模具設(shè)計概述

模具設(shè)計概述

人們?yōu)橹闩R盆及生活的須要，按必定的要求而制造的臨盆對象。模具即臨盆對象，一樣均可反復(fù)應(yīng)用。工業(yè)中常見的有塑膠模、五金沖壓模、壓鑄模、吹塑模、擠塑模等；廣義來講，一些日常生活中的刀模、紙模、石膏模、甚至拍月餅的木板模等都可稱為模具。塑膠模具確實是注塑成型臨盆中應(yīng)用的模具。塑膠模具主假如裝在塑膠注塑機(jī)上啤塑膠產(chǎn)品時應(yīng)用的，如無專門注明，以下文章中提到的模具均指塑膠模二、

必備

1、

差不多常識：三角函數(shù)、平面&立體幾何、解析幾何、工程制圖、畫法幾何、機(jī)械差不多、五金&化學(xué)差不多等；

2、

差不多實踐體會；

3、

軟件常識：AutoCAD、PRO-E、UG、SilodWorks、CATIA、MasterCAM、CIMATRONIT、MOLDFLOW等；

三、

塑膠模具構(gòu)造及分類

1）

模具的全然構(gòu)造及相干概念

1、模胚即模架：MoldBase。

模胚是整套模具的骨架，所有模具的零部件的制造均需推敲模胚的構(gòu)造。模胚的成本一樣占整套模具的30%閣下，模胚由專門的大年夜型模胚廠制造，已標(biāo)準(zhǔn)化，各模具制造廠只需依照自身的須要向模胚廠定制即可。模胚分為面板、A板（前模板）、B板（后模板）、C板（方鐵）、底板、頂針面板、頂針底板、司筒、導(dǎo)柱、回針、頂針、撐頭、限位釘?shù)?。今朝珠三角區(qū)域范疇較大年夜的模胚廠商有龍記模胚（LKM）、鴻豐模胚、中華模胚等，個中又以LKM名氣最大年夜，其模胚寬敞年夜模具制造廠廣泛采取，品德、精度均有保證。

2、模仁又稱型腔，即嵌入模胚模板內(nèi)的成型模芯。分為前模仁，后模仁，俗稱前模（Cavity），后模（Core）。為何要在模板內(nèi)嵌入模仁呢？主假如為節(jié)約成本。因為塑膠對模具的鋼材特點(diǎn)有專門高的要求，如硬度、耐腐化性、耐高溫（熱變形）等；而模胚的模板則無需太高的要求。模仁硬度一樣為45~65HRC，模胚的模板硬度30~45HRC；用作模仁的鋼料每公斤可達(dá)RMB200，而模胚的鋼料一樣只需RMB20~30元。

注：HRC為洛氏硬度。

3、唧嘴：Sprue。注塑機(jī)炮筒的射膠嘴經(jīng)由過程該裝配將熔融的塑膠原料注入型腔。

4、滑塊又稱行位：Slider。為順利出模而必須應(yīng)用的構(gòu)造部件。因為有些產(chǎn)品構(gòu)造專門，如有側(cè)邊有空，有倒扣（勾）等，需用行位才可出模。

5、斜頂：Angle-Lifter。與行位類似，也是為順利出模而必須應(yīng)用的構(gòu)造部件。

6、還有一些與模具有關(guān)的名詞：分模線（P/L）、模具基準(zhǔn)、縮水率（Shrinkage）、排位（Layout）、鋼料、銅公（電極，其材質(zhì)有銅、石墨等）、倒扣、運(yùn)水、出模斜度（Draftangle）、冷料井、流道、注塑仿真、分模、出模、開&合模步調(diào)、模號、拋光（省模）、軟模、硬模、模具注解處理、試模（TESTMOLD）、改模、裝模、交模等。

以下為一套有前模行位的模具構(gòu)造圖：

7、從上可看一套模具按其各部件的功能可細(xì)分為：流道體系、成型體系、溫度調(diào)劑體系、排氣體系、頂出體系、開合模體系、復(fù)位體系。

2）分類

1、按構(gòu)造分為兩大年夜類：大年夜水口模具及細(xì)水口模具，又稱單分型面模具、雙（多）分型面模具；（三）細(xì)水口模具

開模步調(diào)說明：a、第一步P/L-1先開約10mm距離，水口勾將把水口從產(chǎn)品拉開；

b、第二步P/L-2開至少約100mm（此距離專門重要，訂模胚必定要參考它。一樣不小于成人拳頭或機(jī)械手的尺寸，且空間大年夜小能包管順利掏出水口），水口將從此兩板間掏出；

c、第三步P/L-3開，掏出產(chǎn)品，同樣，此距離也由產(chǎn)品的尺寸決定。2、按熱流道分為：通俗流道模具及熱流道模具。熱流道模具除能知足有專門構(gòu)造、特大年夜型的成品須要外，其還具有臨盆效力高、無水口產(chǎn)生的特點(diǎn)。從模具造價方面來說因此貴專門多，但從長遠(yuǎn)臨盆來講照樣專門節(jié)約成本的。

