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模具设计：

1.对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析，即我们工作中所说的套图，确保在模具设计之前各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处的，具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

2.在产品分析之后所要进行的工作，对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后续工程向前展开，例如一产品需要量五个工序，冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程，并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作，即完成了五工程的产品展开工作，然后进行细致的工作，注意，这一步很重要，同时需特别细心，这一步完成的好的话，在绘制模具图中将节省很多时间，对每一工程所冲压的内容确定好后，包括在成型模中，产品材料厚度的内外线保留，以确定凸凹模尺寸时使用，对于产品展开的方法在这里不再说明，将在产品展开方法中具体介绍。

3.备料，依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等，注意直接在产品展开图中进行备料，这样对画模具图是有很大好处的，我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料，这种方法效率太低，直接在图纸上画出模板规格尺寸，以组立图的形式表述，一方面可以完成备料，另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作，因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

4.在备料完成后即可全面进入模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，如加入螺丝孔，导柱孔，定位孔等孔位，并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记，所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%，另外在绘制模具图的过程中需注意：各工序，指制作，如钳工划线，线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层，这样对线切割及图纸管理有很大的好处，如颜色的区分等，尺寸的标注也是一个非常重要的工作，同时也是一件最麻烦的工作，因为太浪费时间了。

5.在以上图纸完成之后，其实还不能发行图纸，还需对模具图纸进行校对，将所有配件组立，对每一块不同的模具板制作不同的图层，并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析，并将各工序产品展开图套入组立图中，确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

种类与数目：

设计准备

1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认：

在正式的金型设计之前，下列图纸或文件通常要具备：

① 部品图;②金型设计制作仕样书;③设计制作契约书;④其他

并且要对上述资料完全理解，不明确处要得到客户的确认。

2. 把握图面的概要

部品图决定了金型设计的最终目的，必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的，通常由以下部分构成：

正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他

在视图过程中要注意以下方面：

① 公差要求较严格处;②对金型构造有影响的部位;

② 现有图面无法理解的部分;④注记中特别突出的事项

⑤特殊的材料和热处理要求;⑥部品壁厚较薄处(t<0.6mm)

⑦部品壁厚较厚处;⑧外观上有无特别仕样要求

⑨三维曲面部分;⑩设计者、日期、纳期、价格等

3. 部品立体形状的理解

部品图是二维绘制的，要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状，而手绘立体图对此很有帮助。

准备好纸和铅笔。

首先绘制出制品的大致外形轮廓，然后再根据自己对部品图的理解，绘制出部品各部位的断面图。

上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许，使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。

4.标题栏的检讨

部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容，必须要认真研读。

①部品名;②图名;③图番;④材质(包括收缩率);⑤仕样，指材质的详细仕样，如生产厂家、商品名、树脂代号;⑥尺度;⑦设计者;⑧变更栏;

5.注记部分的检讨

⑴浇口种类、位置、数量

如无特殊要求，则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。

⑵入子分割线的要求

由于入子分隔线会在制品表面形成接痕，影响外观，尤其对折叠部位有害，所以设计者应遵守部品图的规定。

⑶成型品表面划伤等缺陷的规定

金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。

⑷未注公差的要求。

⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意，作为金型设计者来说，不可自行决断。

⑹主视图的检讨

主视图是图面中尺寸较集中的地方，确认两侧公差及片侧公差，并标记其中较严格者。

⑺其他各视图的检讨。方法同上

⑻必要型缔力的检讨

熔融树脂在注射时，会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型缔力的计算如下：

F=P×A F：必要型缔力(Kg)

P：注射压力(Kg/cm2)，取300～500，视成型条件而定

A：制品在注射方向上的投影面积cm2

⑽必要射出体积的检讨

在选择注射机时，要进行射出体积的检讨。

包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机最大注射量的1/2～2/3

⑾其他事项

如客户提供的资料不全，需跟客户联系，取得全部资料。

使用彩笔标记出自己认为较重要的，以利于下一步的设计。

成型品基本图

下图是金型设计工作的大致流程：

初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图

塑料注射金型的设计从成型品基本图的设计入手，其正确与否决定了成型制品的好坏。

下面就成型品基本图的设计手法进行讲解：

1. 了解成型材料的特性

最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小

2. 可充填性的检讨

应全面考虑以下几个方面：

①型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③气泡的发生;

③成型品的变形;⑤点浇口的切断痕;⑥其他

在设计工作中，根据工作条件，采用下述方法来分析验证：

① 类似金型的比较;②流动比(L/T)的计算;③CAD、CAE

3. 浇口位置的确定

4. 浇口形状的确定

5. 分型面的确定

应参照下述原则：

① 尽量采用平面;②易于加工;③无离型不良发生;④外观上分割线无影响处.

