多年的注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
/ 2021/6/5 17:40:46
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我是從事注塑
模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，曾經(jīng)設(shè)計(jì)過家電，汽車，電子產(chǎn)品類的模具。設(shè)計(jì)水平不見得很高，只是干過的活比較多比較雜而已。今天剛好閑著沒事，跟大家共同討論下關(guān)于注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題。
首先我們拿到了一個(gè)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(jié)構(gòu)，包括拔模，厚度等模塑型問題。當(dāng)然這些對(duì)于一個(gè)剛剛從事模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人來說，可能是比較困難的。因?yàn)樗麄兛赡懿恢廊绾尾攀潜容^適合模具設(shè)計(jì)用的產(chǎn)品，這些沒關(guān)系，只是自己日常積累的一個(gè)過程。當(dāng)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(dāng)然這些最終還是要跟客戶確認(rèn)的。
有人說，是不是我分析好了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)后，就可以開始設(shè)計(jì)模具了呢，答案當(dāng)然是NO。要想在設(shè)計(jì)時(shí)少走彎路，一些關(guān)于影響模具結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目是一定要確認(rèn)好的。具體內(nèi)容如下：1，客戶用來生產(chǎn)的注塑機(jī)的噸位及型號(hào)類型，這個(gè)確認(rèn)不好，你就沒法確認(rèn)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(jī)能伸進(jìn)模具內(nèi)的深度，甚至模架的大小，閉合高度等等。你辛辛苦苦的設(shè)計(jì)好了一套用油缸抽芯的模具結(jié)構(gòu)，你也頗有成就感，可模具到了客戶那里沒法生產(chǎn)，因?yàn)榭蛻裟抢镏挥须妱?dòng)注塑機(jī)，而且沒另外加中子，估計(jì)那時(shí)你會(huì)有種欲哭無淚的感覺。2，客戶注塑機(jī)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(gè)確認(rèn)好了，你才知道你設(shè)計(jì)模具時(shí)，到底需不需要設(shè)計(jì)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(diǎn)，以及產(chǎn)品夾線，產(chǎn)品材料及收縮率。不要想當(dāng)然的認(rèn)為PP的塑料收縮率就一定是1.5%，這個(gè)一定要跟客戶確認(rèn)好，要知道他們最終用于生產(chǎn)的材料是什么牌號(hào)的，有沒有添加什么改性材料等等。
有條件時(shí)，違禁詞能熟知產(chǎn)品的裝配關(guān)系以及產(chǎn)品的用途等等，這些信息對(duì)于將來的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常有幫助的。因?yàn)榱私饬诉@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(jié)構(gòu)，如果你了解了產(chǎn)品的實(shí)際裝配關(guān)系以及用途，你就知道哪些倒扣結(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)雜的結(jié)構(gòu)而感到驕傲自豪，我覺得那是非常得無知。因?yàn)楹芏喈a(chǎn)品工程師可能會(huì)由于自身的經(jīng)驗(yàn)問題，設(shè)計(jì)了一些不太合理的結(jié)構(gòu)，如果作為下游工序，不能幫他們指正的話，他們可能永遠(yuǎn)都覺得那樣設(shè)計(jì)是沒問題的。那我們產(chǎn)品工程師的進(jìn)步就會(huì)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(shè)計(jì)之前了解了客戶這些要求之后，你才能有預(yù)見性的設(shè)計(jì)水路油路氣路，別到時(shí)辛辛苦苦設(shè)計(jì)好了模具，后來發(fā)現(xiàn)客戶需要在模具內(nèi)部串聯(lián)油路，那時(shí)你再改動(dòng)，估計(jì)會(huì)累個(gè)半死，因?yàn)槟闼?，頂桿，螺釘什么的都好不容易排好了位。像這四路的設(shè)計(jì)順序一般是先保證油路，因?yàn)橛吐芬植计胶猓刂感枰透醉敵龅哪＞呓Y(jié)構(gòu)，如果油路不平衡的話，油缸頂出的動(dòng)作就會(huì)有先后，容易頂出不平衡。當(dāng)然也可以采用齒輪分油器,但那樣就更復(fù)雜了.其次是水路，因?yàn)樗芬ＷC冷卻效果，分布不均會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)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(xiàng)。掌握了這些信息后，我們就可以著手設(shè)計(jì)模具了。首先是分模，這個(gè)過程估計(jì)是大家都比較喜歡的過程。因?yàn)榉殖瞿碛谐删透?。拉分型面的原則就是簡單即好，能拉伸出來的堅(jiān)決不掃描，或者用其它高級(jí)命令。其次拉分型面時(shí)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(gè)原則，就是盡量順著產(chǎn)品趨勢(shì)做。那樣做出來的分型面才會(huì)beautiful。串插一句題外話，在學(xué)習(xí)三維軟件時(shí)，一定要切記，每個(gè)命令的原理都弄明白，那你就知道在什么時(shí)候能用到那個(gè)命令。很多時(shí)候重要的不是你不會(huì)用軟件，而是你不會(huì)活學(xué)活用軟件。同樣一個(gè)命令，有經(jīng)驗(yàn)的人會(huì)有很多種靈活的用法，這點(diǎn)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(shí)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(gè)分型面將來實(shí)際模具做出來后，人家車間負(fù)責(zé)飛模的師傅會(huì)不會(huì)罵你就行了。如果你覺得不會(huì)挨罵，那就OK，繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)將來你真的被罵了，這些就是你的經(jīng)驗(yàn)。
