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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
# D: ~. b" {. j6 i* L
. _0 e' b* Y/ W! E/ _2 A
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。
* {  ?% F+ |2 [% M, y5 A" k  D3 V
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。1 `* p* P  b1 v- S: q

7 e2 U+ [5 y/ a3 y! t2、 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。$ M  a1 v- G1 [6 Q
+ l0 E2 D( I! N, L
二 、脱模斜度
: U3 A: }1 p; y# R* R3 h+ C( [# a0 n3 E
1 、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。( U# |. }5 v9 O3 y1 S) @
/ g$ R2 D) E/ f- m
2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。
; D" f) J3 {* h; P) G2 c4 F7 y7 i" a0 r5 j2 Q6 F3 I4 w  c  o
3、 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。6 C; [/ z5 k' }! f" r+ t: O

: g  ]6 W$ D, K三、 产品壁厚7 Y4 `+ t* b- o: L

3 V1 d* g& L# Y! D5 |1 、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。  G6 i' ~8 _; y6 Q
4 U5 m& B4 `' ?
2 、壁厚不均会引起表面缩水。: k# \! O6 F' n: z7 v( Z  v

# G7 d2 b2 n! |3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。" M/ @0 l! E: `

' {* i; e2 ?# J 1.png & |  E/ w' X) \( e4 Q4 H
( P+ u7 U0 l3 W! `
四、 加强筋
* r1 S& x3 k- ]0 O$ T

9 I! ^# U; {4 W4 f, l3 M1、 加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。
5 a( c* Z. y$ @" @0 ?
0 u( A; ?- v1 |6 }% z2、 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。: U7 |* ^# i( g1 v2 P. `% x9 t) t
5 w5 J0 ~$ S5 t4 L/ t9 t  ^& P' `
3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。
2 M; R1 F  y( k
) b1 W; T9 _8 F+ W7 l! a2 L5 Y6 E
五、圆角
' ~, A/ K- F$ S
2 J; K5 Y* y2 n& G
1、 圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。- s. S3 d+ u; Q

# a8 y! Z! I1 {2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。
% r& \& h) n6 X5 ]7 i

% e0 J$ X. ~/ y) M3、 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。
3 n5 u! i# D: c1 U* ^& Q
  p( h4 _- I2 p; c/ f4 、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。
/ h6 `* Z6 n& I' s. S. i0 a6 @
. F1 C9 U/ I8 a2 o3 N
六、 孔$ `; [; W; o' ]4 ^1 ]8 R

7 }7 w# e( H4 P9 k: w6 V1 、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。1 E5 {+ ^2 O: P6 [: Z$ U) c' T! n7 M

1 S0 V; E6 W$ ~2 w& v# h2 、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。
* O. ^4 _$ @) y; Z

1 {2 r; b/ O9 n/ G# j: j/ N3 、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。
1 F1 G' z& V) }" E/ V3 Z6 W
% t6 H/ K% s9 p4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯" l$ L5 j. ?( ~
) L/ z- J6 v5 {' P9 R* J) Z; a
5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
" ^0 w; }$ f2 x% E
# j( q; m' H9 [5 K; G8 K
七、 注塑模的抽芯、滑块机构及避免
0 o) R6 n" _0 b. H! {
3 G4 t( ^7 W% [  {
1、 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。
, Z' J0 y( A0 i+ T* L# K+ D

' l' h% [! X0 `3 l2、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。0 ?4 O2 y/ T& O, W

1 N3 i4 P: Q0 h
 楼主| 发表于 2022-5-12 09:51 | 显示全部楼层
八、 一体铰链
& f# {0 ~- k0 p6 U; ]; i

( `  D( O7 t! M7 |6 c1 、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。( k9 X& m( u8 r. {/ m" d) l6 i

* |8 e$ P% _/ ]) `7 F2 、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,
0 Y* j, F) E/ b; D1 x

