CAD标准设计资料.doc

標準設計流程精神：設計同步化人員分組將現有設計人員分為 3D組以及 2D組。模具設計時，3D組負責繪製組立圖以及3D拆模，2D組人員則協助3D組人員完成2D圖面。基本上採取一位3D人員與兩位2D人員編組模式（非固定編組），以達到人員使用率提升之目的。填寫模具設計審核表組立圖及3D拆模CAM 程式編程CAE 分析澆注系統冷卻系統頂出系統確認上下固定板上下頂針板公母模板公母模仁電極圖零件圖CAE報告在主管審圖後依出圖順序將圖紙拆出交給加工段1. 上固定板（一張）2. 下固定板（一張）3. 上下頂針板（一張）4. 其餘依實際需要出圖試模結束後，CAE Team必須根據試模樣品完成分析結案報告，將報告與實際成品照片等相關資料整理進入知識管理資料庫。設計人員確認資料（一）產品1、 材料2、 材料顏色3、 材料縮水率4、 保證模數5、脫模角材料縮水率材料縮水率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（軟）25/1000Heia-Minl5/1000PVC（硬）3/1000表一、材料縮水率一覽表考量重點1. 材料顏色為黑色、深藍色、透明者，成型時容易出現外觀缺陷，設計人員於組立圖完成後必須經由CAE確認（檢查材料剪切速率及剪切率）。2. 保證模數高時，進澆處的模具設計必須考量材料的磨耗。例如如果採用PC加玻纖的材料，如果採用針點進澆，保證模數高時則澆口處需改用熱處理鋼材做入子。3. 脫模角度與成型品表面的咬花有關，在3D Model 拆模時必須確認脫模角度，避免加工後再做脫模角變更。設計人員確認資料（二）模座大小及相關資料1、 產品投影面積2、 模穴數目及配置3、 射出機噸數及最小模厚4、 模座大小5、滑塊設計產品投影面積產品投影長度及投影寬度會決定射出機噸數以及模座尺寸。如果客戶有指定射出機，可以得知最小模厚。如果沒有指定，必須先預估射出機大小，以決定最小模厚。模穴數目模穴數目由客戶決定。對傳統射出成型而言，模穴配置要求流動平衡。以下為一些流動平衡的模穴配置方式，設計時盡量採用這些設計方法。最小模厚模具放置於射出機上時，料管與鎖模機構間會有一最小距離，模具總厚度必須大於這個距離，才可以用這台射出機做生產動作。最小模厚射出機噸數最小模厚（約略值）詳細尺寸依廠商而略有變動50 噸以下 200 mm50 噸 250 噸 250 mm250 噸 400 噸 300 mm400 噸 800 噸 400 mm800 噸以上 500 mm表二、射出機噸數 VS 最小模厚做完組立圖設計時，除非客戶有特殊尺寸指定，否則必須再次檢查模座總厚度在要求範圍內。模座大小要決定模座大小，必須先決定模仁尺寸。一般而言，產品投影面積（包括模穴）決定後，投影寬度單邊加 25mm 50mm為模仁建議尺寸；得知模仁大小後，模仁寬度 + 10mm 後的寬度大約是模腳間距， 依此決定模座的大小。模座大小的考量重點在於成型過程中模座是否會因為射出壓力過大而導致結構變形。因此當產品較薄、模穴數較多時，模仁大小宜取較大（如投影單邊取 50mm），產品較厚，單穴時，模仁可取較接近產品大小（如投影單邊取25mm）。若模座有滑塊或斜梢等機構，必須將滑塊及斜梢的尺寸考慮進去。2D 圖面重點1、公差重點： 模仁長寬 0 -0.02mm 模仁厚 0.01 mm 模仁孔長寬 0 +0.02mm 模仁孔深 0.01 mm模穴偏心2、如果產品不在模具中心的話（偏心模具），在真正模具中心的位置必須用紅色虛線標注，以避免銑床人員加工錯誤。