模具設計的五金模具

模具設計的五金模具

　　下文將介紹模具設計的五金模具及設計準備。大家可以參考一下。

　　1. 必需的圖紙、金型仕樣書的內容等的確認：

　　在正式的金型設計之前，下列圖紙或文件通常要具備：

　�、� 部品圖;②金型設計制作仕樣書;③設計制作契約書;④其他

　　并且要對上述資料完全理解，不明確處要得到客戶的確認。

　　2. 把握圖面的概要

　　部品圖決定了金型設計的最終目的，必須透徹地理解。日本客戶提供的部品圖是按照JIS制圖規(guī)定采用三角法繪制的，通常由以下部分構成：

　　正面圖、平面圖、側面圖、斷面圖、詳細圖、參考圖、注記、公差一覽、仕上記號一覽、標題欄、其他

　　在視圖過程中要注意以下方面：

　�、� 公差要求較嚴格處;②對金型構造有影響的部位;

　�、� 現(xiàn)有圖面無法理解的部分;④注記中特別突出的事項

　　⑤特殊的材料和熱處理要求;⑥部品壁厚較薄處(t<0.6mm)

　�、卟科繁诤褫^厚處;⑧外觀上有無特別仕樣要求

　　⑨三維曲面部分;⑩設計者、日期、納期、價格等

　　3. 部品立體形狀的理解

　　五金模具設計

　　部品圖是二維繪制的，要通過視圖轉換成設計者頭腦中的三維形狀，而手繪立體圖對此很有幫助。

　　準備好紙和鉛筆。

　　首先繪制出制品的大致外形輪廓，然后再根據(jù)自己對部品圖的理解，繪制出部品各部位的斷面圖。

　　上述這些對將來分型面的確定、入子的分割非常重要。如果條件允許，使用粘土等輔助物來幫助理解會更好。

　　4.標題欄的檢討

　　部品圖的標題欄一般注明了圖面中的公差、部品的材料等一些內容，必須要認真研讀。

　�、俨科访�;②圖名;③圖番;④材質(包括收縮率);⑤仕樣，指材質的詳細仕樣，如生產廠家、商品名、樹脂代號;⑥尺度;⑦設計者;⑧變更欄;

　　5.注記部分的檢討

　�、贊部诜N類、位置、數(shù)量

　　如無特殊要求，則金型設計者在自行決定后需征得客戶的同意。

　�、谌胱臃指罹�的要求

　　由于入子分隔線會在制品表面形成接痕，影響外觀，尤其對折疊部位有害，所以設計者應遵守部品圖的規(guī)定。

　�、鄢尚推繁砻鎰潅�等缺陷的規(guī)定

　　金型設計者應避免可能發(fā)生上述缺陷的金型結構設計。

　�、芪醋⒐�差的要求。

　�、莩尚推沸螤罴俺叽缟系淖兏�需征得客戶的同意，作為金型設計者來說，不可自行決斷。

　　⑥主視圖的檢討

　　主視圖是圖面中尺寸較集中的地方，確認兩側公差及片側公差，并標記其中較嚴格者。

　�、咂渌�各視圖的檢討。方法同上

　　⑧必要型締力的檢討

　�、崛廴跇渲�在注射時，會在金型分型面上產生一個相當大的注射壓力。如注射機最大型締力小于注射壓力，則模板之間就會產生縫隙，發(fā)生溢邊現(xiàn)象。必要型締力的計算如下：

　　F=P×A F：必要型締力(Kg)

　　P：注射壓力(Kg/cm2)，取300～500，視成型條件而定

　　A：制品在注射方向上的投影面積cm2

　�、獗匾�射出體積的檢討

　　在選擇注射機時，要進行射出體積的檢討。

　　包括聊吧、制品在內的體積總和要小于注射機最大注射量的1/2～2/3

　　其他事項

　　如客戶提供的資料不全，需跟客戶聯(lián)系，取得全部資料。

　　使用彩筆標記出自己認為較重要的，以利于下一步的設計。

　　下面是金型設計工作的大致流程：

　　初期檢討→成型品基本圖設計→金型構造設計→部品圖設計→檢圖→出圖

　　塑料注射金型的設計從成型品基本圖的設計入手，其正確與否決定了成型制品的好壞。

　　下面就成型品基本圖的設計手法進行講解：

　　1. 了解成型材料的特性

　　最關鍵的是流動性能的好壞和收縮率的大小

　　2. 可充填性的檢討

　　應全面考慮以下幾個方面:

