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智能制造塑胶模具设计:Creo塑胶模具设计总论

来源:XS资料网 时间:2020-11-16 作者:天天向阳 浏览量:

Creo软件功能非常强大,让我这个使用了20年的工程师有时候也很汗颜,也很膜拜。Creo软件版本更新换代也很快,目前已经是Creo7.0了。提到模具行业,这个是机械行业的一个重要的部分,围绕这个模具行业,也有很多上下游的职业,虽然在很多人眼中,这是一个小众市场,看不起这个行业。觉得整个大环境的工作环境就是脏,累,但是这是一个我们生存不能缺少的行业,有些人说,我就不用模具那东西。其实,小到吃饭用的不锈钢碗,勺子,蒸米饭用的电饭煲缸体,这些都属于五金模具。还有我们喝的百事可乐易拉罐体,这个可是一个非常高级的五金模具。另外,像高压锅盖上的硅胶圈,现在流行的防水的喝水塑胶杯上,都至少有一个防水胶圈,这些属于硅胶模具。我们的洗发水,沐浴露的瓶子,这些产品,他们是吹塑出来的,就是只有两半模具,然后注塑的时候,需要高压气体来辅助成型。

其实,从2005国家启动发展房地产以来,很多资本,通俗的说,就是资金,人才都去搞房地产去了。这个在古代就叫做大兴土木。纵观人类的发展史,每个人都要居住,但是,房地产发展到一定阶段,就会出现发展受阻。有的地方现在被别人冠以鬼城,可想而知如何了,扯得远了。

模具设计一般分为分五金模具设计,塑胶模具设计,硅胶模具设计,吹塑模具设计,还有压铸模具设计。

在这个模具设计中,我们只要抓住一个开始学,学通她,其他的如果碰到了,稍微沟通下,也是很快就可以上手的。

在这些模具中,需要知道的是,我们学习,是围绕某个核心部分来学习的,一般来说,就是和产品成型直接相关的,从这个开始学习。其实,这个行业还有很多,就说整套模具上,比如塑胶模具,除过直接成型的部分,还有很多模具支持零件,整幅模具,缺少这些部分也是不行的,我们刚开始学习的时候,作为了解的知识就好了。

如果刚开始学习的时候,没有主次,将很难有进步,如果没有主次,那个都作为重点,其实就是没有重点;

信心源于我们完成了一个又一个产品,而不是每天天马行空。

今天重点讲一讲塑胶模具,因为塑胶模具相对来说,结构完整。整套模具,一般分成型部分和非成型部分,成型部分的话,就是前,后模,有的模具有行位,斜顶。

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非成型部分的话,就是模架,我们常用的就是LKM,中文名叫做龙记模胚,还有一些不知名的供应商,比如震坚模胚,这些对于一般模具来说,已经足够使用了,也能取得不错的经济效益。

从某种程度上说,我们把这个浓缩成一个公式:模具=成型部分+模架。

不同的人,关注的焦点是不一样的。

我们这个课程叫做模具设计,不是模架设计,这样的话,就是很明白了。

我们先说成型部分,

如果产品上没有倒扣,我们称之为一般模具,这个不关乎大小,有的模具虽然很大,但是按模具结构归类的话,也是属于简单模具,我们不能把简单,复杂和模具的大小混为一谈。

如果有倒扣的话,我们就要看这个倒扣的程度了,首先考虑能不能强行脱模。如果能强行脱模的话,也是归为一般模具。因为我们模具设计师并没有针对倒扣设计某个特定的结构。这种强脱模具是利用了塑胶材料的可变形这个特性。

如果倒扣够深,并且产品可可变形部位并不具备强脱的话,这样,我们就要针对这个倒扣进行分析,这个倒扣是在前模还是在后模,这个前模对应中国大学官方教材的定模,后模对应中国大学官方教材的定模。这也就是很多刚毕业的大学生,初入职场,觉得整个社会形态和他学习的都不一样。其实就是同一个东西,只是叫法不同。前,后模的叫法来自欧美,台湾,香港。前模对应英文cavitu.后模对应英文corel.

根据倒扣在前模还是后模,同时还要考虑倒扣在外部还是内部。进行分类。

如果倒扣在后模+外部,我们采用后模内滑块进行出模.

