模具教学

1东莞毅昌模具厂模具结构设计培训讲座之一：模具结构设计讲座稿拟制：日期：2020年9月30日审查：日期：2020年9月30日2概述：“模具工业是美国工业的基石头”“模具是促进社会繁荣富裕的动力”“模具是金属工业的帝王”，我们的衣、食、住、行都离不开模具。模具设计所涉及到的知识面比较广，有机械设计与制造、产品设计与开发、高分子化工材料、钢材、机械传动与电气控制、热处理与表面处理（包括塑胶的表面处理）等等。以我个人观点，所谓模具可以通俗地理解为“模型之工具”。模具有很多种类，我们讲的塑胶模就是比较普通的注塑模，即通过注塑机把塑胶注射入模具型腔而形成各种产品模型的工具。模具设计即是将产品图转化为模具图的过程，而模具制造则是将模具图转化为模具实物的过程。工程部流程图.doc在模具工业中设计是龙头，制造是中心，如果设计一旦出错，后面则是一错百错，从模具制造流程中可以看到，设计是前期工作，设计的工艺性好坏，关系整套模具成本高与低及模具的成与否。目的：1、让设计人员能充分理解产品的结构设计，使模具设计结构合理、加工方便进而提高模具制造质量；2、制模人员了解模具结构设计方面的基本知识，有利于提高工厂的整体运作效率，挖掘员工的潜能，形成良性循环；3、本讲座内容基本上都是多年理论与实践检验的经验总结，希望本讲座能对大家起到“启迪思维，抛砖引玉”的作用。目录1、模具设计注意事项2、模具设计步骤3、图面要求4、模具结构设计5、完整的装配图要求6、模具实例典型结构3一、模具设计注意事项：项目标准投影角第三视角投影单位MM/KG标准模架龙记/鸿丰/明利常用钢材718H、NAK80、PAK90、738、738H、8407、MEK4、S136、S136H、DF2、PX88、S55C等注塑模使用钢材一览表.htm标准件HASCO等同规格、DME等同规格、大同、富得巴、锦鸿、正钢螺丝公制MM喉牙英制：NPT（1/8”、1/4”、3/8”）公制：M12、M14、M16法兰直径DME等同规格、Φ59.8、Φ99.8、Φ119.8、Φ124.8、Φ149.8、Φ319.8唧嘴内锥孔角度2˚、3˚唧嘴RDME等同规格、R10.5、R20.5顶棍孔Φ35、Φ40、Φ45、Φ50、Φ60、Φ70、Φ80弹弓大同标准、拉杆专用大内径弹弓热唧嘴柳道公司、DME公司胶圈HASCO等同规格为了与国际接轨，标准件均采用DME等同规格二、模具设计步骤1)首先了解产品的形状，外形是圆的或方的、分型面是平的、斜的或是高低起级的；有没有斜顶、行位及其它特殊结构；有没有深骨或深柱位；产品有没有碰穿、插穿孔；产品表面抛光要求，是否留火花纹或需要蚀纹；产品材料及缩水、拔模角；产品上哪些尺寸重要装配尺寸等。2)决定分型面位置a)先考虑能否做平的分型面，部分位置可能有夹线，外观是否有影响。b)不能做平时，才考虑做斜或跟外形。c)在决定分型面时，要考虑成品是否会粘前模、行位等。3)决定镶件位置a)深骨位或薄胶位，因抛光及排气困难，所以要加镶件,镶件夹线是否影响外观。b)有些位置，由于加工困难或薄片易损坏，要加镶件，方便加工及维修。4c)有时需通过更换镶件变成不同款的产品。4)决定顶针位置在决定顶针时请参考以下原则：a)尽量采用大顶针，且下在包紧力大的地方,是否能足够顶出，在不能确定时，尽量加多几支。b)分布要求平均,兼顾冷却水路。c)下顶针与排运水的先后顺序：一般是先下顶针，后排运水，再调整顶针，既保证顶出平衡，冷却充分，又互不干涉；5)决定冷却水路位置a)胶位越厚，热量越多，冷却水道越要密，越要近，要尽量放在胶位底或旁边。b)冷却系统除了要考虑动模、定模、滑块等部件的冷却平衡以外，更要考虑整套模的冷却平衡；由于定模的温度一般高于动模，因此定模的冷却要优于动模的冷却；冷却水的流向一般从进胶的高温处流入，从胶位的末端低温处流出，入水口与出水口应交错布置，但水流方向不应与胶流方向平行；c)冷却效果不仅取决于冷却水道布置是否合理，还取决于冷却水的流量和流速，因此，水道的拐弯和水井不应过多；d)如不能直接钻冷却水路，可以考虑如散热针、隔水片或用铍铜镶件，冷却水管等。