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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/ r8 b7 v+ t; I6 g9 P/ e5 @

6 e# j) [3 F" j  O/ n- o: C" L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。* u. K( v7 G) @3 ^5 f

! Q; ^2 M5 Z8 G  I8 h1、 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。" g: q3 m* f- J8 @9 |5 M

$ I! I6 Q6 \& I  l5 ~) C3 ^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。
" Z  V% E7 P& g7 g$ k+ p$ ~. R2 y# u) V2 h- K# r; O8 q. b7 u- u
二 、脱模斜度* y" q; O8 f; ~3 J
2 z: R2 [, t  ^+ e6 a
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。8 P9 E/ a" b0 c; k6 Y  c
. h$ F1 \3 a) y$ l; v% k2 p, J
2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。. u& J7 u4 n3 @( F0 J' E: Y
: _9 ]" o1 z, Z8 _6 P! R- p
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。7 X' i* [# g* j; G! T( X' Y
' q: b% m% J5 ~
三、 产品壁厚
9 A8 H  n) {# m/ R/ P6 ]& N  l3 }, U$ Y7 Z* l1 ^/ Q
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。$ N  I$ V+ H. U3 }, r9 b

% `9 H+ V) q: H/ @/ N$ j2 、壁厚不均会引起表面缩水。6 L4 p2 u$ z. P

4 F0 [7 H1 x, N4 F  E: w' v3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。
% h" L# c+ I  i" H) v* I0 v
, R: o& h+ {$ @$ ^ 1.png $ b& q, V( D' ^$ N( [! G
% v& C6 S3 E4 b% N7 R9 x
四、 加强筋2 l" T- O: M5 |  e

- K& @' _3 {1 B7 k' I% f3 k8 d; a1、 加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。
5 c7 Z& ?! k  [
0 C: R, Y' O- W, N. Z! Q2、 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。
/ r& e# H  [) {6 Q" ?
6 N6 g& V# [  {1 V( `+ l4 z" [3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。
8 W; P8 R% o6 ]* q4 C! Y0 \+ y7 g# D

1 i9 Z( M' k* o) o五、圆角
3 `) U0 L0 Q+ F

7 L3 m1 w- H: x( N+ V  L1、 圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。
5 `! o; I9 ]0 t
. }3 u0 r6 P8 ]3 D0 z2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。
3 |4 q* s% @/ A2 n4 z. ]6 ^0 S4 `
! c/ n' h8 O0 s$ `. e! O& }  J
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。3 i0 W" V$ \" I% O

+ c" Q9 K6 y" S! `* `; s1 p4 、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。7 ?& x/ {% _+ d
. Y# ^' [% Y! j; ?: V& v" F
六、 孔
9 U6 U. Z4 j& z- K8 n% ?
( V# `. F! \* U1 、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。
7 p- T+ ?: F; Y4 x6 c
$ {  O6 l4 E2 ?2 c- N; w
2 、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。
8 Q% Y* x/ _5 I. a# U1 L, @

9 o* F) s7 K( |9 `2 ]6 ^( 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。0 o# [6 x3 ^# ]& G) u2 [

! v3 m7 ~( `$ a' u9 k! n4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯
& l. c1 t, U: `- |1 c

( G3 _, v: S2 t+ |* D3 W5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。+ r/ }$ X" r! l! t$ `
/ ?' O: ?# H5 _9 D: Q2 R& e
七、 注塑模的抽芯、滑块机构及避免
' B" w8 \( l1 V) u0 u) j/ O9 J3 L0 K5 r6 S
5 i/ u5 n7 e! B( r
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。: R% ?: ?: Z) I
& X8 w2 H& L& C; c7 N
2、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。
& K# A8 d) x' M# |2 t# I- x6 V; w" S9 b, I6 z# C4 |1 u! ^( R9 R" K# v
 楼主| 发表于 2022-5-12 09:51 | 显示全部楼层
八、 一体铰链
5 h# y% z; z+ l; `- H
6 K. `' d4 m: X! x- F
1 、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。" G" `; B' H! y/ B# Z  E# s

