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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2 X+ D7 A' ~, l( T
% g8 }5 N; s& F0 C8 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。
, x7 M+ U) ?$ L% }+ ?: X
: T7 ?* K; ~  ?3 y" V0 P1、 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。
7 d6 A6 I. Q0 K% K1 l  R
, z+ s2 d+ t1 Z: m7 H( \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 Q9 L" z" k- o( i
+ Y* l$ W- z" B! V4 s) r
二 、脱模斜度
! p4 m; ^* n) Y: b) Y0 u7 \9 @. H5 Y; M/ k3 ^5 G$ ~
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。
* n  \* ?2 u/ f+ P& e# b
% a4 T4 W6 l) D4 v: t/ a6 D+ i4 ~2 O2 、适当的脱模斜度可避免产品顶伤,如顶白、顶变形、顶破。) O0 _" q# J0 S

. [9 c* {: D$ n+ U- h/ O/ T3、 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。8 T0 g0 e- r6 a0 D! I2 ^; |0 f! s

, d6 U% C6 t$ o8 ?三、 产品壁厚8 P( A, j; e3 G  ^  l
+ g" _4 }9 f! ]" C) ^* Q9 j3 x& ?
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。
# Q# d0 n( b0 L
/ w3 l" w: G! L" z' P& N+ E1 l* k. e
2 、壁厚不均会引起表面缩水。3 H4 R; `% p9 P& ~3 E, F
* X3 [# [. J" u* f- g
3 、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。
$ o/ ~+ R9 p* R& U( [; V4 \9 `7 C6 G: u7 {2 u$ o8 I
1.png
- I; e+ p9 _9 p9 t

7 g1 H% V7 {$ n8 r7 Q4 w8 r' A四、 加强筋: b; N+ N2 _: }. z9 V
! [: t/ h' }& C2 d5 q
1、 加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。
. O% \- R! R  }, S- Z; o$ n
' o- G& _3 ~( f% d2、 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。
9 l" Z- ^$ u7 a& _4 d# q; |$ S& Z
+ u/ U% t' n; _+ Y3、 加强筋的单面斜度应大于1.5°,以避免顶伤。6 x  R. }% Q3 l  g$ e( ]
8 |0 y, \! o! _
五、圆角
$ L+ n* x. D5 Y, O& g

( h. d, t  y( x2 R1、 圆角太小可能引起产品应力集中,导致产品开裂。
7 }* V$ v9 K. c; P1 M' e5 r2 X$ a2 z( }1 X% o. x/ ~1 p
2、圆角太小可能引起模具型腔应力集中,导致型腔开裂。1 I& c9 [  P8 w, G) o& L
2 B0 L# k, ]  Z( p; Z
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。+ Y  K+ v" B% \$ N% ^% s5 q

# Q9 L9 r/ G5 F& K1 O6 Y4 、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。, F8 f" a: m0 q, s; A
, h% N8 \5 `& x  {- w+ G* v" U9 d. G
六、 孔
) a8 ]3 x+ x1 `, N# d, G. |" [6 L% R' E8 W- j0 p
1 、孔的形状应尽量简单,一般取圆形。+ w) ]% A! ]5 z3 z9 c4 z

; L$ W: A$ d, f" t8 Y% f8 Q2 、孔的轴向和开模方向一致,可以避免抽芯。
4 d/ f% b: @! R  u; R/ f& H
7 K; Y- \7 V/ {  A: p3 M
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。: Y1 O. D0 g. O/ A  H9 p

# d& E* p# N% G4 c4 、盲孔的长径比一般不超过4。防孔针冲弯
7 B& C. W. g. H4 n" V
8 c$ S" Y2 d% C. F, g
5 、孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
0 H$ P0 ^& A& \0 h$ t; \# @4 O( ?- ]

8 @# y& W6 m$ z& u- q七、 注塑模的抽芯、滑块机构及避免% {: W* |- T0 ]6 [* C1 o

5 V7 v+ ~1 d( z" Y1、 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。( {% y) \3 X0 N
! \0 }* a9 {+ {1 {0 ]! `
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。6 T( g! M4 ^' L  x2 _4 ?