設計人員確認資料（三）澆注系統設計澆注系統包括豎澆道、流道、支流道、澆口設計端重點在於1、 豎澆道尺寸設計2、 溢料井尺寸設計3、 流道尺寸及分支流道尺寸計算4、 三板模支流道設計5、 流道平衡（傳統射出成型製程）6、 澆口尺寸設計端完成組立圖設計後必須由CAE驗證其充填是否完善，以確保設計沒有問題。豎澆道尺寸設計豎澆道尺寸攸關產品成型的優劣。尺寸不足則成型不易；尺寸過大則浪費材料。圓角R = 2mm豎澆道長豎澆道入口直徑產品最大肉厚豎澆道底部直徑射出機噴嘴直徑豎澆道入口直徑 = 射出機噴嘴直徑 + 1mm豎澆道底部直徑 = 產品最大肉厚 + 1.5mmtan = （豎澆道底部直徑豎澆道入口直徑）/ 2 / 豎澆道長度如果依據上述公式計算，豎澆道底部直徑小於豎澆道入口直徑，則直接取=1.5溢料井尺寸設計溢料井的目的在於捕捉成型過程中噴嘴於間隔時間凝固的冷料。冷料會導致產品外觀上的缺陷。溢料井的位置位於：1、 豎澆道底部2、 流道底部一般而言，冷料井長度至少要與流道直徑相同才能順利發揮作用。如果材料顏色為透明，黑色，或是需噴亮面漆者，冷料井長度增加為1.5D。豎澆道冷料井流道尺寸一般材料常用之流道尺寸如下：材料直徑材料直徑mminmminABS/SAN5.0-10.0 3/16-3/8PC5.0-10.0 3/16-3/8Acetal3.0-10.0 1/8-3/8熱塑性塑膠（未增強）3.0-8.0 1/8-5/16Acetate5.0-11.0 3/16-7/16 熱塑性塑膠（增強）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、材料與流道直徑一覽表分支流道尺寸計算在多模穴系統，流道必須一再分支。主流道與分支流道的計算公式如下d main ：主流道直徑 d branch ：分支流道直徑N：分支數目三板模支流道設計三板模的支流道支流道設計固定採用兩段式設計一段式設計兩段式設計圖中藍色流道為一段式設計，紅色流道為兩段式設計。在流動上並沒有甚麼差別，但是在製造過程以及合模上卻有不同。採用一段式設計時，如果模仁鑽孔與模板鑽孔只要有些許偏位，在開模時流道就可能被拉斷；同時，如果模板較厚時，採用一段式設計在固定拔模角的狀況下針點進澆處的尺寸不容易能夠照著設計理念完成設計。採用兩段式設計則可以避免上述缺點。為了模具品質，在三板模設計時固定採用兩段式設計會較好。流動平衡多模穴系統設計時，由於成型條件的差異，容易造成模穴充填速度不一，每一個模穴的體積收縮率不同，而導致產品尺寸出現差異。為了避免這種情形的發生，在流道尺寸設計時就必須考慮進去。靠近澆口的流道尺寸較小，遠離澆口的尺寸較大。可用CAE軟體加以驗證。澆口尺寸設計澆口形式n 自動切除式澆口u 熱澆道（此處不列入）u 針點澆口u 潛伏式澆口u 香蕉型澆口（此處不列入）n 手動切除式澆口u 側澆口（標準澆口）u 重疊澆口u 突片澆口u 扇型澆口（此處不列入）u 豎澆口u 環狀澆口（此處不列入）u 碟狀澆口（此處不列入）自動切除式澆口針點澆口L = 0.5 0.75 mmd = 澆口直徑( mm )t = 零件壁厚( mm )A = 型腔表面積 ( mm )n= 材料常數 0.6 for PE, PS, ABS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVCLtd潛伏式澆口30 15 25W= w= 澆口寬度 mmA= 型腔表面積 mm2 n= 材料常數 material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick. in mm = ntt= 零件壁厚 wall