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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" e# W  X8 K' O1 f
; v1 s5 V7 i0 p' O- v
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。! K0 p" |# l$ }' n; l+ `
4 o( F4 i- V6 m9 z$ l. ?
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。6 l- `0 Q  S9 y+ ?: d
# W1 k# c! b- k& o
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。
) l! @7 h! \  d' Q. D
5 z4 |3 g5 c, v1 S0 ^0 O) H二 、脱模斜度
. t0 `, K/ W7 u. P: F2 P+ e7 J# S8 [5 O+ O
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。
+ ]* P4 S5 n1 J& d9 G. v7 g: p8 a2 ?! P
2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。5 C: y1 E' P/ v

8 F9 i, `$ h; @3 @$ J! T; U3、 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。
( j# b3 x4 A& `. S

( O/ @9 z; q) T三、 产品壁厚2 K; R4 e5 M: o$ h' p' a

# P/ W, l1 a. Q1 、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。
$ k5 ?& e5 w. Q5 K3 N5 Y  \  o9 J7 c

% W: [9 o  O4 T/ Y! N4 U2 、壁厚不均会引起表面缩水。# l; p7 x7 {5 i' @8 n4 o
  u3 l) Q6 U  z3 b8 T
3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。2 j! m; X) E: T5 x

. ~9 D* U" w/ y) j4 E: V, _ 1.png : g: `8 ~$ v" [8 r8 I

+ T! S  R: x; j- z" R+ e% Y四、 加强筋
6 p% C+ ]. k: Q! \
; b( k4 P' h/ F' v2 Q
1、 加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。
) V8 K; Z4 n# @8 Q  Y7 z; R; _# W
6 [0 o9 @) I- [* U/ Q. B9 U3 x2、 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。5 x0 s# t2 m+ g7 c6 I+ x+ V# a

* ?+ E& v6 k  X# W+ O2 F/ l3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。
7 @1 L+ Y. Q% i# i' N- ]0 Z, R

$ l' u+ ^* e4 x五、圆角
' G" h/ l( m' A+ N8 [
9 U2 C. P! F4 C1 ]
1、 圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。
$ f) \9 `6 A* t+ e* Q; b  ?/ n: U! R
2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。  I* j+ z. {; f/ o8 _

  u6 a6 z* P: \+ W# ?3、 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。
6 C# Y+ ?( U4 W
6 q/ N- b' s5 i7 c$ H: W' 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。. T6 y7 Q- a( ?, S' Q# p9 h- O8 F

/ W5 i  D& _0 x$ G- h六、 孔! D. F2 x" x& ]" R9 `

2 ?% Z5 w3 i8 ]1 、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。
! A2 l6 m3 D( i

/ u, R0 X8 A! S6 q5 u) P  V2 、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。
% P( b% m! Q4 u: c5 ?  U: v9 c
: Z! X7 w8 i" I% F
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。
1 s& T! W# b4 j3 R: \0 h
0 S0 `" Y. ~, z4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯) W& H- L7 Q3 ~/ k
2 j1 F' X0 G4 c) @5 t8 g
5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。5 e: A- T2 x9 f6 h5 S
! g9 ?9 B% @. O5 j. j' m% d8 \! b, ^
七、 注塑模的抽芯、滑块机构及避免
- r% z7 I( a& g% W2 f5 Y# w
2 R& J! A; `7 i4 E& p' ^
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。
' u& G7 S6 l( @8 B3 _

+ ?+ C$ w# q, H+ e  p$ i2、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。* ]- Z- P: U; p$ `3 X. F7 P
% X/ |+ H* c- s; c. N! R
 楼主| 发表于 2022-5-12 09:51 | 显示全部楼层
八、 一体铰链
* V4 F6 s3 A  m; S% N* P

* A) e' y( V- Z1 、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。" O2 Z- ]( O9 T  r5 L6 ^6 A
1 k& U" D, s5 H! g, w, k7 V
2 、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,, b: d& c' J# q