如果倒扣在后模+内部,我们采用后模内滑块或者斜顶进行设计。

如果倒扣在前模+外部,并且客户可接受夹线,我们采用后模外滑块进行设计。

如果倒扣在前模+外部,并且客户不可接受夹线,我们采用前模外滑块进行设计。

这个是大的模具结构方面的总的指导思想。

至于推荐的学习顺序,就是模具术语了解~成型部分~成型外围部分~模架

模具术语了解:要了解最基本的前模,后模,行位,斜顶,枕位,碰穿面,檫穿面和流道。

成型部分的话,学习顺序是塑胶材料~拔模分析~肉厚分析~薄钢分析~进胶方式确定~3维软件中分模

3维软件中分模的顺序是建立空的装配~装配参考零件~放缩水~装配或制作模具钢材~制作分型面~参考零件切除~体积块分割~抽取零件~注塑~模拟开模~外围零件不同程度的制作~

成型外围部分的话,学习顺序是:排位确定~顶出方式确定

模架部分的话,学习顺序是:~模胚大小确定~模仁部分尺寸确定~模具钢材确定~

我们在模具设计的时候,需要关注的方面,都主要有哪些呢?

首先,产品上的各个零件的材料是哪种?如果给你一套产品,不可能所有的零件的材料都是ABS.有的镜片就是PMMA,有的滑动按键就不能做成ABS.需要做成POM材料,因为活动按钮,有时候和别的零件之间存在摩擦,需要塑胶材料具有自润性能。

常用的塑胶材料有ABS,PMMA,PC,ABS+PC,POM,PBT,PE,TPE等等。

我们作为模具设计人员,一定要清楚某个零件用的啥材料,不同的材料关乎不同的缩水。

另外,我们拿到产品的时候,需要检查整个产品的装配,有没有零部件之间发生干涉,虽然说这些都不是我们模具设计工程师的份内的事情。但是,如果客户交给我们的整套产品上出现了干涉,那么将来如果照着干涉的结构进行了开模,那么我们模具设计人员也是有责任的。

我们评估产品零部件的模具的时候,都需要评估哪些呢?

首先是拔模斜度,还有一个就是胶厚,接着就是产品上有没有导致模具上出现薄钢的地方。

拔模斜度的话,关注点主要是外观面,不管是否模具结构中存在滑块,斜顶,前,后模结构出模的话,要求前模面至少都是要有拔模斜度的,笔者曾经在2000年的手,设计人员提供过来的产品没有拔模斜度,我们退回给设计方,设计方的研发人员,没有足够的经验。如果重新制作外形,产品在proe里面不能重新生成;如果要修改这样的产品,需要非常有经验的工程师,否则一旦你接收了设计方的修改外形工作,弄不好,这部分工作比你分模的工作量还要大。

胶厚的原则的话,就是要求产品上的各个地方的肉厚,都是尽可能一样,如果有差别,也不能有很大的差别。

模具上薄钢的地方,也就是对应产品上出现了很狭窄的地方。这种地方,就是产品的缩水和模具的强度取得一个平衡。

根据这个产品零件的数量,还有订单情况来决定,是采用一模一穴,一模多穴,还是多产品排在一个模具上。

一模一穴就是一个模具里面只做一个零件,如果这个零件中间没有孔,并且对产品外观有要求的话,这时候,这个产品必须使用三板模具,就是模具结构上有A,B,C三块板。这样的话,在产品上制作模具的时候,使用在前模一边做一个小的凹坑,然后使用简化型细水口模胚。

笔直,曾经碰到类似的零件,这个零件就是摇头风扇的装电机的壳子。当时为了节约模胚的钱,使用了大水口,因为这个大水口不能直接在产品上进胶。所以采用偏浇口套的方式,采用大水口在分型面上进胶。导致进胶到产品上的距离不一,最后注塑出来一边薄,一边厚。并且出现了烧焦现象。

其实,弥补大水口的缺陷,很多时候,一模2穴的话,就好做些了,至少不用偏浇口套,但是走胶距离不一的问题还是要在前面考虑。

多产品排在一副模具上,有些时候是这些零件很小。站在经济性的角度来做的。因为很多产品做在一副模具上,这样的话,大大减少了模具的套数。降低了产品开发成本。

刚刚讲了这一段,引入了很多专业术语。

其实就是模胚的选择,一般就是大水口系统和简化型细水口两种使用的最为广泛,刚开始的时候,掌握这2种就可以了。

刚才还提到水口系统,其实就是对应中国大学官方所说的浇注系统,就是模具制作好以后。装配在注塑机上,然后在注塑机的料筒里面加入塑胶粒,对塑胶粒进行加热,熔融,然后通过注塑机的螺旋杆通过浇口套送到模具中去。其实,做模具就是在一块钢铁中做出一个空的产品,然后我们把塑胶注塑进去,保压冷却后,打开模具,我们就得到了我们的产品。不过。这时候的产品,就好像我们平时种树,我们是有一个苹果,但是这个苹果是长在一个树枝上。我们的产品就是苹果。我们的浇口就是树枝。就是打这样一个比方,这样大家都明白了。然后我们要去除水口。这个去除有时候,直接手工操作。摘掉产品后,产品上会留下一个疤痕,我们需要手工把这个刮手的疤痕用小刀去除。有的公司,针对有的产品专门做了一个取水口的工装来代替人工作业。

