模具设计资料.doc

标准设计流程精神：设计同步化人员分组将现有设计人员分为 3D组以及 2D组。模具设计时，3D组负责绘制组立图以及3D拆模，2D组人员则协助3D组人员完成2D图面。基本上采取一位3D人员与两位2D人员编组模式（非固定编组），以达到人员使用率提升之目的。填写模具设计审核表组立图及3D拆模CAM 程序编程CAE 分析浇注系统冷却系统顶出系统确认上下固定板上下顶针板公母模板公母模仁电极图零件图CAE报告在主管审图后依出图顺序将图纸拆出交给加工段1. 上固定板（一张）2. 下固定板（一张）3. 上下顶针板（一张）4. 其余依实际需要出图试模结束后，CAE Team必须根据试模样品完成分析结案报告，将报告与实际成品照片等相关数据整理进入知识管理数据库。设计人员确认数据（一）产品1、 材料2、 材料颜色3、 材料缩水率4、 保证模数5、脱模角材料缩水率材料缩水率ABS5/1000AS4.5/1000PC6/1000PE（HD）18/1000PS5/1000PE（MD）20/1000PP1518/1000PE（LD）30/1000PA-69/1000PVA20/1000PA-6615/1000EVA20/1000POM25/1000Baki-Lite6/1000PMMA6/1000UREA6/1000PVC（软）25/1000Heia-Minl5/1000PVC（硬）3/1000表一、材料缩水率一览表考虑重点1. 材料颜色为黑色、深蓝色、透明者，成型时容易出现外观缺陷，设计人员于组立图完成后必须经由CAE确认（检查材料剪切速率及剪切率）。2. 保证模数高时，进浇处的模具设计必须考虑材料的磨耗。例如如果采用PC加玻纤的材料，如果采用针点进浇，保证模数高时则浇口处需改用热处理钢材做入子。3. 脱模角度与成型品表面的咬花有关，在3D Model 拆模时必须确认脱模角度，避免加工后再做脱模角变更。设计人员确认数据（二）模座大小及相关资料1、 产品投影面积2、 模穴数目及配置3、 射出机吨数及最小模厚4、 模座大小5、滑块设计产品投影面积产品投影长度及投影宽度会决定射出机吨数以及模座尺寸。如果客户有指定射出机，可以得知最小模厚。如果没有指定，必须先预估射出机大小，以决定最小模厚。模穴数目模穴数目由客户决定。对传统射出成型而言，模穴配置要求流动平衡。以下为一些流动平衡的模穴配置方式，设计时尽量采用这些设计方法。最小模厚模具放置于射出机上时，料管与锁模机构间会有一最小距离，模具总厚度必须大于这个距离，才可以用这台射出机做生产动作。最小模厚射出机吨数最小模厚（约略值）详细尺寸依厂商而略有变动50 吨以下 200 mm50 吨 250 吨 250 mm250 吨 400 吨 300 mm400 吨 800 吨 400 mm800 吨以上 500 mm表二、射出机吨数 VS 最小模厚做完组立图设计时，除非客户有特殊尺寸指定，否则必须再次检查模座总厚度在要求范围内。模座大小要决定模座大小，必须先决定模仁尺寸。一般而言，产品投影面积（包括模穴）决定后，投影宽度单边加 25mm 50mm为模仁建议尺寸；得知模仁大小后，模仁宽度 + 10mm 后的宽度大约是模脚间距， 依此决定模座的大小。模座大小的考虑重点在于成型过程中模座是否会因为射出压力过大而导致结构变形。因此当产品较薄、模穴数较多时，模仁大小宜取较大（如投影单边取 50mm），产品较厚，单穴时，模仁可取较接近产品大小（如投影单边取25mm）。若模座有滑块或斜梢等机构，必须将滑块及斜梢的尺寸考虑进去。2D 图面重点1、公差重点： 模仁长宽 0 -0.02mm 模仁厚 0.01 mm 模仁孔长宽 0 +0.02mm 模仁孔深 0.01 mm模穴偏心2、如果产品不在模具中心的话（偏心模具），在真正模具中心的位置必须用红色虚线标注，以避免铣床人员加工错误。