6. 金型制作寸法的决定

由于塑料冷却以后的收缩性，故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”，方法如下：(以收缩率0.2%为例)

①两侧公差： L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5

②片侧公差： L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96

经过上述方法计算出的寸法，要经过以下两方面的补正：

① 金型制作上可修改性的补正。

② 奇数寸法的偶数化。

7. 拔模斜度的决定(固定侧)

为防止离型不良，有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度，但要在成型品公差范围内，一般以30’～3°为宜。

8. 拔模斜度的决定(可动侧)

如有必要，可动侧也可加拔模斜度，但一般可不加。如有顶出不良，可通过加装顶杆的方法来解决。

9. 顶杆的配置

按照以下原则：

① 顶出面积尽可能大，因细小的顶杆孔难以加工。

② 尽量采用圆顶杆，因方顶出孔难以加工(但利用镶件分割线做出的较简单)。

③ 顶杆要配置在型芯附近。

④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。

10. 生产数的记入

金型构造

成型品基本图完成以后，即可开展最重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程：

1.成型机金型取付仕样的确认：

① 滑杆间距的确认

金型大小不可超过滑杆间距，通常要留20mm以上的安全距离。

② 最小型厚的确认

金型的型厚要大于注射机的最小型厚

③ 最大开模行程的确认

④ 最大锁模力的确认

⑤ 理论射出容量的确认

⑥ 定位圈直径的确认(以选择定位圈型号)

⑦注射机喷嘴先端形状的确认(以选择浇口套型号)

⑧ 最大型厚的计算

T=最小型厚+最大开模距离-S1-S2-S

2. 型腔配置方法的检讨

对于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，并使流道最短地达到均衡进料。

3. 型腔壁厚度的确定

4. 模架的选择

对于塑料注射模具而言，模架均已标准化。该公司均采用日本FUTABA(双叶)的模架。在选择模架时，除了大小规格外，应确认以下方面：

① 导柱导套的位置，有的导柱在固定侧，而有的在可动侧。根据需要来选择。

② 对于各模板的厚度，应结合成型品基本图来确认。一般来说，要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。

③ 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库，可使用它来快速生成模架图。

5. 分型动作的决定

在模板厚度确定后，进行分型动作的检讨。

① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1

S1=点浇口套长度+浇口套长度+10～20

② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2

S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离

③ 止动螺栓长度决定

L=固定侧型板厚+S1

④ 止动螺栓头部长度决定

⑤ 支撑导柱长度决定

L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚

⑥ 拉料勾长度决定

⑦ 流道顶出装置决定

⑧ 浇口套周边机构决定

⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局

6. 浇口套采用PUNCH市贩品

7. 开模次序的确定，并采用相应机构来确保这种开模次序的实现.

8. 流道从流道板顺利脱出的方法：

采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI)

9.支撑柱配置的检讨

在注射时，注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力，引起型板变形.为防止此种现象发生，可在模架中设置支撑柱，以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则.

