概念

模具設(shè)計(jì)是指從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)，包括型腔模與冷沖模，在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。

軟件

1.CNC( 加工中心 )。

2.CIMATRON 是遲一些進(jìn)入中國的以色列軍方軟件，在刀路上的功能優(yōu)越于 MASTERCAM ，彌補(bǔ)了 MASTERCAM 的不足。

3.PRO-E是美國PTC (參數(shù)技術(shù)有限公司)開發(fā)的軟件，十多年來已成為全世界最普及的三維 CAD/CAM (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)系統(tǒng)。

4.Unigraphics ( 簡稱 UG) 進(jìn)入大陸比PRO-E晚很多，但同樣是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、面向制造行業(yè)的 CAD/CAE/CAM 高端軟件。UG 軟件被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以 及工程制造等各個(gè)領(lǐng)域。如今 UG 在全球已擁有 17000 多個(gè)客戶。UG 自 90 年進(jìn)入中國市場(chǎng)以來， 發(fā)展迅速，已經(jīng)成為汽車、機(jī)械、計(jì)算機(jī)及家用電器、模具設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的首選軟件。

5.POWERMILL是英國的編程軟件，刀路最優(yōu)秀，特別適合殘料加工。

6.CATIA 的最特色的地方就是它的曲面功能強(qiáng)大，應(yīng)該說是任何一個(gè)CAD三維軟件所不能比的，現(xiàn)在國 內(nèi)幾乎所有的航空飛機(jī)公司都用CATIA，當(dāng)然UG也在用，但沒有它廣泛，不過小企業(yè)一般還是買不起正 版的，國內(nèi)盜版的也少。CATIA是一套集成的應(yīng)用軟件包，內(nèi)容覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)方面：計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)，既提供了支持各種類型的協(xié) 同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要功能，也可以進(jìn)行無縫集成完全支持“端到端”的企業(yè)流程解決方案。

流程

第一步:對(duì)制品2D圖及3D圖的分析和消化，其內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

1、制品的幾何形狀。

2、制品的尺寸、公差及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

3、制品的技術(shù)要求(即技術(shù)條件)。

4、制品所用塑料名稱、縮水及顏色。

5、制品的表面要求。

第二步：注射劑型號(hào)的確定

注射劑規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑料制品的大小及生產(chǎn)批量。設(shè)設(shè)計(jì)人員在選擇注射機(jī)時(shí)，主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積(注射機(jī)拉桿內(nèi)間距)、容模量、頂頂出形式及定出長度。倘若客戶已提供所用注射劑的型號(hào)或規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其參數(shù)進(jìn)行校核，若滿足不了要求，則必須與客戶商量更換。

第三步：型腔數(shù)量的確定及型腔排列

模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀(有無側(cè)抽芯)、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來確定。

型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進(jìn)行確定：

1、制品的生產(chǎn)批量(月批量或年批量)。

2、制品有無側(cè)抽芯及其處理方法。

3、模具外形尺寸與注射劑安裝模具的有效面積(或注射機(jī)拉桿內(nèi)間距)。

4、制品重量與注射機(jī)的注射量。

5、制品的投影面積與鎖模力。

6、制品精度。

7、制品顏色。

8、經(jīng)濟(jì)效益(每套模的生產(chǎn)值)。

以上這些因素有時(shí)是相互制約的，因此在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。性強(qiáng)數(shù)量確定之后，便進(jìn)行型腔的排列，以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯(滑塊)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件型芯的設(shè)計(jì)以及熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問題由于分型面及澆口位置的選擇有關(guān)，所以在具體設(shè)計(jì)過程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到最完美的設(shè)計(jì)。

第四步：分型面的確定

分型面，在一些國外的制品圖中已作具體規(guī)定，但在很多的模具設(shè)計(jì)中要由模具人員來確定，一般來講，在平面上的分型面比較容易處理，有時(shí)碰到立體形式的分型面就應(yīng)當(dāng)特別注意。其分型面的選擇應(yīng)遵照以下原則：