. f, R8 t! \6 O/ |9 n* o) [7 ^3 、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。
, i% }" }$ K- u
% j( B" |* F( M8 A6 n, s" Z九、 嵌件& d& e, y  g" ?  S* B
, Q5 R  N; h7 D! `) `
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。
( A$ F% p, O6 Z3 M

- c) u, n: C  l. N8 n7 N; y2 D2 、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。$ v! \. m, u4 E, z& B: i
; g; y  y$ i* ^% C; i
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。
) h# S3 z* |- J& k: B
/ G6 N% h9 y, j4 t- W3 l
4 、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。
$ U) [7 f/ o. J$ E7 m2 w- O* |' G7 k
0 {/ q+ T1 _: X; Q2 ]) U8 A7 \) w0 y
5 、设计嵌件时,应充分考虑其在模具中的定位方式(孔、销、磁性)" N' p% L# t- Q3 k2 [9 x* {
. z( a' F: t; [
十、 标识& R5 ~  M* F. q

0 r3 h9 F3 Y( s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。% n5 P: j- V3 ^: d
6 o+ B- x, K' J2 s9 k
十一、 注塑件精度
* K6 d( e4 l$ `/ s7 X7 R# h4 Y  d1 h3 |: r  W# [) |
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。
% C4 U4 B, ?: X! }1 H' w$ K

6 _- m# v2 a/ k. Q; ~十二、 注塑件的变形" j3 w  M  Q& f$ |5 e9 O% R! D

0 }, d& y8 N: N) V4 W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。1 u4 S$ c) _4 S% g4 E, a' |
9 V8 o; a0 [2 I: F8 ?
十三、扣位
2 R; [; ]( e+ |' z7 G

" |6 W# k7 b: G( g9 S. I1、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。' ~7 E- s1 Y. b

0 c' k; ~+ S2 b# L1 v/ I2、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。, n$ O7 x, p& I

# X& B# `  {) u% ~  S0 P6 `# z  u十四、 焊接(热板焊、超声波焊、振动焊)
. T5 G6 }; b# E& ~$ [

: ], n) Z7 C! ]5 u& K4 c) @1、 采用焊接,可提高联接强度。
0 e$ v- s$ }6 k

( x0 U3 o5 J: `- ~) s$ J2 、采用焊接,可简化产品设计。
3 e; T9 K" |6 p2 `, e5 _$ {
, u4 e- T- @, I9 C! j( j
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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 r  T" F5 j8 ?4 c6 ^; d
: S, K# Q/ x2 B6 p2 y
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。5 g9 c9 a6 [' ~9 D1 W

+ p' k3 f! m0 H* w  {2 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。; @2 S( Q8 j7 Z7 l

, D% P1 y, J- W+ ~" L) s十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系
  W" {7 {7 `) W: g" ]) h' n. K1 H- C9 N9 V
自攻螺丝 螺丝柱孔径' @, ^) ?, L+ e+ P: @( \6 F

6 S/ n) b6 W% `7 V* G. j6 ~" u+ R% vM2 1.7mm
8 d+ Y7 f4 F" M( Z, `( R; H/ t! N- u0 }* W8 z2 q
M2.3 2.0mm) @) N7 m5 a% Q

6 H/ g* {* H9 |& W5 ]M2.6 2.2mm1 p: e4 H2 k# U0 X% c7 x
0 ?# D* Q. _: _3 v
M3 2.5mm# j4 Z6 U/ \: c  X$ [$ D3 W
& b- C! Q9 K. A; q; }( u9 T( F
十七、BOSS的设计原则:- ^. c! R. O" _/ z, B
6 |3 o2 A* S3 E+ o- C4 U
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。
2 h8 N2 |: C  e. {/ K
  G2 P: @5 N. T" O0 S
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)。
9 Q# A+ H4 T3 C5 @

( N7 B8 l* ]9 H1 L3、 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2 p7 m) j) T; ~% M" @

* h& }/ {% u! ]7 |& d& b' E& u* G4、 BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易: {( Q; ?8 w8 P/ Y# _

