模具设计 第二章 模架介绍

第二章结构介绍及模架2.1模具外观认识认识模具结构，最好是到加工现场看看模具实物，对其结构有个大致印象，这样会有利于日后的学习。先给大家看一些注塑模具的图片：图注塑模具实物上面两幅图是模具的实际照片，此时模具处于闭合状态，从外形来看，模具形状都差不多，是一个“方铁疙瘩”。图注塑模具实物图是把模具的动定模部分打开之后的情形，我们发现其内部还是颇为复杂的。2.2模具结构3D图解学好模具设计，头脑里面要有模具内部的三维结构，要能想象其内部结构，要达到这一点，除了强化制图方面的学习之外，多到加工现场看模具结构也是一个非常奏效的方法。见得多了，自然脑海中就有印象了。俗话说的好：“百闻不如一见”，到实际加工现场一看，你就全明白了。如果有师傅在场，帮你打开模具，并一个个零件拆开给你看的话，那真是再好不过，这样印象最深刻。然而在校学子大多数情况下无法达到这种情况，但可以借助3D软件，把模具拆开，就像真的一样，完全可以洞穿其内部结构。现在，我们就以一副简单的模具为例，来介绍其内部各零件结构，以增加大家的感官印象，为日后的设计做准备。图模具三维结构现在我们把模具打开，打开后的两瓣模具如图所示。动模部分定模部分图拆开后的模具动模部分拆分演示图动模部分上图即是动模部分各个零件的名称标示，为了让朋友们看清，标的箭头就有些乱。这个例子是个简单的模具的动模部分，虽然简单，但是代表了模具的基本结构。像导柱、复位杆、动模仁、上、下顶出板等等这些零件是其它模具都带有的。其它模具都一个样，所不同的是其模仁部分及其内部结构。下面我们就把动模部分的零件一个个拆开，从而能够更清晰地有模具内部结构的印象。注：模具的动模部分、定模部分的这种称呼是源自工程中，因为模具是固定在注塑机上的，随着开模动作，注塑机的移动模板将带动模具的一部分沿着分型面打开与模具的另一部分分离。于是称固定在注塑机移动模板上面，并随注塑机移动模板移动的这部分模具，称为动模部分；而固定在注塑机固定模板上的那部分模具称为定模部分。在我国不同地方对某些模具结构零件的叫法是不一样的。例如：定模板有的地方叫母模、上模、前模、型腔、阴模、凹模、A板等，叫法五花八门，给初学模具设计的朋友阅读模具资料时稍微带来点麻烦，但这也是没办法的事情，大家以后见得多了也就习惯了。在本书附表，我们有广东地区对模具零件的叫法，仅供参考！首先我们把动模仁拆开，即从动模部分拿出来，如图所示。图从上图可以看出，在动模部分镶嵌着一块零件，称为模仁，模仁是用来成型塑件的，模仁分为动模仁、定模仁。对于早期的模具来说，没有模仁部分，产品是直接在模板上面成型的，时至今日，对于某些简单的模具，或者说某些模厂出于成本的考虑，也还有采用这种方法成型。随着客户对塑胶产品的外观、结构等要求的越来越高，一般情况下，塑胶产品直接在模板上成形的模具越来越少。一个原因就是模板的材质相对而言比较差，这种材质达不到塑胶产品成形的精密要求；但如果模板采用好的材质，这样会增大模具材料的成本，不划算。所以，为了出较好的较精密的成本又恰中的塑胶产品，于是就出来了一个“模仁”的概念。模仁是塑胶模具的核心部分，它是模具里面最重要的组成部分。塑胶产品的成形部分就在模仁里面，大部分时间的加工也花费在模仁上。模仁加工好后，分别放在动、定模板里面，因此有定模模仁和动模模仁之称，动、定模板通常需要铣一个型腔以供放置模仁。图中箭头所指圆圈部位为模仁。图接下来,我们把动模板拆下，如图所示。