模具設(shè)計(jì)十六步工藝總結(jié)
模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機(jī)、汽車(chē)，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。
模具設(shè)計(jì)是指從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)，包括型腔模與冷沖模，蘇州模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。模具設(shè)計(jì)人員可在模具數(shù)控編程加工、模具三維設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)三維設(shè)計(jì)等領(lǐng)域就業(yè)。第一步:對(duì)制品2D圖及3D圖的分析和消化，其內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
1、制品的幾何形狀。
2、制品的尺寸、公差及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
3、制品的技術(shù)要求（即技術(shù)條件）。
4、制品所用塑料名稱(chēng)、縮水及顏色。
5、制品的表面要求。
第二步：注射劑型號(hào)的確定
注射劑規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑料制品的大小及生產(chǎn)批量。設(shè)設(shè)計(jì)人員在選擇注射機(jī)時(shí)，主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積（注射機(jī)拉桿內(nèi)間距）、容模量、頂頂出形式及定出長(zhǎng)度。倘若客戶(hù)已提供所用注射劑的型號(hào)或規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其參數(shù)進(jìn)行校核，若滿(mǎn)足不了要求，則必須與客戶(hù)商量更換。
第三部：型腔數(shù)量的確定及型腔排列
模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀（有無(wú)側(cè)抽芯）、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定。
型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進(jìn)行確定：
1、制品的生產(chǎn)批量（月批量或年批量）。
2、制品有無(wú)側(cè)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面積（或注射機(jī)拉桿內(nèi)間距）。
4、制品重量與注射機(jī)的注射量。
5、制品的投影面積與鎖模力。
6、制品精度。
7、制品顏色。
8、經(jīng)濟(jì)效益（每套模的生產(chǎn)值）。
以上這些因素有時(shí)是相互制約的，因此在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿(mǎn)足其主要條件。
性強(qiáng)數(shù)量確定之后，便進(jìn)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、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯（滑塊）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件型芯的設(shè)計(jì)以及熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問(wèn)題由于分型面及澆口位置的選擇有關(guān)，所以在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到最完美的設(shè)計(jì)。
第四步：分型面的確定
分型面，在一些國(guó)外的制品圖中已作具體規(guī)定，但在很多的模具設(shè)計(jì)中要由模具人員來(lái)確定，一般來(lái)講，在平面上的分型面比較容易處理，有時(shí)碰到立體形式的分型面就應(yīng)當(dāng)特別注意。其分型面的選擇應(yīng)遵照以下原則：
1、不影響制品的外觀，尤其是對(duì)外觀有明確要求的制品，更應(yīng)注意分型面對(duì)外觀的影響。
2、利于保證制品的精度。
3,、利于模具加工，特別是型腔的加工。先復(fù)機(jī)構(gòu)。
4、利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
5、利于制品的脫模，確保在開(kāi)模時(shí)使制品留于動(dòng)模一側(cè)。
6、便于金屬嵌件。
在設(shè)計(jì)側(cè)向分型機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)確保其安全可靠，盡量避免與定出機(jī)構(gòu)發(fā)生干擾，否則在模具上應(yīng)設(shè)置先復(fù)機(jī)構(gòu)。
第六步：模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
以上內(nèi)容全部確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在設(shè)計(jì)模架時(shí)，盡可能地選用便準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式、規(guī)格及A、B板厚度。標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類(lèi)。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專(zhuān)用彈簧、冷卻及加熱元件、二次分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。
需要強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)商品化，隨時(shí)可以在市場(chǎng)上買(mǎi)到，這對(duì)縮短制造周期、降低制造成本是極其有利的。
買(mǎi)家尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度和剛性計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。