+ }8 H* Z" Q" T" B0 {5、 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" H! ]! U9 Y9 K, A

3 F+ c/ r9 c- f- }9 e6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷1 Z% a3 ]$ G# _, f3 ?" Y
& j2 A" {/ d: |( S8 E) ]
7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或18 q; M9 g3 B7 Z: {4 R  T: @5 E
+ B: k! H/ c) i  W* j7 \6 p" O
1.png : k& l9 w: d/ q  N" a7 {

2 H, D9 a- V: ?1 V模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具# `- E2 |6 z& A& m, {

+ X9 F: z/ U" q% e! p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)。
, a5 w' w( P0 s

/ O) W" D6 B! H7 p- J7 z  D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 V  t( e: X& a3 [" q7 o' A/ j3 d

; q+ |7 t9 k" P( |4 A' }$ T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。
+ t  |* f' N0 Z. ^6 Y" ]$ C: d3 u2 l) q( P/ i3 y; d
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。
$ `+ {8 a8 t* ]: i% x0 {
+ t" U- r0 N& R  V9 i  L
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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$ v* H" J+ V) S! k4 Y1 v8 j
2 F" b7 ~- X) t* e* @* c0 j
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。
( A3 y3 \! h3 G! e7 I9 \- p/ ]  X3 `5 N( N& S
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
: l) Z" y3 t/ t5 ?" l2 I& U

: E7 r' e+ q) T9 ^0 U) T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。8 E+ C1 N: r# A2 C+ E
, H5 U" I/ L7 p# U( Q! {6 ^; n5 K
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。0 ~, ~* ~: ^* F5 ]( T5 l5 W& U* u

& M# j6 ~' S$ H' _$ A6 P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。& K7 T+ n  K$ ]# P6 V
) q2 ]% o% z% ?' o- ~! f1 P
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:
7 G3 c7 h2 l2 R! c# c, F; S
: ~* W4 M- [& l8 h( F" C; ~
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。  ~- P# @( H( z5 p' y

- N0 Y& J& U' }' x$ F' R2: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。0 `# L* @# M6 c8 O
5 D$ V, j& u$ n0 M
3:保证开模后产品能留在后模,有利于脱模,和侧向抽芯。
* b# r& G6 r/ x" o$ Z
8 y6 d) w9 d/ x) e2 @, h. O
4:保证产品的质量和成型时零件的强度,刚性。( _0 J8 p/ m: M

: t- Q9 r: L' L5: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。' @& v/ t9 O7 I, W7 ^2 D$ N3 s

" S1 _/ E6 O3 ]* [' ]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
4 [7 d6 L: F5 X$ W6 D6 j% c, }3 L8 t: V7 O) {; w/ C0 L4 y
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。
0 Q2 F! I5 d* z- ]

/ ^& V* Y1 b4 V* b* n2: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。
$ G  z" L: i4 a2 \  e& N
/ B! P3 i& G, c3 Q. M- [* A
3:分型面构成模腔的几个零件拼合处的相互接触面。0 E) e# L9 D' c, d
! k+ k; ~3 R/ R/ y+ _( |( W* |
4:胶位面在模具上,产品跟模具的接触面统称为胶位面
$ y% p! ~0 k" A9 J
. g' K, w$ p' x# a" }2 f( w  Y/ E
5:脱模产品从模具中顺利拿出的这一动作/ |! _5 U2 @2 \6 E4 o/ D

2 j: M, X  n6 C$ K, d5 b2 a) G# G6:脱模方向使产品能从模具中顺利拿出的方向。  d& L. F2 L, b! [3 C
3 h/ x; \  [' C6 n- @+ }* C
7:外观面产品的外表面,装配好之后能直接看到的面。7 E. x3 z, t9 k, I, S

) p# Q0 \# n# `9 V8:锁模力注塑机对模具施加的对抗注塑压力的力 / _: |& A- w! g- w+ l

4 g" I' S& }7 q# i
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