下来,解释几个本课中出现的模具词语
: h" |5 l& b) [8 N! ~, A. W: `' F, v/ k0 g1 K# Z  Q. i2 a
1:倒扣是指模具上对产品脱模造成阻挡的部份,使得产品不能顺利的拿出。+ q  {8 ^' Z% O% s, `' S
9 y! I" q1 ?. H6 u1 o
2:分型线由于构成模腔的几个零件相拼合,其拼合处在产品上形成的线条。* o( G( C! m) x, s. B/ t4 H$ N) c, a$ M

) _6 H$ s/ X) p$ O6 R+ h* b3:分型面构成模腔的几个零件拼合处的相互接触面。
, `! l. v( k1 `2 m) m; p/ ^) t* e' X  u) m
4:胶位面在模具上,产品跟模具的接触面统称为胶位面
6 F' i$ Z4 f$ S& c

0 [( O6 Z/ ~$ Q4 `1 W8 R5:脱模产品从模具中顺利拿出的这一动作0 Y# \4 k& z, h( x0 Y; y) g
6 V* B* g: g- k: k, M
6:脱模方向使产品能从模具中顺利拿出的方向。0 g# j* N& t$ {) R
) c+ C0 g+ w" R: N$ I* C& `9 W% V
7:外观面产品的外表面,装配好之后能直接看到的面。3 I+ I& k- [$ T  x( F

1 D, s  k- y: I8:锁模力注塑机对模具施加的对抗注塑压力的力
5 `* y9 d+ @1 r$ \, Q. F
7 ?# r) k- `$ h% P% A9 Q& K
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