设计人员确认数据（三）浇注系统设计浇注系统包括竖浇道、流道、支流道、浇口设计端重点在于1、 竖浇道尺寸设计2、 溢料井尺寸设计3、 流道尺寸及分支流道尺寸计算4、 三板模支流道设计5、 流道平衡（传统射出成型制程）6、 浇口尺寸设计端完成组立图设计后必须由CAE验证其充填是否完善，以确保设计没有问题。竖浇道尺寸设计竖浇道尺寸攸关产品成型的优劣。尺寸不足则成型不易；尺寸过大则浪费材料。圆角R = 2mm竖浇道长竖浇道入口直径产品最大肉厚竖浇道底部直径射出机喷嘴直径竖浇道入口直径 = 射出机喷嘴直径 + 1mm竖浇道底部直径 = 产品最大肉厚 + 1.5mmtan = （竖浇道底部直径竖浇道入口直径）/ 2 / 竖浇道长度如果依据上述公式计算，竖浇道底部直径小于竖浇道入口直径，则直接取=1.5溢料井尺寸设计溢料井的目的在于捕捉成型过程中喷嘴于间隔时间凝固的冷料。冷料会导致产品外观上的缺陷。溢料井的位置位于：1、 竖浇道底部2、 流道底部一般而言，冷料井长度至少要与流道直径相同才能顺利发挥作用。如果材料颜色为透明，黑色，或是需喷亮面漆者，冷料井长度增加为1.5D。竖浇道冷料井流道尺寸一般材料常用之流道尺寸如下：材料直径材料直径mminmminABS/SAN5.0-10.0 3/16-3/8PC5.0-10.0 3/16-3/8Acetal3.0-10.0 1/8-3/8热塑性塑料（未增强）3.0-8.0 1/8-5/16Acetate5.0-11.0 3/16-7/16 热塑性塑料（增强）5.0-10.0 3/16-3/8 Acrylic8.0-10.0 5/16-3/8PE2.0-10.0 1/16-3/8 Butyrate5.0-10.0 3/16-3/8PA5.0-10.0 3/16-3/8 Fluorocarbon5.0-10.0 3/16-3/8PPO6.0-10.0 1/4-3/8Impact acrylic8.0-13.0 5/16-1/2 PP5.0-10.0 3/16-3/8Ionomers2.0-10.0 3/32-3/8PS3.0-10.0 1/8-3/8Nylon2.0-10.0 1/16-3/8 PSF6.0-10.0 1/4-3/8 Phenylene6.0-10.0 1/4-3/8 Polyvinyl (plasticized)3.0-10.0 1/8-3/8PPSe6.0-13.0 1/4-1/2PVC6.0-16.0 1/4-5/8Polyallomer5.0-10.0 3/16-3/8Polyurethane6.0-8.0 1/4-5/16 表三、材料与流道直径一览表分支流道尺寸计算在多模穴系统，流道必须一再分支。主流道与分支流道的计算公式如下d main ：主流道直径 d branch ：分支流道直径N：分支数目三板模支流道设计三板模的支流道支流道设计固定采用两段式设计一段式设计两段式设计图中蓝色流道为一段式设计，红色流道为两段式设计。在流动上并没有甚么差别，但是在制造过程以及合模上却有不同。采用一段式设计时，如果模仁钻孔与模板钻孔只要有些许偏位，在开模时流道就可能被拉断；同时，如果模板较厚时，采用一段式设计在固定拔模角的状况下针点进浇处的尺寸不容易能够照着设计理念完成设计。采用两段式设计则可以避免上述缺点。为了模具质量，在三板模设计时固定采用两段式设计会较好。流动平衡多模穴系统设计时，由于成型条件的差异，容易造成模穴充填速度不一，每一个模穴的体积收缩率不同，而导致产品尺寸出现差异。为了避免这种情形的发生，在流道尺寸设计时就必须考虑进去。靠近浇口的流道尺寸较小，远离浇口的尺寸较大。可用CAE软件加以验证。