模具设计

模具设计第一章理论基础注塑模具设计流程：第一步：产品分析与修改,确定模具结构,缩水图:1、产品分析：开模方向,分模线与分模面,外形尺寸,厚度,拔模角度,倒勾及相应抽芯方式,进胶点与进胶方式,模穴数等等.2、转工程图：用三维软件出图,一般建立三个视图：第一个主视图（后模表面投影）,第二个第三个立体示意图（外表面和内表面）.其他视图按第三角法或第一角法摆放,剖视图（X 和Y,剖切位置线通过重要位置中心,倒勾,柱位,孔位,枕位等等）,保存文件DXF格式,到CAD打开标数处理.3、缩水图：将上一步工程图镜像一次并且放大一个缩水率的倍数.（标明：MI,缩水率）第二步：产品排位：在模具内怎样排列考虑因素：模具长宽方位,产品模穴数,进胶位置,间隔（强度,放什么零件放得下）先排第一个视图是后模侧俯视图抓主视图,第二个视图排前模侧俯视图,先把第一个视图中心线镜像到正右方然后抓后视图,然后排第三个X方向剖视图放在后模侧俯视图的正下方,第四个视图Y方向剖视图排在前模侧俯视图正右方.第三步：模仁订购根据产品的大小,生产批量,模穴数,抽芯机构等.第四步：模胚订购根据模仁大小与抽芯机构（侧）,进胶方式与位置,前模是否有抽芯（开模动作,油缸）,产品材料,顶出方式等等.第五步：将模仁装配至模胚内第六步：模仁与模胚安装与定位设计第七步：分模线,枕位,镶件设计第八步：如果客户产品有倒勾要设计抽芯机构如行位或斜顶设计第九步：设计浇注系统（直接浇口,侧浇口,潜水口,牛角式,点浇口,扇形浇口,搭浇口等）第十步：如果是细水口模具那么要设计开闭器与塞打螺丝第十一步：排气系统设计（排气槽位置与产品溢边值大小）第十二步：顶出系统设计（顶针,斜顶,司筒,顶块,推板,气顶等）第十三步：冷却系统设计（水路样式如直通式,阶梯式,隔板式,螺旋式等）第十四步：辅助零件开设（弹簧,垃圾钉,撑头,中托司,锁模板,扣机,边锁,平衡块,限位块,吊模孔,撬模坑等）第十五步：检查与修改,视图补充与位置调整第十六步：2D转3D分模或做全3D第十七步：拆散件图（3D+2D）第十八步：图纸审核,改图.第十九步：图纸合格后打印归档第二十步：图纸发给模具制造车间加工以上模具设计从客户给3D图开始到设计出模具图到加工整个流程步骤！客户提供的图纸一般有以下几种情况：1）客户给定审定的塑件图纸（二维电子图档）及技术规范要求（此时需要用三维软件构建3D图）.（2）给定3D图档,处理成2D图（出工程图纸）.（3）给定样板（手板）,此时需要测绘出2D和3D图.以上是一般有三种,其中第二种情况最常见,就是客户产品设计师设计好了3D产品拿给你开模.模具设计工程师需要绘制图纸有：成口工程图,缩水图,模具装配图,散件图,开模顶出示意图,改模图等,而且我写的就是按顺序排序的.1.模具的认识与设计概述1）设计依据主要是客户提供的图样或实样，对应要求的原料，进行产品的可行性分析，包括尺寸精度，壁厚，拔模斜度及表面要求等，还有注射机的选用和优先采用的顶出方式等2）模具设计程序a. 产品的可行性分析，出初案的DFM报告(见资料)b. 确定型腔数量与排列，注塑机的型号(确定模具大小，产品排列与数量)（见资料）c. 分型面的确定，包括侧向分型与抽芯机构d. 浇注系统的设计e. 排气系统的设计f. 顶出系统的设计g. 模胚的确定与标准件的选用，及模具钢材的选用h. 绘制装配图，3D图，零件图，及出BOM清单2、常用钢料的特性和常用塑胶成型特性1）关于各种钢材的分类和特性：P20，H13，420等2）结晶型塑料：PE，PP，POM，PA，PET，PBT等3）非结晶型塑料：PS，ABS，PC，PMMA，PC+ABS等3、如何看懂图纸：基础的机械制图常识（学习机械制图）4、常用模具结构介绍和UG模胚调用1）模具分类a：模具分为了塑胶模具及非塑胶模具，非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模、塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：注塑成型模、吹气模、压缩成型模、转移成型模、挤压成型模、热成型模、旋转成型模、根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类：大水口模、细水口模、热流道模具。