圖（四）熱流道模具

4、

按注塑的色彩數(shù)量分為：單色模具、雙色模具、三色模具。

5、

按模具鋼料之硬度又可分為軟模、硬模。硬模平日用較硬的鋼材（如LKM8407#鋼材）制成，也有把軟模經(jīng)熱處理獲得的。一些大年夜公司，一樣都邑先開一套軟模，待模具改好，樣板OK后，再開幾套雷同的硬模。比如NOKIA的手機(jī)模具，在開創(chuàng)時期時就會先開軟模，正式臨盆用的必是硬模。硬模除單價高外，其應(yīng)用壽命高，啤件質(zhì)量穩(wěn)固，外不雅優(yōu)良。有些硬模保養(yǎng)好的話，歷經(jīng)二十幾年幾百萬次啤塑后，其啤件仍專門漂亮，幾乎像新模時剛啤出的一樣?。?！

五、

常用塑膠原料的特點(diǎn)

1）

分類

1、定義：

塑膠即塑料是一種以合成的或天然的高分子為重要成分的物質(zhì)，平日含有添加劑等的關(guān)心成分，廣義地說，他是一種在必定溫度及壓力下可塑造成必定外形的高分子有機(jī)材料。在1996年頒布的新國標(biāo)（GB/T2035-1996）對塑料從新定義為：以高聚物為重要成分，并在加工為成品的某各時期可流淌成型的材料。

2、塑料的構(gòu)成：

塑料的重要成分是合成樹脂，再加上一些添加劑及填充材料。

a、合成樹脂----人工合成的有機(jī)高分子化合物，其構(gòu)造單位重要由碳原子、氫原子、氧原子及其它如硫原子、硅原子等經(jīng)由過程化學(xué)鍵等連接構(gòu)成。

b、填充材料-----常用有玻璃纖維、碳素纖維、碳酸鈣（CaCO3）、二氧化硅（SiO2）、金屬粉、木粉、棉布、石棉、云母、石粉等。

c、添加劑---------常用有增塑劑、穩(wěn)固劑、潤滑劑、著色劑、抗靜電劑、阻燃劑、抗UV劑等。

3、一樣而言，塑膠原料可大年夜分為兩大年夜類：「熱塑性塑膠」（Thermoplastic）及「熱固性塑膠」(Thermosetting)。熱塑性塑膠在常溫下平日為顆粒狀，加熱到必定溫度后變成熔融的狀況，將其冷卻后則固化成型，若再次加熱則又會變成熔融的狀況，而可進(jìn)行再次的塑化成型。是以，熱塑性塑膠可經(jīng)由加熱熔融而反覆固化成型，因此熱塑性塑膠的廢料平日可收受接收再應(yīng)用，亦即有所謂的「二次料」。相反的，熱固性塑膠則是加熱到必定溫度后變成固化狀況，即使連續(xù)加熱也無法改變其狀況。是以，熱固性塑膠無法經(jīng)由再加熱來反覆成型，因此熱固性塑膠的廢料平日是弗成收受接收再應(yīng)用的。其分類方法如下圖所示。

4、塑膠按應(yīng)用的范疇也可分為通用塑膠、工程塑膠、特種塑膠；

通用塑膠常見的有：PP、PVC、PE、PS、等；

工程塑膠常見的有：ABS、PC、PMMA、POM、PA6、PA66、PET、PBT、SAN等；

特種塑膠常見的有：PPS、PEI等；

工程塑膠往往由一些通用塑膠改性獲得；如改變某些分子構(gòu)造、添加其它成分如玻璃纖維等；

工程塑膠確實是被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑膠，其強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑膠。日本業(yè)界的定義為「能夠做為構(gòu)造用及機(jī)械零件用之高機(jī)能塑膠，耐熱性在100℃以上，重要應(yīng)用在工業(yè)上」。其機(jī)能包含：