浇口尺寸设计浇口形式n 自动切除式浇口u 热浇道（此处不列入）u 针点浇口u 潜伏式浇口u 香蕉型浇口（此处不列入）n 手动切除式浇口u 侧浇口（标准浇口）u 重迭浇口u 突片浇口u 扇型浇口（此处不列入）u 竖浇口u 环状浇口（此处不列入）u 碟状浇口（此处不列入）自动切除式浇口针点浇口L = 0.5 0.75 mmd = 浇口直径( mm )t = 零件壁厚( mm )A = 型腔表面积 ( mm )n= 材料常数 0.6 for PE, PS, ABS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVCLtd潜伏式浇口30 15 25W= w= 浇口宽度 mmA= 型腔表面积 mm2 n= 材料常数 material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVC浇口厚度 gate thick. in mm = ntt= 零件壁厚 wall thick. in mm 手动切除式浇口标准浇口（侧浇口）上视图侧视图WLhW：浇口宽度A：模穴表面积n：树脂定数h：浇口深度n：树脂定数t：进浇处产品肉厚L约为0.5 1mm，常用0.8mm大型产品，L可达 2 3mmn= 材料常数 0.6 for PE, PS, ABS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVC重迭浇口上视图侧视图L1： 2 3 mmWhL1L2流道直径D 突片长 Z突片宽Y突片深ZY = D（流道直径）X = 0.9 X t （t 为进浇处产品肉厚）（最小）红色部分可依照普通浇口尺寸设计突片浇口竖浇口85 g 以下340 g 以下大型dDdDdD聚苯乙烯PS2.543648聚乙烯PE2.543648ABS2.554758聚碳酸酯PC3548510表四、塑料材料与竖浇道尺寸对应表材料密度 g/cm3PC1.2ABS1.04Nylon 61.13Nylon 661.13PE0.94PS1.06PP0.9PMMA （压克力）1.15PBT1.3POM1.42表五、材料与密度对应表设计人员确认数据（四）冷却设计冷却系统设计首重均匀冷却。水管配置依据 1: 3 : 5 原则D : 直径为8至12mm d : 深度为D至3DP : 节距为3D至5D 考虑重点：1、 除非客户特殊要求或者是较大组的模具，否则水管一律以径 8mm 为设计标准。2、 在均匀冷却的原则下，公模水管距离分模面距离需等于母模水管距离分模面距离。3、 喷泉管、障板管等设计根据客户要求决定。4、 如果有特别难以冷却的地方，可以利用铍铜入子替换掉。（如营幕后壳天地侧的四个角落）5、 精密产品（要求变形量）必须经过CAE分析验证。2D 标注重点1、当分模面非平面时，水管的尺寸标注基准必须改为由模板底侧标注一般来说，水管位置会从分模面标起（目的在于避免加工错误，因为从分模面标起，加工时可以确保分模面与水管间的距离）。但是当分模面不是平面，而是如上图的曲面时，会有下列两种状况发生：1、 先做NC加工，再做铣床钻孔：铣床加工人员不容易量取正确的距离，加工容易造成误差。2、 先做铣床钻孔，再做NC加工：铣床人员必须再花时间量取确实的分模面位置，浪费时间又容易做错。为了避免上面状况发生，设计人员在标注尺寸时就必须从分模面的另一侧标注尺寸，如下图。模仁厚分模线位置如果分模面上有一段平面的话，则水管的位置还是由分模线位置标注。设计人员确认数据（五）顶出设计顶针尺寸定义：1、 径 3mm以上者（包含3mm）采用单节顶针，小于3mm者采用双截顶针2、 当顶出面不是平面（斜面或者是曲面），同时采用圆形顶针设计的时候，圆形顶针底部需定位，如下列图示：顶针公差定义凡顶针加工，仅有接近产品的一段需做滑动配合（H7），其余部分均可逃掉。不同尺寸的顶针滑动配合段的长度也会有所差异。此处加以明确定义：顶针直径孔径公差310mm 10mm1C1C0.5Cd 公差如左S1 mm顶针直径S长度3 6mm10 mm7 10 mm15 mm 10 mm20 mm单节顶针公差图d公差标注如左101 mm1C1C0.5C顶针尺寸孔径公差直径1 2.9mm双截顶针公差图1C1C0.5Cd21mmS1 mmd1 公差如左1Cd1：顶针套筒外径d2：顶针套筒芯子套筒外径孔径公差3mm以下（含3mm）4mm以上顶针直径S长度3mm以下10 mm46 mm15 mm610 mm20 mm10以上25 mm设计人员确认数据（六）排气系统设计排气的目的，在于使模穴内的空气在射出过程中，能够在短时间内顺利排出。