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模具結構分析與應用 目的 一個完好產品產出 成品設計 模具製作 射出成型是主要的三各過程而此過程中 成品設計尤其重要是成功因素比例60 設計做的好 後面可以輕鬆達成任務如果先天不足 我們還有30 可以用模具設計製作來克服改善 最後的10 用射出成型來做最後補救 而這三項卻又是相互關連的關係 所以當我有遇到問題時候 總是會想到設計端有可能如何改善 當設計端無法改善時候 就考慮模具如何去設計製作 最後沒辦法才從射出成型去補救 所以當想以成型方式來克服解決問題時 我們就應該要了解 能夠解決的問題是有限的 所以好的產品設計者 也必須能夠了解模具製作及射出成型的方法 才能順利讓模具製作 所以我想將模具製作經驗拿來跟各位分享 這次將與各位討論到模具設計機構的方式 希望能對各位在產品設計上有所幫助 運用的時機什麼樣的設計 需要時麼樣的結構呢 到底有哪些特別的模具機構呢 機構運動方式到底這些機構是如何被設計 如何作動呢 模具強度及壽命的影響這能不能達到50萬甚至百萬以上模次的壽命啊 課程說明 標準二板模 標準三板模 模具閉合狀態 完全開模狀態 成品有凹槽 公模斜頂 模具頂出狀態 公模斜頂 倒扣已經完全脫離成品 公模斜頂其他應用 完全開模狀態 結構設計方式注意要項 此結構為普遍的結構設計方式 被廣泛的使用斜頂在端部設計上會低於公模仁0 1 0 15mm 圖一 的高度 是為了避免斜頂運動時有鏟膠現象 斜銷的尺寸受成品尺寸 模具大小 行程深度影響 沒有標準尺寸 基本上厚度盡量能大於20mm 行程深度 倒扣 低於8mm 斜銷行程越長所需空間越大 斜銷角度越大 都容易產生問題 因為斜頂為動件 所以在尺寸位置上較容易產生高度上變化 最大造成因素是頂出版的變形 所以斜頂的範圍內要避免有組裝性的位置 如貼雙面膠位置 貼玻璃位置 一般斜頂最容易產生的問題在與公模仁配合時 因為是滑動配合 太鬆會跑毛邊 太緊會造成作動不順 甚至卡死 是較讓人頭疼的地方 圖一 模具閉合狀態 開模中 1 成品有倒扣 2 外觀無拔模角 斜撐柱OR斜導柱 開模滑塊為何會作動 滑塊運動方向 公模外滑塊 完全開模狀態 公模外滑塊 結構設計方式注意要項 此結構為普遍的結構設計方式 也是被廣泛的使用 滑快在設計上是優於斜頂的設計 易於拆裝 維修容易 尤其在試模過程中 但是缺點是佔空間 需要比較大的模座加工成本較高 需要較大的成型機台 會增加模具及成型的成本 另外既然是外滑塊 也就是說在成品外部可以看到明顯的分型線 如下圖所示 模具閉合狀態 開模中 斜導柱方向不同 公模內滑塊 結構設計方式注意要項 此結構方式基本上是比較不常使用的 一般再無法使用斜頂機構時 又無法變更卡勾位置 才會考慮使用此方式 可以說是斜頂的替代方案 因為此方式滑塊在加工上比較困難 且影響模具頂出機構及冷卻系統設置 機構配合尺寸比較難控制 也容易在作動過程中因滑動而損傷 非不得已情況不建議使用此結構 盡量要求改變成品結構方式 以一般斜銷機構製作 完全開模狀態 公模內滑塊 倒扣已經完全脫離 模具閉合狀態 開模中 在成品倒扣部分利用塑膠可變形特性強制在模穴中脫模 是什麼讓分模面不會先分開而先開中板的呢 誰控制公模板與中板間的距離 拉桿 開閉器 公模強制頂出 跳中板 完全開模狀態 公模強制頂出 跳中板 入子芯已經完全脫離在成品外了 頂出中 完全頂出狀態 公模強制頂出 跳中板 中間需留有餘隙才能強制脫模而不損傷成品 結構設計方式注意要項 此結構設計方式一般用在原形狀卡勾 因為無法用一般斜頂方式製作或在有限空間內做此模具機構 此機構因為是強制變形脫模 成品是依附在鋼材側壁滑動 所以有時會有成品受損的情況以及在卡勾根部可能會有白化現象產生 或是脫模不順時 成品卡勾沒有完全脫離造成卡勾斷裂的情況 此機構型式為公模跳中板型式 所以不適合在公模有斜頂機構下使用因為斜頂機構會限制中板開合 會使我們的開模動作無法退芯 那如果需要斜頂又要強制頂出機構要怎麼辦 那就繼續看下一個介紹的機構囉 根部可能產生白化或斷裂現象 模具閉合狀態 完全開模狀態 顧名思義 