《复杂模具设计技巧》

复杂模具设计技巧本次培训的内容是复杂模具设计技巧。复杂可以理解为模具机构和动作复杂，也可以理解为模具大，各种结构共存，设计难度高。不管是什么模具，它的本质是多种结构的综合体，而且是一个有机整体。简单模具和复杂模具，本质区别并不大，也没有一定界限，所以技巧是互通的。这次提到的大多数技巧都适用于任何模具。我们应着眼于设计技巧而不是复杂二字。设计水准的提高可以用“水到渠成”四字来形容。一般的模具能做到90～95分，复杂模具就不成问题。本次培训的目的在于介绍经验，让大家少走弯路。希望对大家有帮助。有不足的地方欢迎大家提出宝贵意见。技术部刘鑫2012.04前言第二章.模具设计技巧模具结构篇第三章.模具设计技巧2d设计篇第四章.模具设计技巧3d设计篇本次培训分为以下几个部分,从各个角度阐述模具设计的技巧第五章.模具设计技巧易犯错误篇第一章.模具设计基本原则课件大纲第六章.模具设计技巧经验分享篇1.将生产（加工/装配/注塑）的安全与方便放在第一位。“顾客就是上帝”不止是服务业的宗旨，也是我们的宗旨。对于注塑生产，首先要匹配，其次要方便。水、电、油系统的接头都要能顺利快速接插易撞坏的部件，要加装保护装置吊环大小要认真核对考虑吊模平衡先谈谈一些模具设计原则，这是总结的一些内容，希望能抛砖引玉,在观念上启发大家。其中的举例只是说明一些主题，请勿着重于知识点而忽略主题。第一章.模具设计基本原则集水块的水嘴不好接插水嘴不好接插最优方案：水嘴好接插同时不超出底面板范围2.遵循客户标准要求。如果客户没有要求，遵循公司内部标准。客户标准的重点:1).模具钢材和配件材质、硬度要求2).模具与注塑机的接口.(水\电\油接口\码模\KO孔\定位圈\射嘴部位尺寸)3).模具吊运要求(吊平衡等)4).模具标准件的品牌.(注意需要原装还是仿制)5).模具各部分结构的基本做法,如运水要求，滑块\斜顶形式，浇口形式等6).有时需留意螺纹要求.(紧固螺纹和管螺纹)7).极少数情况下客户提供的图纸与我们常用的第三视角不同针对每套模具，还需留意制品要求与取件方式等使用公司内部标准的好处：1).可以节省成本。比如很多零件都有库存，再或者便于加工。2).可靠性。公司内部标准在很大程度上是一些经验积累的产物.都经过验证的,不容易出错。Strack边锁，一般用于欧洲模具DME边锁，一般用于美国模具三片式边锁，制造成本低，客户无要求时适用客户标准与公司内部标准的对比以边锁（直身锁/导柱辅助器）为例：公司内部标准的另一层含义：设计要满足加工要求，不能超过机床与刀具范围本公司10mm深孔钻头，最大钻孔深度为1550mm孔深度超过此尺寸考虑从两面钻。3.工艺性(也就是人性化的设计)主要包含防损,方便操作,弥补误差等几个方面内容。图中热流道线槽，避空和倒角不处理好很容易弄断电线弹簧内置较好，省空间，且部件不易撞坏(此图仅示意)斜顶联杆导套的设计，怎样做才能避免加工误差的影响？返回目录原身斜顶，优先做左图形式，而不是右图形式圆弧状联接可以补偿斜顶角度加工误差,运动顺畅工艺性不好，易卡死的斜顶结构（空间狭小时也使用,但斜顶角度不宜太大）带杆斜顶，与上页同样原则固定式斜顶座不好万向斜顶座好导柱长度的设计:保护开合模的同时，能够“站立”，方便钳工作业滑块分型线在外观的情况下，滑块需要放在前模修整夹线，可以大大降低修配难度，缩短周期，避免重复修模/试模。所有棱角倒角（特别是孔口/槽边），避免钳工作业时割伤手。压线板的布置：拐角处电线易翘起，是重点要压的位置。否则电线翘起装模时会压坏电线。特例：顶块联杆底部削两面，不用防呆。如果削一面防呆反而会装错(上部)防呆的概念：即避免装错。导柱偏孔就是一种防呆。扁顶针的削边防呆(不是防转)吊模块的偏孔防呆4.结构尽量简单合理,易加工,易装配维护(包括吊运，翻模等)越简单就越可靠,节约成本，缩短交期易加工如：分型面尽量用平面代替曲面，省编程也省加工R角代替尖角，以CNC代替EDM，省加工时间。