e)必要时可以考虑适当调整顶针。f)冷却系统设计时，原则上其水道的中心距＜5倍的水道孔径（＞1.5倍的水道孔径）；g)冷却水道的中心到胶位的距离＜3倍的水道孔径（＞1.5倍的水道孔径）；我们在实际中一般是运水边到胶位为10mm以上6)决定内模镶件大小a)成品尽可能分中，不要偏心，以免出错。b)超过一件成品时，产品基准数取整数。c)按照成品尺寸及定位基准决定镶件大小，镶件外形尺寸取整数。7)按镶件尺寸及模具结构，决定模胚大小。8)在直身蚀纹或不能出模有胶位的地方，应做行位或斜顶；优先考虑做行位。59)绘制详细的模具装配图。图例1.dwg10)电视机模具的设计电视机模具.dwg11）注塑机的选型1、注塑机的选型要适中，锁模力小了走披锋，大了是浪费。2、注塑机的选型需考虑的因素：a、拉杆内间距W机与模具最大宽度尺寸W模的关系：W模≤W机—10，如模具偏心V，则W模+2V≤W机—10；b、承受投影面积S机与塑件正投影面积S模（含流道）的关系：S模≤S机；c、容模量Hmax、Hmin与模具总厚度H模的关系：Hmax≥H模≥Hmin；d、最大注射量Nmax与塑件总重量N塑的关系：Nmax＞N塑；e、核对锁模力与核对投影面积是等价的，即S模*0.5（Ton/cm2）≤注塑机的锁模力（Ton）；f、核对顶出行程是否足够，保证产品的最深骨位能顶出；g、核对开模距离是否足够，保证产品能顺利取出。注塑机资料.dwg三、图面要求：1模图中所使用的图层、线型及颜色等，必须按照公司标准进行设置。2产品基准数要表示清楚，切记成品乘缩水及镜像。3偏心模要特别说明。一般情况下，唧嘴偏心不得大于50mm，并且对于偏心模，必须设计平衡块。由于偏心的原因，在考虑啤机时要特别小心。4最少保证四个视图，即上、下模平面图及两个方向切图，如还不能表达清楚，增加局部切图及放大图。装配图的排放标准.dwg5每张图必须有标题栏。标题栏中的各项资料必须填写清楚，特别留意更新图纸的时间及版本。本公司使用的标题栏一共有两种，一种用于装配图，一种用于散件图，具体内容参照如下表格：A：装配图用标题栏装配图框.dwgB：散件图用标题栏零件图框.dwg6对于一些特殊的标准件，如油缸、先复位机构等，必须在图中清楚标明该标准件的型6号。7对行程有限制或开模顺序有要求的模具，要特别考虑安全性，除了加特殊的保护装置外，还要求用文字加以说明。8油缸行位，必须加行程开关。油缸在连接时必须加定位销定位，并且必须有两个方向视图，清楚表示油缸的连接方式。9模具中，凡是活动部位，必须有切图清楚表示出行程，如顶针板的顶出行程、三板模各板之间的开模行程、行位的行程、斜顶的行程以及油缸的行程等。10后模平面图必须有K.O孔及撑头平面图，前模平面图必须有定位环平面图。11行位必须有三个方向视图，行位滑动部分，必须加摩擦片，不允许直接在模胚上滑动。在模图中必须清楚标明行位的行程（如ST=？），行位必须有限位装置，并用波子螺丝定位，如行位的方向朝上，必须用弹簧定位，当行位太大时，不能使用波子螺丝，必须换用长方形或圆形的中心锁。12当行位下面有顶出装置时，必须考虑使用先复位并加行程开关，不允许直接靠弹簧拉回。13所有斜顶必须在B板设计青铜导向块，斜顶底部滑块必须在平面图上表示出来，且要有两个方向视图表达。14入水要有放大图，清楚表示入水尺寸。15齿轮传动的必须列表说明齿轮参数，如齿数、压力角、径节（模数）等。并要求用独立的图示说明配合关系，包括每两个齿轮之间的中心距以及啮合齿轮的节园直径等。16螺丝必须编号并且画出螺丝头尺寸，旁边标注规格。17除客户指定外，所有模必须有平面排气，并要加排气放大示意图。在入水对面、死角位以及流道末端要加排气位，并要求在模图中绘出。18在设计时，所有模具必须要有锁模板，一般为收紧A、B板，但三板必须收紧B板及前模顶板，位置必须放在操作者一侧。