模具设计概述.docx
《模具设计概述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具设计概述.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
模具设计概述
一塑胶模具定义
人们为满足生产及生活的需要.按一定的要求而制造的生产工具。
模具即生产工具，一般均可重复使用。
工业中常见的有塑胶模、五金冲压模、斥铸模.吹塑模、挤塑模等：
广义來讲.一些日常生活中的刀模、纸模、石膏模、甚至拍丿J饼的木板模等都可称为模具。
塑胶模具就是注塑成型生产中使用的模具。
塑胶模具主要是装在塑胶注塑机上啤塑胶产品时使用的，如无特别注明.以下文苹中提到的模具均指塑胶模二必备
1、基础知识：
三角函数、平血&立体几何.解析几何、匸程制图、画法几何、机械基础.五金&化学基础等：
2、基础实践经验：
3、软件知识：
AutoCAD>PRO-E.UG、SilodWorksxCATIA、MasterCANLCIMATRONIT、MOLDFLOW等：
三、塑胶模具结构及分类
1）模具的基木结构及相关概念
1、模胚即模架:
MoldBase。
模胚是整套模具的骨架，所有模具的零部件的制作均需考虑模胚的结构。
模胚的成木一般占整套模具的30%左右•模胚由专门的大型模胚厂制造，已标准化.备模具制造厂只需根据自身的需要向模胚厂定制即可。
模胚分为面板、A板（前模板〉、B板（后模板）、C板（方铁）.底板、顶针面板.顶针底板、司筒、导柱、回针、顶针、椁头、限位钉等。
目前珠三角区域规模较大的模胚厂商有龙记模胚（LKM）.鸿丰模胚、中华模胚等，其中又以LKIV1名气最大，其模胚广大模具制造厂普遍采用.品质.精度均有保障。
2、模仁又称型腔.即嵌入模胚模板内的成型模芯。
分为前模仁，后模仁，俗称前模（Cavity）•后模（Core）o为何要在模板内缺入模仁呢？
主要是为节约成木。
因为塑胶对模具的钢材特性有很商的要求.如锁度、耐腐蚀性、耐商温（热变形）等：
而模胚的模板则无需太岛的要求。
模仁砍度一般为4555HRC.模胚的模板换度30-45HRC：
用作模仁的钢料每公斤可达RMB200.而模胚的钢料一般只需RMB2O-30元。
注:
IIRC为洛氏硕度。
3、咽嘴：
Sprue-注塑机炮筒的射胶喘通过该装辻将熔融的塑胶原料注入型腔。
4.滑块又称行位：
Slidero为顺利出模而必须使用的结构部件。
因为有些产品结构特殊.如有侧边有空.
有倒扣（勾）等，需用行位才可出模。
5、斜顶：
Angle-Lifter.与行位相似.也是为顺利出模而必须使用的结构部件。
6、还有一些与模具有关的名词：
分模线（P/L）.模具基准、缩水率（Shrinkage）.排位（Layout）.钢料、铜公（电极，其材质有铜、石墨等）、倒扣、运水、出模斜度（Draf〔angle）.冷料井、流道、注塑仿真、分模.出模、开&合模步骤、模号.抛光（省模〉.软模、硕模.模具表明处理、试模（TESTM0LD）.改模、装模.交模等。
以下为一套有前模行位的模具结构图：
7、从上可看一套模具按其务部件的功能可细分为：
流道系统.成型系统、温度调节系统、排气系统.顶出系统、开合模系统.复位系统c
2）分类
1、按结构分为两大类：
大水口模具及细水口模具，又称单分型而模具、双（多）分型血模具：
1
CC?
5D5gBTO
1
55X
2
：
?