a、

熱性質(zhì)：玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm)高、熱變形溫度(HDT)高、經(jīng)久應(yīng)用溫度高(UL-746B)、應(yīng)用溫度范疇大年夜、熱膨脹系數(shù)小。

b、

機(jī)械性質(zhì)：高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、潛變性低、耐磨損、耐疲乏性。

c、

其他：耐化學(xué)藥品性、優(yōu)良的抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。

2）

常用塑膠原料的特點(diǎn)：

略。

3）

常見塑膠原料在實際應(yīng)用中的體會談

1、

ABS料：最常用的塑膠料，專門多家電產(chǎn)品的外殼均用它。具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)腐化性及高光澤。常見的有臺灣奇美、國喬產(chǎn)的ABS。如奇美：ABSPA757通用級，優(yōu)勝的高光澤性；ABSPA727電鍍級；ABSPA777D耐熱級。平日ABS的熱變性溫度可不能跨過88℃。

2、

PC料：俗稱百折膠，力學(xué)機(jī)能優(yōu)良。有優(yōu)勝的熱穩(wěn)固性（-100~126℃可穩(wěn)固應(yīng)用）及透光性。常見有德國拜爾PC-2805、美國通用PC-241R、141R等。

3、

尼龍：PA6、PA66。尼龍（Nylon）最大年夜長處是韌性大年夜，耐疲乏性極佳、摩擦系數(shù)低。常用于造纖維，牙刷毛，魚絲，軸套，包裝膠膜，齒輪，電動對象外殼，電器配件等。但最大年夜的缺點(diǎn)是吸水性大年夜，而吸水的增長使其拉伸強(qiáng)度急劇降低。如添加玻璃纖維可大年夜大年夜進(jìn)步其耐溫機(jī)能，即PA66+GF15%、PA66+GF30%耐溫達(dá)180~210℃。是以，沒有加玻璃纖維的尼龍不得用于有耐高溫要求的部件上。膠件啤出來后應(yīng)盡快應(yīng)用，以免放置時刻過長使得尼龍吸水后產(chǎn)生不良變更。

六、

塑膠模具的加工方法及工藝

1）

常用加工對象及機(jī)械

1、

測量對象：卡尺、千分尺、千分表、標(biāo)準(zhǔn)量塊、標(biāo)準(zhǔn)角塊、轉(zhuǎn)盤、角規(guī)、投影儀、抄數(shù)機(jī)等；

2、

加工機(jī)械及設(shè)備：鑼床、車床、磨床、鉆床、CNC（電腦鑼）、火花機(jī)、線切割機(jī)等。

2）

加工方法及工藝

一樣模胚直截了當(dāng)從模胚廠訂回，其加工方法那個地點(diǎn)略去。

按模具設(shè)計圖紙，訂回模胚、模仁、行位、斜頂、鑲件等鋼料即可開端安排加工。按加工工藝大年夜概分為粗加工及精加工兩塊。模胚開框，由鑼床或電腦鑼先開粗、后精框（也可由模胚廠代為加工，但要付給響應(yīng)的費(fèi)用；一些小型模房為節(jié)約成本往往本身加工，但效力低，精度不高），其它部件同樣也是先粗加工成粗胚，后經(jīng)電腦鑼、火化機(jī)、線切割機(jī)精加工的到相符圖紙精度要求的零件，最后裝配入模胚成為一套完全的模具。其流程大年夜概如下：模胚開框

模仁、行位等CNC加工

銅公加工

火機(jī)加工型腔（EMD）

鉗工加工（FIT模）

拋光（省模）

裝模

試模。

實際制造中，幾種加工工藝交錯在一路，須要模具設(shè)計人員與模具師傅安排好各個環(huán)節(jié)，一步掉足，滿盆皆負(fù)！返工往往造成對模具的損害，做出來的模就不漂亮了。要挽救好的話，只能換料，這將增長時刻和成本，而專門多時刻時刻是最重要的。現(xiàn)在模具行業(yè)競爭專門猛烈，客戶給模房的時刻都專門急，不克不及按時交模，最終將掉去客戶！

