塑胶模具设计流程

客户资料审查

制品样板

3D产品设计

结果回馈客户

客户承认

模具设计与开发计划的制订﹑设计参数的审核与分析

制品参数评审

a﹑制品用在何处(外观要求)﹔怎样使用(力学性能要求)﹖

b﹑成型塑料的收缩率多少﹖

制品CAD图面

3D产品设计

c﹑制品是否要同其他零件进行配合(公差要求)﹖

d﹑制品结构脱模角分别是多少﹖

制品3D档案

3D审查

e﹑浇口位置﹑流线﹑结合线﹑顶出痕要求﹖

f﹑制品外观面有无特殊要求﹕咬花﹑蚀纹...﹖

制品3D档与样板

图样比对

模具参数评审

a﹑客户指定制品成型塑料的模塑特性如何﹖

b﹑预期将模塑多少件制品﹖

制品CAD档与样板

图样比对

c﹑预期的模塑周期多长﹖

d﹑需要何种类型的流道系统﹕冷流道(二板or三板)﹑热流道or两都结合

制品3D档与CAD档

图图比对

e﹑模腔的布局﹖天地方向的选择﹖

f﹑制品出模方式的选择﹕手动拿出or自动落下﹔机械顶出﹑液压顶出or气压顶出

设计规划

设计日程的确定﹔该项目设计小组指定﹑技术负责人指定

设计中

模具结构设计

1﹑制品能否从模腔中拉出﹖能否从模芯上脱下﹖

确定出模方向﹕首先根据制品Boss﹑Clip﹑cip等结构确定出模方向﹐若无法正常成型和脱模则考虑设计斜销(顶)﹑内(外)滑块侧面抽芯﹔如果制品有内外螺纹结构﹐还需设计方法一﹕以液压缸驱动齿轮﹑螺杆旋出﹔方法二﹕以齿条借助开模力﹑开模行程驱动齿轮﹑螺杆旋出

2﹑确定分型面

以模具制造加工条件的要求为根据﹐满足制品外形要求来确定模具分型面位置﹐便利简化磨削﹑铣削﹑CNC加工

3﹑制品模穴布局平衡吗﹖

针对制品模穴布局不平衡问题﹐(如一模一穴﹐进料点偏离模具中心一定距离﹔一模两穴﹐大小差别较大两个制品)﹐解决方法一﹕设计模楔做为模腔/模芯的一部分来平衡这些力﹔方法二﹕采用倾斜式唧嘴﹔

4﹑设计合理的浇口位置﹑浇口形状以及浇口数目

根据制品大小﹑成型材料的粘度﹑流动性能﹑可能出现的料流结合线﹑模塑周期的长短﹔借用CAE模流分析软件(公司尚未安装)/PRO/E塑料顾问等工具来确定浇口位置/大小/型式(针点﹑侧边状﹑搭接式﹑锥型状…)/数目。浇口的设计决定料流结合线﹐而结合线的汇集将使内应力集中﹐这对于制品将是一个致命的破坏因素

5﹑镶件和成孔销的设计

针对一些精巧细小的部件采取模仁镶件的方法﹐如成形深而小的孔位﹔模仁成型面在工作过程中容易磨损破坏的结构﹔在分型面下方深处无法加工或难以加工的结构﹔深/厚>5的筋位

设计中

模具结构设计

6﹑排气结构设计

针对制品一些尖锐薄的位置﹐在注塑过程因排气不良而容易形成真空以致注射压力损失大且粘料难以充饱产生射出制品缺胶现象﹐我们需在该处设置固定排气销﹑开设镶件孔or将顶针设置于该处

7﹑顶出机构设计

确定合适的顶出方法(脱模板﹑顶杆﹑直推块﹑气动顶出阀﹑气隙)

8﹑冷却水路设计

我们根据预期模塑量﹑模塑周期来确定冷却水路的有or没有﹕a:对于较低模塑量的样件模﹐可以不设冷却水路﹔b:对预期模塑量上万的模具我们精确的设计合理高效的冷却条件﹐避免出现冷却不均匀甚至有些地方无法被冷却的现象。注意前后模水线要相互配合﹑不能重垒平行﹐防止塑料分子链取向一致