- v/ k3 v: Z" c3 c  A2 [
 楼主| 发表于 2022-5-12 09:51 | 显示全部楼层
八、 一体铰链  A. W  @" {* g
' K; K# `. t9 ^0 z. S* h
1 、利用PP料的韧性,可将铰链设计成和产品一体。
% k" d1 R+ n: s1 m  ^. z
4 a" I+ ]; p0 Q3 G# S2 、作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm,且保持均匀,
8 g8 w* T) \, g: Y, Z5 p* O
6 [" Y% S7 v+ p, X- S" O
3 、注塑一体铰链时,浇口只能设计在铰链的某一侧。
# c' I8 h# s2 {/ O/ i7 H1 @0 ^: Y& V7 o- |
九、 嵌件
( Q# U6 ]* U1 F" c( M5 q: ]8 W
' r* Q$ V1 ?9 P/ X1 、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。* @9 \. {9 X! _' ?; d
  {1 ?% c. _5 C
2 、嵌件一般为铜,也可以是其它金属或塑料件。
8 P9 N9 n* Z: [+ d' h- q
0 M. \4 t( N+ Q5 q5 u+ {5 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。
# x0 m0 i3 }; d6 l: q3 S% v

% e. H( d+ b% V. z4 、嵌件周围塑料应适当加厚,以防止塑件应力开裂。4 U- n: Z' w; _& v0 ~( `8 Y9 n

; p: Q9 U; w, {* Z6 I7 O5 、设计嵌件时,应充分考虑其在模具中的定位方式(孔、销、磁性); l3 l. Z- |" \# s! l& E
* S  M5 r4 p/ e% w+ R3 e5 J
十、 标识) V' }8 D: h% E
, T& g. Z" M3 _( Z) U$ Z
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。
) `0 q* U5 c- e$ G
' d+ l( b6 \0 W) x" O* q0 f十一、 注塑件精度
' S( i  {( l) q7 E2 M: {9 ~
$ v2 }1 x. B$ o+ g& o4 R. Y/ u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。9 e8 L3 r6 \+ U: L; J* a
# k/ |* V) A7 S# f) t6 u+ t' `# v
十二、 注塑件的变形
, O2 K7 b& z" m5 V3 W$ x: O/ J% G2 g* P! 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。
' u0 v2 U% R( x
- B4 {# L" c3 ~0 u- n十三、扣位3 Z* ]+ n3 R; h/ ]( i: r

2 W* H: S# v, F+ _7 }/ H6 T1、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。3 \# S. s9 o2 ^! ^) q6 {0 D- H

) ?: O# `- T0 ^3 ^( T9 s2、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。# e- @4 [: a3 N
: v& l. ?4 r" b4 }& ~) k, z8 l
十四、 焊接(热板焊、超声波焊、振动焊)/ m) T! [5 T5 j

: n3 ~7 [1 p8 L6 H: i1、 采用焊接,可提高联接强度。
9 b2 V7 m7 O* j9 e: R8 g: K/ B
+ G" @( H+ G; I, j6 M: q1 I
2 、采用焊接,可简化产品设计。
8 v; m) p/ {8 R" C9 W; n0 `- F$ P
" y- o# \7 e- v9 Y9 [! v
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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
4 a/ S6 x1 j' ~  w7 _1 ^
' M; F" W7 E* R7 F$ q$ n, x
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。
6 ~0 Y( \3 ^! O2 K8 j
; [* ]5 E4 c- I1 m( d6 G5 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。$ S0 b+ I: Z; m1 J' m/ s
; x6 f$ ~2 z3 T7 n2 r, ]
十六、螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的关系
8 A7 N# N, A# T' {
' ^$ O! f& @! F/ C自攻螺丝 螺丝柱孔径
2 V# A2 l6 J5 O
" R1 i! N9 y  T) ~. m) T
M2 1.7mm
7 b- v2 q! s* B4 }
1 C7 x' L( x+ ]; p3 \4 s" n& M! CM2.3 2.0mm2 N; a7 O- W2 B) b) D! l0 h
8 h3 R. E' Z1 ]; Z% t; p. h3 Q
M2.6 2.2mm
  \4 p* G$ d1 Y" J& u. Y; Y1 g
* h# A. E# I) O* f1 T+ h; ]$ @
M3 2.5mm. U( {7 c2 }* [* k# ?, n0 {' w
* v: {* S5 \) ?# `% J
十七、BOSS的设计原则:
0 h$ Y& c0 f. {- m
  H+ r9 W4 E, o7 b
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。( j/ n& g! c5 K7 f
! J/ }. F. _9 }1 o2 Y; A, }$ T
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)。
6 I. t, `; C2 n' T& k; t9 S8 A
! ^7 T! _: c: 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
& j9 r$ E+ a! n! Q# w; L/ P( u, q
4、 BOSS的形狀以圓形為主﹐其它形狀則加工不易
, M5 G' z$ r5 q8 O9 p" [0 [! G* m" i
/ T3 w9 ~6 l. [1 F
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
6 t. \$ W7 M9 }4 a2 s

