Creo塑膠模具設(shè)計(jì)總論

Creo軟件功能非常強(qiáng)大，讓我這個(gè)使用了20年的工程師有時(shí)候也很汗顏，也很膜拜。Creo軟件版本更新?lián)Q代也很快，目前已經(jīng)是Creo7.0了。提到模具行業(yè)，這個(gè)是機(jī)械行業(yè)的一個(gè)重要的部分，圍繞這個(gè)模具行業(yè)，也有很多上下游的職業(yè)，雖然在很多人眼中，這是一個(gè)小眾市場，看不起這個(gè)行業(yè)。覺得整個(gè)大環(huán)境的工作環(huán)境就是臟，累，但是這是一個(gè)我們生存不能缺少的行業(yè)，有些人說，我就不用模具那東西。其實(shí)，小到吃飯用的不銹鋼碗，勺子，蒸米飯用的電飯煲缸體，這些都屬于五金模具。還有我們喝的百事可樂易拉罐體，這個(gè)可是一個(gè)非常高級(jí)的五金模具。另外，像高壓鍋蓋上的硅膠圈，現(xiàn)在流行的防水的喝水塑膠杯上，都至少有一個(gè)防水膠圈，這些屬于硅膠模具。我們的洗發(fā)水，沐浴露的瓶子，這些產(chǎn)品，他們是吹塑出來的，就是只有兩半模具，然后注塑的時(shí)候，需要高壓氣體來輔助成型。

其實(shí)，從2005國家啟動(dòng)發(fā)展房地產(chǎn)以來，很多資本，通俗的說，就是資金，人才都去搞房地產(chǎn)去了。這個(gè)在古代就叫做大興土木�？v觀人類的發(fā)展史，每個(gè)人都要居住，但是，房地產(chǎn)發(fā)展到一定階段，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)展受阻。有的地方現(xiàn)在被別人冠以鬼城，可想而知如何了，扯得遠(yuǎn)了。

模具設(shè)計(jì)一般分為分五金模具設(shè)計(jì)，塑膠模具設(shè)計(jì)，硅膠模具設(shè)計(jì)，吹塑模具設(shè)計(jì)，還有壓鑄模具設(shè)計(jì)。

在這個(gè)模具設(shè)計(jì)中，我們只要抓住一個(gè)開始學(xué)，學(xué)通她，其他的如果碰到了，稍微溝通下，也是很快就可以上手的。

在這些模具中，需要知道的是，我們學(xué)習(xí)，是圍繞某個(gè)核心部分來學(xué)習(xí)的，一般來說，就是和產(chǎn)品成型直接相關(guān)的，從這個(gè)開始學(xué)習(xí)。其實(shí)，這個(gè)行業(yè)還有很多，就說整套模具上，比如塑膠模具，除過直接成型的部分，還有很多模具支持零件，整幅模具，缺少這些部分也是不行的，我們剛開始學(xué)習(xí)的時(shí)候，作為了解的知識(shí)就好了。

如果剛開始學(xué)習(xí)的時(shí)候，沒有主次，將很難有進(jìn)步，如果沒有主次，那個(gè)都作為重點(diǎn)，其實(shí)就是沒有重點(diǎn);

信心源于我們完成了一個(gè)又一個(gè)產(chǎn)品，而不是每天天馬行空。

今天重點(diǎn)講一講塑膠模具，因?yàn)樗苣z模具相對(duì)來說，結(jié)構(gòu)完整。整套模具，一般分成型部分和非成型部分，成型部分的話，就是前，后模，有的模具有行位，斜頂。

非成型部分的話，就是模架，我們常用的就是LKM，中文名叫做龍記模胚，還有一些不知名的供應(yīng)商，比如震堅(jiān)模胚，這些對(duì)于一般模具來說，已經(jīng)足夠使用了，也能取得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