　�、� 型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③氣泡的發(fā)生;

　�、鄢尚推返淖冃�;⑤點澆口的切斷痕;⑥其他

　　在設計工作中，根據(jù)工作條件，采用下述方法來分析驗證：

　�、� 類似金型的比較;②流動比(L/T)的計算;③CAD、CAE

　　3. 澆口位置的確定

　　4. 澆口形狀的確定

　　5. 分型面的確定

　　應參照下述原則:

　�、� 盡量采用平面;②易于加工;③無離型不良發(fā)生;④外觀上分割線無影響處.

　　6. 金型制作寸法的決定

　　由于塑料冷卻以后的收縮性，故金型制作寸法要考慮“成型收縮率”，方法如下：(以收縮率0.2%為例)

　　①兩側公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5

　�、谄瑐裙�差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96

　　經過上述方法計算出的寸法，要經過以下兩方面的補正：

　　① 金型制作上可修改性的補正。

　�、� 奇數(shù)寸法的偶數(shù)化。

　　7. 拔模斜度的決定(固定側)

　　為防止離型不良，有必要在固定側型芯處設置拔模斜度，但要在成型品公差范圍內，一般以30’～3°為宜。

　　8. 拔模斜度的決定(可動側)

　　如有必要，可動側也可加拔模斜度，但一般可不加。如有頂出不良，可通過加裝頂桿的方法來解決。

　　9. 頂桿的配置

　　按照以下原則：

　�、� 頂出面積盡可能大，因細小的頂桿孔難以加工。

　�、� 盡量采用圓頂桿，因方頂出孔難以加工(但利用鑲件分割線做出的較簡單)。

　�、� 頂桿要配置在型芯附近。

　�、� 頂桿孔周圍最小1mm壁厚保證。

　　10. 生產數(shù)的記入

　　金型構造

　　成型品基本圖完成以后，即可開展最重要的工作-金型構造圖面的設計。這部分工作占金型設計全部研討工作的80%。下面就是具體的設計流程：

　　1. 成型機金型取付仕樣的確認：

　　模具設計

　　① 滑桿間距的確認

　　金型大小不可超過滑桿間距，通常要留20mm以上的安全距離。

　�、� 最小型厚的確認

　　金型的型厚要大于注射機的最小型厚

　�、� 最大開模行程的確認

　　④ 最大鎖模力的確認

　�、� 理論射出容量的確認

　�、� 定位圈直徑的確認(以選擇定位圈型號)

　　⑦ 注射機噴嘴先端形狀的確認(以選擇澆口套型號)