10. 冷却水孔的决定

为了恒定模具温度，必须开设冷却水孔，通以冷却用水。

冷却水孔的大小与冷却效率关系不大，中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可，接口处采用PT1/8的管螺纹。

冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系，在确定时，应尽可能地靠近型腔和尽可能地多，但不要发生干涉。

11. 顶出部分的配置

结合成形品基本图，合理配置顶杆位置，注意不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。

12. 浇口套的配置

浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。

浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。

对于锥度来说，采用片侧1°比较好。

13.定位圈的配置

结合成形机仕样，采用PUNCH市贩品。

14.排气道的配置

为了使型腔内空气顺利排出，有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑，生产中如发现有排气不良，再予以解决。

15. 顶出导柱与顶出导套的设计

为了提高顶出部件运动的精度，从而延长顶杆、型芯寿命，防止顶杆拉伤，可设计顶出导柱与顶出导套。

16. 部品番号的确定

该公司制定有金型用部品番号的命名规则，按此规则进行确定。

17. 其他

至此，金型的构造设计基本完成。

部品图

在进行构造设计完成以后，根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计，包括下述内容：

⑴设计需加工的部品图面。

⑵外构件追加工部品图面。

⑶购入部品仕样书。

1. 型腔部分的设计：

⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合，注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。

⑵成形部分形状与寸法

根据成形品基本图来决定，并考虑以下方面：

① 成形品寸法公差。

② 与别的部品之间的关系(配合)等。

③ 便于金型的修正。

④ 机械加工方法所能达到的加工能力。

⑤ 加工费用。

⑥ 其他。

⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合，X-Y方向用公差来严格控制。

⑷浇口设计

⑸固定方法

⑹材质、硬度的决定

考虑以下方面：

① 成形品的形状、寸法精度维持机能。

② 成形品表面品质决定机能。

③耐冲击，刚性、强度要足够。

④耐腐蚀性。

⑤耐磨性。

⑥机加工性。

⑦镜面特性。

⑧热传导性。

⑨热处理性。

⑩ 材料价格。

2. 固定侧型芯的设计

形状与寸法根据成形品基本图确定。

材质的选择参考上面的内容。

可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同，但多出顶出部分的设计内容。

至此，金型部品图中与成形有关的部分已完成，下面进行金型构造部分的部品设计。

检图

部品图设计完了以后要进行检图，这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误，要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。

检图工作，可由设计者自身承担，也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则：

⑴详细设计、重要设计检查时，最好在精力充沛时进行。

⑵连续工作1～2小时，应休息10～15分钟，保持头脑清醒。

⑶不要惧怕失败，在失败中取得成长的经验。

⑷不要从详细设计着手，应从总体方案开始，这样容易发现大的原则性的错误。

⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题，并与自己的设计工作相对照。

检图工作主要内容如下：

1. 重要的原则性的项目

⑴根据型芯、型腔明细表，有无遗漏设计的部分。

⑵金型取数是否合适。

⑶分型面的设置是否正确?是否满足金型仕样书的要求?

⑷型腔可否完全填充?

⑸制作费用是否在预算范围内?

⑹成形品生产成本是否在预算范围内?

⑺金型纳期可否完成?

⑻为保证纳期，是否采取了合理的措施?

⑼成形品型腔可否顺利脱出?

⑽成形品型芯可否顺利脱出?

⑾浇口、流道的配置有无不当?

⑿冷却水道有无干涉处?

⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉?

⒁成形收缩率计算是否正确?

⒂镶件分割方式是否正确?

⒃两侧相互配合的部件设计是否正确?

⒄成形机取付仕样是否满足要求?

⒅其他特殊要求是否满足?

2. 金型构造方面的检讨

⑴目前的设计正确与否，有无可以改进之处?

⑵树脂流动的预想是否正确?

⑶型芯、型腔离型对策正确与否?

⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确?

⑸配合处公差是否正确?

⑹排气道是否合适?

⑺配合间隙是否合适?

CAD/CAM/CAE

CAD/CAM/CAE

⑻装配时是否困难?

⑼拆卸是否方便?

⑽对白化现象有无预防?

⑾两侧各部件之间有无干涉?

3. 进行详细检讨的部分：

⑴有无尺寸相互不一致处?

⑵断面形状正确与否?

⑶部品个数是否正确?

⑷部品材质是否正确?

⑸型板刚性是否满足要求?

⑹型腔刚性、强度是否满足要求?

⑺浇口形状是否合适?

⑻加工方法是否经过妥善考虑?

⑼电极设计是否正确?

⑽标准部品发注书是否有误?

⑾客户仕样变更部分是否已全部变更?

⑿废旧图面是否已被替换?

⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处?

⒁机械加工性是否适当?

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