图从图可以看出，动模板是靠螺丝与其它板固定在一起的，弹簧套在回针上面；顶针将从动模板上面的预留孔中穿出直达产品。再接着，我们把一侧的支撑脚拿下，如图所示。图支脚主要作用是为确保塑件的顶出距离，另外也为放置上、下顶出板腾出空间，使成品能顺利脱模。支撑脚上面除了有预留的螺丝过孔外，还有销钉孔。接下来，我们另一侧的支撑脚拿去，如图所示。图在上顶出板上固定有顶针、拉料杆、复位杆等诸多构件，此板与下顶出板以螺丝固定为一体，从而保证成品脱模时顶出的方位正确平衡、稳定。最后，我们除去上下顶针板、弹簧、顶针、回针等，如图所示。图从上图看，垃圾钉位于动模底板与下顶出板之间，从而使两板之间形成适当的间隙，一来可以减少两者的接触面积；二来若有异物侵入时，有排泄杂物的作用，保证顶出板能顺利的运作。定模部分拆分演示图定模部分前面我们拆分了动模部分，接下来我们把定模部分拆开看看。首先将定模仁从其中拆出来，如图所示。图定模仁是靠螺丝固定在定模板上的；其中浇口套穿过定模板，并穿过定模仁；导套固定在定模板上，其作用在于和导柱向配合，从而保证模具的定模部分与动模部分在闭合时能迅速确实地正确配合。继续将定模板拆出来，如图所示。图接下来，将浇口套从定模底板上拆出，如图所示。图浇口套主要形成模具浇注系统的主流道。是注射机中能够流动的塑料进入模具空腔，必须经过的第一个通道。可以说是起到了一个桥梁的作用，它要与注射机的喷嘴配合。浇口套属于标准件，无需设计，可定购。再下来，我们把定位环从定模底板上拆出，如图所示。图定位环可以使模具容易安装在注塑机上，并使注塑机的喷嘴与浇口套得以对正以顺利完成注射，有时候也因为要防止注塑压力使浇口套后退，而兼任压板的角色。定位环属于标准件，可直接购买，无需设计。2.3模具结构2D图解到目前为止，我们对注塑模具的形状、结构有了一定的认识，脑海中有其内部结构的初步印象。然而，仅凭这还不能够更深入的学习具体设计知识，须知工程交流中还是要由图纸来说话的，我们必须要懂得模具方面的专业图纸，从2D图纸这个层面来认识学习各种模具结构。这是一个转变，我们须经受这个转变，将我们的思想逐步细化，细化到正规的模具图纸上来。只有适应这个变化，才能够进入模具设计的奇妙世界。下面我们通过一副模具CAD图来认识模具内部结构。请仔细看下图，并对照前面所讲的3D结构来想象。图1.定位环2.浇口套3.定模底板4.定模板5.定模模仁6.动模模仁7.动模板8.顶针9.拉料杆10.支撑脚11.上顶出板12.下顶出板13.垃圾钉14.螺丝15.动模底板16.导套17.导柱18.水嘴以上即是一副模具图，具体来说，是组立图里面的正视图。通过这个图，我们来表示模具内部的结构，其各部分零件名称可对应此前所讲的3D部分，具体细节此处就无需做过多的解释，今后我们将非常详细的介绍各个部位之功能。2.4标准模架我们仔细观察一下注塑模具，就会发现对于一般的注塑模具来说，许多结构是相同的。譬如都有固定板、顶出板、模脚、导柱、导套等等，每套模具，都包括此类构件。所不同的是每套模具的成型部分（或可说模仁）各不一样。为了尽量缩短制造模具的时间，降低模具的成本，现在许多模具制造商的中心工作是对动、定模仁（有的公司又叫模具的成形部分或者模具的模腔模心部分）加工。其它的作业则能简单就简单化，交付专有的公司来做。依据上述几点，于是就产生了标准模架。采用标准模架有许多好处，诸如可以有效的提高加工精度、大幅度的节约时间，节省成本、减轻加工师傅的工作量等等。