  B7 u' b/ ^9 j, d9 j. I2 、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,
( b* H* J4 N- I2 {# r9 G( T
% w4 \5 Y# F. X$ J
3 、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。
9 i3 x" R& P% G( G
. M9 z4 H7 N& X( X& H九、 嵌件
* X! |( c: q3 Q* I1 @8 m" X$ b( V& [+ X6 W$ K& Y; x: g8 |0 X  a
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 J. G; [, R7 R' f" h3 l

: d( }/ f( F+ M: D* a  g2 、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。
* p% G3 H% `! I
2 m; _6 Z# H8 ?* v' k4 k& B; a% h- L
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。5 C) S# E" ], U. X* \# I. _

  f. B! V9 B3 ]* D4 、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。
2 i5 h/ j  ?% b3 u
2 ]: j" c9 C5 g2 C6 h
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)
* P  w  x- U6 S5 O& o3 e$ @% f! `' b
十、 标识0 |/ }: n: f+ Q

4 W. F7 H& m) I" B* @6 C) y, j9 E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。5 D" U& k' R& m
- v6 c/ e  d: o
十一、 注塑件精度' I5 t* B" x0 j. I8 `
  v% [/ d5 I: |$ l
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。
! u0 Q, p5 b" U. f

3 D; ?& I0 \" U/ q$ h# w十二、 注塑件的变形+ I# Y, P2 [9 I8 {& d* c% e

  r8 t! r# Q" F: D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 x; V+ b8 }7 |/ K' v) t
! e! A7 o- c, L十三、扣位; Q! ~3 G' V7 {+ h* ^8 {+ ~
; w. _* e5 o% o6 e+ w
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。
* b. h! x* V# D' J6 {" X& C6 [( L
$ k5 F" E0 l, U' r! s# m
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 Q* K- t/ L( j9 [
* F8 |7 t* I8 i$ {- n十四、 焊接(热板焊、超声波焊、振动焊)! j& E6 s* C# S& J, ^
) B' [; M' a  @) D' h& P
1、 采用焊接,可提高联接强度。
6 q4 X7 ^# T7 Z: t
& H* r4 w# R  |- @- ^2 z% g( y, t% s
2 、采用焊接,可简化产品设计。7 x8 p( k' w8 ?* \2 E- I
1 S7 R% S6 B' J, m. N. @) \1 W  Z
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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
$ o+ J; j8 I# J9 G9 g
8 h! {9 E. P: `& }7 v: l( O
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。; {2 z1 m% V3 K2 t1 ~' {/ n7 z  L

. n* {7 b  q. 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。
) j" k1 ]9 V* H  w* T
+ \2 U+ h+ g5 Z: m! U十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系, J; K- ^  T  W

/ y0 B- C3 m. ~/ N自攻螺丝 螺丝柱孔径0 d+ K+ |6 d7 `9 S4 ~# _% @
2 {. h" u$ i9 f* {; P
M2 1.7mm
6 m1 ^) R7 x( J( S) r! y0 N$ z, \0 o# l8 R0 j
M2.3 2.0mm8 l# Y- M) J1 `$ X3 F6 F
1 w4 k- m1 T$ r# j
M2.6 2.2mm5 r( d/ G7 K" O" l* T
7 y! {, z" {$ L0 e) y- ^
M3 2.5mm
; A2 S% j( o9 A4 G# E' r5 t2 N
# \. k* |+ T- i; ~0 p十七、BOSS的设计原则:# c7 S; m3 Y4 ^+ W" m/ T# C
" X/ g: u" h) \
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。
  u( u& M5 a! A9 B! @' _
6 J0 w1 D, e' X7 V% ^# Q7 k5 J! o
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 g% j* y4 Q3 W$ q( C
. X. X* x$ F! ]; G) D
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4 r9 v% ^- e4 u+ C/ C( D
' F5 d5 e# M1 a6 C+ V
4、 BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易! {+ K, K- W8 g( I& g
  W- [) Z. K! b% w% i
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
( l. W0 H2 @4 V1 J& @, p, N) a- ]

