塑膠模具設計流程

客戶資料審查

制品樣板

3D產品設計

結果回饋客戶

客戶承認

模具設計與開發計劃的制訂﹑設計參數的審核與分析

制品參數評審

a﹑制品用在何處(外觀要求)﹔怎樣使用(力學性能要求)﹖

b﹑成型塑料的收縮率多少﹖

制品CAD圖面

3D產品設計

c﹑制品是否要同其他零件進行配合(公差要求)﹖

d﹑制品結構脫模角分別是多少﹖

制品3D檔案

3D審查

e﹑澆口位置﹑流線﹑結合線﹑頂出痕要求﹖

f﹑制品外觀面有無特殊要求﹕咬花﹑蝕紋...﹖

制品3D檔與樣板

圖樣比對

模具參數評審

a﹑客戶指定制品成型塑料的模塑特性如何﹖

b﹑預期將模塑多少件制品﹖

制品CAD檔與樣板

圖樣比對

c﹑預期的模塑周期多長﹖

d﹑需要何種類型的流道系統﹕冷流道(二板or三板)﹑熱流道or兩都結合

制品3D檔與CAD檔

圖圖比對

e﹑模腔的布局﹖天地方向的選擇﹖

f﹑制品出模方式的選擇﹕手動拿出or自動落下﹔機械頂出﹑液壓頂出or氣壓頂出

設計規劃

設計日程的確定﹔該項目設計小組指定﹑技術負責人指定

設計中

模具結構設計

1﹑制品能否從模腔中拉出﹖能否從模芯上脫下﹖

確定出模方向﹕首先根據制品Boss﹑Clip﹑cip等結構確定出模方向﹐若無法正常成型和脫模則考慮設計斜銷(頂)﹑內(外)滑塊側面抽芯﹔如果制品有內外螺紋結構﹐還需設計方法一﹕以液壓缸驅動齒輪﹑螺桿旋出﹔方法二﹕以齒條借助開模力﹑開模行程驅動齒輪﹑螺桿旋出

2﹑確定分型面

以模具制造加工條件的要求為根據﹐滿足制品外形要求來確定模具分型面位置﹐便利簡化磨削﹑銑削﹑CNC加工

3﹑制品模穴布局平衡嗎﹖

針對制品模穴布局不平衡問題﹐(如一模一穴﹐進料點偏離模具中心一定距離﹔一模兩穴﹐大小差別較大兩個制品)﹐解決方法一﹕設計模楔做為模腔/模芯的一部分來平衡這些力﹔方法二﹕采用傾斜式唧嘴﹔

4﹑設計合理的澆口位置﹑澆口形狀以及澆口數目

根據制品大小﹑成型材料的粘度﹑流動性能﹑可能出現的料流結合線﹑模塑周期的長短﹔借用CAE模流分析軟件(公司尚未安裝)/PRO/E塑料顧問等工具來確定澆口位置/大小/型式(針點﹑側邊狀﹑搭接式﹑錐型狀…)/數目。澆口的設計決定料流結合線﹐而結合線的匯集將使內應力集中﹐這對于制品將是一個致命的破壞因素

5﹑鑲件和成孔銷的設計

針對一些精巧細小的部件采取模仁鑲件的方法﹐如成形深而小的孔位﹔模仁成型面在工作過程中容易磨損破壞的結構﹔在分型面下方深處無法加工或難以加工的結構﹔深/厚>5的筋位

設計中

模具結構設計

6﹑排氣結構設計

針對制品一些尖銳薄的位置﹐在注塑過程因排氣不良而容易形成真空以致注射壓力損失大且粘料難以充飽產生射出制品缺膠現象﹐我們需在該處設置固定排氣銷﹑開設鑲件孔or將頂針設置于該處

7﹑頂出機構設計

確定合適的頂出方法(脫模板﹑頂桿﹑直推塊﹑氣動頂出閥﹑氣隙)

8﹑冷卻水路設計

我們根據預期模塑量﹑模塑周期來確定冷卻水路的有or沒有﹕a:對于較低模塑量的樣件模﹐可以不設冷卻水路﹔b:對預期模塑量上萬的模具我們精確的設計合理高效的冷卻條件﹐避免出現冷卻不均勻甚至有些地方無法被冷卻的現象。注意前后模水線要相互配合﹑不能重壘平行﹐防止塑料分子鏈取向一致