b：模具的一般定义：在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。

C：注塑过程说明：模具是一种生产塑料制品的工具。

它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。

注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具在闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。

2）两板模模胚结构讲解3）三板模模胚结构讲解4）模架与内模尺寸的确定5）模具各组件说明6）UG模胚调用详解（按照UG软件讲解）5、浇注系统的设计与冷却系统的设计1）浇注系统的组成a:浇注系统通常是由注口、流道（主流道和分流道）、浇口和冷料井四部分组成b:浇注系统，是指将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的通道系统。

浇注系统可以分为普通流道和热流道浇注系统。

特殊浇注形式还可没有流道，喷嘴直接伸入模具中，紧靠成型空腔，经细小针孔直接射入成型模具腔中c:(1)注口。

注口亦称进料口，是连接注射机机筒喷嘴和注射模的桥梁，是熔融物料进入模腔最先经过的地方。

通常料口不直接开在定模上，而是制成单独的注道套（亦称进料嘴）镶在定模固定板上。

(2)流道。

流道是指液压系统中流体在元件内流动的通路，包括主流道和分流道，其作用是在最小压力损失条件下，将熔融物料自注口输送至浇口，以便进入模腔。

常用的流道断面有圆形、半圆形、矩形和梯形四种形状。

一般说来，断面为圆形时，因其表面积与体积之比最小为最佳。

但实际上，由于机加工原因，多采用断面为半圆形、梯形或矩形的流道。

(3)浇口。

浇口是连接流道和型腔的部分，也是进料系统的最后部分，它的作用是使从流道来的熔融物料迅速通过浇口充满型腔，同时在型腔充满物料后浇口迅速冷却，防止型腔内高压热料返回。

浇口的类型很多，如宽浇口、窄浇口、扇形浇口、环形浇口、侧浇口、爪形浇口、点绕口、耳形浇口、潜伏式浇口、盘形浇口等。

可以看出，虽然浇口部分很小但十分重要，设计时要充分考虑制品形状尺寸、模具结构及工艺条件等因素。

否则将会导致缺陷的产生，如缺料、发脆、分解、翘曲等均与浇口设计直接相关。

(4)冷料井。

一般设置在分型面的尽端或在流道的尽端。

其作用是集存冷料，以防冷料堵塞流道或进入型腔造成制件上的冷疤或冷斑。

冷料产生的原因是喷嘴最前端熔融料温度较低。

注射模具浇注系统的作用，是使来自注射喷嘴的熔融物料迅速充满全部型腔，并在充模过程中将压力传递到型腔的各个部位以使制件均匀成型。

2) 浇注系统多型腔布置设计原则（1）了解塑料的成形性能；（2）尽量避免或减少产生熔接痕；(什么是熔接痕：见实物)（3）有利于型腔中气体的排出；（需利于做排气系统）（4）防止型芯（模仁）的变形和嵌件（镶件）的位移；（5）尽量采用较短的流程充满型腔；（为了节省原料）（6）流动距离比的校核。

（为了平衡进胶，平衡进胶的作用：为了不让塑胶件一个先打满型腔，一个后打满！）3) 冷却水路设计原则1 .在模具设计中，冷却系统的设计应优于顶出系统，应尽早将冷却方式和冷却回路的位置确定下来，在考虑冷却系统设计时不受顶出系统的影响，以便得到较好的冷却效果。