1、不影響制品的外觀，尤其是對(duì)外觀有明確要求的制品，更應(yīng)注意分型面對(duì)外觀的影響。

2、利于保證制品的精度。

3、利于模具加工，特別是型腔的加工。先復(fù)機(jī)構(gòu)。

4、利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

5、利于制品的脫模，確保在開模時(shí)使制品留于動(dòng)模一側(cè)。

6、便于金屬嵌件。

在設(shè)計(jì)側(cè)向分型機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)確保其安全可靠，盡量避免與定出機(jī)構(gòu)發(fā)生干擾，否則在模具上應(yīng)設(shè)置先復(fù)機(jī)構(gòu)。

第五步：模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用

以上內(nèi)容全部確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在設(shè)計(jì)模架時(shí)，盡可能地選用便準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式、規(guī)格及A、B板厚度。標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件、二次分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。需要強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)商品化，隨時(shí)可以在市場(chǎng)上買到，這對(duì)縮短制造周期、降低制造成本是極其有利的。買家尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度和剛性計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。

第六步:澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定。如采用點(diǎn)澆口時(shí)，為確保分流道的脫落，還應(yīng)注意脫澆口裝置的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是，首先是選擇澆口的位置。澆澆口位置選擇的適當(dāng)與否，將直接關(guān)系到制品成型質(zhì)量及注射過程是否能順利進(jìn)行，澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則：

1、澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用澆口的清理。

2、澆澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短(一般大水口很難做到)。

3、澆口位置應(yīng)保證塑料注入型腔時(shí)對(duì)著型腔中寬敞、厚壁部位，以便于塑料流入。

4、避免塑料在流入型腔時(shí)直沖到型腔壁、型芯或嵌件，是塑料能盡快流入型腔各部位，并避免型芯或嵌件變形。

5、盡量避免制品產(chǎn)生熔接痕，若要產(chǎn)生，使其溶解痕產(chǎn)生在制品不重要的地方。

6、澆口位置及其塑料注入方向，應(yīng)是塑料在注入型腔時(shí)能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。

7、澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在制品上最容易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響制品的外觀。

第七步：頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

制品的頂出形式，歸納起來可分為機(jī)械頂出、液壓頂出、氣動(dòng)頂出三大類。在機(jī)械頂出是注射成型過程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，頂出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品頂出是不可忽視。在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵守下列原則：

1、為使制品不致因頂出產(chǎn)生變形，推力點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯或難于脫模的部位，如制品上細(xì)長的中空?qǐng)A柱，多采用推管頂出。推力點(diǎn)的布置應(yīng)盡量平衡。

2、推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品能承受力最大的部位，及剛性好的部位，如筋部、突緣、殼體型制品的壁緣等處。

3、盡量避免推力點(diǎn)作用在制品較薄平面上，防止制品頂白、頂高等，如殼體形制品及筒形制品多采用推板頂出。

4、盡量避免頂出痕跡影響制品外觀，頂出裝置應(yīng)設(shè)在制品的隱蔽面或非裝飾表面。于透明制品尤其要注意定出位置及頂出形式的選擇。

5、為使制品在頂出時(shí)受力均勻，同時(shí)避免因真空吸附而使制品產(chǎn)生變形，往往采用復(fù)合頂出或特殊形式的頂出系統(tǒng)，如推桿、推板或推桿、推管復(fù)合頂出，或者采用進(jìn)氣事推桿、推塊等定出裝置，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置進(jìn)氣閥。

第八步：冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較繁瑣的工作，要考慮冷卻效果、冷卻的均勻性和冷卻系統(tǒng)對(duì)模具整體結(jié)構(gòu)的影響。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：

1、冷卻系統(tǒng)的排列方式及冷卻系統(tǒng)的具體形式。

2、冷卻系統(tǒng)的具體位置及尺寸的確定。

3、重點(diǎn)部位如動(dòng)模型芯或鑲件的冷卻。

4、側(cè)滑塊及側(cè)滑芯的冷卻。

5、冷卻元件的設(shè)計(jì)及冷卻標(biāo)準(zhǔn)元件的選用。

6、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

第九步：導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)