　�、� 最大型厚的計算

　　T=最小型厚+最大開模距離-S1-S2-S

　　2. 型腔配置方法的檢討

　　對于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，并使流道最短地達到均衡進料。

　　3. 型腔壁厚度的確定

　　4. 模架的選擇

　　對于塑料注射模具而言，模架均已標準化。我公司均采用日本FUTABA(雙葉)的模架。在選擇模架時，除了大小規(guī)格外，應確認以下方面：

　�、� 導柱導套的位置，有的導柱在固定側，而有的在可動側。根據(jù)需要來選擇。

　�、� 對于各模板的厚度，應結合成型品基本圖來確認。一般來說，要使鑲件非成形部分的長度在30mm左右為宜。

　�、� 目前我們有FUTABA的標準模架CAD庫，可使用它來快速生成模架圖。

　　5. 分型動作的決定

　　在模板厚度確定后，進行分型動作的檢討。

　�、� 固定側型板與流道板之間的開模距離S1

　　S1=點澆口套長度+澆口套長度+10～20

　�、� 流道板與固定側座板之間的開模距離S2

　　S2=拉料勾勾頭長度+3mm安全距離

　　③ 止動螺栓長度決定

　　L=固定側型板厚+S1

　�、� 止動螺栓頭部長度決定

　　⑤ 支撐導柱長度決定

　　L=固定側型板厚+S1+流道板厚+S2+固定側座板厚

　�、� 拉料勾長度決定

　�、� 流道頂出裝置決定

　�、� 澆口套周邊機構決定

　�、� 要做到使成形品頂出后自然落下的模具布局

　　6. 澆口套采用PUNCH市販品

　　7. 開模次序的確定,并采用相應機構來確保這種開模次序的實現(xiàn).

　　8. 流道從流道板順利脫出的方法:

　　采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI)

　　9. 支撐柱配置的檢討

　　在注射時,注射機會在可動側型板的底部產生一個瞬間的注射壓力,引起型板變形.為防止此種現(xiàn)象發(fā)生,可在模架中設置支撐柱,以不妨礙頂桿和力征安排在每個型腔附近為原則.

　　10. 冷卻水孔的決定

　　為了恒定模具溫度，必須開設冷卻水孔，通以冷卻用水。

　　冷卻水孔的大小與冷卻效率關系不大，中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可，接口處采用PT1/8的管螺紋。

　　冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關系，在確定時，應盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉。