從某種程度上說，我們把這個(gè)濃縮成一個(gè)公式：模具=成型部分+模架。

不同的人，關(guān)注的焦點(diǎn)是不一樣的。

我們這個(gè)課程叫做模具設(shè)計(jì)，不是模架設(shè)計(jì)，這樣的話，就是很明白了。

我們先說成型部分，

如果產(chǎn)品上沒有倒扣，我們稱之為一般模具，這個(gè)不關(guān)乎大小，有的模具雖然很大，但是按模具結(jié)構(gòu)歸類的話，也是屬于簡單模具，我們不能把簡單，復(fù)雜和模具的大小混為一談。

如果有倒扣的話，我們就要看這個(gè)倒扣的程度了，首先考慮能不能強(qiáng)行脫模。如果能強(qiáng)行脫模的話，也是歸為一般模具。因?yàn)槲覀兡＞咴O(shè)計(jì)師并沒有針對(duì)倒扣設(shè)計(jì)某個(gè)特定的結(jié)構(gòu)。這種強(qiáng)脫模具是利用了塑膠材料的可變形這個(gè)特性。

如果倒扣夠深，并且產(chǎn)品可可變形部位并不具備強(qiáng)脫的話，這樣，我們就要針對(duì)這個(gè)倒扣進(jìn)行分析，這個(gè)倒扣是在前模還是在后模，這個(gè)前模對(duì)應(yīng)中國大學(xué)官方教材的定模，后模對(duì)應(yīng)中國大學(xué)官方教材的定模。這也就是很多剛畢業(yè)的大學(xué)生，初入職場，覺得整個(gè)社會(huì)形態(tài)和他學(xué)習(xí)的都不一樣。其實(shí)就是同一個(gè)東西，只是叫法不同。前，后模的叫法來自歐美，臺(tái)灣，香港。前模對(duì)應(yīng)英文cavitu.后模對(duì)應(yīng)英文corel.

根據(jù)倒扣在前模還是后模，同時(shí)還要考慮倒扣在外部還是內(nèi)部。進(jìn)行分類。

如果倒扣在后模+外部，我們采用后模內(nèi)滑塊進(jìn)行出模.

如果倒扣在后模+內(nèi)部，我們采用后模內(nèi)滑塊或者斜頂進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如果倒扣在前模+外部，并且客戶可接受夾線，我們采用后模外滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如果倒扣在前模+外部，并且客戶不可接受夾線，我們采用前模外滑塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。

這個(gè)是大的模具結(jié)構(gòu)方面的總的指導(dǎo)思想。

至于推薦的學(xué)習(xí)順序，就是模具術(shù)語了解~成型部分~成型外圍部分~模架

模具術(shù)語了解：要了解最基本的前模，后模，行位，斜頂，枕位，碰穿面，檫穿面和流道。

成型部分的話，學(xué)習(xí)順序是塑膠材料~拔模分析~肉厚分析~薄鋼分析~進(jìn)膠方式確定~3維軟件中分模

3維軟件中分模的順序是建立空的裝配~裝配參考零件~放縮水~裝配或制作模具鋼材~制作分型面~參考零件切除~體積塊分割~抽取零件~注塑~模擬開模~外圍零件不同程度的制作~

成型外圍部分的話，學(xué)習(xí)順序是：排位確定~頂出方式確定

模架部分的話，學(xué)習(xí)順序是：~模胚大小確定~模仁部分尺寸確定~模具鋼材確定~

我們在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要關(guān)注的方面，都主要有哪些呢?