塑料注射模上的導(dǎo)向裝置，在采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，已經(jīng)確定下來。一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用就可以了。但根據(jù)制品要求須設(shè)置精密導(dǎo)向裝置時(shí)，則必須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。一般導(dǎo)向分為：動(dòng)、定模之間的導(dǎo)向;推板及推桿固定板導(dǎo)向;推板桿與動(dòng)模板之間的導(dǎo)向;定模座與推劉盜版之間的導(dǎo)向。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后，其配合精度降低，會(huì)直接影響制品的精度，因此對(duì)精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密定位元件，有的已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如錐形定位銷、定位塊等可供選用，但有些精密導(dǎo)向定位裝置須根據(jù)模塊的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。

第十步：模具鋼材的選用

模具成型零件(型腔、型芯)材料的選用，主要根據(jù)制品的批量、塑料類別來確定。對(duì)對(duì)于高光澤或透明的制品，主要選用4Cr13等類型的馬氏體耐蝕不銹鋼或時(shí)效硬化鋼。含有玻璃纖維增強(qiáng)的塑料制品，則應(yīng)選用Cr12MoV等類型的具有高耐磨性的淬火鋼。當(dāng)制品的材料為PVC、POM或含有阻燃劑時(shí)，必須選用耐蝕不銹鋼。

十一步：繪制配裝圖

排位模架及相關(guān)內(nèi)容確定之后，便可以繪制裝配圖。在繪制裝配圖過程中，對(duì)已選定的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽芯系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等做出進(jìn)一步的協(xié)調(diào)和完善，從結(jié)構(gòu)上達(dá)到比較完美的設(shè)計(jì)。

第十二步：模具主要零件圖的繪制

在繪制型腔或型芯圖時(shí)，必須主義所給定的成型尺寸、公差及脫模斜度是否相協(xié)調(diào)，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是否與制品的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。同時(shí)還要考慮型腔、型芯在加工時(shí)的工藝性及使用時(shí)的力學(xué)性能及其可靠性。結(jié)構(gòu)件圖的繪制，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，出標(biāo)準(zhǔn)模架以外的結(jié)構(gòu)件，大部分可以不繪制結(jié)構(gòu)件圖。

第十三步：設(shè)計(jì)圖紙的校對(duì)

模具圖設(shè)計(jì)完成后，模具設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)圖及相關(guān)原始資料一同交主管人員進(jìn)行校對(duì)。

校對(duì)人員應(yīng)針對(duì)客戶所提供的有關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)及客戶所提要求，對(duì)模具的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、操作的可行性等進(jìn)行系統(tǒng)的校對(duì)。

第十四步：設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)簽

模具設(shè)計(jì)圖紙完成之后，必須立即交給客戶認(rèn)可。只有客戶同意后，模具才可以備料投入生產(chǎn)。當(dāng)客戶有較大意見需要作重大修改時(shí)，則必須在再重新設(shè)計(jì)后再交給客戶認(rèn)可，直至客戶滿意為止。

第十五步：排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，其排氣方式有以下幾種：

1、利用排氣槽。排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位。排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊時(shí)所允許的最大間隙來確定。

2、利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊�排氣�?/p>

3、有時(shí)為了防止在制品在頂事造成真空變形，必須設(shè)計(jì)排氣鑲針。

發(fā)展

“模具是工業(yè)之母”這句話大家已經(jīng)耳熟能詳，模具的重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)，模具設(shè)計(jì)和模具制造技術(shù)取得了長足進(jìn)步。

模具加工技術(shù)的革新，各種模具新材料的廣泛應(yīng)用，模具零部件的標(biāo)淮化和專業(yè)化等，都迫使我們?cè)谠O(shè)計(jì)上要更快，更淮的適應(yīng)模具的發(fā)展。

速度的提升，要求設(shè)計(jì)段能夠在3天左右就完成給后工段，精度的提升，要求在設(shè)計(jì)過程中考慮清楚各個(gè)零件的加工方法，盡量采用高精度且加工成本較低的加工方法。

精度和速度的提升是相鋪相承的。速度的提高必然要求精度的提升，精度的提高必然帶動(dòng)速度的提升。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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