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模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

日期: 2022-04-19
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模具是一种技术密集、资金密集型产品,在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业,并在“十五”中列为重点扶持产业。在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。下面贤集网小编来为大家介绍模具设计流程、模具设计中常见问题的解决对策。

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策


模具设计流程
第一步:对制品2D图及3D图的分析和消化,其内容包括以下几个方面:
1、制品的几何形状。
2、制品的尺寸、公差及设计基准。
3、制品的技术要求(即技术条件)。
4、制品所用塑料名称、缩水及颜色。
5、制品的表面要求。
第二步:注射剂型号的确定
注射剂规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。设设计人员在选择注射机时,主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积(注射机拉杆内间距)、容模量、顶顶出形式及定出长度。倘若客户已提供所用注射剂的型号或规格,设计人员必须对其参数进行校核,若满足不了要求,则必须与客户商量更换。
第三步:型腔数量的确定及型腔排列
模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状(有无侧抽芯)、制品精度、批量以及经济效益来确定。型腔数量主要依据以下因素进行确定:
1、制品的生产批量(月批量或年批量)。
2、制品有无侧抽芯及其处理方法。
3、模具外形尺寸与注射剂安装模具的有效面积(或注射机拉杆内间距)。
4、制品重量与注射机的注射量。
5、制品的投影面积与锁模力。
6、制品精度。
7、制品颜色。
8、经济效益(每套模的生产值)。
以上这些因素有时是相互制约的,因此在确定设计方案时,必须进行协调,以保证满足其主要条件。性强数量确定之后,便进行型腔的排列,以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯(滑块)机构的设计、镶件型芯的设计以及热流道系统的设计。以上这些问题由于分型面及浇口位置的选择有关,所以在具体设计过程中,要进行必要的调整,以达到最完美的设计。
第四步:分型面的确定
分型面,在一些国外的制品图中已作具体规定,但在很多的模具设计中要由模具人员来确定,一般来讲,在平面上的分型面比较容易处理,有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意。其分型面的选择应遵照以下原则:
1、不影响制品的外观,尤其是对外观有明确要求的制品,更应注意分型面对外观的影响。
2、利于保证制品的精度。
3、利于模具加工,特别是型腔的加工。先复机构。
4、利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计。
5、利于制品的脱模,确保在开模时使制品留于动模一侧。
6、便于金属嵌件。
在设计侧向分型机构时,应确保其安全可靠,尽量避免与定出机构发生干扰,否则在模具上应设置先复机构。
第五步:模架的确定和标准件的选用
以上内容全部确定之后,便根据所定内容设计模架。在设计模架时,尽可能地选用便准模架,确定出标准模架的形式、规格及A、B板厚度。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件、二次分型机构及精密定位用标准组件等。需要强调的是,设计模具时,尽可能地选用标准模架和标准件,因为标准件有很大一部分已经商品化,随时可以在市场上买到,这对缩短制造周期、降低制造成本是极其有利的。买家尺寸确定之后,对模具有关零件要进行必要的强度和刚性计算,以校核所选模架是否适当,尤其是对大型模具,这一点尤为重要。
第六步:浇注系统的设计
浇注系统的设计包括主流道的选择、分流道截面形状及尺寸的确定。如采用点浇口时,为确保分流道的脱落,还应注意脱浇口装置的设计。在设计浇注系统是,首先是选择浇口的位置。浇浇口位置选择的适当与否,将直接关系到制品成型质量及注射过程是否能顺利进行,浇口位置的选择应遵循以下原则:
1、浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及使用浇口的清理。
2、浇浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致,并使其流程为最短(一般大水口很难做到)。
3、浇口位置应保证塑料注入型腔时对着型腔中宽敞、厚壁部位,以便于塑料流入。
4、避免塑料在流入型腔时直冲到型腔壁、型芯或嵌件,是塑料能尽快流入型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形。
5、尽量避免制品产生熔接痕,若要产生,使其溶解痕产生在制品不重要的地方。
6、浇口位置及其塑料注入方向,应是塑料在注入型腔时能沿着型腔平行方向均匀地流入,并有利于型腔内气体的排出。
7、浇口应设计在制品上最容易清除的部位,同时尽可能不影响制品的外观。
第七步:顶出系统的设计
制品的顶出形式,归纳起来可分为机械顶出、液压顶出、气动顶出三大类。
在机械顶出是注射成型过程中最后一个环节,顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品顶出是不可忽视。在设计顶出系统时应遵守下列原则:
1、为使制品不致因顶出产生变形,推力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位,如制品上细长的中空圆柱,多采用推管顶出。推力点的布置应尽量平衡。
2、推力点应作用在制品能承受力最大的部位,及刚性好的部位,如筋部、突缘、壳体型制品的壁缘等处。
3、尽量避免推力点作用在制品较薄平面上,防止制品顶白、顶高等,如壳体形制品及筒形制品多采用推板顶出。
4、尽量避免顶出痕迹影响制品外观,顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表面。于透明制品尤其要注意定出位置及顶出形式的选择。
5、为使制品在顶出时受力均匀,同时避免因真空吸附而使制品产生变形,往往采用复合顶出或特殊形式的顶出系统,如推杆、推板或推杆、推管复合顶出,或者采用进气事推杆、推块等定出装置,必要时还应设置进气阀。
第八步:冷却系统的设计
冷却系统的设计是一项较繁琐的工作,要考虑冷却效果、冷却的均匀性和冷却系统对模具整体结构的影响。冷却系统的设计包括以下内容:
1、冷却系统的排列方式及冷却系统的具体形式。
2、冷却系统的具体位置及尺寸的确定。
3、重点部位如动模型芯或镶件的冷却。
4、侧滑块及侧滑芯的冷却。
5、冷却元件的设计及冷却标准元件的选用。
6、密封结构的设计。
第九步:塑料注射模上的导向装置,在采用标准模架时,已经确定下来。一般情况下,设计人员只要按模架规格选用就可以了。但根据制品要求须设置精密导向装置时,则必须由设计人员根据模具结构进行具体设计。
一般导向分为:动、定模之间的导向;推板及推杆固定板导向;推板杆与动模板之间的导向;定模座与推刘盗版之间的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后,其配合精度降低,会直接影响制品的精度,因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密定位元件,有的已经标准化,如锥形定位销、定位块等可供选用,但有些精密导向定位装置须根据模块的具体结构进行专门设计。
第十部:模具钢材的选用
模具成型零件(型腔、型芯)材料的选用,主要根据制品的批量、塑料类别来确定。对于高光泽或透明的制品,主要选用4Cr13等类型的马氏体耐蚀不锈钢或时效硬化钢。含有玻璃纤维增强的塑料制品,则应选用Cr12MoV等类型的具有高耐磨性的淬火钢。当制品的材料为PVC、POM或含有阻燃剂时,必须选用耐蚀不锈钢。
十一步:绘制配装图
排位模架及相关内容确定之后,便可以绘制装配图。在绘制装配图过程中,对已选定的浇注系统、冷却系统、抽芯系统、顶出系统等做出进一步的协调和完善,从结构上达到比较完美的设计。
第十二步:模具主要零件图的绘制
在绘制型腔或型芯图时,必须主义所给定的成型尺寸、公差及脱模斜度是否相协调,其设计基准是否与制品的设计基准相协调。同时还要考虑型腔、型芯在加工时的工艺性及使用时的力学性能及其可靠性。结构件图的绘制,当采用标准模架时,出标准模架以外的结构件,大部分可以不绘制结构件图。
第十三步:设计图纸的校对
模具图设计完成后,模具设计人员将设计图及相关原始资料一同交主管人员进行校对。校对人员应针对客户所提供的有关设计依据及客户所提要求,对模具的总体结构、工作原理、操作的可行性等进行系统的校对。
第十四步:设计图纸的会签
模具设计图纸完成之后,必须立即交给客户认可。只有客户同意后,模具才可以备料投入生产。当客户有较大意见需要作重大修改时,则必须在再重新设计后再交给客户认可,直至客户满意为止。
第十五步:
排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用,其排气方式有以下几种:
1、利用排气槽。排气槽一般设在型腔最后被充满的部位。排气槽的深度因塑料不同而异,基本上是以塑料不产生飞边时所允许的最大间隙来确定。
2、利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙或专用排气塞排气。
3、有时为了防止在制品在顶事造成真空变形,必须设计排气镶针。