2.注意型芯和型腔之间的热平衡。

由于大多数模具的型芯和型腔所吸收热量是不同的，热量多靠型芯传递，同时，在型芯中布置冷却回路往往空间较小，加上顶出系统的干扰，因此，一般应采用两条回路分别冷型芯和型腔，在冷却系统设计中，型芯的冷却是重点考虑之处。

3.当模具冷却系统仅设一个进水口和一个出水口时。

应将冷却管道进行串联连接。

串联连接一方面可避免管道某处的堵塞，另一方面形成相同的冷却条件。

当需要使用并联接时，需要在每个回路中设置水量调节装置。

4.当制件壁厚均匀时，尽可能使所有冷却管道孔到型腔表面的距离相等。

当制件壁厚不均匀时，在厚壁处应开设距离型腔表面较小的冷却管道。

5.为使冷却均匀，应合理确定冷却管道与型腔壁的距离以及冷却管道之间的中心距。

如图2-27所示，图2-27(a) 所布置的冷却管道间距合理，从而保证了型腔表面温度均匀分布，其温差仅为0.05℃，如图2-27(b) 所示。

而图2-27(c) 所设置的冷却管道直径小，间距太大，所以造成如图2-27(d) 所示较大的型腔表面温度变化，温差接近8℃。

通常，冷却管道与型腔壁的距离太大会使冷却效率下降，而距离太小又会造成冷却不均匀。

经验得知，一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1~2倍，冷却管道的中心距（进出水路中心距）约为管道直径的3~5 倍。

在实际的设计过程中，如果模具结构允许，则可以考虑将冷却管道孔径尽量设大，冷却水路的数量也尽量设多一些。

（孔径越大，冷却水路越多，冷却效果越好）6.应加强浇口处的冷却。

一般的，在注射成型过程中，熔体充填模具型腔时浇口附近的温度最高，距浇口越远则温度越低，故在浇口附近应加强冷却。

可将冷却管道的水路入口设在浇口处，这样，冷却水会首先通过浇口附近，再流向浇口远端。

冷却管道入口的选择如图2-28 所示，其中图（a）为侧浇口冷却回路的布置，图（b）为多个针点式浇口冷却回路的布置。

在实际生产中，为了不影响操作，通常将入口与出口水管接头设在注射机背面的模具一侧。

7.应避免将冷却管道开设在聚合物熔体熔合部位。

如前所述，当采用多浇口进料等情形时会产生熔接线。

为保证熔接线处的材料较好的熔合，熔接线处的温度不应过低，应尽可能不在熔接线部位开设冷却管道。

8.在设计冷却系统时，需要考虑材料的特性。

对于收缩率较大的材料，应尽量沿制件的收缩方向设置冷却管道。

9.采用多而细的冷却管道比采用独根而直径大的冷却管道好。

因为多而细的冷却管道扩大了模具温度调节的范围，但管道过膝会容易发生堵塞，一般管道直径取8~25mm。

10.模具出入水口之间的水温差异应尽可能较小。

通常，对于精密模具，该温差应在2℃以内，普通模具也不要超过5℃。

如果出入水间温差较大，将会使模具的温度分布不均匀，尤其是流程较长的制件更为明显。

11.在模具设计中应该考虑水路的密封问题，冷却管道尽量避免通过镶块或模板接缝。

12.在模具总体结构设计时应给冷却管道留出足够的空间。

为达到冷却效果，通常冷却管道就直接布置在成型零部件上。

冷却管道整个回路不应存在水滞流或产生回流的部位(不可出现死水情况)。

在实际生产中，还应考虑节约用水的问题。

4) 冷却水路样式（见注塑模具_冷却水路(PPT)）6、分模面设计要点与排气系统的设计1)分型面的定义（见模具分型面资料）2)分型面的形式（见模具分型面资料）3)设计分型面的设计原则及注意事项（见模具分型面资料）4)选择分型面的原则（见模具分型面资料）5)塑胶产品分模拨模注意事项（见模具分型面资料）6)产品光洁度与模具抛光等级（按照客户要求及公司要求）7)排气槽的主要作用一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。