19冷却水路与顶针及螺丝之间的距离不得小于4mm，与成品之间的距离不得小于8mm；密封圈与顶针间距离不得小于2mm。20在设计弹簧时，必须考虑弹簧的压缩比，同时弹簧的长度必须为标准尺寸。21顶针、司筒、扁顶等、定位销及镶针必须在平面图上按标准画法表示标准画法.dwg。22热嘴必须有加工尺寸放大图，且必须考虑膨胀量，在模图中必须清楚标明型号。723特别留意各视图中、成品定位保持一致，尽可能一件镶件出一件成品。24冷却水路喉牙要在图中标示清楚，喉嘴藏位尺寸按DME或相应标准绘制并标示。25在设计模具各零件时尽可能避免尖角，所有能倒圆角的地方，一定要做圆角。四、模具结构设计：1、模具结构概述一般模具除模胚以及成型的成品以外，主要由以下各部分组成：模具组成部分.dwg1)浇注系统——包括定位环、唧嘴、流道（或热流道）以及入水、气体辅助系统。入水形式.dwg2)成型镶件——包括前、后模镶件及前、后模小镶件、镶针。镶件.dwg3)顶出系统——包括顶针、司筒、回针、先复位、加速顶、二次顶、推板、推块、气顶、弹顶以及一些特殊的行位顶出机构等。4)脱倒扣机构——包括行位、斜顶、内行位、浮板、浮镶件、搓牙、油缸行位以及一些典型的弹顶机构。行位的形式.dwg斜顶的一般结构.dwg5)冷却系统——包括冷却水路、隔水片、冷却水路管、喉牙、散热针、冷却水路接头以及特殊的冷却水路板等。密封圈.dwg6)排气系统——包括流道排气、分型面排气、镶件排气、顶针排气以及透气钢排气等。2、模胚（MOLDBASE）1)常用模胚标准及模胚加工厂：DME——美制HASCO——公制富得巴——公制常用模胚加工厂有：龙记、明利、鸿丰、富得巴等。2)模胚用钢常用标准：#1模胚——AISI1050，硬度为HRC13~18，所有模板全部用王牌。#2模胚——AISIP-20，硬度为HRC28~32，“A”、“B”及顶针底板用P-20，其余用王牌。#3模胚——AISIP-20改良，硬度为HRC32~35，“A”、“B”用改良P-20，可用于高抛光及电火花，顶针底板用P-20，HRC28~32，其余用王牌。#7模胚——AISI420SS，硬度为HRC33~37，“A”、“B”及所有有冷却水路经过的模板用420，其余参照#2模胚。3)模胚的一般要求i.所有模板必须倒角，倒角尺寸一般为2.5MM×2.5MM。8ii.一般情况下，要求A、B板之间留1MM间隙（客户要求不留除外）。iii.四支边钉必须有一支偏心2MM。iv.模胚顶面要打“TOP”标记，每块模板要编号，基准角要打“基”标记，字唛高度一般为10MM。v.模板的外形尺寸及厚度必须按标准，美制模参照DME，公制模参照龙记。vi.模胚外形要求最少四个面（两个基准面及上、下底面）成90度。对高精度及脱螺纹模，必须是六个面都成90度，且每块板之间必须有定位。vii.模胚上各块板之间必须有撬模坑，尺寸一般为30×30，深度为5MM。viii.如无特殊要求，边钉做在前模一侧，边钉的长度以合模时比其余有可能最早接触部位提前15MM为原则，从标准中选取。边司底部必须有排气位。ix.在与TOP面相反的一面有装置凸出模具之外时，必须在模胚上加地脚加以保护。3、前模（CAVITY）1)前模前模常用以下材料：LKM738、S55C、718H、NAK80、8407、S136H以及各种类型的粉末冶金钢，由于提供以上钢材的供应商很多，牌号、性能以及价格各不相同，在设计时除了考虑成品的材料以及抛光要求外，主要以客户的要求为准。2)前模尺寸的定制原则胶位距前模底面一般不小于28，且成品的长、宽不大时，如成品外形为A×B×C，则前模尺寸约为（A+60.0）×（B+60.0）×（C+30.0），即成品外形单边各加30MM，如果成品的长、宽尺寸较大，考虑到前模的强度，要适当增加前模的厚度。当成品前模胶位深度大于40时，要充分考虑钢料的强度，一般情况下，钢料的壁厚为成品深度的0.6~0.8倍。3)前模四个角部R的定制