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(shū)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(shū);③設計制作契約書(shū);④其他

　　并且要對上述資料完全理解，不明確處要得到客戶(hù)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(hù)提供的部品圖是按照JIS制圖規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(guò)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;

　�、� 現有圖面無(wú)法理解的部分;④注記中特別突出的事項

　�、萏厥獾牟牧虾蜔崽幚硪�求;⑥部品壁厚較薄處(t<0.6mm)

　�、卟科繁诤褫^厚處;⑧外觀(guān)上有無(wú)特別仕樣要求

　�、崛�維曲面部分;⑩設計者、日期、納期、價(jià)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(guò)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(lái)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(lái)幫助理解會(huì )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(zhì)(包括收縮率);⑤仕樣，指材質(zhì)的詳細仕樣，如生產(chǎn)廠(chǎng)家、商品名、樹(shù)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(lèi)、位置、數量

　　如無(wú)特殊要求，則金型設計者在自行決定后需征得客戶(hù)的同意。

　�、谌胱臃指罹�(xiàn)的要求

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

　�、鄢尚推繁砻鎰潅�等缺陷的規定

　　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(hù)的同意，作為金型設計者來(lái)說(shuō)，不可自行決斷。

　�、拗饕晥D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

　�、啾匾�型締力的檢討

　�、崛廴跇�(shù)脂在注射時(shí)，會(huì )在金型分型面上產(chǎn)生一個(gè)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(huì )產(chǎn)生縫隙，發(fā)生溢邊現象。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(shí)，要進(jìn)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(hù)提供的資料不全，需跟客戶(hù)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(jìn)行講解：

　　1. 了解成型材料的特性

　　最關(guān)鍵的是流動(dòng)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(gè)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(diǎn)澆口的切斷痕;⑥其他

　　在設計工作中，根據工作條件，采用下述方法來(lái)分析驗證：

　�、� 類(lèi)似金型的比較;②流動(dòng)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(wú)離型不良發(fā)生;④外觀(guān)上分割線(xiàn)無(wú)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)

　�、賰蓚裙�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(jīng)過(guò)上述方法計算出的寸法，要經(jīng)過(guò)以下兩方面的補正：

　�、� 金型制作上可修改性的補正。

　�、� 奇數寸法的偶數化。

　　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(dòng)側)

　　如有必要，可動(dòng)側也可加拔模斜度，但一般可不加。如有頂出不良，可通過(guò)加裝頂桿的方法來(lái)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(xiàn)做出的較簡(jiǎn)單)。

　�、� 頂桿要配置在型芯附近。

　�、� 頂桿孔周?chē)�最�?mm壁厚保證。

　　10. 生產(chǎn)數的記入

　　金型構造

　　成型品基本圖完成以后，即可開(kāi)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

　�、� 滑桿間距的確認

　　金型大小不可超過(guò)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(kāi)模行程的確認

　�、� 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)

　�、� 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(kāi)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(jìn)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(shí)，除了大小規格外，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(dòng)側。根據需要來(lái)選擇。

　�、� 對于各模板的厚度，應結合成型品基本圖來(lái)確認。一般來(lái)說(shuō)，要使鑲件非成形部分的長(cháng)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(lái)快速生成模架圖。

　　5. 分型動(dòng)作的決定

　　在模板厚度確定后，進(jìn)行分型動(dòng)作的檢討。

　�、� 固定側型板與流道板之間的開(kāi)模距離S1

　　S1=點(diǎn)澆口套長(cháng)度+澆口套長(cháng)度+10～20

　�、� 流道板與固定側座板之間的開(kāi)模距離S2

　　S2=拉料勾勾頭長(cháng)度+3mm安全距離

　�、� 止動(dòng)螺栓長(cháng)度決定

　　L=固定側型板厚+S1

　�、� 止動(dòng)螺栓頭部長(cháng)度決定

　�、� 支撐導柱長(cháng)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(cháng)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(kāi)模次序的確定,并采用相應機構來(lái)確保這種開(kāi)模次序的實(shí)現.