首先，產(chǎn)品上的各個(gè)零件的材料是哪種?如果給你一套產(chǎn)品，不可能所有的零件的材料都是ABS.有的鏡片就是PMMA,有的滑動(dòng)按鍵就不能做成ABS.需要做成POM材料，因?yàn)榛顒?dòng)按鈕，有時(shí)候和別的零件之間存在摩擦，需要塑膠材料具有自潤性能。

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

我們作為模具設(shè)計(jì)人員，一定要清楚某個(gè)零件用的啥材料，不同的材料關(guān)乎不同的縮水。

另外，我們拿到產(chǎn)品的時(shí)候，需要檢查整個(gè)產(chǎn)品的裝配，有沒有零部件之間發(fā)生干涉，雖然說這些都不是我們模具設(shè)計(jì)工程師的份內(nèi)的事情。但是，如果客戶交給我們的整套產(chǎn)品上出現(xiàn)了干涉，那么將來如果照著干涉的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了開模，那么我們模具設(shè)計(jì)人員也是有責(zé)任的。

我們評(píng)估產(chǎn)品零部件的模具的時(shí)候，都需要評(píng)估哪些呢?

首先是拔模斜度，還有一個(gè)就是膠厚，接著就是產(chǎn)品上有沒有導(dǎo)致模具上出現(xiàn)薄鋼的地方。

拔模斜度的話，關(guān)注點(diǎn)主要是外觀面，不管是否模具結(jié)構(gòu)中存在滑塊，斜頂，前，后模結(jié)構(gòu)出模的話，要求前模面至少都是要有拔模斜度的，筆者曾經(jīng)在2000年的手，設(shè)計(jì)人員提供過來的產(chǎn)品沒有拔模斜度，我們退回給設(shè)計(jì)方，設(shè)計(jì)方的研發(fā)人員，沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)。如果重新制作外形，產(chǎn)品在proe里面不能重新生成;如果要修改這樣的產(chǎn)品，需要非常有經(jīng)驗(yàn)的工程師，否則一旦你接收了設(shè)計(jì)方的修改外形工作，弄不好，這部分工作比你分模的工作量還要大。

膠厚的原則的話，就是要求產(chǎn)品上的各個(gè)地方的肉厚，都是盡可能一樣，如果有差別，也不能有很大的差別。

模具上薄鋼的地方，也就是對(duì)應(yīng)產(chǎn)品上出現(xiàn)了很狹窄的地方。這種地方，就是產(chǎn)品的縮水和模具的強(qiáng)度取得一個(gè)平衡。

根據(jù)這個(gè)產(chǎn)品零件的數(shù)量，還有訂單情況來決定，是采用一模一穴，一模多穴，還是多產(chǎn)品排在一個(gè)模具上。

一模一穴就是一個(gè)模具里面只做一個(gè)零件，如果這個(gè)零件中間沒有孔，并且對(duì)產(chǎn)品外觀有要求的話，這時(shí)候，這個(gè)產(chǎn)品必須使用三板模具，就是模具結(jié)構(gòu)上有A,B,C三塊板。這樣的話，在產(chǎn)品上制作模具的時(shí)候，使用在前模一邊做一個(gè)小的凹坑，然后使用簡化型細(xì)水口模胚。

筆直，曾經(jīng)碰到類似的零件，這個(gè)零件就是搖頭風(fēng)扇的裝電機(jī)的殼子。當(dāng)時(shí)為了節(jié)約模胚的錢，使用了大水口，因?yàn)檫@個(gè)大水口不能直接在產(chǎn)品上進(jìn)膠。所以采用偏澆口套的方式，采用大水口在分型面上進(jìn)膠。導(dǎo)致進(jìn)膠到產(chǎn)品上的距離不一，最后注塑出來一邊薄，一邊厚。并且出現(xiàn)了燒焦現(xiàn)象。

其實(shí)，彌補(bǔ)大水口的缺陷，很多時(shí)候，一模2穴的話，就好做些了，至少不用偏澆口套，但是走膠距離不一的問題還是要在前面考慮。

多產(chǎn)品排在一副模具上，有些時(shí)候是這些零件很小。站在經(jīng)濟(jì)性的角度來做的。因?yàn)楹芏喈a(chǎn)品做在一副模具上，這樣的話，大大減少了模具的套數(shù)。降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。