9﹑公母模仁定位裝置設計

將模腔/模芯/斜銷進行良好的定位﹐可以補償制造誤差﹑熱膨脹﹑磨損等失效因素。公母模仁可用卡入模座之定位梢保證定位準確﹔對于分型面落差較大的小型模具用導柱定位即可﹐而對于大型模具/非平衡高保壓力模具﹑分型面平整無咬合的模具我們還可以采用方型/圓型導柱輔助器﹑T型輔助器﹑錐形鎖﹑模楔等添加結構來確保可靠的定位

10﹑滑塊抽芯驅動機構﹑鎖緊機構的設計

我們在給予滑塊足夠的抽芯力和足夠的抽芯距離的同時。應根據滑塊的體積大小和所需的抽芯距離設計適合的滑塊驅動機構以及滑塊復位鎖緊機構﹕a:斜導柱(驅動件)配合鏟機﹔b:斜導柱配合模板斜面﹔c:束仔開T形槽(兼抽芯與鎖緊作用)

11﹑滑塊定位裝置設計

滑塊抽芯行程的定位使用較多的兩種方式﹕一﹑采用彈簧珠定位﹔二﹑采用壓力彈簧配合停止銷定位。

12﹑次序開模機構的設計

我們在設計三板模﹑多板模時﹐至少有三個以上的開模面﹐如何保證它們按照我們的設計意愿次序開模至關重要。我們可以根據模具大小﹑制品粘模度來設置標準的外部鋼質開閉器﹑內部塑料開閉器配合行程拉桿來保證開模順序

13﹑三板模流道脫出裝置的設計

針對三板模料頭貫穿流道板(剝料板)﹑A板﹑母模仁﹐如何完全的從模具中脫落﹐我們需在前模面板上設置流道小拉桿﹐當流道板與前模板(A板)分開時將下沉料頭從前模中拉出﹐然后人工鉗出流道凝料﹔對于自動化要求高的模具我還可在流道上設計自動彈料機構。

14﹑模具壓板的厚度設置

a﹕一般情況下﹐我們可采用模架制造商提供的標準值﹔b﹕根據客戶提供的要求值設計﹐如配合注射機的快速夾模裝置需要特定的面﹑底板厚度

15﹑唧嘴規格選擇

根據下沉料溝的長度﹑模具大小來確定所用唧嘴規格﹐若無所需的類型則設計唧嘴零件圖自行加工

16﹑定位環規規格選擇

根據所用唧嘴大小﹑注射機噴頭尺寸選擇適合規格的定位環

17﹑模仁尺寸的確定

視制品大小給定模仁長﹑寬﹑高尺寸﹕小件(模仁周邊距制品輪廓最近處長/寬方向單邊25~40mm﹔高度方向30~40mm);大件(模仁周邊距制品輪廓最近處長/寬方向單邊40~60mm﹔高度方向40~55mm)

18﹑A/B板尺寸確定

視制品大小給定A/B長﹑寬﹑高尺寸﹕小件(A/B板周邊距模仁輪廓長/寬方向單邊45~50mm﹔高度方向A板20~30mm﹔B板28~35);大件(A/B板周邊距模仁輪廓長/寬方向單邊50~100mm﹔高度方向A板30~40mm﹔B板40~60mm)

