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設計流程

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第一步:對製品2D圖及3D圖的分析和消化,其內容包括以下幾個方麵:


1、製品的幾何形狀。


2、製品的尺寸、公差及設計基準。


3、製品的技術要求(即技術條件)。


4、製品所用塑料名稱、縮水及顏色。


5、製品的表麵要求。


第二步:注射劑型號的確定


注射劑規格的確定主要是根據塑料製品的大小及生產批量。設設計人員在選擇注射機時,主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效麵積(注射機拉杆內間距)、容模量、頂頂出形式及定出長度。倘若客戶已提供所用注射劑的型號或規格,設計人員必須對其參數進行校核,若滿足不了要求,則必須與客戶商量更換。


第三步:型腔數量的確定及型腔排列


模具型腔數量的確定主要是根據製品的投影麵積、幾何形狀(有無側抽芯)、製品精度、批量以及經濟效益來確定。


型腔數量主要依據以下因素進行確定:


1、製品的生產批量(月批量或年批量)。


2、製品有無側抽芯及其處理方法。


3、模具外形尺寸與注射劑安裝模具的有效麵積(或注射機拉杆內間距)。


4、製品重量與注射機的注射量。


5、製品的投影麵積與鎖模力。


6、製品精度。


7、製品顏色。


8、經濟效益(每套模的生產值)。


以上這些因素有時是相互製約的,因此在確定設計方案時,必須進行協調,以保證滿足其主要條件。性強數量確定之後,便進行型腔的排列,以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注係統的設計、澆注係統的平衡、抽芯(滑塊)機構的設計、鑲件型芯的設計以及熱流道係統的設計。以上這些問題由於分型麵及澆口位置的選擇有關,所以在具體設計過程中,要進行必要的調整,以達到最完美的設計。


第四步:分型麵的確定


分型麵,在一些國外的製品圖中已作具體規定,但在很多的模具設計中要由模具人員來確定,一般來講,在平麵上的分型麵比較容易處理,有時碰到立體形式的分型麵就應當特別注意。其分型麵的選擇應遵照以下原則:


1、不影響製品的外觀,尤其是對外觀有明確要求的製品,更應注意分型麵對外觀的影響。


2、利於保證製品的精度。


3、利於模具加工,特別是型腔的加工。先複機構。


4、利於澆注係統、排氣係統、冷卻係統的設計。


5、利於製品的脫模,確保在開模時使製品留於動模一側。


6、便於金屬嵌件。


在設計側向分型機構時,應確保其安全可靠,盡量避免與定出機構發生幹擾,否則在模具上應設置先複機構。


第六步:模架的確定和標準件的選用


以上內容全部確定之後,便根據所定內容設計模架。在設計模架時,盡可能地選用便準模架,確定出標準模架的形式、規格及A、B板厚度。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推杆、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件、二次分型機構及精密定位用標準組件等。需要強調的是,設計模具時,盡可能地選用標準模架和標準件,因為標準件有很大一部分已經商品化,隨時可以在市場上買到,這對縮短製造周期、降低製造成本是極其有利的。買家尺寸確定之後,對模具有關零件要進行必要的強度和剛性計算,以校核所選模架是否適當,尤其是對大型模具,這一點尤為重要。


第七步:澆注係統的設計


澆注係統的設計包括主流道的選擇、分流道截麵形狀及尺寸的確定。如采用點澆口時,為確保分流道的脫落,還應注意脫澆口裝置的設計。在設計澆注係統是,首先是選擇澆口的位置。澆澆口位置選擇的適當與否,將直接關係到製品成型質量及注射過程是否能順利進行,澆口位置的選擇應遵循以下原則:


1、澆口位置應盡量選擇在分型麵上,以便於模具加工及使用澆口的清理。


2、澆澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致,並使其流程為最短(一般大水口很難做到)。


3、澆口位置應保證塑料注入型腔時對著型腔中寬敞、厚壁部位,以便於塑料流入。


4、避免塑料在流入型腔時直衝到型腔壁、型芯或嵌件,是塑料能盡快流入型腔各部位,並避免型芯或嵌件變形。


5、盡量避免製品產生熔接痕,若要產生,使其溶解痕產生在製品不重要的地方。


6、澆口位置及其塑料注入方向,應是塑料在注入型腔時能沿著型腔平行方向均勻地流入,並有利於型腔內氣體的排出。


7、澆口應設計在製品上最容易清除的部位,同時盡可能不影響製品的外觀。


第八步:頂出係統的設計


製品的頂出形式,歸納起來可分為機械頂出、液壓頂出、氣動頂出三大類。在機械頂出是注射成型過程中最後一個環節,頂出質量的好壞將最後決定製品的質量,因此,製品頂出是不可忽視。在設計頂出係統時應遵守下列原則:


