SMC模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(SMC_Mold)

1、SMC模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)SMC制品模壓模具制作流程 一、接受任務(wù)書(shū) 成型SMC制件的任務(wù)書(shū)通常由制件設(shè)計(jì)者提出，其內(nèi)容如下： 1. 經(jīng)過(guò)審簽的正規(guī)制件圖紙，并注明采用產(chǎn)品的牌號(hào)、技術(shù)參數(shù)等。 2. SMC制件說(shuō)明書(shū)或技術(shù)要求。 3. 生產(chǎn)產(chǎn)量。 4. SMC制件樣品。 通常模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)由SMC制件工藝員根據(jù)成型SMC制件的任務(wù)書(shū)提出，模具設(shè)計(jì)人員以成型SMC制件任務(wù)書(shū)、模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)模具。 二、收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。 1. 消化SMC制件圖，了解制件的用途，分析SMC制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要

2、求。例如SMC制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，SMC件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無(wú)涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于SMC制件的公差，能否成型出合乎要求的SMC制件來(lái)。此外，還要了解SMC產(chǎn)品的固化及成型工藝參數(shù)。 2. 消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書(shū)所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。 成型材料應(yīng)當(dāng)滿足SMC制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)SMC制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝

3、飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。 3. 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4、選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來(lái)進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對(duì)于模壓機(jī)來(lái)說(shuō)，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：模壓容量、模壓力、速度、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、開(kāi)模方式、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見(jiàn)相關(guān)參數(shù)。 要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的模壓機(jī)上安裝和使用。 5. 具體結(jié)構(gòu)方案 （一）確定模具類型 如壓制模（敞開(kāi)式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 （二

4、）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該SMC制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的要求。對(duì)SMC制件的工藝技術(shù)要求是要保證SMC制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使SMC制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。 三、影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素很多，很復(fù)雜： 1. 型腔布置。根據(jù)SMC件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。 對(duì)于壓制模來(lái)說(shuō)，SMC制件精度，溫度控制方式，固化時(shí)間及動(dòng)作先后工序等。 2. 確定分型面。分

5、型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，SMC制件的表面質(zhì)量等。 3. 確定布料方式（SMC、DMC、BMC的形狀、位置、大小）和排氣系統(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大?。?4. 選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。 5. 決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。 6. 根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。 7. 確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。 8. 考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。 以上這些問(wèn)題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這

6、時(shí)，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。 四、繪制模具圖 要求按照國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，但是也要求結(jié)合本廠標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫(huà)法。 在畫(huà)模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標(biāo)寫(xiě)注明"工藝尺寸"字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。 在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號(hào)、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫(huà)在模具總裝圖上。 1. 繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開(kāi)始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫(huà)出。 五、模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容

7、： 1. 模具成型部分結(jié)構(gòu) 2. 模壓系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 3. 分型面及分模取件方式。 4. 外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。 5. 標(biāo)注型腔高度尺寸（不強(qiáng)求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。 6. 輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。 7. 按順序?qū)⑷苛慵蛱?hào)編出，并且填寫(xiě)明細(xì)表。 8. 標(biāo)注技術(shù)要求和使用說(shuō)明。 六、模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： 1. 對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。 2. 對(duì)模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺寸的要求。 3.

8、 模具使用，裝拆方法。 4. 防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 5. 有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 七、繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫(huà)零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。 1. 圖形要求：一定要按比例畫(huà)，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。 2. 標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo)主要零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。 3. 表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上

9、角，如標(biāo)注"其余3.2。"其它粗糙度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。 4. 其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說(shuō)明等都要正確填寫(xiě)。 八、校對(duì)、審圖、描圖、送曬 A.自我校對(duì)的內(nèi)容是： 1. 模具及其零件與SMC件圖紙的關(guān)系 模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合SMC件圖紙的要求。 2. SMC制件方面 SMC、DMC 、BMC 料的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響SMC制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計(jì)有無(wú)不足，加工是否簡(jiǎn)單，成型材料的收縮率選用是否正確。 3

10、. 成型設(shè)備方面 模壓量、壓力、預(yù)壓力、保壓力、脫模力夠不夠，模具的安裝、SMC制件的南芯、脫模有無(wú)問(wèn)題，導(dǎo)套、頂桿、抽芯是否正確地接觸。 4. 模具結(jié)構(gòu)方面 1）.分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料，開(kāi)模后是否能保證SMC制件留在有頂出裝置的模具一邊。 2）.脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會(huì)不會(huì)被型芯卡住，會(huì)不會(huì)造成擦傷成型零件。 3）.模具溫度調(diào)節(jié)方面。加熱器的功率、數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)線路位置、大小、數(shù)量是否合適。 4）.處理SMC制件制側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)是否恰當(dāng)，例如斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾。 5）.排氣系統(tǒng)的位置，