thick. in mm 手動切除式澆口標準澆口（側澆口）上視圖側視圖WLhW：澆口寬度A：模穴表面積n：樹脂定數h：澆口深度n：樹脂定數t：進澆處產品肉厚L約為0.5 1mm，常用0.8mm大型產品，L可達 2 3mmn= 材料常數 0.6 for PE, PS, ABS 0.7 for POM, PC, PP 0.8 for CA, PMMA, PA 0.9 for PVC重疊澆口上視圖側視圖L1： 2 3 mmWhL1L2流道直徑D 突片長 Z突片寬Y突片深ZY = D（流道直徑）X = 0.9 X t （t 為進澆處產品肉厚）（最小）紅色部分可依照普通澆口尺寸設計突片澆口豎澆口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、塑膠材料與豎澆道尺寸對應表材料密度 g/cm3PC1.2ABS1.04Nylon 61.13Nylon 661.13PE0.94PS1.06PP0.9PMMA （壓克力）1.15PBT1.3POM1.42表五、材料與密度對應表設計人員確認資料（四）冷卻設計冷卻系統設計首重均勻冷卻。水管配置依據 1: 3 : 5 原則D : 直徑為8至12mm d : 深度為D至3DP : 節距為3D至5D 考量重點：1、 除非客戶特殊要求或者是較大組的模具，否則水管一律以徑 8mm 為設計標準。2、 在均勻冷卻的原則下，公模水管距離分模面距離需等於母模水管距離分模面距離。3、 噴泉管、障板管等設計根據客戶要求決定。4、 如果有特別難以冷卻的地方，可以利用鈹銅入子替換掉。（如營幕後殼天地側的四個角落）5、 精密產品（要求變形量）必須經過CAE分析驗證。2D 標注重點1、當分模面非平面時，水管的尺寸標注基準必須改為由模板底側標注一般來說，水管位置會從分模面標起（目的在於避免加工錯誤，因為從分模面標起，加工時可以確保分模面與水管間的距離）。但是當分模面不是平面，而是如上圖的曲面時，會有下列兩種狀況發生：1、 先做NC加工，再做銑床鑽孔：銑床加工人員不容易量取正確的距離，加工容易造成誤差。2、 先做銑床鑽孔，再做NC加工：銑床人員必須再花時間量取確實的分模面位置，浪費時間又容易做錯。為了避免上面狀況發生，設計人員在標注尺寸時就必須從分模面的另一側標注尺寸，如下圖。模仁厚分模線位置如果分模面上有一段平面的話，則水管的位置還是由分模線位置標注。設計人員確認資料（五）頂出設計頂針尺寸定義：1、 徑 3mm以上者（包含3mm）採用單節頂針，小於3mm者採用雙截頂針2、 當頂出面不是平面（斜面或者是曲面），同時採用圓形頂針設計的時候，圓形頂針底部需定位，如下列圖示：頂針公差定義凡頂針加工，僅有接近產品的一段需做滑動配合（H7），其餘部分均可逃掉。不同尺寸的頂針滑動配合段的長度也會有所差異。此處加以明確定義：頂針直徑孔徑公差310mm 10mm1C1C0.5Cd 公差如左S1 mm頂針直徑S長度3 6mm10 mm7 10 mm15 mm 10 mm20 mm單節頂針公差圖d公差標注如左101 mm1C1C0.5C頂針尺寸孔徑公差直徑1 2.9mm雙截頂針公差圖1C1C0.5Cd21mmS1 mmd1 公差如左1Cd1：頂針套筒外徑d2：頂針套筒芯子套筒外徑孔徑公差3mm以下（含3mm）4mm以上頂針直徑S長度3mm以下10 mm46 mm15 mm610 mm20 mm10以上25 mm設計人員確認資料（六）排氣系統設計排氣的目的，在於使模穴內的空氣在射出過程中，能夠在短時間內順利排出。排氣設計的尺寸與材料有關，不同的材料排氣尺寸也會跟著有所不同。排氣設計包括了分模面排氣以及流道排氣。