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多年的注塑模具設計經(jīng)驗總結
????????我是從事注塑模具結構設計的,曾經(jīng)設計過(guò)家電,汽車(chē),電子產(chǎn)品類(lèi)的模具。設計水平不見(jiàn)得很高,只是干過(guò)的活比較多比較雜而已。今天剛好閑著(zhù)沒(méi)事,跟大家共同討論下關(guān)于注塑模具結構設計的問(wèn)題。
????????首先我們拿到了一個(gè)產(chǎn)品后,先不要急著(zhù)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(wèn)題。當然這些對于一個(gè)剛剛從事模具結構設計的人來(lái)說(shuō),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(méi)關(guān)系,只是自己日常積累的一個(gè)過(guò)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(hù)確認的。
????????有人說(shuō),是不是我分析好了產(chǎn)品結構后,就可以開(kāi)始設計模具了呢,答案當然是NO。要想在設計時(shí)少走彎路,一些關(guān)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(hù)用來(lái)生產(chǎn)的注塑機的噸位及型號類(lèi)型,這個(gè)確認不好,你就沒(méi)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(jìn)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(hù)那里沒(méi)法生產(chǎn),因為客戶(hù)那里只有電動(dòng)注塑機,而且沒(méi)另外加中子,估計那時(shí)你會(huì )有種欲哭無(wú)淚的感覺(jué)。2,客戶(hù)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(gè)確認好了,你才知道你設計模具時(shí),到底需不需要設計碼模螺絲過(guò)孔或者碼模槽。3,剛才我們分析后的產(chǎn)品的問(wèn)題點(diǎn),以及產(chǎn)品夾線(xiàn),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(gè)一定要跟客戶(hù)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(méi)有添加什么改性材料等等。
????????有條件時(shí),最好能熟知產(chǎn)品的裝配關(guān)系以及產(chǎn)品的用途等等,這些信息對于將來(lái)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(guān)面,哪些是非外觀(guān),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(shí)際裝配關(guān)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(jiǎn)單形式的。一定要牢記,做模具的過(guò)程就是把復雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的過(guò)程。??吹揭恍┤艘宰隽艘惶锥嗝炊嗝磸碗s的結構而感到驕傲自豪,我覺(jué)得那是非常得無(wú)知。因為很多產(chǎn)品工程師可能會(huì )由于自身的經(jīng)驗問(wèn)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(huà),他們可能永遠都覺(jué)得那樣設計是沒(méi)問(wèn)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,油路外接參數,電路外接參數,氣路外接參數。只有在設計之前了解了客戶(hù)這些要求之后,你才能有預見(jiàn)性的設計水路油路氣路,別到時(shí)辛辛苦苦設計好了模具,后來(lái)發(fā)現客戶(hù)需要在模具內部串聯(lián)油路,那時(shí)你再改動(dòng),估計會(huì )累個(gè)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(huà),油缸頂出的動(dòng)作就會(huì )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(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。掌握了這些信息后,我們就可以著(zhù)手設計模具了。首先是分模,這個(gè)過(guò)程估計是大家都比較喜歡的過(guò)程。因為分出模來(lái)有成就感。拉分型面的原則就是簡(jiǎn)單即好,能拉伸出來(lái)的堅決不掃描,或者用其它高級命令。其次拉分型面時(shí)要有大局觀(guān),盡量簡(jiǎn)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(zhù)產(chǎn)品趨勢做。那樣做出來(lái)的分型面才會(huì )beautiful。串插一句題外話(huà),在學(xué)習三維軟件時(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)驗的人會(huì )有很多種靈活的用法,這點(diǎn)體現在UG上是最明顯的。一句話(huà),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(lái)的枕位能寬就寬。要充分考慮你現在手上拉的這個(gè)分型面將來(lái)實(shí)際模具做出來(lái)后,人家車(chē)間負責飛模的師傅會(huì )不會(huì )罵你就行了。如果你覺(jué)得不會(huì )挨罵,那就OK,繼續進(jìn)行,當將來(lái)你真的被罵了,這些就是你的經(jīng)驗。
????????在做分型面的同時(shí)肯定是要考慮滑塊跟斜頂的排布的,因為那些也要涉及到分型面的改動(dòng)。典型滑塊結構就是三角函數關(guān)系,這個(gè)沒(méi)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關(guān)系式,目的就是為了實(shí)現產(chǎn)品倒扣的脫模,及模具的正常開(kāi)合模動(dòng)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,但典型斜頂的角度也不要太大,盡量不要超過(guò)15度,當然你非要做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與理論力學(xué)。斜頂的形狀有很多演化形式,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,頂塊下面走斜頂的,滑塊上走斜頂的,斜頂上走斜頂的,斜頂上帶反頂的,等等,這些所有的結構都是一個(gè)目的,利用三角函數把產(chǎn)品的倒扣做出來(lái)。由此可見(jiàn),學(xué)好三角函數是多麼的重要啊!所以至于各種特殊的結構,都是人想出來(lái)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的關(guān)系,就是實(shí)際模擬下模具的開(kāi)合模動(dòng)作,以及考慮下在注塑時(shí)會(huì )不會(huì )有問(wèn)題等等。
????????說(shuō)著(zhù)說(shuō)著(zhù),我們分模分好了。接下來(lái)就是模具結構的排位了,這些內容都是事先要理清頭緒的,根據產(chǎn)品的實(shí)際情況,選用不同類(lèi)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(lèi)型都是為了能很好的實(shí)現產(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(jiǎn)化加工,節省材料,利于產(chǎn)品成型,比如排氣等等。你覺(jué)得模具上存在特別薄的地方,一定要單獨鑲拼出來(lái),易于將來(lái)更換。在鑲拼的時(shí)候要充分考慮鑲件的強度,加工性,以及將來(lái)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(diǎn)后局部,盡量布置平衡對稱(chēng)。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,然后大體設計水路,然后再根據實(shí)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(lái)講,產(chǎn)品抱緊力大的地方也就是產(chǎn)品的熱點(diǎn),需要加強冷卻的部位,這個(gè)矛盾需要調節好。至于到底是用頂桿還是用頂塊或者推板,就需要具體問(wèn)題具體分析了。這個(gè)要結合產(chǎn)品的結構特點(diǎn)來(lái)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,那還是因為沒(méi)有對產(chǎn)品結構分析充分,沒(méi)有實(shí)際考慮下產(chǎn)品在注塑過(guò)程中的狀態(tài)。這是問(wèn)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準件了,大家在加的時(shí)候盡量考慮對稱(chēng)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(méi)有倒扣的地方,其次是模具各零件的干涉檢查,重中之重?,F在的三維軟件都有這項功能,方便的很。然后就是模具開(kāi)合模動(dòng)作的模擬,再簡(jiǎn)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(guò)程,別辛辛苦苦設計出來(lái)了個(gè)巧妙的結構,理論計算也沒(méi)問(wèn)題,加工完了,結果裝不進(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)結束了。其實(shí)模具設計是個(gè)充滿(mǎn)著(zhù)矛盾的事情。想設計完美些,模具費用就高了,想設計簡(jiǎn)單一些,可能產(chǎn)品就要改或者模具的強度,使用壽命都會(huì )有影響。所以模具設計沒(méi)有絕對的。只要尋好了那個(gè)平衡點(diǎn),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(diǎn),估計大家都能設計出比較合理的模具結構來(lái)。