0 F; L% V0 h. x' _6)、BOSS周圍可用除去部分肉厚(即开火山口)來防收縮下陷
3 l1 \7 p* _9 h- N/ }& a; O8 L5 F5 i

& v9 Y2 F/ x9 {# I5 \; b7)、BOSS的拨模角度:通常外取0.5°,内取0.5°或1
  o7 v" b  Q* p  c, @' d2 H, ]8 L( w5 `4 s$ ~! a; M
1.png " b/ O1 r4 A4 S" i3 q5 p

5 u( m4 e# R1 }; f3 Q& Z; x! H模具设计原则和核心是什么?搞清再做模具
1 [' _$ H% o# J2 O5 n+ [) r- _$ j$ B
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)。, r5 @- L2 w) N; N- V, {9 `( |
" r2 H* A7 k5 ?6 [2 r1 T
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。
% }% x. @  w- S# J4 _' d; H
' l' Z. `9 r; u" t* k: U( B: f
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。
( I1 V" f1 |2 i+ @7 u
) ]5 q" q' B( y8 d) C/ 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。
- Q$ V' w- |6 C, E( n( s+ C8 I2 m7 N  Z1 N
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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" g. l/ Z9 {( A& r
& d1 O! k& F5 ?; Z7 \
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。
- [6 E& k4 M- a5 ^) {2 ^( C# z
. ]% k1 x% S( a: l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- |# S) y, V- W; K. v  @6 {& V
4 G4 _1 d$ J9 ~4 V1 f
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 h) k: G3 F8 F" d5 f! @

! K2 R  D* |1 F1 B' `! R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。
+ M# D& f- k! I: K) Y8 P! G* n" }' s) p% k) v2 V8 S$ d" ?
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。- H5 O: D2 N% M3 m) W8 P

; \# G- |2 ^1 I1 l' k- `; t+ y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:! M& p. [) `9 ^5 X3 |& Y3 ?; e

$ `1 K, I/ c5 C, Z5 G1: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 E, c% j; w: a+ N6 k: c. e' U  T) S7 P: G* Z8 D+ E
2: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。
7 y. R% T: L( E. u0 A& G
& c4 X) ~& W) Q$ m( M: n& V
3:保证开模后产品能留在后模,有利于脱模,和侧向抽芯。
7 o4 p8 }% ~8 D. D4 k8 i8 f
  Q  D) y% }# \  B
4:保证产品的质量和成型时零件的强度,刚性。6 L7 |  c. m4 J7 u

0 ]4 _0 ]- Z9 @2 M5: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。
& R/ i/ J% B# k4 P: B( K$ d/ z4 j3 c; ]1 w6 }/ [# @, V  ?
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 _- _2 v" C7 ~# v
' \: p+ Z# {2 t+ i, 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。/ `8 U2 T- P+ {: I3 Q
+ t; B2 |3 g% c/ D% p
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。1 k: Z' U# c% S- D5 k" q" r4 u

' X# K; t. F4 r8 k. P3:分型面构成模腔的几个零件拼合处的相互接触面。
1 l7 V0 W% R( k7 h. X- [; v" W( b+ \
4:胶位面在模具上,产品跟模具的接触面统称为胶位面% z! V! i6 W( M- p

# U) p$ i% e  ~7 H  j5:脱模产品从模具中顺利拿出的这一动作
7 b) b- E8 F" P9 `: h# z  }( }; Z" m- p8 f
6:脱模方向使产品能从模具中顺利拿出的方向。
: i/ R5 |3 c( F

: s; d+ m# N7 W0 I0 u+ v7:外观面产品的外表面,装配好之后能直接看到的面。
/ a8 e/ c) W+ ^3 Z

- A% j; Y& v- I6 s0 ]. g6 h8:锁模力注塑机对模具施加的对抗注塑压力的力
5 k3 T! ]4 g5 J5 }+ ?5 B' ^: W
$ V  k% y5 q5 }: v
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