设计时用尽可能少的顶针直径种类，方便钻孔，少换钻头。易装配如：零件设计拔出用工艺螺丝孔，配模用工艺螺丝孔。易维护如：油缸顶出系统设计内部油孔代替外接软管，避免泄漏，更好维护。传统斜导柱杯头有倒扣，CNC加工需要摆斜，优化后不需摆斜传统的止口耐磨块槽，CNC加工需要摆斜，优化后可从侧面加工，不需摆斜顶块或斜顶与杆的防转：可以修改成避空圆角以避免EDM清角。(直接倒R的话，杆上要加工，也不太好)每一处跨越模板之间的电线都使用小型快速接头.这样拆模板变得很方便.关于DME滑块行程锁(PSM式),定位销的安装以右图所示为优,可以在不拆导轨的前提下将滑块拆出.(销子上有拔出用螺纹,销子用基米螺丝固定.)5.保证强度与寿命优化前优化后,模具强度更好提高模具强度也是为了提高模具寿命。整体强度不可能无限制提高，要在强度与成本间作权衡。而局部强度可以设法优化。合理设计撑头，铲鸡加厚或设计反铲，设计整圈止口等都是强化模具的措施。镶件较高，装配时可能会向外倒，改善措施为设计一个燕尾结构（里大外小）此方法还适用于斜顶等模芯中部内凹，用加钢料支撑的方式防止模芯向中间变形顶针孔破边，模具容易损坏。避免这种设计。B板与顶针、司筒、斜顶等的配合位做一段避空，防止零件与模具摩擦面过多，寿命减短，易烧死。正面镶件槽，做两面斜度，多次装拆也不易塌边6.尽可能降低成本成本降低就代表着利润增加。设计时在保证模具强度的前提下，尽可能压缩模具体积。另外，尽可能用标准件，库存零件与库存呆料，可以节约成本。设计分型面避空、根部大R角，可以使用大刀具加工，节省加工、装配时间。7.换位思考原则要设计出优秀的模具，一定要多角度考虑。模具客户装配加工公司如果我是装配钳工，怎样做才能有利于配模与装配，做事又好又快，不用返工？如果我是编程员，怎样做才能在最短时间内加工出最漂亮的工件（重点是分型面）?如果我是客户，我要的模具看上去怎样？我要的注塑成品的外观与装配效果能保证吗？如果我是公司高层，怎样才能使客户对我们有更高的满意度，而且使公司利润最大化？8.几个具体设计原则：A.设计每个模具零件时抓住几个要点：定位、紧固、拆卸。（如滑块导轨需要定位销，紧固螺丝，拔出用牙孔）B.成型零件原则上不允许有倒扣和零度互插。C.不允许出现“不确定动作”或“不受控动作”。如开模顺序必须唯一。D.设计时避免质量过剩。（过度重视模具寿命，无谓牺牲利润空间）E.尽可能使用标准件。（互换性好,采购周期短,精度高）返回目录1.模具总体评估A.原身还是镶模芯(镶core)?模芯材料单价比较贵时，一般镶模芯更省成本。反之原身设计更省。综合考虑以下因素：原身设计优点：更紧凑，模具体积小，免开框/配框/斜楔等。镶模芯设计优点：将加工分散，模具加工量多时适用。（加工量特多或模期特急时，还可以按多块模芯设计）B.产品的朝向。一般纵向布置即可（X向尺寸比Y向小）避免将滑块朝向天侧，如果只有一方有滑块，最好在非操作侧或地侧，取件方便。第二章.模具设计技巧模具结构篇一般遇到这种类型的产品时，我们的正常思维是骨位多的那一侧放到后模。如下页。C.前模侧和后模侧的判别。极少数情况下，我们不能判别前后模分布。一种情况是不知道哪个面为外观，这时要查询3d产品装配关系或咨询客户。另一种情况是有多种可能，需作出选择，如下图开模后，产品与后模滑块一起被顶出后模，再由滑块上的油缸驱动顶针板把产品顶出脱离滑块。这样模具尺寸很大，结构复杂。当我们把产品反过来，把骨位多的那侧放到前模做弹块。模具就变简单与变小了。当遇到复杂产品，不好区分前后模时，我们要反复比较模具结构。尽量选简单的方案。受力平衡受力平衡受力不平衡,有侧滑趋势D.关于止口止口是模具外观的重要组成，止口的设计以受力均衡为原则热嘴下方后模做避空位,1mm深,直径比热嘴大1~2mm带唧嘴套的模具，流道按梯形流道来设计，唧嘴套端面设计为水平面。省去热嘴加工。模具与唧嘴套(或冷唧嘴)配合段不可随意避空，应加强冷却，以防过热造成拉丝。2.浇注系统冷流道的主流道长度一般不要超过100mm3.