多年的注塑模具設計經驗總結

2017-08-06 by:CAE仿真在線來源:互聯網

模具工業制造技術

首先我們拿到了一個產品后,先不要急著分模,最重要的一件事就是先檢查產品結構,包括拔模,厚度等模塑型問題。

當然這些對于一個剛剛從事模具結構設計的人來說,可能是比較困難的。因為他們可能不知道如何才是比較適合模具設計用的產品,這些沒關系,只是自己日常積累的一個過程。當你分析完產品的拔模,壁厚,以及在出模方向有倒扣的地方后,你基本上已經知道了模具分型面的走向,以及澆口的位置,當然這些最終還是要跟客戶確認的。

有人說,是不是我分析好了產品結構后,就可以開始設計模具了呢,答案當然是NO。要想在設計時少走彎路,一些關于影響模具結構的項目是一定要確認好的。

具體內容如下:

1,客戶用來生產的注塑機的噸位及型號類型,這個確認不好,你就沒法確認你模具的澆口套的入口直徑以及定位圈的直徑,頂出孔的大小跟位置,還有注塑機能伸進模具內的深度,甚至模架的大小,閉合高度等等。你辛辛苦苦的設計好了一套用油缸抽芯的模具結構,你也頗有成就感,可模具到了客戶那里沒法生產,因為客戶那里只有電動注塑機,而且沒另外加中子,估計那時你會有種欲哭無淚的感覺。

2,客戶注塑機的碼模方式,一般常用的是壓板碼模,螺絲碼模,液壓碼模,磁力碼模等等。這個確認好了,你才知道你設計模具時,到底需不需要設計碼模螺絲過孔或者碼模槽。

3,剛才我們分析后的產品的問題點,以及產品夾線,產品材料及收縮率。不要想當然的認為PP的塑料收縮率就一定是1.5%,這個一定要跟客戶確認好,要知道他們最終用于生產的材料是什么牌號的,有沒有添加什么改性材料等等。

有條件時,最好能熟知產品的裝配關系以及產品的用途等等,這些信息對于將來的模具結構設計是非常有幫助的。因為了解了這些,你就知道哪些是外觀面,哪些是非外觀,哪些地方的拔模角度是可以隨便加大的,哪些地方是不能改的。

甚至包括一些產品的結構,如果你了解了產品的實際裝配關系以及用途,你就知道哪些倒扣結構是可以取消或改成另外一種簡單形式的。一定要牢記,做模具的過程就是把復雜問題簡單化的過程。

常看到一些人以做了一套多么多么復雜的結構而感到驕傲自豪,我覺得那是非常的無知。因為很多產品工程師可能會由于自身的經驗問題,設計了一些不太合理的結構,如果作為下游工序,不能幫他們指正的話,他們可能永遠都覺得那樣設計是沒問題的。那我們產品工程師的進步就會非常的緩慢。

4,模具水路外接參數,油路外接參數,電路外接參數,氣路外接參數。只有在設計之前了解了客戶這些要求之后,你才能有預見性的設計水路油路氣路,別到時辛辛苦苦設計好了模具,后來發現客戶需要在模具內部串聯油路,那時你再改動,估計會累個半死,因為你水路,頂桿,螺釘什么的都好不容易排好了位。

像這四路的設計順序一般是先保證油路,因為油路要分布平衡,特指需要油缸頂出的模具結構,如果油路不平衡的話,油缸頂出的動作就會有先后,容易頂出不平衡。當然也可以采用齒輪分油器,但那樣就更復雜了.其次是水路,因為水路要保證冷卻效果,分布不均會影響產品質量及模具壽命。最后才是氣路跟電路。在模具上的放置順序是,最靠近TOP方向的是電路,然后是水路,氣路,最下面的是油路接頭。

5,其它未盡事項。掌握了這些信息后,我們就可以著手設計模具了。首先是分模,這個過程估計是大家都比較喜歡的過程。因為分出模來有成就感。分型面的原則就是簡單即好,能拉伸出來的堅決不掃描,或者用其它高級命令。

其次拉分型面時要有大局觀,盡量簡化分型面,不要搞的七七八八的,如果不是精密模具,那些0.1~0.5的插穿位能避免的就要避免。另外分型面還要遵循一個原則,就是盡量順著產品趨勢做。

串插一句題外話,在學習三維軟件時,一定要切記,每個命令的原理都弄明白,那你就知道在什么時候能用到那個命令。很多時候重要的不是你不會用軟件,而是你不會活學活用軟件。同樣一個命令,有經驗的人會有很多種靈活的用法,這點體現在UG上是最明顯的。

一句話,重要的是思路,而不是工具本身。在做分型面的時候,只需要知道,插穿面的角度能大就大,碰穿面的面積能大就大,拉出來的枕位能寬就寬。要充分考慮你現在手上拉的這個分型面將來實際模具做出來后,人家車間負責飛模(飛模就是合模,模具的分模面及滑塊面等經過機加工或放電加工后,要用紅丹著色來確認面同面的接觸是否良好,如接觸不很理想就加以鉗工修正,這個過程就叫飛模,也叫合模或配模.)的師傅會不會罵你就行了。