19﹑方鐵(模腳)高度確定

以制品頂出所需距離(=制品高度+頂針面板厚度+頂針底板厚度+停止銷頭厚+20mm安全值)和斜頂抽芯行程計算頂針板的推動行程L來確定所需方鐵的高度

20﹑K.O孔大小/數目的確定

根據客戶注射機條件按客戶機臺的要求﹑模具大小來設置K.O孔的大小/數目以及布局

設計中

模具結構設計

21﹑復位﹑先復位機構設計

頂針板的復位在無特殊要求的情況下一般采用復位桿(回針)由前模板合模時推動復位﹔但在一些特殊情況下如﹕滑塊與頂針行程相干涉時必須采用頂針板先復位機構

22﹑螺絲的設置

調整模塊上的螺絲位置﹐避開水路﹔斜頂﹑滑塊的行程﹐防止發生干涉現象﹔鎖公母模仁之螺絲﹐設計時愈多愈好﹐且需平均分配﹐使模仁與模座接觸面更密合﹐且須為公制規格

23﹑導柱的設置

在設置導柱時需防呆﹐必須有一支導柱在X﹑Y方向偏移5mm

24﹑確定模具的最小外形尺寸

根據制品出模方向的投影面積和成形結構部件的布局確定模架的最小外形尺寸﹐選擇最接近尺寸的標準模架or非標準模架

匯審

階段性設計審查

組織加工執行單位(CNC﹑鉗工)代表在適當階段參與設計評審工作﹐對進行到目前為止的所有工作做全面的討論與確認﹐對需要改進的方案做相關的記錄并交付設計人員執行

結構﹑材質確認

最終確定模架外形尺寸并確定模具各零部件的材質

成型部件之結構確認﹔模架規格確定﹐前﹑后模仁﹑滑塊﹑斜銷(頂)﹑束仔(斜楔)﹑墊塊﹑耐磨塊﹑鑲件的材質確定

3D組立

3D分模及模具零件建構

使用UG﹑PRO/E軟件進行模具3D組立建構﹐該部細化見附表一﹕模具3D組立規范

2D組立

繪制組立(裝配)圖紙

保證所有零件的工作位置﹑裝配關系以及工作狀況等信息在視圖上都有表達清楚明了﹐要求視圖以第三視角擺放﹔嚴格圖層的使用(詳見附表三﹕塑料模具圖層規范)

模具2D零件圖繪制

繪制零件圖

模胚圖﹑公模水路圖﹑母模水路圖﹑公模機加工圖﹑母模機加工圖﹑模仁線割圖﹑頂針位置圖﹑電極加工圖﹑放電位置圖﹑模仁螺絲/銷釘位置圖﹑公(母)模仁檢測圖等加工﹑檢測之所需2D圖面的繪制﹐必須依照制訂的2D圖面要求規范進行繪圖作業﹔嚴格圖層的使用(根據塑料模具圖層的要求)﹔該部細化見附表二﹕模具2D零件圖面規范

BOM

零件 BOM 建立

附于裝配圖紙上﹐將所有模具零部件編號列表﹕詳盡列出每一個零件的名稱﹑編號﹑尺寸﹑材質﹑備注說明

設計評審

設計評審及設計確認

對設計進行重審﹐這是推敲圖紙以及在模具細部設計和開始制造之前更改設計的最后機會

a﹕零件圖尺寸標識是否完整﹖有無過標﹑漏標尺寸﹖尺寸格式是否統一﹖精度要求為0.01

b﹕零件圖所標示之尺寸是否符合鉗工機加工﹑品管檢測之便利﹖

c﹕冷卻水路之水徑和分布合理嗎﹖有沒有與其它模具結構產生干涉現象﹖有沒有模仁存在冷卻不均勻﹑冷卻不到現象﹔需做水栓沉頭嗎﹖使模具表面平整﹐沉頭規格值為﹕Φ35*25L﹔在水栓位必須標示IN(#__流水號)

d﹕結合3D組立檢查模具活動部件的設計是否正確﹖電極放電位置之2D圖面尺寸標注是否詳盡無誤﹖水線是否安全﹖

e﹕結合3D組立斜頂﹑滑塊抽芯行程足夠嗎﹖束仔﹑楔塊的可靠的鎖緊強度嗎﹖所有活動構件的材料選擇合理嗎﹖

f﹕制品脫模是否可靠﹖頂出機構(頂針﹑推塊﹑推件板)的選擇與數目布局是否合理

設計輸出

圖紙放行

填好標題欄并完成圖紙

正式圖紙的標題欄信息要求完整﹕模具編號﹑制品名稱﹑成型原料﹑原料收縮率﹑圖紙比例尺﹑圖紙版次﹑圖紙完成日期﹑審核日期﹑交付車間日期﹑設計變更欄填寫以及設計者/審查者/核準者簽名