第七步:澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定。
如采用點(diǎn)澆口時(shí)，為確保分流道的脫落，還應(yīng)注意脫澆口裝置的設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是，首先是選擇澆口的位置。澆澆口位置選擇的適當(dāng)與否，將直接關(guān)系到制品成型質(zhì)量及注射過(guò)程是否能順利進(jìn)行，澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則：
1、澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用澆口的清理。
2、澆澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短（一般大水口很難做到）。
3、澆口位置應(yīng)保證塑料注入型腔時(shí)對(duì)著型腔中寬敞、厚壁部位，以便于塑料流入。
4、避免塑料在流入型腔時(shí)直沖到型腔壁、型芯或嵌件，是塑料能盡快流入型腔各部位，并避免型芯或嵌件變形。
5、盡量避免制品產(chǎn)生熔接痕，若要產(chǎn)生，使其溶解痕產(chǎn)生在制品不重要的地方。
6、澆口位置及其塑料注入方向，應(yīng)是塑料在注入型腔時(shí)能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
7、澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在制品上最容易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響制品的外觀。
第八步：頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
制品的頂出形式，歸納起來(lái)可分為機(jī)械頂出、液壓頂出、氣動(dòng)頂出三大類(lèi)。
在機(jī)械頂出是注射成型過(guò)程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，頂出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品頂出是不可忽視。在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵守下列原則：
1、為使制品不致因頂出產(chǎn)生變形，推力點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯或難于脫模的部位，如制品上細(xì)長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱，多采用推管頂出。推力點(diǎn)的布置應(yīng)盡量平衡。
2、推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品能承受力最大的部位，及剛性好的部位，如筋部、突緣、殼體型制品的壁緣等處。
3、盡量避免推力點(diǎn)作用在制品較薄平面上，防止制品頂白、頂高等，如殼體形制品及筒形制品多采用推板頂出。
4、盡量避免頂出痕跡影響制品外觀，頂出裝置應(yīng)設(shè)在制品的隱蔽面或非裝飾表面。于透明制品尤其要注意定出位置及頂出形式的選擇。
5、為使制品在頂出時(shí)受力均勻，同時(shí)避免因真空吸附而使制品產(chǎn)生變形，往往采用復(fù)合頂出或特殊形式的頂出系統(tǒng)，如推桿、推板或推桿、推管復(fù)合頂出，或者采用進(jìn)氣事推桿、推塊等定出裝置，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置進(jìn)氣閥。
第九步：冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較繁瑣的工作，要考慮冷卻效果、冷卻的均勻性和冷卻系統(tǒng)對(duì)模具整體結(jié)構(gòu)的影響。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：
1、冷卻系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的具體形式。
2、冷卻系統(tǒng)的具體位置及尺寸的確定。
3、重點(diǎn)部位如動(dòng)模型芯或鑲件的冷卻。
4、側(cè)滑塊及側(cè)滑芯的冷卻。
5、冷卻元件的設(shè)計(jì)及冷卻標(biāo)準(zhǔn)元件的選用。
6、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
第十步：
塑料注射模上的導(dǎo)向裝置，在采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，已經(jīng)確定下來(lái)。一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用就可以了。但根據(jù)制品要求須設(shè)置精密導(dǎo)向裝置時(shí)，則必須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
一般導(dǎo)向分為：動(dòng)、定模之間的導(dǎo)向；推板及推桿固定板導(dǎo)向；推板桿與動(dòng)模板之間的導(dǎo)向；定模座與推劉盜版之間的導(dǎo)向。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后，其配合精度降低，會(huì)直接影響制品的精度，因此對(duì)精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密定位元件，有的已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如錐形定位銷(xiāo)、定位塊等可供選用，但有些精密導(dǎo)向定位裝置須根據(jù)模塊的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。
第十一部：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(jù)制品的批量、塑料類(lèi)別來(lái)確定。對(duì)對(duì)于高光澤或透明的制品，主要選用4Cr13等類(lèi)型的馬氏體耐蝕不銹鋼或時(shí)效硬化鋼。
含有玻璃纖維增強(qiáng)的塑料制品，則應(yīng)選用Cr12MoV等類(lèi)型的具有高耐磨性的淬火鋼。