水口的话,大水口系统的,就分为主流道,分流道,第2分流道,浇口。

主流道D和分流道D1,第2分流道D,截面之间的尺寸关系是,以主流道为基准,那就是如果D1=0.75D. D2=0.75D1.每一下级流道都是上级流道的0.75倍

主流道就是从注塑机到分型面上的一段,主流道的形状的话,是一个圆锥型的,一般来说,卧式注塑机的话,这个水口在模具工作位置的时候,是水平位置。

然后分流道的话,就是完全在Pl上,一般形状有圆型,梯形2种常用。圆型界面用在大水口模具上,梯形截面用在细水口模具上。一般前,后模上各一半,截面尺寸的话,一般取偶数,10,8,6,4这些尺寸,不过常用的也有用5mm的,因为刀具规格里面有种5MM的波刀,也就是球刀。

然后第2分流道的话,也是完全在Pl上,就是位于分流道道浇口的一段。

浇口的话,就是直接和产品连接的一段。

常见的浇口的话,有5种,

一是直接式浇口,适用于深而大的桶形零件。

二是矩形侧面浇口,大水口模具中的常用选项。

三是扇形浇口,该类型浇口主要用在透明材料,宽度较大的薄片形状制品中。如PC,PMMA和PS等透明材料。

四是潜伏式浇口,一般情况下潜在后模一侧,当然,也可以将浇口设在前模侧。该类型浇口用于外观不允许露出浇口痕迹的制品。

五是点浇口,是细水口模具的标配。优点是浇口与制品在顶出过程中自动分离。

不同的材料,对最后浇口的这一段的要求,有的时候是不同的。

非常典型的是镜片材料,他的分流道是S型的。

模具在注塑的时候,需要控制的一个最重要的参数就是模温,模温过低或者过高都会产品不同的缺陷。模温过低,胶体流通性差。易产生流痕。模温过高,冷却时间变长,顶出产品零件变形。笔者曾经碰到过一次,因为模具修改后都会进行试模。拿到的试模品是OK的。可是在量产的时候,厂家送过来的产品全部产生了严重的缩水。

所以,确认一个产品的时候,一定要确定她注塑的时候的成型条件表。

成型条件表就是,这个零件注塑的时候,至少三大参数要有,料温,保压时间,压力。有的零件还有一段射出,二段射出等等的参数。

因为塑胶料是熔融状态的,所以对应的温度都是很高的。所以模具上的温度也是很高。如果任由温度一直上升,那么势必出现注塑的时候,冷却时间变长,注塑零件品质不良事件发生。所以,在模具设计中,有针对模具温度进行冷却的设计,这个就是冷却水孔设计,一般的冷却媒介是水或者油,大部分是使用水进行冷却,既然是水,肯定是需要循环的,利用水的循环,带走模具上的热量,这样的话,就存在进水口,出水口。我们一般在前,后模上单独进行独立循环。这样,设置的时候,必须注明In1,In2,OUT2,OUT1等等这样的字体,打在模具进,出水孔的旁边。因为水这个东西,我们只是让她参与冷却,水不能进入模腔。是一种间接的冷却方式。同时,我们模具上的进,出口孔需要连接进,出水官,所以,需要在孔的边上进行螺纹加工。有的地方,处于加工工艺的要求,必须用堵头堵上。另外,这个冷却孔开在哪些零件上呢?一般,前,后模,A,B板上都是有的。还有前,后模和a,b板上连接的地方,需要加防水圈上去,所以,我们的A,B板上需要开防水圈槽。

还有,我们的产品注塑好以后,需要顶出来,这时候,我们需要的是顶针,扁顶,司筒,还有推板,推块这样的东西。顶针的话,需要注意的是,放置在后模固定的较深的地方,因为这些地方存在沾产品的可能,俗称,产品”粘后模“;扁顶则是用在胶位较窄的地方。如果是镜片类的产品,则需要做多几个多出来地方,用于顶出,在产品出模后,再去除这些多余的产品部分。

顶针根据直径的话,一般分有拖顶针,无拖顶针。

司筒用在深度大于15mm的有孔的后模柱子。

推板使用产品上不允许留下顶针痕迹的产品。

另外Creo里面还有专门针对模型注塑的模流分析模块,可以进行零件材料的设定,进胶点的设置,然后注塑三大参数的设置,当然,系统不可能根据这几个简单的数值就能进行模拟了,系统在设定了基本的参数后,对没有设定的参数进行了默认设置,然后我们可以根据模流分析的结果进行一些预判。



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