必学技能
在设计模具前,应该熟悉模具设计与制造的一般流程,对其有个大概的了解,这是作为模具设计师必须熟悉的知识。
当前我国大部分模具企业在模具设计/制造过程中最普遍的问题是:至今模具设计仍以二维工程图纸为基础,产品工艺分析及工序设计也是以设计师的丰富实践经验为基础,模具的主件加工才是以二维工程图为基础,做三维造型,进而用数控加工完成的。
以上现状将直接影响产品的质量、模具的试制周期及成本。现在大部分企业已实现模具产品设计数字化、生产过程数字化、制造装备数字化、管理数字化,为机械制造业信息化工程提供基础信息化,是提高模具质量、缩短设计制造周期、降低成本的最佳途径。如图1-16所示为基于数字化的模具设计与制造的整体流程。
图1-16 模具设计与制造的一般流程
注塑模具设计的一般流程如下所述。
1)确定型腔的数目
确定型腔数目的根据有锁模力、最大注塑量、制件的精度要求、经济性等,在设计时应根据实际情况决定采用哪一种方法。
2)选定分型面(又称PL面)
虽然在塑件设计阶段分型面已经考虑或者选定,在模具设计阶段仍应再次核对,从模具结构及成型工艺的角度判断分型面的选择是否最为合理。
3)确定型腔的配置
型腔的配置实质上是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕,浇注系统的走向和类型便已确定。
4)确定浇注系统
在浇注系统中的主流道、分流道、浇口和冷料穴的设计中,浇注系统的平衡及浇口位置和尺寸是浇注系统的设计重点。
5)确定脱模方式
在确定脱模方式时,首先要确定制件和流道凝料滞留在模具的哪一侧,必要时要设计强迫滞留的结构(如拉料杆等),然后再决定是采用推杆结构还是推件板结构。
6)冷却系统和推出机构的细化
冷却系统和推出机构的设计计算详见有关章节。冷却系统和推出机构的设计同步进行有助于两者很好协调。
7)确定凹模和型芯的结构和固定方式
当采用镶块式凹模或型芯时,应合理地划分镶块并同时考虑这些镶块的强度、可加工性及安装固定。
8)确定排气方式
由于在一般的注塑模中注塑成型时的气体可以通过分型面和推杆处的空隙排出,因此注塑的排气问题往往被忽视。对于大型和高速成型的注塑模,排气问题必须引起足够的重视。
9)绘制模具的结构草图
在以上工作的基础上绘制注塑模完整的结构草图,在总体结构设计时切忌将模具结构搞得过于复杂,应优先考虑采用简单的模具结构形式,因为在注塑成型的实际生产中所出现的故障大多是由于模具结构复杂化所引起的。
10)校核模具与注塑机有关的尺寸
因为每副模具只能安装在与其相适应的注塑机上,因此,必须对模具上与注塑机有关的尺寸进行校核,以保证模具在注塑机上正常工作。
11)校核模具有关零件的强度和刚度
对成型零件及主要受力的零部件都应进行强度及刚度的校核。一般而言,注塑模具的刚度问题比强度问题显得更重要一些。
12)绘制模具的装配图
装配图应尽量按照国家制图标准绘制,装配图中要清楚地标明各个零件的装配关系,以便工人装配。
13)绘制模具零件图
由模具装配图或部装图拆绘零件图的顺序为先内后外,先复杂后简单,先成型零件后结构零件。
14)复核设计图样
应按制品、模具结构、成型设备、图纸质量、配合尺寸、零件的可加工性等项目进行自我校对或他人审核。