11、大小是否恰當(dāng)。 5. 設(shè)計(jì)圖紙 1). 裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當(dāng)，表示得是否清楚，有無(wú)遺漏 2). 零件圖上的零件編號(hào)、名稱，制作數(shù)量、零件內(nèi)制還是外購(gòu)的，是標(biāo)準(zhǔn)件還是非標(biāo)準(zhǔn)件，零件配合處理精度、成型SMC制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標(biāo)記、敘述清楚。 3). 零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數(shù)字應(yīng)正確無(wú)誤，不要使生產(chǎn)者換算。 4). 檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫(huà)法是否符合制圖國(guó)標(biāo)，有無(wú)遺漏尺寸。 6. 校核加工性能 （所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫(huà)法、尺寸標(biāo)分鐘等是否有利于加工） 7. 復(fù)算輔助

12、工具的主要工作尺寸 B.專業(yè)校對(duì)原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行；但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理、工藝性能及操作安全方面。 描圖時(shí)要先消化圖形，按國(guó)標(biāo)要求描繪，填寫(xiě)全部尺寸及技術(shù)要求。描后自校并且簽字。 C.把描好的底圖交設(shè)計(jì)者校對(duì)簽字，習(xí)慣做法是由工具制造單位有關(guān)技術(shù)人員審查，會(huì)簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。 D.編寫(xiě)制造工藝卡片 由工具制造單位技術(shù)人員編寫(xiě)制造工藝卡片，并且為加工制造做好準(zhǔn)備。 在模具零件的制造過(guò)程中要加強(qiáng)檢驗(yàn)，把檢驗(yàn)的重點(diǎn)放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗(yàn)員根據(jù)模具檢驗(yàn)表進(jìn)行檢驗(yàn)，主要的是檢驗(yàn)?zāi)＞吡慵男阅芮闆r是否良好，只有這樣才能俚語(yǔ)模具的制造質(zhì)量。 九、試模及修模 雖然是

13、在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。 SMC件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，原因也很復(fù)雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致地分析研究，找出造成SMC件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問(wèn)題時(shí)，才考慮修理模具。 修理模具更應(yīng)慎重，沒(méi)有十分把握不可輕舉妄動(dòng)。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改

14、造和恢復(fù)原狀。 十、整理資料進(jìn)行歸檔 模具經(jīng)試驗(yàn)后，若暫不使用，則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關(guān)到保管場(chǎng)所保管。 把設(shè)計(jì)模具開(kāi)始到模具加工成功，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書(shū)、制件圖、技術(shù)說(shuō)明書(shū)、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、檢驗(yàn)記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號(hào)進(jìn)行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對(duì)以后修理模具，設(shè)計(jì)新的模具都是很有用處的。l 概述     模壓成型工藝是玻璃鋼制品最常見(jiàn)、歷史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一

15、種工藝方法。它具有成型裝置簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的今天，仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一。然而，進(jìn)行壓縮玻璃鋼制品的模具設(shè)計(jì)能參考的文獻(xiàn)除了教科書(shū)、幾位前輩所著的專著、模具設(shè)計(jì)圖例以外，少有人總結(jié)模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技巧。     模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)不可或缺的一部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性，同時(shí)還影響產(chǎn)品的成型效率。     2 加熱、保溫與冷卻設(shè)計(jì)    

16、; 21 加熱管的設(shè)計(jì)要求     鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設(shè)計(jì)必須采用的加熱手段，可設(shè)計(jì)為單向接線、雙向接線等多種形式，材質(zhì)上可采用有縫管、無(wú)縫管、不銹鋼管等，特點(diǎn)是熱損失小、熱效率高、排線簡(jiǎn)單，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為220V或380V，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制，模具設(shè)計(jì)中要注意它向身特點(diǎn)。 （l）加熱管在兩端通常有較長(zhǎng)的冷端，并不能起到加熱的作用。 （2）加熱段的功率設(shè)計(jì)盡量不超過(guò)10瓦特厘米的限制。如30厘米長(zhǎng)的加熱管，功率盡可能不要超過(guò)300瓦。如果設(shè)計(jì)功率超過(guò)這個(gè)限制，加熱