剛剛講了這一段，引入了很多專業(yè)術(shù)語。

其實(shí)就是模胚的選擇，一般就是大水口系統(tǒng)和簡化型細(xì)水口兩種使用的最為廣泛，剛開始的時(shí)候，掌握這2種就可以了。

剛才還提到水口系統(tǒng)，其實(shí)就是對(duì)應(yīng)中國大學(xué)官方所說的澆注系統(tǒng)，就是模具制作好以后。裝配在注塑機(jī)上，然后在注塑機(jī)的料筒里面加入塑膠粒，對(duì)塑膠粒進(jìn)行加熱，熔融，然后通過注塑機(jī)的螺旋桿通過澆口套送到模具中去。其實(shí)，做模具就是在一塊鋼鐵中做出一個(gè)空的產(chǎn)品，然后我們把塑膠注塑進(jìn)去，保壓冷卻后，打開模具，我們就得到了我們的產(chǎn)品。不過。這時(shí)候的產(chǎn)品，就好像我們平時(shí)種樹，我們是有一個(gè)蘋果，但是這個(gè)蘋果是長在一個(gè)樹枝上。我們的產(chǎn)品就是蘋果。我們的澆口就是樹枝。就是打這樣一個(gè)比方，這樣大家都明白了。然后我們要去除水口。這個(gè)去除有時(shí)候，直接手工操作。摘掉產(chǎn)品后，產(chǎn)品上會(huì)留下一個(gè)疤痕，我們需要手工把這個(gè)刮手的疤痕用小刀去除。有的公司，針對(duì)有的產(chǎn)品專門做了一個(gè)取水口的工裝來代替人工作業(yè)。

水口的話，大水口系統(tǒng)的，就分為主流道，分流道，第2分流道，澆口。

主流道D和分流道D1，第2分流道D，截面之間的尺寸關(guān)系是,以主流道為基準(zhǔn)，那就是如果D1=0.75D. D2=0.75D1.每一下級(jí)流道都是上級(jí)流道的0.75倍

主流道就是從注塑機(jī)到分型面上的一段，主流道的形狀的話，是一個(gè)圓錐型的，一般來說，臥式注塑機(jī)的話，這個(gè)水口在模具工作位置的時(shí)候，是水平位置。

然后分流道的話，就是完全在Pl上，一般形狀有圓型，梯形2種常用。圓型界面用在大水口模具上，梯形截面用在細(xì)水口模具上。一般前，后模上各一半，截面尺寸的話，一般取偶數(shù)，10，8，6，4這些尺寸，不過常用的也有用5mm的，因?yàn)榈毒咭?guī)格里面有種5MM的波刀，也就是球刀。

然后第2分流道的話，也是完全在Pl上，就是位于分流道道澆口的一段。

澆口的話，就是直接和產(chǎn)品連接的一段。

常見的澆口的話，有5種，

一是直接式澆口，適用于深而大的桶形零件。

二是矩形側(cè)面澆口，大水口模具中的常用選項(xiàng)。

三是扇形澆口，該類型澆口主要用在透明材料，寬度較大的薄片形狀制品中。如PC，PMMA和PS等透明材料。

四是潛伏式澆口，一般情況下潛在后模一側(cè)，當(dāng)然，也可以將澆口設(shè)在前模側(cè)。該類型澆口用于外觀不允許露出澆口痕跡的制品。

五是點(diǎn)澆口，是細(xì)水口模具的標(biāo)配。優(yōu)點(diǎn)是澆口與制品在頂出過程中自動(dòng)分離。

不同的材料，對(duì)最后澆口的這一段的要求，有的時(shí)候是不同的。

非常典型的是鏡片材料，他的分流道是S型的。

模具在注塑的時(shí)候，需要控制的一個(gè)最重要的參數(shù)就是模溫，模溫過低或者過高都會(huì)產(chǎn)品不同的缺陷。模溫過低，膠體流通性差。易產(chǎn)生流痕。模溫過高，冷卻時(shí)間變長，頂出產(chǎn)品零件變形。筆者曾經(jīng)碰到過一次，因?yàn)槟＞咝薷暮蠖紩?huì)進(jìn)行試模。拿到的試模品是OK的。可是在量產(chǎn)的時(shí)候，廠家送過來的產(chǎn)品全部產(chǎn)生了嚴(yán)重的縮水。