它就是有二組頂出板 二段頂出所以重點就是頂出情形囉 一組 二組 公模強制頂出 雙頂出板 模具頂出中 完全頂出狀態 公模強制頂出 雙頂出板 卡勾脫離過程狀態 機台頂桿要頂在第一組頂板上 還是第二組頂板上 一組 二組 第一組頂板為何能被第二組頂板帶動 第二組頂板上 開閉器 結構設計方式注意要項 此結構設計應用於強制頂出機構加上斜頂的複合機構 其重點與跳中板方式相同 成功的關鍵在於開閉器是否發生作用 跳中板方式在於開閉器是否能抓住分模面讓中板先跳開 而雙頂出版方式在於能否帶動第一組的頂出板 另外這個機構方式容易在大量生產過程中 因為開閉器的功用逐漸降低 而造成成品的損傷 在初期是不容易發現的 當發現時往往已經在卡勾斷裂的邊緣了 這個是比較容易發生且疏失的問題 在成品倒扣部分利用斜銷後退 避空干涉部份 讓成品可以順利脫模 斜銷後拉退出空間讓成品脫模 公模斜抽 跳中板 模具閉合狀態 開模中 完全開模狀態 完全頂出狀態 公模斜抽 跳中板 斜銷後退後 避空讓出位置給成品脫模 結構設計方式注意要項 此結構方式是利用斜銷後退 讓出空間給成品倒扣部分脫模 其運用大部份在傾斜的圓柱上 此部份再設計時必須考慮成品的倒扣角度 角度越大 機構越容易產生問題 基本上已不超過10度為原則 模具合狀態 開模中 開閉器鎖附在回位銷上 利用開閉器拉動回位帶動母模頂板運動 母模輔助頂出 結構設計方式注意要項 完全開模狀態 母模輔助頂出母模斜頂 因為在母模側有結構 須以斜頂方式脫模時 也是使用此結構方式的時機 另外因母模側在結構上過於複雜 擔心成型時 成品無法依附在公模側 而造成成品黏母模 進而損壞成品 因此必須在母模側追加此機構 以確保成品能保證依附在公模上 順利頂出 在模具的設計上 我們是會盡量避免使用此機構 因為我們經常會因為外觀要求 而必須在母模上加溫 因為溫度的提高會使得機構變的不順暢甚至損壞 且因設計會造成模具費用提高甚多 所以應盡量避免使用此結構方式 模具合狀態 開模前 因為在母模側有倒扣 在考慮外觀因素或因行程太長下使用此機構 開模前油壓缸須先動作後不然成品會拉壞 油壓缸機構退完 才可以開模 母模抽芯油壓缸 結構設計方式注意要項 完全開模狀態 母模抽芯油壓缸 此結構設計有開關模順序 再試模生產時要特別注意 如果順序錯誤 會造成模具損傷 在成品設計上盡量避免 另外因為此為油壓機構若需要設計使用此機構 必須放在地側 避免油漬滴到模穴裡 影響成型品 如果還沒開始射料 就先行開模 對模具會不會有損傷 母模抽芯母模滑塊 假3板模 模具合狀態 模具開模中 因為在母模側有倒扣 且行程不長下 使用此機構 例如 成品側邊貼銘板處 滑塊受斜抽塊帶動後退 母模板因為開閉器所以先與母模承板跳開 並受拉桿限制而跳開距離 拉桿 開閉器 結構設計方式注意要項 完全開模狀態 母模抽芯跳母模板 假3板模 因為外觀不允許有結合線 且成品在外觀有倒扣 它的運用方法 一般會以此法優先使用 因成品結構上 此法無法運用 才會改使用油壓缸方式 再完全開模時滑塊與導桿 不可完全脫離 避免關模時 發生干涉導致模具受損 模具合狀態 完全開模狀態 此法運用在 因為母模整面外觀 沒有地方可以當做進膠點時的結構方法 公模熱膠道 結構設計方式注意要項 完全頂出狀態 公模熱膠道倒灌模 頂出依靠油壓缸運動推動頂出版前進頂出成品 因為使用公模進膠 所以必須使用熱膠道方式 否則豎澆道過長 影響成型 因為使用油壓機構 油漬是一個很難控制的問題 在頂出壓力不用太大的前提下 可以換成氣壓缸 但常因為成型廠氣壓壓力不足頂出發生問題 另外因為公模進澆在進澆點母模處 有一個沖痕 是比較難克服的地方 且要注意公模因熱澆到造成模溫過高的問題 範例討論現在有人要把現在進行的案子或是之前的案子在機構設計上有想被討論到或拿出來與大家分享的案例嗎 問題討論 結語 一個產品設計者 如果能得到相關模具設計的知識 這會對其在產品設計時節省很多的後續修改時間 產品設計者如果在設計初期就能夠把模具製作的方法可行性 考慮下去可以減少在設計完成後 因為模具無法加工製作的問題而需要修改產品設計 我們目前需要ToolingTeam幫忙處理開模檢討的問題 所以什