塑料模具設計步驟
發布時間：2019-03-01
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塑料模具設計步驟
接受任務書
成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出，其內容如下：
經過審簽的正規制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。
塑料制件說明書或技術要求。
生產產量。
塑料制件樣品。
通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據成型塑料制件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。
收集、分析、消化原始資料
收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。
消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數。
消化工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。
成型材料應當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩定性。根據塑料制件的用途，成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。
確定成型方法
采用直壓法、鑄壓法還是注射法。
4、選擇成型設備
根據成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規格、特點。例如對于注射機來說，在規格方面應當了解以下內容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關參數。
要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。
具體結構方案
（一）確定模具類型
如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。
（二）確定模具類型的主要結構
選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數，在絕對可*的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產經濟要求是要使塑料制件的成本低，生產效率高，模具能連續地工作，使用壽命長，節省勞動力。
影響模具結構及模具個別系統的因素很多，很復雜：
型腔布置。根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。
對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，采用硬化澆注系統，型腔數取4-6個；塑料制件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結晶材料，型腔數可取16-20個；塑料制件重量為12-16克，型腔數取8-12個；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件，最多型腔數較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。
確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質量等。
確定澆注系統（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。
選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側凹處理方法、抽芯方式。
決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。
根據模具材料、強度計算或者經驗數據，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結構及所有連接、定位、導向件位置。
確定主要成型零件，結構件的結構形式。
考慮模具各部分的強度，計算成型零件工作尺寸。
以上這些問題如果解決了，模具的結構形式自然就解決了。這時，就應該著手繪制模具結構草圖，為正式繪圖作好準備。
繪制模具圖
要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結合本廠標準和國家未規定的工廠習慣畫法。
在畫模具總裝圖之前，應繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應在圖上標寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。
在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。
繪制總裝結構圖
繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。
模具總裝圖應包括以下內容：
模具成型部分結構
澆注系統、排氣系統的結構形式。
分型面及分模取件方式。
外形結構及所有連接件，定位、導向件的位置。
標注型腔高度尺寸（不強求，根據需要）及模具總體尺寸。
輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。
按順序將全部零件序號編出，并且填寫明細表。
標注技術要求和使用說明。
模具總裝圖的技術要求內容：
對于模具某些系統的性能要求。例如對頂出系統、滑塊抽芯結構的裝配要求。
對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。
模具使用，裝拆方法。
防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。
有關試模及檢驗方面的要求。
2.繪制全部零件圖
由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件，后結構零件。
圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。
標注尺寸要求統一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。
表面粗糙度。把應用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余3.2。”其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。
其它內容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。
3.校對、審圖、描圖、送曬
自我校對的內容是：
模具及其零件與塑件圖紙的關系
模具及模具零件的材質、硬度、尺寸精度，結構等是否符合塑件圖紙的要求。
塑料制件方面
塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質量等方面的要求。圖案設計有無不足，加工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。
成型設備方面
注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。
模具結構方面
分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會不會發生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。
脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數量是否合適，推板會不會被型芯卡住，會不會造成擦傷成型零件。
模具溫度調節方面。加熱器的功率、數量；冷卻介質的流動線路位置、大小、數量是否合適。
處理塑料制件制側凹的方法，脫側凹的機構是否恰當，例如斜導柱抽芯機構中的滑塊與推桿是否相互干擾。
澆注、排氣系統的位置，大小是否恰當。
設計圖紙
裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當，表示得是否清楚，有無遺漏
零件圖上的零件編號、名稱，制作數量、零件內制還是外購的，是標準件還是非標準件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標記、敘述清楚。
零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數字應正確無誤，不要使生產者換算。
檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制圖國標，有無遺漏尺寸。
校核加工性能
（所有零件的幾何結構、視圖畫法、尺寸標‘等是否有利于加工）
復算輔助工具的主要工作尺寸
專業校對原則上按設計者自我校對項目進行；但是要側重于結構原理、工藝性能及操作安全方面。
描圖時要先消化圖形，按國標要求描繪，填寫全部尺寸及技術要求。描后自校并且簽字。
把描好的底圖交設計者校對簽字，習慣做法是由工具制造單位有關技術人員審查，會簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。
4.編寫制造工藝卡片
由工具制造單位技術人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準備。
在模具零件的制造過程中要加強檢驗，把檢驗的重點放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗員根據模具檢驗表進行檢驗，主要的是檢驗模具零件的性能情況是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質量。
5．試模及修模
雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質量如何。發現總是以后，進行排除錯誤性的修模。
塑件出現不良現象的種類居多，原因也很復雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應當根據塑件出現的不良現象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。
修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。
6．整理資料進行歸檔
模具經試驗后，若暫不使用，則應該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關到保管場所保管。
把設計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產生的技術資料，例如任務書、制件圖、技術說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規定加以系統整理、裝訂、編號進行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對以后修理模具，設計新的模具都是很有用處的。