3 M" r& y* w7 {3 、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。
- D$ r! o2 e8 F: ]% F# p' x9 R+ Y& E  N- p9 |- s$ L
九、 嵌件  M/ c, K8 h- P8 [3 t9 Z

( G& \- A5 f# C" ?3 b$ a: T" B" j1 、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。& W* @5 o0 u8 Z0 F2 \1 h9 V

% H7 P% p* d& ]8 b+ s2 、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。2 W# L" v0 ~% \2 z' P; d
6 p- i7 j, h5 m3 }/ H, ]! T! d; M5 j
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。4 \8 @' X; x# t9 @/ C
9 X8 H7 ?- g9 P7 r$ Q9 p
4 、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。
/ T* o& c& v2 ?  d$ w/ R. Y

( s, S5 ^  _+ h  b4 @6 ~5 T9 B5 、设计嵌件时,应充分考虑其在模具中的定位方式(孔、销、磁性)( E- I1 n8 X$ }! M

) b/ U+ _6 ]& w5 z6 r+ y9 [0 r, C十、 标识
7 M4 l1 F6 k' a4 d" ~
$ E, O1 I( ^0 Z. B& E' n+ I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。
- E$ K' x& G- m" H1 ~8 J2 }# A3 s% e8 q& y
十一、 注塑件精度4 }/ }0 S/ [& j' u) Q4 {1 Z

0 y2 @9 `& x" z9 B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。
6 l& v3 b1 G# m. N% R

1 E0 M6 |/ e/ \9 V, t5 i$ r6 D3 U十二、 注塑件的变形4 i. a! b2 w, f" P
8 Z4 `% c- Y  u1 y( Q9 a. _) X! N
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。
) x5 L; w0 ^* H( K; h3 l3 p; |+ m+ b5 ?; R: `& r
十三、扣位% L0 T7 [5 L" P3 h3 I1 t/ c& ^& C
) U* r* z& Z' ?' o2 L
1、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。( G6 n( m/ ^& s7 j& j1 H( T( Q
% w) ~" q5 g4 |4 X4 T; ^8 v
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。/ V! a. j$ P$ L+ `( v1 a. f4 B
9 c: a* n5 L+ m( U% `8 {6 T( d
十四、 焊接(热板焊、超声波焊、振动焊). D2 ^  z5 q% `+ M0 |! G
/ C7 ?. A0 m& |( t) W) g+ ~' J) M( E6 k
1、 采用焊接,可提高联接强度。; B- l8 M& L( t+ l/ j$ s

' R3 E. q3 z0 M7 b. q2 V2 、采用焊接,可简化产品设计。1 e& \& u9 B& F4 O
  E& J4 J( m" r
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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8 {3 \$ ]) q0 ?7 w5 ^2 A& `) h% U% @  ~
% J0 T7 O, `2 d- q6 o% g5 F/ ?$ m8 G: n
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。
# S, d' B8 \4 T

8 q5 ?6 ?; S! j8 x. E1 s2 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。
- X. A4 s+ e8 T9 v3 `! L' j; a7 E- G, f% B! D* b6 {3 I; M
十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系4 {) J! S  ]# j+ q2 p' v/ u

- G# P" L9 j7 y2 }5 Z4 C% L+ z自攻螺丝 螺丝柱孔径
3 t( i. V% u& Q$ V2 i

; ~; [) D% i2 Q5 [) G! FM2 1.7mm
) G5 d" a5 f" b& y# I" w
. D. T/ U  f- S2 L$ OM2.3 2.0mm7 ^# f# w5 U8 Q% ^% r2 o

2 f8 l; S' v7 `! XM2.6 2.2mm
! E( G& h& S, j" Z3 x

! E$ p. s& ]: G0 E1 A1 @- KM3 2.5mm0 B( o1 G$ N6 n! f
0 g% `  p3 L- ?2 X% q8 T
十七、BOSS的设计原则:
( ?3 _* i5 ]; d7 s

8 l; y1 r2 o, k1、 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。: r. ~( W7 b/ X  Q" ]% r& M# l; p
( O; J3 V, I  a( T9 R. R
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)。% I. O+ O9 g( z0 r: F5 m
: X/ V& ]* B" v8 }# ?
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& Y& D- p+ f2 S/ C. z$ W