所以，確認(rèn)一個(gè)產(chǎn)品的時(shí)候，一定要確定她注塑的時(shí)候的成型條件表。

成型條件表就是，這個(gè)零件注塑的時(shí)候，至少三大參數(shù)要有，料溫，保壓時(shí)間，壓力。有的零件還有一段射出，二段射出等等的參數(shù)。

因?yàn)樗苣z料是熔融狀態(tài)的，所以對(duì)應(yīng)的溫度都是很高的。所以模具上的溫度也是很高。如果任由溫度一直上升，那么勢必出現(xiàn)注塑的時(shí)候，冷卻時(shí)間變長，注塑零件品質(zhì)不良事件發(fā)生。所以，在模具設(shè)計(jì)中，有針對(duì)模具溫度進(jìn)行冷卻的設(shè)計(jì)，這個(gè)就是冷卻水孔設(shè)計(jì)，一般的冷卻媒介是水或者油，大部分是使用水進(jìn)行冷卻，既然是水，肯定是需要循環(huán)的，利用水的循環(huán)，帶走模具上的熱量，這樣的話，就存在進(jìn)水口，出水口。我們一般在前，后模上單獨(dú)進(jìn)行獨(dú)立循環(huán)。這樣，設(shè)置的時(shí)候，必須注明In1,In2,OUT2,OUT1等等這樣的字體，打在模具進(jìn)，出水孔的旁邊。因?yàn)樗�這個(gè)東西，我們只是讓她參與冷卻，水不能進(jìn)入模腔。是一種間接的冷卻方式。同時(shí)，我們模具上的進(jìn)，出口孔需要連接進(jìn)，出水官，所以，需要在孔的邊上進(jìn)行螺紋加工。有的地方，處于加工工藝的要求，必須用堵頭堵上。另外，這個(gè)冷卻孔開在哪些零件上呢?一般，前，后模，A，B板上都是有的。還有前，后模和a,b板上連接的地方，需要加防水圈上去，所以，我們的A，B板上需要開防水圈槽。

還有，我們的產(chǎn)品注塑好以后，需要頂出來，這時(shí)候，我們需要的是頂針，扁頂，司筒，還有推板，推塊這樣的東西。頂針的話，需要注意的是，放置在后模固定的較深的地方，因?yàn)檫@些地方存在沾產(chǎn)品的可能，俗稱，產(chǎn)品”粘后�！�;扁頂則是用在膠位較窄的地方。如果是鏡片類的產(chǎn)品，則需要做多幾個(gè)多出來地方，用于頂出，在產(chǎn)品出模后，再去除這些多余的產(chǎn)品部分。

頂針根據(jù)直徑的話，一般分有拖頂針，無拖頂針。

司筒用在深度大于15mm的有孔的后模柱子。

推板使用產(chǎn)品上不允許留下頂針痕跡的產(chǎn)品。

另外Creo里面還有專門針對(duì)模型注塑的模流分析模塊，可以進(jìn)行零件材料的設(shè)定，進(jìn)膠點(diǎn)的設(shè)置，然后注塑三大參數(shù)的設(shè)置，當(dāng)然，系統(tǒng)不可能根據(jù)這幾個(gè)簡單的數(shù)值就能進(jìn)行模擬了，系統(tǒng)在設(shè)定了基本的參數(shù)后，對(duì)沒有設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行了默認(rèn)設(shè)置，然后我們可以根據(jù)模流分析的結(jié)果進(jìn)行一些預(yù)判。

來源：南大盛聯(lián)

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