- y9 D) N' Q* m2 i; C  h) z6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷
1 ?5 a2 j/ ?2 ~2 V8 `6 r

2 ?3 F/ ?0 I0 k. l* P7 m7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或1
& n/ D3 T9 n" g: u
4 W# ?- E- K. v& W1 S 1.png
+ f5 b6 y/ Z* k* ]' @
3 B1 r6 z% T' A3 i模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具/ X: U' H1 k$ m4 s
% Y  y6 y6 u5 z" I- r1 a8 g
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)。& g+ f: b0 @% v1 Y: f6 n6 f4 {! T
3 h+ K  O# U# @" n" \2 z
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。
( }! A) y  ]6 Q8 X+ h

" @/ {9 I* }4 A* N3 h' {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。; b! b- ^/ P* `4 x6 T3 C6 f% o& ^! Y

% t& u3 D' z) `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。# R+ s. X5 Y/ P5 j6 O! Q

* O( T' c6 x: g. s8 _, X+ q
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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+ U- k0 g3 t0 Y" t; i1 |3 {3 J! j
+ W" S; V; F. [0 \4 i: @8 B$ Y' \
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。3 s  o/ {* x8 i  J/ V
7 Z) w  g( n; e3 i3 c
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, E3 o2 ?( V6 y$ o9 a
' N" y$ i1 ^% ?& _) ^  J
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。, ^, ?" y2 B6 I6 z, @, K" _! k. r

- n1 [/ d/ p1 y' f0 @0 H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。
3 x6 k- H4 S! J% K- }9 }% D
9 d1 \/ [5 c( j2 U2 \$ O. ^. ]4 a4 i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。0 \  [/ ^1 R/ p( e$ u2 B! n

6 h3 M9 D8 ]# m: T+ h4 x2 }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:
, G: ]% k% E+ a9 U: ?
# q+ x2 i) D6 j& X( O2 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。1 C0 m8 W' s" b2 J

% h$ ?4 f0 T+ N2: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。# H( `# d2 g+ R: f* U3 F! g: ?
, j' F. C9 t2 c. Y( ?1 k
3:保证开模后产品能留在后模,有利于脱模,和侧向抽芯。
3 b8 Z: I0 c- ]; z& H

+ z* S1 E0 w0 i5 f4:保证产品的质量和成型时零件的强度,刚性。+ c) d. q/ [& z" B3 H1 W
# y+ J- x+ c5 G3 N( ^8 z& u& e, [
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。" y2 S8 y! z, ]1 {+ N  {
1 a" ?; |* p, y& H
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
5 y  v  ^- T. `" Y6 e0 e0 R: Y
& P9 K, N* f1 S( b- u4 h/ s, d1: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。
  L/ @6 i' m& r( z- M( |) @

8 [5 H. V5 q( O3 ]1 W4 Z2: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。7 `5 Y' c! }' M) z* T: [

0 P! J9 s& j; K; m5 E* z9 H( t3:分型面构成模腔的几个零件拼合处的相互接触面。
- z# S' R- A" `8 a
2 L# b7 T" l: [& d4:胶位面在模具上,产品跟模具的接触面统称为胶位面0 F. r! k# Z6 u- C$ V, O7 b* H

1 `6 h, z+ d! q: E4 q1 D+ B* y+ u5:脱模产品从模具中顺利拿出的这一动作
; c# x* }' b! [8 t& W
; U; p4 J( D% h3 D+ }7 Z6:脱模方向使产品能从模具中顺利拿出的方向。: K  B) Z, {& G' q
1 A# O0 v& ], {/ g" H& g
7:外观面产品的外表面,装配好之后能直接看到的面。& G5 S7 k5 w0 c. Q3 r/ l5 T- }' t& S
" Q" W6 B9 P8 _3 ]3 D, E# c, a* w) A
8:锁模力注塑机对模具施加的对抗注塑压力的力 ! x& l; W; ~. S
' t! P' d2 b# I# ^  B
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