9﹑公母模仁定位装置设计

将模腔/模芯/斜销进行良好的定位﹐可以补偿制造误差﹑热膨胀﹑磨损等失效因素。公母模仁可用卡入模座之定位梢保证定位准确﹔对于分型面落差较大的小型模具用导柱定位即可﹐而对于大型模具/非平衡高保压力模具﹑分型面平整无咬合的模具我们还可以采用方型/圆型导柱辅助器﹑T型辅助器﹑锥形锁﹑模楔等添加结构来确保可靠的定位

10﹑滑块抽芯驱动机构﹑锁紧机构的设计

我们在给予滑块足够的抽芯力和足够的抽芯距离的同时。应根据滑块的体积大小和所需的抽芯距离设计适合的滑块驱动机构以及滑块复位锁紧机构﹕a:斜导柱(驱动件)配合铲机﹔b:斜导柱配合模板斜面﹔c:束仔开T形槽(兼抽芯与锁紧作用)

11﹑滑块定位装置设计

滑块抽芯行程的定位使用较多的两种方式﹕一﹑采用弹簧珠定位﹔二﹑采用压力弹簧配合停止销定位。

12﹑次序开模机构的设计

我们在设计三板模﹑多板模时﹐至少有三个以上的开模面﹐如何保证它们按照我们的设计意愿次序开模至关重要。我们可以根据模具大小﹑制品粘模度来设置标准的外部钢质开闭器﹑内部塑料开闭器配合行程拉杆来保证开模顺序

13﹑三板模流道脱出装置的设计

针对三板模料头贯穿流道板(剥料板)﹑A板﹑母模仁﹐如何完全的从模具中脱落﹐我们需在前模面板上设置流道小拉杆﹐当流道板与前模板(A板)分开时将下沉料头从前模中拉出﹐然后人工钳出流道凝料﹔对于自动化要求高的模具我还可在流道上设计自动弹料机构。

14﹑模具压板的厚度设置

a﹕一般情况下﹐我们可采用模架制造商提供的标准值﹔b﹕根据客户提供的要求值设计﹐如配合注射机的快速夹模装置需要特定的面﹑底板厚度

15﹑唧嘴规格选择

根据下沉料沟的长度﹑模具大小来确定所用唧嘴规格﹐若无所需的类型则设计唧嘴零件图自行加工

16﹑定位环规规格选择

根据所用唧嘴大小﹑注射机喷头尺寸选择适合规格的定位环

17﹑模仁尺寸的确定

视制品大小给定模仁长﹑宽﹑高尺寸﹕小件(模仁周边距制品轮廓最近处长/宽方向单边25~40mm﹔高度方向30~40mm);大件(模仁周边距制品轮廓最近处长/宽方向单边40~60mm﹔高度方向40~55mm)

18﹑A/B板尺寸确定

视制品大小给定A/B长﹑宽﹑高尺寸﹕小件(A/B板周边距模仁轮廓长/宽方向单边45~50mm﹔高度方向A板20~30mm﹔B板28~35);大件(A/B板周边距模仁轮廓长/宽方向单边50~100mm﹔高度方向A板30~40mm﹔B板40~60mm)

