鴻凱運注塑模具結構設計技巧與精華分享,設計師必看
一套模具成功與否,最關鍵取決于模具設計,設計科技視為道,而其他的加工工序都只是法的問題。很多朋友以為注塑模具設計只是會一些三維軟件,能把模具分開,出一些圖紙就可以了,實則不然,注塑模具設計的工作量非常大,而且所要掌握的知識面得非常廣,模具設計的合理性由多從因素決定,而每一個因素都有可能致使模具的失敗,下面鴻凱運資深模具設計工程師跟大家一起來分享分享模具設計中的一些影響因素。
首先我們拿到了一個產(chǎn)品后,先不要急著分模,最重要的一件事就是先檢查產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn),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(chǎn)品的問題點,以及產(chǎn)品夾線,產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的裝配關系以及產(chǎn)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(chǎn)品的結構,如果你了解了產(chǎn)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,我覺得那是非常得無知。因為很多產(chǎn)品工程師可能會由于自身的經(jīng)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(chǎn)品工程師的進步就會非常的緩慢。
模具水路外接參數(shù),油路外接參數(shù),電路外接參數(shù),氣路外接參數(shù)。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(fā)現(xiàn)客戶需要在模具內部串聯(lián)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(chǎn)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。
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。拉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(chǎn)品趨勢做。那樣做出來的分型面才會beautiful。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(jīng)驗的人會有很多種靈活的用法,這點體現(xiàn)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(xiàn)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(xù)進行,當將來你真的被罵了,這些就是你的經(jīng)驗。
在做分型面的同時肯定是要考慮滑塊跟斜頂?shù)呐挪嫉模驗槟切┮惨婕暗椒中兔娴母膭?。典型滑塊結構就是三角函數(shù)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?;瑝K,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(shù)關系式,目的就是為了實現(xiàn)產(chǎn)品倒扣的脫模,及模具的正常開合模動作?;瑝K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?shù)慕嵌纫膊灰?,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(shù)與理論力學。斜頂?shù)男螤钣泻芏嘌莼问?,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?shù)?,滑塊上走斜頂?shù)模表斏献咝表數(shù)?,斜頂上帶反頂?shù)?,等等,這些所有的結構都是一個目的,利用三角函數(shù)把產(chǎn)品的倒扣做出來。由此可見,學好三角函數(shù)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(fā)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(fā)明呢,但設計完后,一定要驗證下三角函數(shù)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(jù)產(chǎn)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(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)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(jié)省材料,利于產(chǎn)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(yōu)先考慮頂桿的排布,然后大體設計水路,然后再根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)品抱緊力大的地方也就是產(chǎn)品的熱點,需要加強冷卻的部位,這個矛盾需要調節(jié)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(chǎn)品的結構特點來分析,比如產(chǎn)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(chǎn)品結構分析充分,沒有實際考慮下產(chǎn)品在注塑過程中的狀態(tài)。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(xiàn)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(jīng)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(chǎn)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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