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注塑模具设计的一般步骤

文章来源: 科翔模具 人气:4362 发表时间:2023-04-12 10:32:49

[导读]:注塑模具设计的一般步骤,由于塑料产品的复杂程度和模具设计人员的设计经验差异及设计爱好不同,因此,很难总结出可以普遍适用的注塑模具设计步骤,但是,可以归纳出一个大体的注射模设计程序。

一般情况下,在注塑模具设计之前,企业的生产部门要下达模具设计的任务书,模具设计人员必须首先了解和熟悉任务书的内容及具体要求。分析产品的结构工艺性、技术要求的合理料原材料选用的合适性、采用注射成型的可行性,进而针对产品的复杂性考虑模具设计时必须采取的对策。在此基础上,注塑模具设计者才能开始设计模具。塑料产品及成型工艺分析是塑料模具设计的基础,只有充分了解和熟悉塑料产品结构特技术要求和成型工艺要求,才能设计出适合于该产品成型的高质量塑料模具。


1.塑料产品分析塑料产品及技术要求分析包括以下几个方面:


(1)仔细阅读塑件产品图,详细了解塑件产品的几何形状、产品的大小与壁厚、产品的复杂程度、主要的尺寸与公差、表面粗糙度等。(2)了解产品所用的塑料原材料的牌号、生产厂家、颜色、收缩率,确认该产品所使用原材料的合适性。了解塑料产品的产量、交货期等信息。(3)了解产品的用途、使用场合和使用要求、各部分的作用等。(4)了解产品的其他技术要求,包括允许变形的范围等。


2.塑件成型的工艺分析


在审读塑料模具设计任务书即熟悉产品图和相关技术要求以后,注塑模具设计者必须明确如下问题:


(1)注射成型的可行性:从结构设计方面考虑,分析产品是否适合于用注射的方法成型,如不适合,就要求塑件产品的设计师更改产品图样。从尺寸公差精度方面考虑,采用注射成型方法能否达到,如达不到,则要求修改公差。


(2)注射成型可能会产生的缺陷:在注射成型的过程中,考虑可能会产生的缺陷和避免产生缺陷的办法与措施。例如塑件成型后是否会产生收缩凹陷痕迹,是否会产生翘曲变形,是否会产生充填不满的情况,塑料件的端面和外表面是否允许有进料口及推杆的痕迹等,这些问题如何在模具设计和成型工艺的制订时一一得到解决。


(3)模具设计的难点和复杂性:根据塑料产品的特点,设计人员要能够预判注塑模具设计过程中的难点和复杂性,并且要研究出解决这些问题的办法。例如采用何种浇注系统,浇口设置在哪里合适;复杂型腔及型芯是否要镶拼,采用何种镶拼方法和加工方法;塑料件侧面的凹凸和侧孔的复杂程度及采用何种合适的侧向抽芯机构进行侧向抽芯;采用何种推出机构进行脱模,如果采用推杆,推杆位置应该选择在什么地方等。


二、注塑模具设计的一般步骤


注塑模具设计的一般步骤包括考虑分型面形式与塑件在模具中位置的确定、型腔数量的确定、浇注系统的类型和浇口位置的确定、模具型腔与型芯的基本结构确定、侧向抽芯机构的确定、推出机构的确定、排气方式的确定、冷却系统的设计、注射机的选择、注塑模具有关零件刚度和强度的校核、模具装配图与零件图的绘制和设计图样的复核等方面。


1.考虑分型面的形式、塑件在模具中的位置


注塑模具设计的一般步骤,模具分型面应该是由其形状来决定的。绝大部分的塑件采用平直分型面,但是有些塑件的形状需要采用倾斜分型面、阶梯分型面或者曲面分型面。选择分型面的主要原则为:在塑件外形大轮廓处分型、有利于塑件的顺利脱模、保证不影响塑件的尺寸精度和表面质量、有利于注塑模具加工及有利于型腔中气体的排出。塑件在注塑模具中的位置一般情况下主要以分型后留在动模为原则,对于平直单分型面模具,通常型设置在定模,主型芯设置在动模。


2.确定型腔数量


确定型腔数量的方法有两种:一种是根据锁模力、注射量及塑件的精度要求、性等确定登数正的足全部条件的型腔数目为选择;另一种是根据实际情况采用一方法进行计算,再用其他方法进行校核。由于型腔的排布与浇注系统密切相关,在注塑模具设计时应综合加以多虑。型腔的排布应尽昼采用平衡式布置的形式,从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。