當(dāng)制品的材料為PVC、POM或含有阻燃劑時(shí)，必須選用耐蝕不銹鋼。
十二步：繪制配裝圖
排位模架及相關(guān)內(nèi)容確定之后，便可以繪制裝配圖。在繪制裝配圖過(guò)程中，對(duì)已選定的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等做出進(jìn)一步的協(xié)調(diào)和完善，從結(jié)構(gòu)上達(dá)到比較完美的設(shè)計(jì)。
第十三步：模具主要零件圖的繪制
在繪制型腔或型芯圖時(shí)，必須主義所給定的成型尺寸、公差及脫模斜度是否相協(xié)調(diào)，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是否與制品的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。同時(shí)還要考慮型腔、型芯在加工時(shí)的工藝性及使用時(shí)的力學(xué)性能及其可靠性。
結(jié)構(gòu)件圖的繪制，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，出標(biāo)準(zhǔn)模架以外的結(jié)構(gòu)件，大部分可以不繪制結(jié)構(gòu)件圖。
第十四步：設(shè)計(jì)圖紙的校對(duì)
模具圖設(shè)計(jì)完成后，模具設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)圖及相關(guān)原始資料一同交主管人員進(jìn)行校對(duì)。
校對(duì)人員應(yīng)針對(duì)客戶(hù)所提供的有關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)及客戶(hù)所提要求，對(duì)模具的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、操作的可行性等進(jìn)行系統(tǒng)的校對(duì)。
第十五步：設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)簽
模具設(shè)計(jì)圖紙完成之后，必須立即交給客戶(hù)認(rèn)可。只有客戶(hù)同意后，模具才可以備料投入生產(chǎn)。當(dāng)客戶(hù)有較大意見(jiàn)需要作重大修改時(shí)，則必須在再重新設(shè)計(jì)后再交給客戶(hù)認(rèn)可，直至客戶(hù)滿(mǎn)意為止。
第十六步：
排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)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(shè)在型腔最后被充滿(mǎn)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(chǎn)生飛邊時(shí)所允許的最大間隙來(lái)確定。
2、利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢狻?br />3、有時(shí)為了防止在制品在頂事造成真空變形，必須設(shè)計(jì)排氣鑲針。
結(jié)論
綜合以上的模具設(shè)計(jì)程序，其中有些內(nèi)容可以合并考慮，有些內(nèi)容則要反復(fù)你考慮。因?yàn)槠渲幸蛩爻３Ｏ嗷ッ?，必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷論證、相互協(xié)調(diào)才能得到較好的處理，特別是涉及模具結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，一定要認(rèn)真對(duì)待，往往要做幾個(gè)方案同時(shí)考慮，對(duì)每一種結(jié)構(gòu)盡可能列出各方面的優(yōu)缺點(diǎn)，在逐一分析，進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)上的原因會(huì)直接影響模具的制造和使用，后果嚴(yán)重點(diǎn)甚至?xí)斐烧啄＞邎?bào)廢。所以，模具設(shè)計(jì)是保證模具質(zhì)量的關(guān)鍵性的一步，其設(shè)計(jì)過(guò)程就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。
模具設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)：
1、模具整體布置合理，
2、分型面的選擇
3、流道的布置，進(jìn)膠口的選取
4、頂出裝置
5、運(yùn)水布置
6、排氣的選擇
7、分模時(shí)注意拔模角，鑲件的抽取，擦位角的處理，材料的收縮選取
8、加工圖應(yīng)詳細(xì)，但求簡(jiǎn)單。
能脫模！易加工！頂出易！
H13也就是歐洲的2344，日本的SKD61同類(lèi)的 H13是軟料，材料的淬透性和耐磨性很好，一般可用在30萬(wàn)啤以上的模具，熱處理后可達(dá)到56HRC，一般常用 的硬度也就在48~56HRC間。
對(duì)于一般的斜頂材料，要求其表面硬度高，內(nèi)部又要有一定的韌性，所以如果模仁用H13的，加硬后到52HRC時(shí)，斜頂可以用NAK80等這樣的預(yù)硬剛，對(duì) 于一般大公司里都要求模仁材料不能與斜頂同料，如果客戶(hù)明確指定同料，熱處理后都必須比模仁料正5HRC或負(fù)5HRC，以防成型過(guò)程中燒死或咬傷，也會(huì)改 善其的耐磨性能。
一般都不太推薦用420類(lèi)的做斜頂，因其是不銹鋼，容易燒死。
重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)
如果最大可能地簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),但又要保證模具質(zhì)量,公司就會(huì)從中掙取最大的利潤(rùn).當(dāng)我們接到一個(gè)產(chǎn)品,第一個(gè)問(wèn)題是找出最大分型面,大概地確定前 后模,然后在此分型面的基礎(chǔ)上再分析前模結(jié)構(gòu),后模結(jié)構(gòu):鑲件,行位,斜頂,其它輔助機(jī)構(gòu).結(jié)構(gòu)的思路清晰后,下一步是考慮加工,從而確定結(jié)構(gòu)的合理性: 鑲還是不鑲;應(yīng)該CNC還是線割;應(yīng)該CNC還是雕刻等等.結(jié)構(gòu)影響加工,加工牽連成本及交期時(shí)間.