接受任務書
成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出，其內容如下：
經過審簽的正規制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。
塑料制件說明書或技術要求。
生產產量。
塑料制件樣品。
通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據成型塑料制件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。
收集、分析、消化原始資料
收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。
消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數。
消化工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。
成型材料應當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩定性。根據塑料制件的用途，成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。
確定成型方法
采用直壓法、鑄壓法還是注射法。
4、選擇成型設備
根據成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規格、特點。例如對于注射機來說，在規格方面應當了解以下內容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關參數。
要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。
具體結構方案
（一）確定模具類型
如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。
（二）確定模具類型的主要結構
選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數，在絕對可*的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產經濟要求是要使塑料制件的成本低，生產效率高，模具能連續地工作，使用壽命長，節省勞動力。
影響模具結構及模具個別系統的因素很多，很復雜：
型腔布置。根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。
對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，采用硬化澆注系統，型腔數取4-6個；塑料制件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結晶材料，型腔數可取16-20個；塑料制件重量為12-16克，型腔數取8-12個；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件，最多型腔數較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。
確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質量等。
確定澆注系統（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。
選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側凹處理方法、抽芯方式。
決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。
根據模具材料、強度計算或者經驗數據，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結構及所有連接、定位、導向件位置。
確定主要成型零件，結構件的結構形式。
考慮模具各部分的強度，計算成型零件工作尺寸。
以上這些問題如果解決了，模具的結構形式自然就解決了。這時，就應該著手繪制模具結構草圖，為正式繪圖作好準備。
繪制模具圖
要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結合本廠標準和國家未規定的工廠習慣畫法。
在畫模具總裝圖之前，應繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應在圖上標寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。
在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。
繪制總裝結構圖
繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。
模具總裝圖應包括以下內容：
模具成型部分結構
澆注系統、排氣系統的結構形式。
分型面及分模取件方式。
外形結構及所有連接件，定位、導向件的位置。
標注型腔高度尺寸（不強求，根據需要）及模具總體尺寸。
輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。
按順序將全部零件序號編出，并且填寫明細表。
標注技術要求和使用說明。
模具總裝圖的技術要求內容：
對于模具某些系統的性能要求。例如對頂出系統、滑塊抽芯結構的裝配要求。
對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。
模具使用，裝拆方法。
防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。
有關試模及檢驗方面的要求。
2.繪制全部零件圖
由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件，后結構零件。
圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。
標注尺寸要求統一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。
表面粗糙度。把應用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余3.2。”其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。
其它內容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。
3.校對、審圖、描圖、送曬
自我校對的內容是：
模具及其零件與塑件圖紙的關系
模具及模具零件的材質、硬度、尺寸精度，結構等是否符合塑件圖紙的要求。
塑料制件方面
塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質量等方面的要求。圖案設計有無不足，加工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。
成型設備方面
注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。
模具結構方面
分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會不會發生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。
脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數量是否合適，推板會不會被型芯卡住，會不會造成擦傷成型零件。
模具溫度調節方面。加熱器的功率、數量；冷卻介質的流動線路位置、大小、數量是否合適。
處理塑料制件制側凹的方法，脫側凹的機構是否恰當，例如斜導柱抽芯機構中的滑塊與推桿是否相互干擾。
澆注、排氣系統的位置，大小是否恰當。
設計圖紙
裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當，表示得是否清楚，有無遺漏
零件圖上的零件編號、名稱，制作數量、零件內制還是外購的，是標準件還是非標準件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標記、敘述清楚。
零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數字應正確無誤，不要使生產者換算。
檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制圖國標，有無遺漏尺寸。
校核加工性能
（所有零件的幾何結構、視圖畫法、尺寸標‘等是否有利于加工）
復算輔助工具的主要工作尺寸
專業校對原則上按設計者自我校對項目進行；但是要側重于結構原理、工藝性能及操作安全方面。
描圖時要先消化圖形，按國標要求描繪，填寫全部尺寸及技術要求。描后自校并且簽字。
把描好的底圖交設計者校對簽字，習慣做法是由工具制造單位有關技術人員審查，會簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。
4.編寫制造工藝卡片
由工具制造單位技術人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準備。
在模具零件的制造過程中要加強檢驗，把檢驗的重點放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗員根據模具檢驗表進行檢驗，主要的是檢驗模具零件的性能情況是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質量。
5．試模及修模
雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質量如何。發現總是以后，進行排除錯誤性的修模。
塑件出現不良現象的種類居多，原因也很復雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應當根據塑件出現的不良現象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。
修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。
6．整理資料進行歸檔
模具經試驗后，若暫不使用，則應該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關到保管場所保管。
把設計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產生的技術資料，例如任務書、制件圖、技術說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規定加以系統整理、裝訂、編號進行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對以后修理模具，設計新的模具都是很有用處的。
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