19﹑方铁(模脚)高度确定

以制品顶出所需距离(=制品高度+顶针面板厚度+顶针底板厚度+停止销头厚+20mm安全值)和斜顶抽芯行程计算顶针板的推动行程L来确定所需方铁的高度

20﹑K.O孔大小/数目的确定

根据客户注射机条件按客户机台的要求﹑模具大小来设置K.O孔的大小/数目以及布局

设计中

模具结构设计

21﹑复位﹑先复位机构设计

顶针板的复位在无特殊要求的情况下一般采用复位杆(回针)由前模板合模时推动复位﹔但在一些特殊情况下如﹕滑块与顶针行程相干涉时必须采用顶针板先复位机构

22﹑螺丝的设置

调整模块上的螺丝位置﹐避开水路﹔斜顶﹑滑块的行程﹐防止发生干涉现象﹔锁公母模仁之螺丝﹐设计时愈多愈好﹐且需平均分配﹐使模仁与模座接触面更密合﹐且须为公制规格

23﹑导柱的设置

在设置导柱时需防呆﹐必须有一支导柱在X﹑Y方向偏移5mm

24﹑确定模具的最小外形尺寸

根据制品出模方向的投影面积和成形结构部件的布局确定模架的最小外形尺寸﹐选择最接近尺寸的标准模架or非标准模架

汇审

阶段性设计审查

组织加工执行单位(CNC﹑钳工)代表在适当阶段参与设计评审工作﹐对进行到目前为止的所有工作做全面的讨论与确认﹐对需要改进的方案做相关的记录并交付设计人员执行

结构﹑材质确认

最终确定模架外形尺寸并确定模具各零部件的材质

成型部件之结构确认﹔模架规格确定﹐前﹑后模仁﹑滑块﹑斜销(顶)﹑束仔(斜楔)﹑垫块﹑耐磨块﹑镶件的材质确定

3D组立

3D分模及模具零件建构

使用UG﹑PRO/E软件进行模具3D组立建构﹐该部细化见附表一﹕模具3D组立规范

2D组立

绘制组立(装配)图纸

保证所有零件的工作位置﹑装配关系以及工作状况等信息在视图上都有表达清楚明了﹐要求视图以第三视角摆放﹔严格图层的使用(详见附表三﹕塑料模具图层规范)

模具2D零件图绘制

绘制零件图

模胚图﹑公模水路图﹑母模水路图﹑公模机加工图﹑母模机加工图﹑模仁线割图﹑顶针位置图﹑电极加工图﹑放电位置图﹑模仁螺丝/销钉位置图﹑公(母)模仁检测图等加工﹑检测之所需2D图面的绘制﹐必须依照制订的2D图面要求规范进行绘图作业﹔严格图层的使用(根据塑料模具图层的要求)﹔该部细化见附表二﹕模具2D零件图面规范

BOM

零件 BOM 建立

附于装配图纸上﹐将所有模具零部件编号列表﹕详尽列出每一个零件的名称﹑编号﹑尺寸﹑材质﹑备注说明

设计评审

设计评审及设计确认

对设计进行重审﹐这是推敲图纸以及在模具细部设计和开始制造之前更改设计的最后机会

a﹕零件图尺寸标识是否完整﹖有无过标﹑漏标尺寸﹖尺寸格式是否统一﹖精度要求为0.01

b﹕零件图所标示之尺寸是否符合钳工机加工﹑品管检测之便利﹖

c﹕冷却水路之水径和分布合理吗﹖有没有与其它模具结构产生干涉现象﹖有没有模仁存在冷却不均匀﹑冷却不到现象﹔需做水栓沉头吗﹖使模具表面平整﹐沉头规格值为﹕Φ35*25L﹔在水栓位必须标示IN(#__流水号)

d﹕结合3D组立检查模具活动部件的设计是否正确﹖电极放电位置之2D图面尺寸标注是否详尽无误﹖水线是否安全﹖

e﹕结合3D组立斜顶﹑滑块抽芯行程足够吗﹖束仔﹑楔块的可靠的锁紧强度吗﹖所有活动构件的材料选择合理吗﹖

f﹕制品脱模是否可靠﹖顶出机构(顶针﹑推块﹑推件板)的选择与数目布局是否合理

设计输出

图纸放行

填好标题栏并完成图纸

正式图纸的标题栏信息要求完整﹕模具编号﹑制品名称﹑成型原料﹑原料收缩率﹑图纸比例尺﹑图纸版次﹑图纸完成日期﹑审核日期﹑交付车间日期﹑设计变更栏填写以及设计者/审查者/核准者签名