3O・
1
1
1
4
54：
C
S
a
S4TC
6
0UJD»O
i
"X
?
agg
1
1
▲
9
4
1&
4
11
♦tie
6
12
6
U
6
A4vl4<
材41■明细表
图
（二）大水口模具
（三）细水口模具
底板
细水口板④K、A板（前模板）⑤、J水喉8前模仁⑦后模仁⑧B板（后模板）⑨
C板（方铁）
顶针面板
顶针底板底板⑬
唧嘴
水口勾针②Q㉛、
一
—a
，•
水口
:
P/L-1
-P/L-2
P/L-3
嘔回针
逾撑头
开模步骤说明：
a.第一步P/L・l先开约10mm距离.水口勾将把水口从产品拉开：
b、第二步P/L-2开至少约100mm（此距离很重婆，订模胚一定要参考它。
一般不小于成人拳头或
机械于•的尺寸.且空间大小能保证顺利取出水口），水口将从此两板间取出：
c、第三步P/L・3开，取岀产品，同样，此距离也由产品的尺寸决定。
2、按热流道分为：
普通流道模具及热流道模具。
热流道模具除能满足有持殊结构.特大空的制品需要外.其还具有生产效率商、无水口产生的特点。
从模具造价方而來说虽然贵很笋，但从长远生产來讲还是很节约成木的。
田針
空隙
颍板
B板
面針扳底針扳
底板
十—中丄十
定位圈
定伽
0型佥豪曲
MMM
A板
連水
回肝
方厳
回歼彈弓
撐頑
頂根扎
RWT
图（四）热流道模具
图（四）热流道模具
4、按注塑的颜色数虽分为：
单色模具.双色模具.三色模具。
5、按模具钢料之硕度又可分为软模、换模。
锁模通常用较锁的俐材（如LKIV18407#钢材）制成.也有把软模经热处理得到的「一些大公司，一般都会先开一套软模.待模具改好•样扳0K后，再开几套相同的碗陆比如NOKIA的于•机模具.在开发阶段时就会先开软模.正式生产用的必是硕模。
硕模除讥价商外.其使用寿命岛•啤件质虽稳定，外观优良。
有些硕模保养好的话•历经二十几年几百万次啤塑后.其啤件仍很漂亮.几乎像新模时刚啤出的一样!
!
!
五、常用塑胶原料的特性
1）分类
K定义：
塑胶即塑料是一种以合成的或天然的商分子为主要成分的物质，通常含有添加剂等的辅助成分.广义地说.他是一种在一定温度及压力下可塑造成一定形状的商分子有机材料。
在1996年公布的新国标（GB/T2035-1996）对塑料垂新定义为：
以商聚物为主要成分.并在加工为成品的某各阶段可流动成型的材料。
2、塑料的组成：
塑料的主要成分是合成树脂.再加上一些添加剂及填充材料。
a.合成树脂…•人匸合成的有机商分子化合物.其结构单•元主要由碳原子、氢原子.氧原子及其它如疏原子、硅原子等通过化学键等连接组成。
b、填充材料••…常用有玻璃纤维、碳素纤维、碳酸钙（CaC03）.二氧化硅（SiO2）、金属粉、木粉、棉布.石棉、云母、石粉等。
c、添加剂常用有増塑剂.稳定剂.润滑剂.若色剂、抗静电剂.阻燃剂、抗UV剂等。
3、—般而言，塑胶原料可大分为两大类：
『热塑性塑胶」（Thermoplastic）及「热固性塑胶」（Thermosetting）o热塑性塑胶在常温下通常为颗粒状.加热到一定温度后变成熔融的状态，将其冷却后则固化成型，若再次加热则又会变成熔融的状态.而可进行再次的塑化成型。
因此.热塑性塑胶可经由加热熔融而反覆固化成型，所以热塑性塑胶的废料通常可回收再利用.亦即有所谓的『二次料」。
相反的•热固性塑胶则是加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态°因此，热固性塑胶无法经由再加热來反覆成型.所以热固性塑胶的废料通常是不可回收再利用的。
其分类方式如下图所示。
4、塑胶按应用的范用也可分为通用塑胶.匸程塑胶、持种塑胶：