17、管表面負(fù)荷較高，鋼管易氧化腐蝕，造成短路。 （3）對(duì)于溫度高于250的模具設(shè)計(jì)，采用加熱管有一定難度。我曾經(jīng)利用加熱管升溫達(dá)到420，但是這種成型溫度對(duì)加熱管質(zhì)量要求較高，需要經(jīng)常檢查電路的通暢與短路與否。因?yàn)檫@種條件下加熱管、接線端子、連接用的銅線、鋼片等介質(zhì)非常易于氧化，從而導(dǎo)致斷路。因此對(duì)電傳輸介質(zhì)需要進(jìn)行特殊處理，盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中，延長(zhǎng)導(dǎo)線的使用壽命。     烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種，特點(diǎn)是單位長(zhǎng)度功率高（通常直徑10mm，長(zhǎng)8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達(dá)到150瓦的輸出功率），耐用，安全性好，不易形成擊穿

18、短路，可以通過(guò)鉆盲孔來(lái)埋設(shè)，缺點(diǎn)是難以定制設(shè)計(jì)，拆換時(shí)易碎、斷。電路設(shè)計(jì)中不可缺少保險(xiǎn)、空氣開(kāi)關(guān)等保險(xiǎn)措施，操作地由要保持干凈整潔，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障，防止不必要的危險(xiǎn)。     22 加熱管的安裝鉆孔     從傳熱角度上理解，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實(shí)際上加熱管與模具并沒(méi)有多大接觸面積，傳熱的本質(zhì)是輻射，傳導(dǎo)是次要的。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強(qiáng)紅外輻射的涂層，同時(shí)也采用限制設(shè)計(jì)功率（10瓦特厘米）的辦

19、法以增長(zhǎng)加熱管的使用壽命。因此在加工加熱管孔時(shí)，尤其是長(zhǎng)加熱管孔的加工沒(méi)必要設(shè)計(jì)太小的配合間隙，有效的設(shè)計(jì)方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合，可以采用填塞、封堵或設(shè)計(jì)擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱量的損失。     23 加熱管的埋放     埋放的加熱管，最好采用與管內(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進(jìn)行充填，以降低加熱管表面的熱負(fù)荷，這種方法可以減少管的表面氧化，有效延長(zhǎng)管的使用壽命。有條件的話，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。  

20、60;  24 模具保溫方法     加強(qiáng)模具的保溫措施可以減少模具的熱損失，可使模具在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)溫度，減少能源浪費(fèi)。每個(gè)工程技術(shù)人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有一套獨(dú)特的解決辦法，我只談?wù)勎业慕?jīng)驗(yàn)。     24l 加熱板的保溫措施     加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫，但石棉布不易擺放平整，對(duì)壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多，最常見(jiàn)的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對(duì)以用于密封隔熱

21、用的材料，具有一定的可壓級(jí)勝，同時(shí)在高溫時(shí)會(huì)釋放出一種十分難聞的氣味，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康。加熱板的保溫宜采用石棉紙板，常見(jiàn)的規(guī)格是1000x1000，35mm厚，板體較為規(guī)整，平行度較好，可壓縮性比較平均，高溫下無(wú)異味產(chǎn)生。     242 模具的保溫措施     模具的保溫措施很多，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進(jìn)行保溫。現(xiàn)在市場(chǎng)上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料，它由中長(zhǎng)纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成，粘性適中，易于涂抹。這種材料常用作化工、采暖

22、管道的保溫層材料，略含堿性（易腐蝕模具）。經(jīng)在150條件下使用沒(méi)發(fā)現(xiàn)有燒焦、熔化、氣味等負(fù)面影響。同時(shí)材料很輕，可塑性較強(qiáng)，容易形成較為美觀的模具表面。     2，5 模具的冷卻方法     水冷卻是大多數(shù)模具采用的冷卻方式，但也有其缺點(diǎn)；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢，對(duì)水資源的浪費(fèi)較大。當(dāng)冷卻溫度超過(guò)100時(shí)，易產(chǎn)生蒸汽爆炸。優(yōu)點(diǎn)是熱容較大，可實(shí)現(xiàn)快速降溫。     風(fēng)冷卻是一種比較理想的冷卻方法，和水冷正相反，它不需要嚴(yán)密的管道密封，不存在資源浪費(fèi)，可以冷卻溫度高于100的模具，可以通過(guò)氣體的流量來(lái)確定冷卻的速度，并且來(lái)源簡(jiǎn)潔方便，有一定規(guī)模的生產(chǎn)車間都能取得比較方便的氣源。&