- M9 h2 ]- {% a$ N4、 BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易0 Q6 R' H* r: Q) R

$ h& C0 N3 S' Z% P7 O: L. D! n* U* f  l5、 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) d9 p0 s& I1 |$ F5 w3 v  ~% i

, l( L4 {' @" H; X6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷
) M# Z( N0 X  _
+ i3 N4 o: [7 {* T8 f7 q6 o) `- m3 W
7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或1# p/ c  h; b% }. x0 x2 L
9 q+ ?4 N7 X' U, y
1.png 2 ^. |: Z5 G1 B4 [- L6 [: e
9 q/ b- q  m; X. F" E
模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具
2 d* b/ _: |' A, v& c6 n/ ?7 y
5 m$ ^+ k/ a' @. ^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)。! S( Y0 X$ Z9 E

' @* K3 q# a0 D% K3 X1 |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。
( c/ m0 P/ D3 G, L: z; J0 r# _
7 E6 v4 L$ I& F) U' I& Y- a5 N/ n
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。' d0 K) a0 @# G" W, z: A

- B$ g0 r  q( [9 t- [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。
9 K- m# D( S1 Z# Q4 q4 H6 A
9 f# {4 F: c" t+ O
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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
* z' t, T1 `& o9 }
+ @0 a: R- h$ s% k; U& K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。$ I* z# H; W  G9 U2 N8 Y
/ M: G3 e/ j, d7 |( F; [( r
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
3 p3 L7 \3 n  j' Z. G

  T8 g6 Z+ `6 K8 ~: Z+ @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。7 H  [) }7 j+ J2 x0 u. [2 q

0 u0 b) @. n$ ^' ~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。
# k# O6 ]+ f- k5 o/ H3 t( X, B% v7 M2 ^* [6 @( C/ s0 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。+ V6 @8 F1 f5 U# A

9 Z1 z/ h  o8 B; z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:2 G6 c$ H/ v0 h% D2 P1 f% x# K

  M( Y- _- f! m$ I1: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。5 o1 Q+ ?5 @. ^  u" D0 e

5 Z/ G2 h  w4 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。
- o& P/ k7 y: r3 U# y

/ l1 l, E; d% Q+ E) d3 x3:保证开模后产品能留在后模,有利于脱模,和侧向抽芯。
* [! ?5 b9 T: E9 \

& N+ s( L+ q6 e; v/ Z4:保证产品的质量和成型时零件的强度,刚性。) S0 }2 _. ]0 Z9 g; }

7 O  N* k1 p/ a4 O) I# [, r) x5: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。* l0 o% J: N% o, c& w) @# f. ^

' J/ r8 G: Z# c* _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! |6 D, I' X8 ?7 G( v
# P3 }) h7 n7 T
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。
7 y7 J; T" C/ d5 e3 c* Z
1 C; M0 n4 x5 w! V4 y5 r* S
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。; t+ p6 f- P$ |6 B/ B; I

# z' m, f4 {" E, [, S6 H3:分型面构成模腔的几个零件拼合处的相互接触面。
0 l  I5 `7 }. a6 \  r
, W3 {! D+ f+ I4:胶位面在模具上,产品跟模具的接触面统称为胶位面  O" _8 M) }8 @) r/ p
& G/ }6 k" j; i* z+ m4 v9 o
5:脱模产品从模具中顺利拿出的这一动作
" e& H3 i$ [& p3 J3 C  w5 m- B
7 M: o/ s8 o4 t; W! u7 l  M5 X$ j% N6:脱模方向使产品能从模具中顺利拿出的方向。
5 r, q% g) Y& X/ R* ^$ g
* S6 d9 }; F. o  `# c
7:外观面产品的外表面,装配好之后能直接看到的面。
8 |9 k$ j8 j. R3 q+ c2 }
( F. H: b. g, k5 J2 E
8:锁模力注塑机对模具施加的对抗注塑压力的力 # B' p, n7 L$ u  E

' V8 g# d- i3 a
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