　　11. 頂出部分的配置

　　結合成形品基本圖，合理配置頂桿位置，注意不要與冷卻水孔及支撐柱等部件發(fā)生干涉。

　　12. 澆口套的配置

　　模具設計

　　澆口套頭部SR寸法要比注射機噴嘴的SR寸法大1mm左右。

　　澆口套開口處ф寸法要比注射機噴嘴的ф寸法大0.5mm左右。

　　對于錐度來說，采用片側1°比較好。

　　13. 定位圈的配置

　　結合成形機仕樣，采用PUNCH市販品。

　　14. 排氣道的配置

　　為了使型腔內空氣順利排出，有時需設排氣道。不過一般設計中不予考慮，生產中如發(fā)現(xiàn)有排氣不良，再予以解決。

　　15. 頂出導柱與頂出導套的設計

　　為了提高頂出部件運動的精度，從而延長頂桿、型芯壽命，防止頂桿拉傷，可設計頂出導柱與頂出導套。

　　16. 部品番號的確定

　　本公司制定有金型用部品番號的命名規(guī)則，按此規(guī)則進行確定。

　　17. 其他

　　至此，金型的構造設計基本完成。

　　部品圖

　　在進行構造設計完成以后，根據(jù)成形品基本圖和金型構造圖進行金型部品圖設計，包括下述內容：

　　⑴設計需加工的部品圖面。

　　⑵外構件追加工部品圖面。

　�、琴徣氩科肥藰訒�。

　　1. 型腔部分的設計：

　�、艔慕鹦蜆嬙靾D中把型腔部分的外形提取出來。X-Y方向與模板嵌合，注意公差與配合。Z方向采用螺釘或掛鉤或鍵固定均可。

　�、瞥尚尾糠中螤钆c寸法

　　根據(jù)成形品基本圖來決定，并考慮以下方面：

　�、� 成形品寸法公差。

　�、� 與別的部品之間的關系(配合)等。

　�、� 便于金型的修正。

　�、� 機械加工方法所能達到的加工能力。

　　⑤ 加工費用。

　�、� 其他。

　�、切托揪�采用掛鉤的形式與型腔件配合，X-Y方向用公差來嚴格控制。

　　⑷澆口設計

　�、晒潭ǚ椒�

　　⑹材質、硬度的決定

　　考慮以下方面：

　　① 成形品的形狀、寸法精度維持機能。

　�、� 成形品表面品質決定機能。

　�、� 耐沖擊，剛性、強度要足夠。

　�、� 耐腐蝕性。

　　⑤ 耐磨性。

　　⑥ 機加工性。

　　⑦ 鏡面特性。

　　⑧ 熱傳導性。

　�、� 熱處理性。

　�、� 材料價格。

　　2. 固定側型芯的設計

　　形狀與寸法根據(jù)成形品基本圖確定。

　　材質的選擇參考上面的內容。

　　可動側型芯、型腔設計大致與固定側相同，但多出頂出部分的設計內容。

　　至此，金型部品圖中與成形有關的部分已完成，下面進行金型構造部分的部品設計。

　　檢圖工作

　　部品圖設計完了以后要進行檢圖，這與設計工作同等重要。在投入生產前發(fā)現(xiàn)錯誤，要比在生產中或完成后才發(fā)現(xiàn)要節(jié)省大量的金錢與精力。

　　檢圖工作，可由設計者自身承擔，也可由第三者擔任。在檢圖中應把握如下原則：

　�、旁敿氃O計、重要設計檢查時，最好在精力充沛時進行。

　　模具設計

　�、七B續(xù)工作1～2小時，應休息10～15分鐘，保持頭腦清醒。

　�、遣灰獞峙率�敗，在失敗中取得成長的經驗。

　　⑷不要從詳細設計著手，應從總體方案開始，這樣容易發(fā)現(xiàn)大的原則性的錯誤。

　�、煽烧{查類似金型在使用過程中發(fā)生的問題，并與自己的設計工作相對照。

　　檢圖工作主要內容如下：

　　1. 重要的原則性的項目

　�、鸥鶕�(jù)型芯、型腔明細表，有無遺漏設計的部分。

　�、平鹦腿�數(shù)是否合適。

　�、欠中兔娴脑O置是否正確?是否滿足金型仕樣書的要求?

　�、刃颓豢煞裢耆�填充?

　�、芍谱髻M用是否在預算范圍內?

　　⑹成形品生產成本是否在預算范圍內?

　�、私鹦图{期可否完成?

　　⑻為保證納期，是否采取了合理的措施?

　　⑼成形品型腔可否順利脫出?

　�、纬尚纹沸托究煞耥樌�脫出?

　�、蠞部�、流道的配置有無不當?

　　⑿冷卻水道有無干涉處?

　�、阎�撐柱、頂桿、定出導向柱有無干涉?

　　⒁成形收縮率計算是否正確?

　�、予偧�分割方式是否正確?

　�、詢蓚认嗷ヅ浜系牟考�設計是否正確?

　�、粘尚螜C取付仕樣是否滿足要求?

　�、制渌�特殊要求是否滿足?

　　2. 金型構造方面的檢討

　�、拍壳暗脑O計正確與否，有無可以改進之處?

　　⑵樹脂流動的預想是否正確?

　�、切托�、型腔離型對策正確與否?

　�、然瑝K與滑動型芯的設計是否正確?

　　⑸配合處公差是否正確?

　�、逝艢獾朗欠窈线m?

　　⑺配合間隙是否合適?

　�、萄b配時是否困難?

　�、筒鹦妒欠穹奖�?

　�、螌Π谆�現(xiàn)象有無預防?

　�、蟽蓚雀鞑考�之間有無干涉?

　　3. 進行詳細檢討的部分：

　　⑴有無尺寸相互不一致處?

　�、茢嗝嫘螤钫�確與否?

　　⑶部品個數(shù)是否正確?

　�、炔科凡馁|是否正確?

　�、尚桶鍎傂允欠駶M足要求?

　�、市颓粍傂浴�強度是否滿足要求?

　�、藵部谛螤钍欠窈线m?

　�、碳庸し椒ㄊ欠窠涍^妥善考慮?

　�、碗姌O設計是否正確?

　　⑽標準部品發(fā)注書是否有誤?

　�、峡蛻羰藰幼兏�部分是否已全部變更?

　�、袕U舊圖面是否已被替換?

　　⒀寸法公差、表面粗糙度有無過于嚴格處?

　�、覚C械加工性是否適當?

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