顶出系统下顶针的几个原则：*顶针尽量大*规格尽量少（避免频繁换刀具）*顶针下在受力的部位(侧壁下方,边角部位)*在深骨位、喇叭网、司筒旁边加强顶出旁边有侧壁包紧时，避免在大平面上布顶针。如下图，大平面上的顶针会出现顶白。顶针防转：此处不避空限位块、垃圾钉、中托司、回针都要尽量靠近顶出元件这样顶针板不易弯曲（顶出元件包括KO和顶出油缸）氮气弹簧应插入B板3mm以防折断B板安装孔:氮气弹簧直径加5MM(单边2.5MM)氮气弹簧在不拆模时要能够取出.(底板打通)氮气弹簧的总输出力为所有顶出系统重量的3～5倍(经验值)模具超大时，倍数适当减小，反之适当加大。顶出系统包含顶针板、斜顶座、斜顶杆、斜顶块等一切运动的零件。所有模具要计算弹簧长度与预压量/压缩比等，保证预压量约为自由长度的1/10以上.黄弹簧更是如此，因顶针板全靠弹簧复位．此处配合长度要大于弹簧预压量，保证回针不会完全退出配合孔。有斜顶/顶块/顶针等元件碰前模时，回针底部要做弹簧。回针杯头要有2mm运动空间。为了好调整回针长度，前模设计回针压块。（一般AB板长度大于600的模具就要设计回针压块）基米螺丝，使弹簧定位，好安装模板带弹簧的模具，回针正面设计一个牙孔，装配时拉住弹簧（氮气弹簧预压少，可以不做）4.冷却系统水路设计的几个原则：*冷却水道的孔径及间距合理*各条回路均衡，不能一条长一条短。*运水孔能做直孔就不要做斜孔，能做单斜度孔就不要做空间斜度孔。斜度小于3度的斜孔，直接改为直孔。*水孔与水井画成平底孔，与深孔钻匹配。3d中禁止下图水孔接通方式，应将其中一个加长。水孔尽量不要采用错位接通的方式。因不好清理铁屑。另外，错位太多，过水量会变少。水井数量较多，但起的作用很小，反而浪费成本优化后的水路*运水要充分，抓住关键。*避免大角度的斜孔（如图），因钻头有侧滑现象，极易钻偏。同时避免过多斜孔，斜孔越多，出错几率越大5.抽芯结构滑块与斜顶是最常见的结构。怎样确定某个倒扣是出滑块还是斜顶？要回答这个问题，先要搞清楚滑块和斜顶的优缺点:滑块相对斜顶有两大优势:1.滑块易拆装，易修配，不用拆模板就能维护.2.滑块较安全，动作比较顺畅，不容易卡死.一般来说，滑块相对斜顶成本略高一些:1.使用滑块可能使模具长宽尺寸增大。2.滑块/铲鸡和众多附件使用的材料相对多一些,加工量多一些。3.滑块不用加工斜孔和顶针板，无斜顶座，这一点又比斜顶省一些。客户就是上帝,所以从客户使用角度来看,我们一般优先选用滑块.如果模具空间有限制，或模具非常简单的情况下，也可用斜顶代替滑块.因为外部条件是不确定的，以上内容不能一概而论，具体问题具体分析。“拖尾”式，铲鸡更厚，适用于较大的滑块普通式，结构紧凑，适用于较小的滑块关于滑块简化的滑块1弹簧驱动简化的滑块2省去斜导柱，弹簧驱动欧洲模具常用的支撑套式固定，需要摆斜加工斜导柱的安装方式斜导柱压块固定，省去摆斜加工直接在模板上安装，适用于空间较小时。斜孔可以线割。导轨的形式矩形导轨，不好调整（只能磨滑块，不方便）L形导轨，好调整L形导轨沉入，好调整且不用定位销滑块行程较小时优先用弹簧定位，能用弹簧的尽量不要用波珠螺丝或行位扣。任何情况下，限位块都是必须有的。斜顶与杆用定位键联接，成本略高，但能在机台上拆卸，一般用于欧洲模具或大的斜顶块斜顶与杆用销联接，不太安全，一般用于国内模具或小型斜顶块斜顶与杆用螺丝联接，各类模具都可使用，但堵铜不便于维护细牙螺纹联接，适用于带运水的斜顶关于斜顶斜顶座太短，运动不顺，易卡死，应尽可能加长。右边最好超过粉色虚线，左边也适当加长，最好能达到红线处（底座均衡受力）斜顶杆导向太短。运动不顺，易卡死。应尽可能加长导向。新增导套（原来只有下面一个导套）AA烧死的概念：润滑条件非常差时，高温高压下，分子结构互相咬合，零件粘连无法分开。它是一种破坏性的故障。联杆削边根部需要圆角,防应力集中产生裂痕原则上避免斜顶座与模板直接摩擦，一般设计底座或耐磨块所有模具考虑不拆模具能拆斜