如果你覺得不會挨罵,那就OK,繼續進行,當將來你真的被罵了,這些就是你的經驗。

在做分型面的同時肯定是要考慮滑塊跟斜頂的排布的,因為那些也要涉及到分型面的改動。典型滑塊結構就是三角函數關系,這個沒事自己多算算就行,但要保證斜導柱的角度不要太大,盡量做到30度以下。斜導柱選用的原則就是能粗就粗,別太小氣,因為斜導柱是要受力的。

另外滑塊也分很多變異的結構,例如,上坡滑塊,下坡滑塊,內抽滑塊,油缸抽,前模滑塊,滑塊帶滑塊,滑塊帶反頂,滑塊帶斜頂,等等,這些特殊結構都是充分利用了三角函數關系式,目的就是為了實現產品倒扣的脫模,及模具的正常開合模動作。滑塊的計算公式各大論壇都有詳細的介紹,我就不在此贅述了。

其次是斜頂,斜頂比較靈活,但典型斜頂的角度也不要太大,盡量不要超過15度,當然你非要做20度也行,但壽命就很難保證了,而且動作也會很不順暢,具體原理參照三角函數與理論力學。

斜頂的形狀有很多演化形式,例如,上坡斜頂,下坡斜頂,歪脖子斜頂,鑲拼斜頂桿的大斜頂,鑲拼圓桿的大斜頂,鑲拼掛臺的小斜頂,頂塊下面走斜頂的,滑塊上走斜頂的,斜頂上走斜頂的,斜頂上帶反頂的,等等,這些所有的結構都是一個目的,利用三角函數把產品的倒扣做出來。

由此可見,學好三角函數是多麼的重要啊!所以至于各種特殊的結構,都是人想出來的,你大可以充分發揮你的想象力,不管什么樣的結構都可以去隨便想,想好了,就去大膽的設計,搞不好你就有新發明呢,但設計完后,一定要驗證下三角函數的關系,就是實際模擬下模具的開合模動作,以及考慮下在注塑時會不會有問題等等。

說著說著,我們分模分好了。接下來就是模具結構的排位了,這些內容都是事先要理清頭緒的,根據產品的實際情況,選用不同類型的模具結構,例如,兩板模,三板模,熱流道,IMD,IML,雙色,疊模等等。所有的模具結構類

型都是為了能很好的實現產品的量產而服務的。在選用模架時,我們就要充分考慮剛才提到的那4點注意事項了。

選好了模架我們就要考慮模具的鑲拼了,鑲拼的原則就是簡化加工,節省材料,利于產品成型,比如排氣等等。你覺得模具上存在特別薄的地方,一定要單獨鑲拼出來,易于將來更換。在鑲拼的時候要充分考慮鑲件的強度,加工性,以及將來水路的可設計性。鑲拼完了后,就要加標準件了。加標準件的原則就是先重點后局部,盡量布置平衡對稱。

一般都是要先加頂桿的,加頂桿時一定要考慮水路的排布。一般情況下,要優先考慮頂桿的排布,然后大體設計水路,然后再根據實際情況調整水路頂桿,使兩者達到平衡。加頂出的原則就是抱緊力大的地方,另外要加在產品的楞,臺,邊等強度結構比較好的地方,以免頂白或頂出不平衡。

排水路的原則就是加頂出的原則,因為一般來講,產品抱緊力大的地方也就是產品的熱點,需要加強冷卻的部位,這個矛盾需要調節好。至于到底是用頂桿還是用頂塊或者推板,就需要具體問題具體分析了。

這個要結合產品的結構特點來分析,比如產品容易粘前模,就要考慮要不要后模加倒扣,或者前模加頂出,這些都是自然而然的事情,但很多朋友都不會想全面是什么原因呢,那還是因為沒有對產品結構分析充分,沒有實際考慮下產品在注塑過程中的狀態。這是問題的關鍵。頂桿水路加完了,剩下的就是那些亂七八糟的標準件了,大家在加的時候盡量考慮對稱平衡就是了。

整套模具設計完成后,一定要做以下幾項檢查,首先是鑲塊的拔模分析,看看有沒有倒扣的地方,其次是模具各零件的干涉檢查,重中之重。現在的三維軟件都有這項功能,方便的很。然后就是模具開合模動作的模擬,再簡單的模具只要自己不是太清晰,就一定要實際模擬下,另外就是模具各零件的可加工性以及模具的裝配過程,別辛辛苦苦設計出來了個巧妙的結構,理論計算也沒問題,加工完了,結果裝不進去,或者不好裝配。

至此,可以恭喜你了,大體的流程都已經結束了。其實模具設計是個充滿著矛盾的事情。想設計完美些,模具費用就高了,想設計簡單一些,可能產品就要改或者模具的強度,使用壽命都會有影響。所以模具設計沒有絕對的。只要尋好了那個平衡點,你設計的模具就是成功的。所以,別人設計的結構未必都適合你。只要遵循了以上的模具設計要點,估計大家都能設計出比較合理的模具結構來。

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