排气设计的尺寸与材料有关，不同的材料排气尺寸也会跟着有所不同。排气设计包括了分模面排气以及流道排气。分模面排气设计有两种：1、 沿着产品分模面每隔25mm铣一道排气沟2、 产品分模面以外整圈铣一道排气沟（全周长排气，薄壳产品建议采用）材料与排气设计非结晶性材料排气沟深度：0.025mm 半结晶性材料模穴排气沟深度1.0 mm1.0 mm 可直接铣至模仁边缘排气沟深度：0.038mm半结晶性材料POM、PE、PP、PET、PPS、Nylon-6、Nylon-66、LCP、PA、PBT、PP/PMMA、PP/PS、PP/TPO、TPE、TPO非结晶性材料PS、PC、ABS、PMMA、PPE、PPE/PS、HI-PS、PVC、PC/ABS流道排气流道末端也必须铣排气沟，目的也是在于帮助流道内的空气能够在成型过程中顺利排出。设计方式，则是在流道末端铣一道深 0.08 mm 的排气沟。设计人员确认数据（七）模具配件定位环 Locating Ring采用正钢 LRA A形 100规格灌嘴采用正钢 SBC Sprue Bush C type (16) 规格支撑柱由模座尺寸决定支撑柱尺寸模座宽 280mm 不做支撑柱280mm 模座宽 300mm 支撑柱尺寸取25mm300mm 模座宽 400mm 支撑柱尺寸取30mm400mm 模座宽 450mm 支撑柱尺寸取40mm450mm 模座宽 支撑柱尺寸取50mm支撑柱数目至少安装四支，位置则要求对模具中心成对称排列。顶出导梢在成型过程中，顶针板的作动顺不顺畅关系到成型效率。当生产模数多时，顶针板会因为射出过程而造成些许变形或位移，尤其是越大的模座越容易发生问题。另外，如果是小模座但是顶针数目又多又密，规格又多时，必须在设计时将顶出导梢（E.G.P.）设计加入。顶出导梢规格设定如下：模座宽小于450mm者一律采用25mm模座宽大于450mm者则采用30mm拔模角10冷料井容易失去作用冷料井可以发挥作用拉料钉拉料钉在设计上必须特别注意的地方，在于其拉住流道的位置。左图设计中，拉料钉的位置深入流道，后方的冷料井容易失去作用，设计时必须采用右图的设计，将拉料区域往上移动。KO 孔公差：2 mm回位梢孔：绘图人员直接单边逃料 0.5mm导柱辅助器按照模座宽度大小安装（所有模座都必须安装）目前有三种规格：模座宽度 350 mm 圆形导柱辅助器（外购）350 mm 模座宽度 450 mm 100X30规格（厂内自行加工）模座宽度 450 mm 150X40 规格（厂内自行加工）设计流程检查点 （图面品管）项目设计工作检查项目检查人员1源文件转档原始图档与转换后图档是否一致转换后之图档有无破面主管2组立图检查浇注系统设计及冷却系统尺寸公差是否合理带班人员预测产品充填状况，变形量主管CAE Team模座尺寸是否合理，机构是否正确主管检查滑块设计机构是否合理主管检查斜梢设计机构是否合理主管33D 拆模拔模角是否考虑咬花，拔模角基准面位置是否正确主管拆出之公母模仁是否有可逃料的区域（尤其是分模面非平面时）3D Model有无掉面带班人员带班人员拆出之公母模仁与产品外型是否一致图面第一次检查确认（主管、带班人员、CAE Team、设计人员）4公母模板图检查顶针位置是否合理主管检查顶针公差是否标注带班人员检查模仁中心与模座中心是否有偏位？如果偏位，有没有做偏位记号？带班人员检查水管位置是否与组立图一致带班人员模仁外型与产品外型是否一致？带班人员导柱辅助器尺寸是否按设计标准绘制带班人员5公母模仁图检查顶针位置是否与公母模板图相符带班人员检查成品与公模模仁图是否一致带班人员检查水管位置与组立图是否一致带班人员检查入子公差是否标注带班人员检查灌嘴与分模面交接处有无标注圆角带班人员检查导柱辅助器尺寸公差是否标