四象限分析法的优点
 
五金模具設計流程
發布時間:2011-6-25 閱讀:1351


  一.設計準備 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:   ① 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:   ① 公差要求較嚴格處;②對金型構造有影響的部位;   ② 現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)   ⑦部品壁厚較厚處;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   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。   ①部品名;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   ⑴澆口種類、位置、數量   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。   ⑵入子分割線的要求   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定。   ⑶成型品表面劃傷等缺陷的規定   金型設計者應避免可能發生上述缺陷的金型結構設計。   ⑷未注公差的要求。   ⑸成型品形狀及尺寸上的變更需征得客戶的同意,作為金型設計者來說,不可自行決斷。   ⑹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。   ⑺其他各視圖的檢討。方法同上   ⑻必要型締力的檢討   熔融樹脂在注射時,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   ⑽必要射出體積的檢討   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   ⑾其他事項   如客戶提供的資料不全,需跟客戶聯系,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。   
    二.成型品基本圖的設計   下圖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:   ① 型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③氣泡的發生;   ③成型品的變形;⑤點澆口的切斷痕;⑥其他   在設計工作中,根據工作條件,采用下述方法來分析驗證:   ① 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:   ① 盡量采用平面;②易于加工;③無離型不良發生;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   ②片側公差: 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。   ② 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:   ① 頂出面積盡可能大,因細小的頂桿孔難以加工。   ② 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)。   ③ 頂桿要配置在型芯附近。   ④ 頂桿孔周圍最小1mm壁厚保證。   10. 生產數的記入   
    三.金型構造設計   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:   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。   ② 最小型厚的確認   金型的型厚要大于注射機的最小型厚   ③ 最大開模行程的確認   ④ 最大鎖模力的確認   ⑤ 理論射出容量的確認   ⑥ 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)   ⑧ 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,除了大小規格外,應確認以下方面:   ① 導柱導套的位置,有的導柱在固定側,而有的在可動側。根據需要來選擇。   ② 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。   ③ 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。   ① 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   ② 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   ④ 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   ⑥ 拉料勾長度決定   ⑦ 流道頂出裝置決定   ⑧ 澆口套周邊機構決定   ⑨ 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.   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.為防止此種現象發生,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生干涉。   12. 澆口套的配置   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則,按此規則進行確定。   17. 其他   至此,金型的構造設計基本完成。   
    四.部品圖設計   在進行構造設計完成以后,根據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。   ⑶購入部品仕樣書。   1. 型腔部分的設計:   ⑴從金型構造圖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。   ⑵成形部分形狀與寸法   根據成形品基本圖來決定,并考慮以下方面:   ① 成形品寸法公差。   ② 與別的部品之間的關系(配合)等。   ③ 便于金型的修正。   ④ 機械加工方法所能達到的加工能力。   ⑤ 加工費用。   ⑥ 其他。   ⑶型芯均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   ⑸固定方法   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。   ② 成形品表面品質決定機能。   ③ 耐沖擊,剛性、強度要足夠。   ④ 耐腐蝕性。   ⑤ 耐磨性。   ⑥ 機加工性。   ⑦ 鏡面特性。   ⑧ 熱傳導性。   ⑨ 熱處理性。   ⑩ 材料價格。   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。   
    五.檢圖 部品圖設計完了以后要進行檢圖,這與設計工作同等重要。在投入生產前發現錯誤,要比在生產中或完成后才發現要節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:   ⑴詳細設計、重要設計檢查時,最好在精力充沛時進行。   ⑵連續工作1~2小時,應休息10~15分鐘,保持頭腦清醒。   ⑶不要懼怕失敗,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,這樣容易發現大的原則性的錯誤。   ⑸可調查類似金型在使用過程中發生的問題,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   ⑴根據型芯、型腔明細表,有無遺漏設計的部分。   ⑵金型取數是否合適。   ⑶分型面的設置是否正確?是否滿足金型仕樣書的要求?   ⑷型腔可否完全填充?   ⑸制作費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?   ⑺金型納期可否完成?   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?   ⑽成形品型芯可否順利脫出?   ⑾澆口、流道的配置有無不當?   ⑿冷卻水道有無干涉處?   ⒀支撐柱、頂桿、定出導向柱有無干涉?   ⒁成形收縮率計算是否正確?   ⒂鑲件分割方式是否正確?   ⒃兩側相互配合的部件設計是否正確?   ⒄成形機取付仕樣是否滿足要求?   ⒅其他特殊要求是否滿足?   2. 金型構造方面的檢討   ⑴目前的設計正確與否,有無可以改進之處?   ⑵樹脂流動的預想是否正確?   ⑶型芯、型腔離型對策正確與否?   ⑷滑塊與滑動型芯的設計是否正確?   ⑸配合處公差是否正確?   ⑹排氣道是否合適?   ⑺配合間隙是否合適?
⑻裝配時是否困難?   ⑼拆卸是否方便?   ⑽對白化現象有無預防?   ⑾兩側各部件之間有無干涉?   3. 進行詳細檢討的部分:   ⑴有無尺寸相互不一致處?   ⑵斷面形狀正確與否?   ⑶部品個數是否正確?   ⑷部品材質是否正確?   ⑸型板剛性是否滿足要求?   ⑹型腔剛性、強度是否滿足要求?   ⑺澆口形狀是否合適?   ⑻加工方法是否經過妥善考慮?   ⑼電極設計是否正確?   ⑽標準部品發注書是否有誤?   ⑾客戶仕樣變更部分是否已全部變更?   ⑿廢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?   ⒁機械加工性是否適當?
 
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