3.确定浇注系统的类型和选择浇口的位置


在研读塑料产品图样时,实际上应该已经考虑浇注系统的设计了。总结一般的经验,对于小型的盒类、圆形盖等塑料件,如果浇口的痕迹不影响其美观和使用性能,通常采用点浇口进料,例如各种塑料瓶盖;对于大、中型盒类、筒形塑料件,通常采用直接浇口进料,例如各种脸盆及洗衣机甩干筒等;对于外表面及分型面不允许有浇口痕迹的塑料件,通常采用在推杆开设潜伏浇口进料,例如电视机外壳及电话机面板等;对于大多数各种浅型腔或异形的塑料件,通常采用侧浇口进料。浇注系统的设计包括主流道、分流道、浇口和冷料穴的设计,对于多型腔模具而言,浇注系统的平衡显得很重要。浇注系统的设计还涉及模架的选用,如果采用侧浇口进料,一般选用两板式模架;若采用点浇口进料,往往选用三板式模架,以便分别脱出浇注系统凝料和塑料件。


4.确定模具型腔、型芯的基本结构


根据塑料件的形状和尺寸,对模具型腔、型芯进行机械加工工艺分析,然后确定是采用整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶拼式还是采用四壁镶拼式,再确定安装固定的方法和考虑镶拼结构的强度。


5.确定模具是否要采用侧向抽芯机构


注塑模具设计的一般步骤,塑件上侧面是否有侧孔或者侧向凹凸形状,是确定是否需要采用侧向抽芯机构的依据。对于抽芯距不是很长的情况,一般采用斜导柱侧向抽芯机构抽芯;对于抽芯距较长的场合,通常采用液压抽芯机构抽芯。如果采用前者,尽量采用斜导柱固定在定模、侧型芯滑块安装在动模的形式,但此时要考虑是否会产生干涉现象,若产生,则要设计推杆先复位机构。


6.确定推出机构


在实际的生产应用中,常用的是一次推出机构。一次推出机构有推杆、推管、推件板之分。一般塑件采用推杆推出机构。当塑件不大且是环形、筒形或者塑件上带有孔的凸台部分,则往往需要采用推管推出机构;如果内腔是一个比较有规则的薄壁塑件,例如圆形或矩形,此时,就可以采用推件板推出机构。推管和推件板推出的塑料件,其推出端面不易变形,不会留下明显的推出痕迹。


7.确定排气方式


在一般情况下,注射模在注射成型时的气体可以通过分型面和推杆处的间隙排出,因此,注射模的排气问题常常会被忽视。对于大型和高速成型的注射模,排气问题应该引起足够的重视。在充填模具型腔的料达到的地方,常常要设置溢流槽和排气槽。不过,排气槽的设计制造也可以在试模以后进行,以便明确找到需要排气的部位。


8.设计冷却系统


注射模通常采用水冷却的方式进行冷却。根据模具型腔和型芯的大小和复杂程度的不同,首先要考虑是否要采用水冷却的冷却系统以及采用何种形式的冷却回路。接着要进行计算或凭经验确定冷却水道的尺寸。实际上,冷却系统在确定模具凹模、凸模的基本结构和推出机构设计的同时应该加以考虑,这是因为要考虑给冷却水道事先留出足够的位置。


9.选择合适的注射机


选择合适的注射机有两种方法,一种方法是先凭经验确定注射机的型号,然后对参数进行湿项校核,看是否合适,如果不合适,则要重新进行选择;另一种方法是进行各项参数的计算,然后选择合适的注射机。各项参数的计算和校核包括:根据塑件的重量、在分型面上的投影面积、动模座板和定模座板尺寸、注塑模具的推出距离和开模距离,对注射量、锁模力、注射压力、模具与注射机安装部分相关尺寸等进行校核。


10.校核模具有关零件的刚度和强度


对于成型零件及主要的零部件都应该进行强度和刚度的校核,这在选择合适的模架时就应该考虑。一般而言,注射模的刚度问题比强度问题显得更为重要。


11.绘制模具的装配图


装配图要按照制图标准绘制,装配图要清楚地表明各个零件的装配关系,以便于装配,当凹模和型芯镶块很多时,为了便于测绘各个镶块零件,必须先绘制动模和定模的部件图,在绘制部件图的基础上再绘制装配图。装配图上应标出必要的尺寸,如外形尺寸、定位圈直径、极限尺寸等。在装配图上应该将全部零件按照顺序进行编号,并且填写标题栏和明细表。


12.绘制模具的零件图


由模具的装配图和部件图绘制模具的零件图。绘制模具的零件图的一般顺序是:先绘制成型零件,后绘制结构零件;先绘制内部零件,后绘制外部零件;先绘制复杂零件,后绘制简单零件。零件图上,对于成型尺寸都应该标注尺寸公差,重要零件要标注几何公差,所有加工面都必须标注出表面粗糙度,技术要求中要标明某些尺寸必须要进行的配合加工或某些尺寸及公差所达到的装配要求,此外,还必须标明所用材料的热处理要求等。


13.注塑模具设计的一般步骤,复核设计的样具结构、成型设备、配合尺寸及零件的可加工性等项目进自和他人审核。对于初学的模具设计人员,能够参加注塑模具制造的全过程,包括注塑模具的装配、试模、修模等,直至注塑模具正常生产为止。


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文章关键词:注塑模具设计的一般步骤,注塑模具
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