在做分型面的同時(shí)肯定是要考慮滑塊跟斜頂?shù)呐挪嫉?，因?yàn)槟切┮惨婕暗椒中兔娴母膭?dòng)。典型滑塊結(jié)構(gòu)就是三角函數(shù)關(guān)系，這個(gè)沒事自己多算算就行，但要保證斜導(dǎo)柱的角度不要太大，盡量做到30度以下。斜導(dǎo)柱選用的原則就是能粗就粗，別太小氣，因?yàn)樾睂?dǎo)柱是要受力的。另外滑塊也分很多變異的結(jié)構(gòu)，例如，上坡滑塊，下坡滑塊，內(nèi)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(jié)構(gòu)都是充分利用了三角函數(shù)關(guān)系式，目的就是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品倒扣的脫模，及模具的正常開合模動(dòng)作?；瑝K的計(jì)算公式各大論壇都有詳細(xì)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(dāng)然你非要做20度也行，但壽命就很難保證了，而且動(dòng)作也會(huì)很不順暢，具體原理參照三角函數(shù)與理論力學(xué)。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(tái)的小斜頂，頂塊下面走斜頂?shù)?，滑塊上走斜頂?shù)?，斜頂上走斜頂?shù)?，斜頂上帶反頂?shù)?，等等，這些所有的結(jié)構(gòu)都是一個(gè)目的，利用三角函數(shù)把產(chǎn)品的倒扣做出來。由此可見，學(xué)好三角函數(shù)是多麼的重要啊!所以至于各種特殊的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)都可以去隨便想，想好了，就去大膽的設(shè)計(jì)，搞不好你就有新發(fā)明呢，但設(shè)計(jì)完后，一定要驗(yàn)證下三角函數(shù)的關(guān)系，就是實(shí)際模擬下模具的開合模動(dòng)作，以及考慮下在注塑時(shí)會(huì)不會(huì)有問題等等。
說著說著，我們分模分好了。接下來就是模具結(jié)構(gòu)的排位了，這些內(nèi)容都是事先要理清頭緒的，根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況，選用不同類型的模具結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)類型都是為了能很好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)而服務(wù)的。在選用模架時(shí)，我們就要充分考慮剛才提到的那4點(diǎn)注意事項(xiàng)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(dú)鑲拼出來，易于將來更換。在鑲拼的時(shí)候要充分考慮鑲件的強(qiáng)度，加工性，以及將來水路的可設(shè)計(jì)性。鑲拼完了后，就要加
標(biāo)準(zhǔn)件了。加標(biāo)準(zhǔn)件的原則就是先重點(diǎn)后局部，盡量布置平衡對(duì)稱。一般都是要先加頂桿的，加頂桿時(shí)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(shè)計(jì)水路，然后再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整水路頂桿，使兩者達(dá)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(tái)，邊等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)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?yàn)橐话銇碇v，產(chǎn)品抱緊力大的地方也就是產(chǎn)品的熱點(diǎn)，需要加強(qiáng)冷卻的部位，這個(gè)矛盾需要調(diào)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(gè)要結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(huì)想全面是什么原因呢，那還是因?yàn)闆]有對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析充分，沒有實(shí)際考慮下產(chǎn)品在注塑過程中的狀態(tài)。這是問題的關(guān)鍵。頂桿水路加完了，剩下的就是那些亂七八糟的標(biāo)準(zhǔn)件了，大家在加的時(shí)候盡量考慮對(duì)稱平衡就是了。
整套模具設(shè)計(jì)完成后，一定要做以下幾項(xiàng)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?，F(xiàn)在的三維軟件都有這項(xiàng)功能，方便的很。然后就是模具開合模動(dòng)作的模擬，再簡單的模具只要自己不是太清晰，就一定要實(shí)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(shè)計(jì)出來了個(gè)巧妙的結(jié)構(gòu)，理論計(jì)算也沒問題，加工完了，結(jié)果裝不進(jìn)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(jié)束了。其實(shí)模具設(shè)計(jì)是個(gè)充滿著矛盾的事情。想設(shè)計(jì)完美些，模具費(fèi)用就高了，想設(shè)計(jì)簡單一些，可能產(chǎn)品就要改或者模具的強(qiáng)度，使用壽命都會(huì)有影響。所以模具設(shè)計(jì)沒有絕對(duì)的。只要尋好了那個(gè)平衡點(diǎn)，你設(shè)計(jì)的模具就是成功的。所以，別人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)未必都適合你。只要遵循了以上的模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)，估計(jì)大家都能設(shè)計(jì)出比較合理的模具結(jié)構(gòu)來。
