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近年来的塑胶模具设计心得
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塑胶模具设计心得
一. 设计准备
1.必需的图纸、模型字样书的内容等的确认：在正式的模型设计之前，下列图纸或文件通常要具备：
①产品图;
②模型设计制作字样书;
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
产品图决定了模型设计的 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对模型构造有影响的部位;
②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产品壁厚较薄处(t<0.6mm);
⑦产品壁厚较厚处;
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.产品立体形状的理解
产品图是二维绘制的，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�圆吠嫉睦斫猓嬷瞥霾科犯鞑课坏亩厦嫱肌I鲜稣庑┒越捶中兔娴娜范ā⑷胱拥姆指罘浅V匾H绻跫市恚褂谜惩恋雀ㄖ锢窗镏斫饣岣谩�
4.标题栏的检讨：产品图的标题栏一般注明了图面中的公差、产品的材料等一些内容，必须要认真研读。
①产品名; 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，则模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，所以设计者应遵守产品图的规定。
⑶成型品表面划伤等缺陷的规定：模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必要型压力的检讨
熔融树脂在注射时，会在模型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机 大型压力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型压力的计算如下：
F=P×AF：必要型压力(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cm2
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 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。
二.成型品基本图的设计
下图是模型设计工作的大致流程：
初期检讨→成型品基本图设计→模型构造设计→产品图设计→检图→出图
塑料注射模型的设计从成型品基本图的设计入手，其正确与否决定了成型制品的好坏。
下面就成型品基本图的设计手法进行讲解：
1.了解成型材料的特性： 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;
③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类似模型的比较;
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无脱模不良发生;
④外观上分割线无影响处。
6.模型制作手法的决定：由于塑料冷却以后的收缩性，故模型制作手法要考虑“成型收缩率”，方法如下：(以收缩率0.2%为例)
①两侧公差：L=25&pmn;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模型制作上可修改性的补正。
②奇数寸法的偶数化。
7.拔模斜度的决定(固定侧)为防止脱模不良，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。
8.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。
9.顶杆的配置，按照以下原则：
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 小1mm壁厚保证。
10.生产数的记入
三.模型构造设计
成型品基本图完成以后，即可开展 重要的工作-模型构造图面的设计。这部分工作占模型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程：
1.成型机模型取付仕样的确认：
①滑杆间距的确认：模型大小不可超过滑杆间距，通常要留20mm以上的安全距离。
② 小型厚的确认：模型的型厚要大于注射机的 小型厚。
③ 大开模行程的确认。
④ 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 大型厚的计算T= 小型厚+ 大开模距离-S1-S2-S。
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 短地达到均衡进料。
3.型腔壁厚度的确定：见P126~P131附录论述
4.模架的选择：对于塑料注射模具而言，模架均已标准化。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目前标准模架CAD库，可使用它来快速生成模架图。
5.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
6.浇口套采用PUNCH市贩品
7.开模次序的确定，并采用相应机构来确保这种开模次序的实现
8.流道从流道板顺利脱出的方法：采用RUNNEREJECTINGSET(MISUMI市贩品)
9.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。
10.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。
11.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。
12.浇口套的配置：采用标准部品。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。
13.定位圈的配置：结合成形机仕样，采用PUNCH市贩品。
14.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。
15.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。
16.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。
17.其他：至此，金型的构造设计基本完成。
四.部品图设计
在进行构造设计完成以后，根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计，包括下述内容：
⑴设计需加工的部品图面。
⑵外构件追加工部品图面。
⑶购入部品仕样书。
1.型腔部分的设计：
⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合，注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。
⑵成形部分形状与寸法，根据成形品基本图来决定，并考虑以下方面：
①成形品寸法公差。
②与别的部品之间的关系(配合)等。
③便于金型的修正。
④机械加工方法所能达到的加工能力。
⑤加工费用。
⑥其他。
⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合，X-Y方向用公差来严格控制。
⑷浇口设计
⑸固定方法
⑹材质、硬度的决定：考虑以下方面：
①成形品的形状、寸法精度维持机能。
②成形品表面品质决定机能。
③耐冲击，刚性、强度要足够。
④耐腐蚀性。
⑤耐磨性。
⑥机加工性。
⑦镜面特性。
⑧热传导性。
⑨热处理性。
⑩材料价格。
2.固定侧型芯的设计：形状与寸法根据成形品基本图确定。材质的选择参考上面的内容。可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同，但多出顶出部分的设计内容。至此，金型部品图中与成形有关的部分已完成，下面进行金型构造部分的部品设计。
五.检图
部品图设计完了以后要进行检图，这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误，要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。检图工作，可由设计者自身承担，也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则：
⑴详细设计、重要设计检查时， 在精力充沛时进行。
⑵连续工作1~2小时，应休息10~15分钟，保持头脑清醒。
⑶不要惧怕失败，在失败中取得成长的经验。
⑷不要从详细设计着手，应从总体方案开始，这样容易发现大的原则性的错误。
⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题，并与自己的设计工作相对照。
检图工作主要内容如下：
1.重要的原则性的项目
⑴根据型芯、型腔明细表，有无遗漏设计的部分。
⑵金型取数是否合适。
⑶分型面的设置是否正确?是否满足金型仕样书的要求?
⑷型腔可否完全填充?
⑸制作费用是否在预算范围内?
⑹成形品生产成本是否在预算范围内?
⑺金型纳期可否完成?
⑻为保证纳期，是否采取了合理的措施?
⑼成形品型腔可否顺利脱出?
⑽成形品型芯可否顺利脱出?
⑾浇口、流道的配置有无不当?
⑿冷却水道有无干涉处?
⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉?
⒁成形收缩率计算是否正确?
⒂镶件分割方式是否正确?
⒃两侧相互配合的部件设计是否正确?
⒄成形机取付仕样是否满足要求?
⒅其他特殊要求是否满足?
2.金型构造方面的检讨
⑴目前的设计正确与否，有无可以改进之处?
⑵树脂流动的预想是否正确?
⑶型芯、型腔离型对策正确与否?
⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确?
⑸配合处公差是否正确?
⑹排气道是否合适?
⑺配合间隙是否合适?
⑻装配时是否困难?
⑼拆卸是否方便?
⑽对白化现象有无预防?
⑾两侧各部件之间有无干涉?
3.进行详细检讨的部分：
⑴有无尺寸相互不一致处?
⑵断面形状正确与否?
⑶部品个数是否正确?
⑷部品材质是否正确?
⑸型板刚性是否满足要求?
⑹型腔刚性、强度是否满足要求?
⑺浇口形状是否合适?
⑻加工方法是否经过妥善考虑?
⑼电极设计是否正确?
⑽标准部品发注书是否有误?
⑾客户仕样变更部分是否已全部变更?
⑿废旧图面是否已被替换?
⒀寸法公差、表面粗糙度有无
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