分模面排氣設計有兩種：1、 沿著產品分模面每隔25mm銑一道排氣溝2、 產品分模面以外整圈銑一道排氣溝（全周長排氣，薄殼產品建議採用）材料與排氣設計非結晶性材料排氣溝深度：0.025mm 半結晶性材料模穴排氣溝深度1.0 mm1.0 mm 可直接銑至模仁邊緣排氣溝深度：0.038mm半結晶性材料POM、PE、PP、PET、PPS、Nylon-6、Nylon-66、LCP、PA、PBT、PP/PMMA、PP/PS、PP/TPO、TPE、TPO非結晶性材料PS、PC、ABS、PMMA、PPE、PPE/PS、HI-PS、PVC、PC/ABS流道排氣流道末端也必須銑排氣溝，目的也是在於幫助流道內的空氣能夠在成型過程中順利排出。設計方式，則是在流道末端銑一道深 0.08 mm 的排氣溝。設計人員確認資料（七）模具配件定位環 Locating Ring採用正鋼 LRA A形 100規格灌嘴採用正鋼 SBC Sprue Bush C type (16) 規格支撐柱由模座尺寸決定支撐柱尺寸模座寬 280mm 不做支撐柱280mm 模座寬 300mm 支撐柱尺寸取25mm300mm 模座寬 400mm 支撐柱尺寸取30mm400mm 模座寬 450mm 支撐柱尺寸取40mm450mm 模座寬 支撐柱尺寸取50mm支撐柱數目至少安裝四支，位置則要求對模具中心成對稱排列。頂出導梢在成型過程中，頂針板的作動順不順暢關係到成型效率。當生產模數多時，頂針板會因為射出過程而造成些許變形或位移，尤其是越大的模座越容易發生問題。另外，如果是小模座但是頂針數目又多又密，規格又多時，必須在設計時將頂出導梢（E.G.P.）設計加入。頂出導梢規格設定如下：模座寬小於450mm者一律採用25mm模座寬大於450mm者則採用30mm拔模角10冷料井容易失去作用冷料井可以發揮作用拉料釘拉料釘在設計上必須特別注意的地方，在於其拉住流道的位置。左圖設計中，拉料釘的位置深入流道，後方的冷料井容易失去作用，設計時必須採用右圖的設計，將拉料區域往上移動。KO 孔公差：2 mm回位梢孔：繪圖人員直接單邊逃料 0.5mm導柱輔助器按照模座寬度大小安裝（所有模座都必須安裝）目前有三種規格：模座寬度 350 mm 圓形導柱輔助器（外購）350 mm 模座寬度 450 mm 100X30規格（廠內自行加工）模座寬度 450 mm 150X40 規格（廠內自行加工）設計流程檢查點 （圖面品管）項目設計工作檢查項目檢查人員1原始檔案轉檔原始圖檔與轉換後圖檔是否一致轉換後之圖檔有無破面主管2組立圖檢查澆注系統設計及冷卻系統尺寸公差是否合理帶班人員預測產品充填狀況，變形量主管CAE Team模座尺寸是否合理，機構是否正確主管檢查滑塊設計機構是否合理主管檢查斜梢設計機構是否合理主管33D 拆模拔模角是否考慮咬花，拔模角基準面位置是否正確主管拆出之公母模仁是否有可逃料的區域（尤其是分模面非平面時）3D Model有無掉面帶班人員帶班人員拆出之公母模仁與產品外型是否一致圖面第一次檢查確認（主管、帶班人員、CAE Team、設計人員）4公母模板圖檢查頂針位置是否合理主管檢查頂針公差是否標注帶班人員檢查模仁中心與模座中心是否有偏位？如果偏位，有沒有做偏位記號？帶班人員檢查水管位置是否與組立圖一致帶班人員模仁外型與產品外型是否一致？帶班人員導柱輔助器尺寸是否按設計標準繪製帶班人員5公母模仁圖檢查頂針位置是否與公母模板圖相符帶班人員檢查成品與公模模仁圖是否一致帶班人員檢查水管位置與組立圖是否一致帶班人員檢查入子公差是否標注帶班人員檢查灌嘴與分模面交接處有無標注圓角帶班人員檢查導柱輔助器尺寸公差是否標