通用塑胶常见的有:
PP、PVC、PE、PS、等：
丄:
程塑胶常见的有：
ABS、PC、PMMA、POM、PA6.PA66.PET、PBT、SAN等：
特种塑胶常见的有：
PPS.PEI等：
工程塑胶往往由一些通用塑胶改性得到：
如改变某些分子结构、添加其它成分如玻璃纤维等：
工程塑胶就是被用做匸业零件或外壳材料的匸业用塑胶.其强度、耐冲击性、耐热性、换度及抗老化性均优的塑胶。
日木业界的定义为「可以做为构造用及机械零件用之商性能塑胶，耐热性在1009以上，主要运用在丄业上」。
其性能包括：
a、热性质：
玻璃转移温度（Tg）及熔点（Tm）fts热变形温度（HDT）商、长期使用溫度商（UL-746B）.使用温度范碉大、热膨胀系数小。
b、机械性质：
商强度、商机械模数.潜变性低、耐磨损、耐疲劳性°
c、其他：
耐化学药甜性.优良的抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
2）常用塑胶原料的特性：
略。
3）常见塑胶原料在实际应用中的经验谈
1、ABS料：
最常用的塑胶料.很女家电产品的外壳均用它。
具有较岛的机械强度.耐热、耐化学腐蚀性及高光泽。
常见的有台湾奇芙、国乔产的ABSc如奇羌：
ABSPA757通用级，良好的商光泽性:
ABSPA727电镀级:
ABSPA777D耐热级。
通常ABS的热变性温度不会超过88C。
2、PC料：
俗称百折胶.力学性能优良°有良好的热稳定性（・100~126°C可稳定使用）及透光性。
常见有徳国拜尔PC-2805.莢国通用PC-241R.141R等。
3、尼龙：
PA6.PA66。
尼龙（Nylon）最大优点是韧性大.耐疲劳性极佳.摩擦系数低。
常用于造纤维.牙刷毛，鱼丝•轴套，包装胶膜，齿轮，电动工具外壳.电器配件等。
但最大的缺点是吸水性大.而吸水的增加使其拉伸强度急剧下降°如添加玻璃纤维可大大提舟其耐溫性能，即PA66+GF15%.PA66+GF30%耐温达1804109。
因此，没有加玻璃纤维的尼龙不得州于有耐尚温要求的部件上。
胶件啤出來后应尽快使用.以免放宜时间过长使得尼龙吸水后发生不良变化。
塑胶模具的加工方法及工艺
1）常用加工工具及机器
1、测虽匸具：
卡尺.千分尺.干分表.标准址块、标准角块.转盘、角规.投影仪.抄数机等:
2.加工机器及设备：
锣床、车床、磨床、钻床.CNC（电脑锣）、火花机、线切割机等。
2）加工方法及匸艺
一般模胚直接从模胚厂订回，其加丄方法这里略去。
按模具设计图纸，订回模胚、模仁.行位、斜顶、镶件等钢料即可开始安排加工。
按加工工艺大概分为粗加工及精加丄两块。
模胚开框.由锣床或电脑锣先开粗、后精框（也可由模胚厂代为加匸但婆付给相应的费用：
一些小型模房为节约成木往往自己加工，但效率低•將度不商）.其它部件同样也是先粗加匸成粗胚.后经电脑锣.火化机、线切割机耕加匸的到符合图纸精度要求的•零件.最后装配入模胚成为一套完整的模具。
其流程大概如下：
模胚开框模仁、行位等CNC加工铜公加匸
火机加工型腔（EMD）钳匸加工（FIT模）抛光（省模）装模试模。
实际制造中，几种加丄工艺交织在一起，需要模具设汁人员与模具师傅安排好各个环节，一步出错，满盆皆负！
返匚往往适成对模具的损害.做出來的模就不漂亮了。
要补救好的话，只能换料.这将増加时间和成木.而很筝时候时间是最重要的。
现在模具行业竞争很激烈.客户给模房的时间都很急，不能按时交模，最终将失去客户！
幹加匸机械设备的功能简介：
1、锣床，用于人L僦.切较形状较简单、规则的工件•如直线、斜线:
常用来加工精度不是很高的工件,模胚开框、模仁、行位开料等。