1、為使製品不致因頂出產生變形,推力點應盡量靠近型芯或難於脫模的部位,如製品上細長的中空圓柱,多采用推管頂出。推力點的布置應盡量平衡。


2、推力點應作用在製品能承受力最大的部位,及剛性好的部位,如筋部、突緣、殼體型製品的壁緣等處。


3、盡量避免推力點作用在製品較薄平麵上,防止製品頂白、頂高等,如殼體形製品及筒形製品多采用推板頂出。


4、盡量避免頂出痕跡影響製品外觀,頂出裝置應設在製品的隱蔽麵或非裝飾表麵。於透明製品尤其要注意定出位置及頂出形式的選擇。


5、為使製品在頂出時受力均勻,同時避免因真空吸附而使製品產生變形,往往采用複合頂出或特殊形式的頂出係統,如推杆、推板或推杆、推管複合頂出,或者采用進氣事推杆、推塊等定出裝置,必要時還應設置進氣閥。


第九步:冷卻係統的設計


冷卻係統的設計是一項較繁瑣的工作,要考慮冷卻效果、冷卻的均勻性和冷卻係統對模具整體結構的影響。冷卻係統的設計包括以下內容:


1、冷卻係統的排列方式及冷卻係統的具體形式。


2、冷卻係統的具體位置及尺寸的確定。


3、重點部位如動模型芯或鑲件的冷卻。


4、側滑塊及側滑芯的冷卻。


5、冷卻元件的設計及冷卻標準元件的選用。


6、密封結構的設計。


第十步:


塑料注射模上的導向裝置,在采用標準模架時,已經確定下來。一般情況下,設計人員隻要按模架規格選用就可以了。但根據製品要求須設置精密導向裝置時,則必須由設計人員根據模具結構進行具體設計。一般導向分為:動、定模之間的導向;推板及推杆固定板導向;推板杆與動模板之間的導向;定模座與推劉盜版之間的導向。一般導向裝置由於受加工精度的限製或使用一段時間之後,其配合精度降低,會直接影響製品的精度,因此對精度要求較高的製品必須另行設計精密定位元件,有的已經標準化,如錐形定位銷、定位塊等可供選用,但有些精密導向定位裝置須根據模塊的具體結構進行專門設計。


第十一步:模具鋼材的選用


模具成型零件(型腔、型芯)材料的選用,主要根據製品的批量、塑料類別來確定。對對於高光澤或透明的製品,主要選用4Cr13等類型的馬氏體耐蝕不鏽鋼或時效硬化鋼。含有玻璃纖維增強的塑料製品,則應選用Cr12MoV等類型的具有高耐磨性的淬火鋼。當製品的材料為PVC、POM或含有阻燃劑時,必須選用耐蝕不鏽鋼。


十二步:繪製配裝圖


排位模架及相關內容確定之後,便可以繪製裝配圖。在繪製裝配圖過程中,對已選定的澆注係統、冷卻係統、抽芯係統、頂出係統等做出進一步的協調和完善,從結構上達到比較完美的設計。


第十三步:模具主要零件圖的繪製


在繪製型腔或型芯圖時,必須主義所給定的成型尺寸、公差及脫模斜度是否相協調,其設計基準是否與製品的設計基準相協調。同時還要考慮型腔、型芯在加工時的工藝性及使用時的力學性能及其可靠性。結構件圖的繪製,當采用標準模架時,出標準模架以外的結構件,大部分可以不繪製結構件圖。


第十四步:設計圖紙的校對


模具圖設計完成後,模具設計人員將設計圖及相關原始資料一同交主管人員進行校對。


校對人員應針對客戶所提供的有關設計依據及客戶所提要求,對模具的總體結構、工作原理、操作的可行性等進行係統的校對。


第十五步:設計圖紙的會簽


模具設計圖紙完成之後,必須立即交給客戶認可。隻有客戶同意後,模具才可以備料投入生產。當客戶有較大意見需要作重大修改時,則必須在再重新設計後再交給客戶認可,直至客戶滿意為止。


第十六步:


排氣係統對確保製品成型質量起著至關重要的作用,其排氣方式有以下幾種:


1、利用排氣槽。排氣槽一般設在型腔最後被充滿的部位。排氣槽的深度因塑料不同而異,基本上是以塑料不產生飛邊時所允許的最大間隙來確定。


2、利用型芯、鑲件、推杆等的配合間隙或專用排氣塞排氣。


3、有時為了防止在製品在頂事造成真空變形,必須設計排氣鑲針。


結論:綜合以上的模具設計程序,其中有些內容可以合並考慮,有些內容則要反複你考慮。因為其中因素常常相互矛盾,必須在設計過程中不斷論證、相互協調才能得到較好的處理,特別是涉及模具結構方麵的內容,一定要認真對待,往往要做幾個方案同時考慮,對每一種結構盡可能列出各方麵的優缺點,在逐一分析,進行優化。結構上的原因會直接影響模具的製造和使用,後果嚴重點甚至會造成整套模具報廢。所以,模具設計是保證模具質量的關鍵性的一步,其設計過程就是一項係統工程。


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