模具设计中常见问题的解决对策
1、滑块座侧面尺寸要比滑块大

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策


2、滑块之挤块凸出部分不可与滑道干涉;滑块座之凸出部分也不可与板面干涉;
即阴影部分①:不可与滑道干涉;
阴影部分②:不可与板侧面干涉;
如图示意:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

建议解决办法:滑道高度d≤c(滑块座尺寸);
滑块宽度e≤f(挤块宽度);
如图所示:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

3、滑块背板尽量紧固于挤块上,注:滑块小时采用沉头螺钉紧固;滑块大时尽可能采用圆柱头内六角。注意L尺寸公差。如图示意:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

4、自制锥定位单边5º且其画法如图所示:

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

5、水针板上安装的几种方法:
(一)板前安装:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

(二)板后安装如下:
(1)
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

(2)
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

6、滑块定位需采用单镶,不可采用整体。如图:

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

7、2015样条曲线问题,外协加工废,设计时尽量不采用样条,出图时确认样条情况,切割镶件不要在 圆弧处用“Use Edge”
8、花纹.镜面光等要在技术要求中说明,客户没确认也要说明。
9、油缸采用统一格式“YGC,G型 F型。如下图所示:

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

10、天面滑块需计算承重,不可估计,碰珠禁止。
11、推杆背扩要在推杆标注后注明,不可标记它处。
12、分型面尽量平行X Y方向设计,角度尽量采用3º 5º 10º,与成型无关处分型面尽量简化。
13、与产品无关的分型面要作成平面,不可作成自由曲面,延伸的分型面也要作成2维,不可有皱折。
14、顶出行程要大于制品高10mm以上(特殊例外)弹簧预压10mm以上。
15、加背板锁紧块采用45,(背板一般加于锁紧块上,材料CrWMn,HRC50~55)
16、水管接头间距≥25。
17、凡客户为sie的模具时钟尽量采用三美标准。
18、潜伏浇口一律采用球头靠破式,如图:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

19、镶件下部压有密封圈的尽量采用螺钉(均布)固定。如果采用耳台固定时也尽量采用双侧耳台,确保压力平衡。如图所示:

模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

20、推管内孔的有效长度一定要大于脱模距离。如图:
模具设计流程与模具设计中常见问题的解决对策

上文相关知识大家都了解了吗?这些是贤集网小编为大家整理的模具设计流程、模具设计中常见问题的解决对策。模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求,使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律,目前世界模具市场供不应求,近几年,市场总量一直在600~650亿美元之间,而我国模具出口尚不到8%,“十一五”期间完全可以扩大这个份额,同时随着经济全球化发展趋势日趋明显,模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显,外资和民营资本继续看好我国模具行业,我国模具行业机遇大于挑战,未来国际模具市场前景广阔,我国模具仍有较大发展空间。

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