现如今，许多模具公司，尤其是模具行业发达的地区，都采用标准模架来做模具。当然，在有些地方，有些厂，出于各种原因，并未有采用标准模架，其各模板还需要自己加工。图标准模架在许多模具公司的设计室均有模架厂商提供的模架定购册子等相关资料，设计人员在设计模具时可根据产品的具体情况来定购对应的模架。我们在此并不想深入讲解各种模架的尺寸细节，因为这部分内容你大可以到公司后，具体设计时在参照对应厂商的模架资料。但此时出于让大家了解模具结构的目的，对模架大致做一简单介绍，根据产品的不同结构，塑胶模具一般可分为两种类型：一为二板式模具，简称为二板模（two-plat）；另外一种叫三板式模具，简称为三板模（three-plat）。二板模又可叫做大水口模具，三板模又可叫做细水口模具。如果再细分，三板模又分为细水口模具和简化型细水口模具两种。因此标准模架对于的就有大水口模架和细水口模架、简化型细水口模架三种大类型。且依据产品和模具的加工容易度，这三种不同的标准模架类型中又变分出不同的样式。我们在此就不一一介绍了。下面我们以最常见的两板模，即大水口模来介绍一下标准模架，你需要留意的内容包括：各个零件的中英文名称对照；各个零件的相对位置、数量；各零件在AUTOCAD中的表达；各个零件的作用等等。插图二板模标准模架图二板模标准模架由上图我们可看出二板模标准模架由以下几个部分组成:1、板子部分：上下固定板、公母模板、上下顶出板、模脚（两个）。有时，公母模侧还会有一块承板。2、固定螺丝部分：S1--锁定上固定板与母模板，（请看相对应的俯视图），一般4-6个。S2--锁定下固定板与公模板，它穿过了模脚，与其是间隙配合。一般是4-6个。它的大小和到模具中心线之间的位置跟S1一致。只有其螺丝的长度不一样。S7--锁定上下顶出板，分布在顶出板的四个角上。一般是4个。S8--锁定下固定板与模脚，一般为4-6个。3、附助零件部分：导柱与导套--总共4套。为了防止模具在安装时装反，四套导柱导套中靠近基准的一套向模具中心线向上偏了2mm。不管模具大小，每套模具都一样。（请看图示）注意这套导柱导套在相对应的图上有OFFSET的字样.另外,当模具上有顶出板导柱导套时,我们在定购模架回来时要把其给加上.不然后面会比较麻烦!回位销--总共4个,分布在顶出板四个角上.4、附助设置部分：吊环孔--由于模具一般都较重,为了方便模具的安装和搬运,在加工现场都会用到吊车,因此在模具上设计了吊环孔,使吊环有一个可放置的所在.模架的定制我们了解了模架的基本结构，那么在设计中，我们如何定购模架呢？定购二板模标准模架时，我们只需要决定以下几个尺寸即可！1模具的长X宽2公母模板的高（也就是A板、B板的高）3模脚的高例如，我们在模图上看到定购的字样：SC1530A60B70C90是何意思？SC---模架厂商的代号1530---指的是模具的宽X长为150X300mmA60---指的是模具母模板的高为60mmB70---指的是模具公模板的高为70mmC90---指的是模具模脚的高为90mm对于以下东西完全不需要考虑，直接查资料即可：1上下固定板、上下顶出板的长X宽X高，模脚的宽度不需考虑；2各个固定螺丝和吊环孔、导柱导套、回位销的位置、大小、数量不需考虑；现在的问题是：对于定制模架的那几个关键尺寸，我们是如何得来的呢？这些关键尺寸不是凭空得来的，有许多方法可以得出这些尺寸，在工程中，常是根据模仁的尺寸得出来的。以下便是常采用的模架尺寸经验方法。