2、牟床，主要用于圆形的工件加工，如卿嘴、定位环.法兰.恻形模呵（CORE）、圆形铜公等：
精度可达较商的要求。
3、磨床，主要用于钢料磨平.磨基准等，可满足大部精度硬求。
4、钻床.主要用于钻空.攻牙、打运水孔等。
5、CNC（电脑锣）■已成为现代化模具工业的标志性设备,主要用于复杂.不规則曲面的数控加工。
其特点是精度髙、可靠性好、效率商，基木上任何模具的加工都离不开它。
型腔.铜公等匸件的加工都由它完成：
它几乎可以加工任何形状的工件。
电脑锣由讣算机程式控制，因此其操控人员一NC编程员除对电脑锣加匸控制软件熟悉以外，还要对模具结构及加匸方法有深入的了解。
一个光懂加丄软件而不憧模具结构及加工方法的编程员只能是纸上谈兵。
一名优秀的编程员一般都经过3~5年的实践才可达成.其薪金一般都在RMB5.0K以上！
目前.珠三角地区常用的加匸控制软件是：
MasterCAM.CIMATRONIT、UG、CATIAc近两年.UG以其操作方便.可靠性好、效率拓、仿真性能良好而越來越受模具加工厂家的欢迎.其人才变得更抢于・。
6、火花机•用于电蚀丄件。
把电极（铜公）装在机头上.通过机器的内部电路控制电流放电在丄件上蚀出和电极形状一样的凹腔。
匸模术语：
EMD加工。
7、线切割机，用于工件外形的切割。
它把一根极细的钳丝穿过预先在工件上打的孔.依照电脑内的数据.控制钳丝放电及运行，在丄件上割出设定的形状。
一般链I丝直径为0・07~0.10mm•因此，它加匸的精度也很高。
线切割分为快走丝.慢走丝。
一般模房的线切割机都屈快走丝.
慢走丝顾名思总即加工速度很慢。
它以牺牲速度换來的是商精度，基木上精密模具、一些五金端子模具都要用它來加工。
单价为快走丝3~5倍。
有个细节需提一提.即慢走丝使用的水是纯净水。
十然.它也是数控的，需编写计算机程式来控制。
七、塑胶模具设计要点
木草为全书的重点，首先介绍模具公司整体运作程序，如下图:
国c-fc）橙艮幺司蹩滋运作翟库国
木萃的内容基木圉绕上述流程进行讲解。
1）模具报价
在接到客户样扳或图纸询价后•应组织相关匸程师进行图纸评审及初步报价。
I、客户图纸评审
要注总以下几点：
产品的材质.尺寸、结构.客户对模具材料的要求及热处理工艺。
材料越好价格越商。
特别还要从模具角度分析其结构，是否需三板模、模出数、入水形式、抽芯结构（斜顶、行位构造）、冷却系统.开&合模系统.顶出结构等。
结构越复杂模具造价越岛。
另.从简化模具结构，节约成木.提商模具生产效率、模具寿命方面，针对产品的结构.模具设计师有义务建议客户对某些结构细节进行变更。
2、模具报价分析
图纸评审完成后.下一步可进行报价。
a、首先要看客户的要求，因为要求决定材料的选择以及热处理工艺：
b、选择好材料，出一个粗略的模具方案图，从中算出模具的重虽（计算出模芯材料和模架材料的价格）和热处理需要的费用。
（都是毛胚重§）:
c、加丄费用，根据模芯的复杂程度,加工费用一般和模芯材料价格是1.5-3:
h模架的加工费用一般是
1:
1：
d、风险费用是以上总价的10%：
f、税率；
g、设汁费用是模具总价的10%：
公式：
模具价格=材料费+设汁费+加工费与利润+增值税+试模费+包装运输费
各项比例通常为：
材料费:
材料及标准件占模具总费用的15%.30%：
加工费与利润:
30%-50%;
设计费:
模具总费用的10%-15%;
试模:
大中型模具可控制在3悅以内•小型精密模具控制在5%以内；
包装运输费:
可按实际汁算或按3%ih
増值税：
17%
现举例说明,如下一个产品'•标志盖3为ABS料•喷汕件.有外观耍求，月订玳St约3000PCS.模
具完成后•即可啤货C
升级会员 