那么我們?nèi)绾巫畲罂赡艿睾?jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)呢？
一方面與客戶(hù)檢討產(chǎn)品當(dāng)時(shí),要著重指出產(chǎn)品給開(kāi)模帶來(lái)的出模問(wèn)題,是否把產(chǎn)品改善:另一方面,模具設(shè)計(jì)前是否在公司內(nèi)召開(kāi)會(huì)議,征求多種可行結(jié)構(gòu)建議.從加工與客戶(hù)要求的角度確定最終方案.
1．對(duì)所設(shè)計(jì)模具之產(chǎn)品進(jìn)行可行性分析，以電腦機(jī)箱為例，首先將各組件產(chǎn)品圖紙利用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行組立分析，即工作中所說(shuō)的套圖，確保在模具設(shè)計(jì)之前各產(chǎn)品圖紙的正確性，另一方面可以熟悉各組件在整個(gè)機(jī)箱中的重要性，以確定重點(diǎn)尺寸，這樣在模具設(shè)計(jì)中很有好處的，具體的套圖方法這里就不做詳細(xì)的介紹了。
2．在產(chǎn)品分析之后所要進(jìn)行的工作，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析采用什么樣的模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行排工序，確定各工序沖工內(nèi)容，并利用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行產(chǎn)品展開(kāi)，在產(chǎn)品展開(kāi)時(shí)一般從后續(xù)工程向前展開(kāi)，例如一產(chǎn)品需要量五個(gè)工序，沖壓完成則在產(chǎn)品展開(kāi)時(shí)從產(chǎn)品圖紙開(kāi)始到四工程、三工程、二工程、一工程，并展開(kāi)一個(gè)圖形后復(fù)制一份再進(jìn)行前一工程的展開(kāi)工作，即完成了五工程的產(chǎn)品展開(kāi)工作，然后進(jìn)行細(xì)致的工作，注意，這一步很重要，同時(shí)需特別細(xì)心，這一步完成的好的話，在繪制模具圖中將節(jié)省很多時(shí)間，對(duì)每一工程所沖壓的內(nèi)容確定好后，包括在成型模中，產(chǎn)品材料厚度的內(nèi)外線保留，以確定凸凹模尺寸時(shí)使用，對(duì)于產(chǎn)品展開(kāi)的方法在這里不再說(shuō)明，將在產(chǎn)品展開(kāi)方法中具體介紹。
3．備料，依產(chǎn)品展開(kāi)圖進(jìn)行備料，在圖紙中確定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等，注意直接在產(chǎn)品展開(kāi)圖中進(jìn)行備料，這樣對(duì)畫(huà)模具圖是有很大好處的，我所見(jiàn)到有很多模具設(shè)計(jì)人員直接對(duì)產(chǎn)品展開(kāi)圖進(jìn)行手工計(jì)算來(lái)備料，這種方法效率太低，直接在圖紙上畫(huà)出模板規(guī)格尺寸，以組立圖的形式表述，一方面可以完成備料，另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作，因?yàn)樵诶L制各組件的工作中只需在備料圖紙中加入定位、銷(xiāo)釘、導(dǎo)柱、螺絲孔即可。
4．在備料完成后即可全面進(jìn)入模具圖的繪制，在備料圖紙中再制一份出來(lái)，進(jìn)行各組件的繪制，如加入螺絲孔，導(dǎo)柱孔，定位孔等孔位，并且在沖孔模中各種孔需線切割的穿絲孔，在成型模中，上下模的成型間隙，一定不能忘記，所以這些工作完成后一個(gè)產(chǎn)品的模具圖差不多已完成了80%，另外在繪制模具圖的過(guò)程中需注意：各工序，指制作，如鉗工劃線，線切割等到不同的加工工序都有完整制作好圖層，這樣對(duì)線切割及圖紙管理有很大的好處，如顏色的區(qū)分等，尺寸的標(biāo)注也是一個(gè)非常重要的工作，同時(shí)也是一件最麻煩的工作，因?yàn)樘速M(fèi)時(shí)間了。
5．在以上圖紙完成之后，其實(shí)還不能發(fā)行圖紙，還需對(duì)模具圖紙進(jìn)行校對(duì)，將所有配件組立，對(duì)每一塊不同的模具板制作不同的圖層，并以同一基準(zhǔn)如導(dǎo)柱孔等到進(jìn)行模具組立分析，并將各工序產(chǎn)品展開(kāi)圖套入組立圖中，確保各模板孔位一致以及折彎位置的上下模間隙配合是否正確。
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