　　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(shí),注射機會(huì )在可動(dòng)側型板的底部產(chǎn)生一個(gè)瞬間的注射壓力,引起型板變形.為防止此種現象發(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(gè)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(kāi)設冷卻水孔，通以冷卻用水。

　　冷卻水孔的大小與冷卻效率關(guān)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量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時(shí)，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(kāi)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(lái)說(shuō)，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(shí)需設排氣道。不過(guò)一般設計中不予考慮，生產(chǎn)中如發(fā)現有排氣不良，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(dòng)的精度，從而延長(cháng)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則，按此規則進(jìn)行確定。

　　17. 其他

　　至此，金型的構造設計基本完成。

　　部品圖

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

　�、旁O計需加工的部品圖面。

　�、仆鈽嫾�追加工部品圖面。

　�、琴徣氩科肥藰訒�(shū)。

　　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(lái)。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

　　根據成形品基本圖來(lái)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(guān)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。

　�、� 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(lái)嚴格控制。

　�、葷部谠O計

　�、晒潭ǚ椒�

　�、什馁|(zhì)、硬度的決定

　　考慮以下方面：

　�、� 成形品的形狀、寸法精度維持機能。

　�、� 成形品表面品質(zhì)決定機能。

　�、� 耐沖擊，剛性、強度要足夠。

　�、� 耐腐蝕性。

　�、� 耐磨性。

　�、� 機加工性。

　�、� 鏡面特性。

　�、� 熱傳導性。

　�、� 熱處理性。

　�、� 材料價(jià)格。

　　2. 固定側型芯的設計

　　形狀與寸法根據成形品基本圖確定。

　　材質(zhì)的選擇參考上面的內容。

　　可動(dòng)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(guān)的部分已完成，下面進(jìn)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(jìn)行檢圖，這與設計工作同等重要。在投入生產(chǎn)前發(fā)現錯誤，要比在生產(chǎn)中或完成后才發(fā)現要節省大量的金錢(qián)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(shí)，最好在精力充沛時(shí)進(jìn)行。

　　模具設計

　�、七B續工作1～2小時(shí)，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(cháng)的經(jīng)驗。

　�、炔灰獜脑敿氃O計著(zhù)手，應從總體方案開(kāi)始，這樣容易發(fā)現大的原則性的錯誤。

　�、煽烧{查類(lèi)似金型在使用過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)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�型芯、型腔明細表，有無(wú)遺漏設計的部分。

　�、平鹦腿�數是否合適。

　�、欠中兔娴脑O置是否正確?是否滿(mǎn)足金型仕樣書(shū)的要求?

　�、刃颓豢煞裢耆�填充?

　�、芍谱髻M用是否在預算范圍內?

　�、食尚纹飞�產(chǎn)成本是否在預算范圍內?

　�、私鹦图{期可否完成?

　�、虨楸ＷC納期，是否采取了合理的措施?

　�、统尚纹沸颓豢煞耥樌�脫出?

　�、纬尚纹沸托究煞耥樌�脫出?

　�、蠞部�、流道的配置有無(wú)不當?

　�、欣鋮s水道有無(wú)干涉處?

　�、阎�撐柱、頂桿、定出導向柱有無(wú)干涉?

　�、页尚问湛s率計算是否正確?

　�、予偧�分割方式是否正確?

　�、�?xún)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(mǎn)足要求?

　�、制渌�特殊要求是否滿(mǎn)足?

　　2. 金型構造方面的檢討

　�、拍壳暗脑O計正確與否，有無(wú)可以改進(jìn)之處?

　�、茦�(shù)脂流動(dòng)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(dòng)型芯的設計是否正確?

　�、膳浜咸幑�差是否正確?

　�、逝艢獾朗欠窈线m?

　�、伺浜祥g隙是否合適?

　�、萄b配時(shí)是否困難?

　�、筒鹦妒欠穹奖�?

　�、螌Π谆�現象有無(wú)預防?

　�、蟽蓚雀鞑考�之間有無(wú)干涉?

　　3. 進(jìn)行詳細檢討的部分：

　�、庞袩o(wú)尺寸相互不一致處?

　�、茢嗝嫘螤钫�確與否?

　�、遣科穫�(gè)數是否正確?

　�、炔科凡馁|(zhì)是否正確?

　�、尚桶鍎傂允欠駶M(mǎn)足要求?

　�、市颓粍傂�、強度是否滿(mǎn)足要求?

　�、藵部谛螤钍欠窈线m?

　�、碳庸し椒ㄊ欠窠�(jīng)過(guò)妥善考慮?

　�、碗姌O設計是否正確?

　�、螛藴什科钒l(fā)注書(shū)是否有誤?

　�、峡蛻�(hù)仕樣變更部分是否已全部變更?

　�、袕U舊圖面是否已被替換?

　�、汛绶ü�差、表面粗糙度有無(wú)過(guò)于嚴格處?

　�、覚C械加工性是否適當?

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