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日资企业金型(模具)设计的流程及细节
发布日期:2015-09-16  来源:微注塑  浏览次数:1071
核心提示:日资企业的模具设计称之为金型设计,其流程:初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图。
日资企业的模具设计称之为金型设计,其流程:初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图。



成型品基本图的设计
1
了解成型材料的特性

最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小。

2
可充填性的检讨


应全面考虑以下几个方面:
① 型腔可否完全填充;
②溶接痕的位置;
③气泡的发生;
④ 成型品的变形;
⑤点浇口的切断痕;
⑥其他


在设计工作中,根据工作条件,采用下述方法来分析验证:
① 类似金型的比较;
②流动比(L/T)的计算;
③CAD、CAE

3
浇口位置的确定
4
浇口形状的确定
5
分型面的确定


应参照下述原则:
① 尽量采用平面;
②易于加工;
③无离型不良发生;
④外观上分割线无影响处。

6
金型制作寸法的决定


由于塑料冷却以后的收缩性,故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”,
方法如下:(以收缩率0.2%为例)
①两侧公差:
L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5
②片侧公差:
L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96

经过上述方法计算出的寸法,要经过以下两方面的补正:
① 金型制作上可修改性的补正。
② 奇数寸法的偶数化。

7
顶杆的配置


① 顶出面积尽可能大,因细小的顶杆孔难以加工。
② 尽量采用圆顶杆,因方顶出孔难以加工(但利用镶件分割线做出的较简单)。
③ 顶杆要配置在型芯附近。
④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。

8
其他


拔模斜度的决定(固定侧)为防止离型不良,有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度,但要在成型品公差范围内,一般以30°~3°为宜。

拔模斜度的决定(可动侧)如有必要,可动侧也可加拔模斜度,但一般可不加。如有顶出不良,可通过加装顶杆的方法来解决。


金型设计准备

1
必需的图纸等的确认

在正式的金型设计之前,下列图纸或文件通常要具备:
① 部品图;
②金型设计制作仕样书;
③设计制作契约书;
④其他并且要对上述资料完全理解,不明确处要得到客户的确认。

2
把握图面的概要


部品图决定了金型设计的最终目的,必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的,通常由以下部分构成:正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他在视图过程中要注意以下方面:

① 公差要求较严格处;
②对金型构造有影响的部位;
③ 现有图面无法理解的部分;
④注记中特别突出的事项;
⑤特殊的材料和热处理要求;
⑥部品壁厚较薄处(t<0.6mm);
⑦部品壁厚较厚处;
⑧外观上有无特别仕样要求;
⑨三维曲面部分;
⑩设计者、日期、纳期、价格等。

3
部品立体形状的理解


部品图是二维绘制的,要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状,而手绘立体图对此很有帮助。准备好纸和铅笔。首先绘制出制品的大致外形轮廓,然后再根据自己对部品图的理解,绘制出部品各部位的断面图。上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许,使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。

4
标题栏的检讨


部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容,必须要认真研读。

①部品名;
②图名;
③图番;
④材质(包括收缩率);
⑤仕样,指材质的详细仕样,如生产厂家、商品名、树脂代号;
⑥尺度;
⑦设计者;
⑧变更栏;

5
注记部分的检讨


⑴浇口种类、位置、数量,如无特殊要求,则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。

⑵入子分割线的要求:由于入子分隔线会在制品表面形成接痕,影响外观,尤其对折叠部位有害,所以设计者应遵守部品图的规定。

⑶成型品表面划伤等缺陷的规定:金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。

⑷未注公差的要求。

⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意,作为金型设计者来说,不可自行决断。

⑹主视图的检讨:主视图是图面中尺寸较集中的地方,确认两侧公差及片侧公差,并标记其中较严格者。

⑺其他各视图的检讨。方法同上

⑻必要型缔力的检讨

熔融树脂在注射时,会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力,则模板之间就会产生缝隙,发生溢边现象。必要型缔力的计算如下:
F=P×A F:必要型缔力(Kg)
P:注射压力(Kg/cm2)取300~500,视成型条件而定
A:制品在注射方向上的投影面积

⑽必要射出体积的检讨:在选择注射机时,要进行射出体积的检讨。包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机最大注射量的1/2~2/3。

⑾其他事项:如客户提供的资料不全,需跟客户联系,取得全部资料。使用彩笔标记出自己认为较重要的,以利于下一步的设计。


金型构造设计

成型品基本图完成以后,即可开展最重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程:


1
成型机金型取付仕样的确认


① 滑杆间距的确认:金型大小不可超过滑杆间距,通常要留20mm以上的安全距离。
② 最小型厚的确认:金型的型厚要大于注射机的最小型厚。
③ 最大开模行程的确认。
④ 最大锁模力的确认。
⑤ 理论射出容量的确认。
⑥ 定位圈直径的确认(以选择定位圈型号)。
⑦ 注射机喷嘴先端形状的确认(以选择浇口套型号)。
⑧ 最大型厚的计算 T=最小型厚+最大开模距离

2
型腔配置方法的检讨


对于多型腔模具而言,要妥善安排型腔位置,使之投影中心完全位于模架中心上,并使流道最短地达到均衡进料。

3
模架的选择


对于塑料注射模具而言,模架均已标准化。我公司均采用日本FUTABA(双叶)的模架。在选择模架时,除了大小规格外,应确认以下方面:

① 导柱导套的位置,有的导柱在固定侧,而有的在可动侧。根据需要来选择。
② 对于各模板的厚度,应结合成型品基本图确认。一般要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。
③目前我们有FUTABA的标准模架CAD库,可使用它来快速生成模架图。

4
分型动作的决定


在模板厚度确定后,进行分型动作的检讨。

① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1 (S1=点浇口套长度+浇口套长度+10~20)
② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2 (S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离)
③ 止动螺栓长度决定 (L=固定侧型板厚+S1)
④ 止动螺栓头部长度决定
⑤ 支撑导柱长度决定 (L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚)
⑥ 拉料勾长度决定
⑦ 流道顶出装置决定
⑧ 浇口套周边机构决定
⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局

5
浇口套采用PUNCH市贩品
6
开模次序的确定
7
流道从流道板顺利脱出的方法

采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI市贩品)

8
支撑柱配置的检讨


在注射时,注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力,引起型板变形,为防止此种现象发生,可在模架中设置支撑柱,以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则。

8
冷却水孔的决定


为了恒定模具温度,必须开设冷却水孔,通以冷却用水。冷却水孔的大小与冷却效率关系不大,中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可,接口处采用PT1/8的管螺纹。

冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系,在确定时,应尽可能地靠近型腔和尽可能地多,但不要发生干涉。

9
顶出部分的配置


结合成形品基本图,合理配置顶杆位置,不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。

10
浇口套的配置


公司均采用PUNCH公司的标准部品。浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。对于锥度来说,采用片侧1°比较好。

11
定位圈的配置


结合成形机仕样,采用PUNCH市贩品。

12
排气道的配置


为了使型腔内空气顺利排出,有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑,生产中如发现有排气不良,再予以解决。

13
顶出导柱与顶出导套的设计


为了提高顶出部件运动的精度,从而延长顶杆、型芯寿命,防止顶杆拉伤,可设计顶出导柱与顶出导套。

14
部品番号的确定


本公司制定有金型用部品番号的命名规则,按此规则进行确定。

15
其他


至此,金型的构造设计基本完成。






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