各加工機(jī)械設(shè)備的功能簡介：

1、

鑼床，用于人工銑、切較外形較簡單、規(guī)矩的工件，如直線、斜線；常用來加工精度不是專門高的工件，模胚開框、模仁、行位開料等。

2、

車床，重要用于圓形的工件加工，如唧嘴、定位環(huán)、法蘭、圓形模呵（CORE）、圓形銅公等；精度可達(dá)較高的要求。

3、

磨床,重要用于鋼料磨平，磨基準(zhǔn)等，可知足大年夜部精度要求。

4、

鉆床，重要用于鉆空、攻牙、打運(yùn)水孔等。

5、

CNC（電腦鑼），已成為現(xiàn)代化模具工業(yè)的標(biāo)記性設(shè)備，重要用于復(fù)雜、不規(guī)矩曲面的數(shù)控加工。其特點(diǎn)是精度高、靠得住性好、效力高，全然上任何模具的加工都離不開它。型腔、銅公等工件的加工都由它完成；它幾乎能夠加工任何外形的工件。

電腦鑼由運(yùn)算機(jī)程式操縱，是以，其操控人員——CNC編程員除對電腦鑼加工操縱軟件熟悉以外，還要對模具構(gòu)造及加工方法有深刻的明白得。一個光明白加工軟件而不明白模具構(gòu)造及加工方法的編程員只能是空言無補(bǔ)。一名優(yōu)良的編程員一樣都經(jīng)由3~5年的實踐才可殺青，其薪金一樣都在RMB5.0K以上！今朝，珠三角地區(qū)常用的加工操縱軟件是：MasterCAM、CIMATRONIT、UG、CATIA。近兩年，UG以其操作便利、靠得住性好、效力高、仿真機(jī)能優(yōu)勝而越來越受模具加工廠家的迎接，其人才變得更搶手。6、

火花機(jī)，用于電蝕工件。把電極（銅公）裝在機(jī)頭上，經(jīng)由過程機(jī)械的內(nèi)部電路操縱電流放電在工件上蝕出和電極外形一樣的凹腔。工模術(shù)語：EMD加工。

7、

線切割機(jī)，用于工件外形的切割。它把一根極細(xì)的鉬絲穿過預(yù)先在工件上打的孔，按照電腦內(nèi)的數(shù)據(jù)，操縱鉬絲放電及運(yùn)行，在工件上割出設(shè)定的外形。一樣鉬絲直徑為0.07~0.10mm，是以，它加工的精度也專門高。線切割分為快走絲、慢走絲。一樣模房的線切割機(jī)都屬快走絲，

慢走絲顧名思意即加工速度專門慢。它以就義速度換來的是高精度，全然上周詳模具、一些五金端子模具都要用它來加工。單價為快走絲3~5倍。有個細(xì)節(jié)需提一提，即慢走絲應(yīng)用的水是純清水。因此，它也是數(shù)控的，需編寫運(yùn)算機(jī)程式來操縱。

七、

塑膠模具設(shè)計要點(diǎn)

本章為全書的重點(diǎn)，起首介紹模具公司整體運(yùn)作法度榜樣，如下圖：

本章的內(nèi)容全然圍繞上述流程進(jìn)行講解。

1）模具報價

在接到客戶樣板或圖紙詢價后，應(yīng)組織相干工程師進(jìn)行圖紙評審及初步報價。

1、

客戶圖紙評審

要留意以下幾點(diǎn)：

產(chǎn)品的材質(zhì)、尺寸、構(gòu)造，客戶對模具材料的要求及熱處理工藝。材料越好價格越高。

專門還要從模具角度分析其構(gòu)造，是否需三板模、模出數(shù)、入水情勢、抽芯構(gòu)造（斜頂、行位構(gòu)造）、冷卻體系、開&合模體系、頂出構(gòu)造等。構(gòu)造越復(fù)雜模具造價越高。另，從簡化模具構(gòu)造，節(jié)約成本、進(jìn)步模具臨盆效力、模具壽命方面，針對產(chǎn)品的構(gòu)造，模具設(shè)計師有義務(wù)建議客戶對某些構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行變革。

2、

模具報價分析

圖紙評審?fù)瓿珊?，下一步可進(jìn)行報價。

a、起重要看客戶的要求，因為要求決定材料的選擇以及熱處理工藝；

b、選擇好材料，出一個粗略的模具籌劃圖，從中算出模具的重量（運(yùn)算出模芯材料和模架材料的價格）和熱處理須要的費(fèi)用。（差不多上毛胚重量）；

c、加工費(fèi)用，依照模芯的復(fù)雜程度，加工費(fèi)用一樣和模芯材料價格是1.5~3：1，模架的加工費(fèi)用一樣是1：