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HI-P精密模具设计-模具结构

2018-11-17  liuenk5gb

模具结构

5.1 二板模

二板模是最基本的模具结构,模具的大小,尺寸设计时首先应选用和参考标准模架,基本参见5.1。在两板模中加上其它的机构,如滑块(SLIDE),斜撑(LIFTER)等,可构成多种模具结构。常见的标准模架有HASCO,FOTABA,龙记等公司。

5.2 模具零、部件的功能

5.2.1 导向系统(GUIDE SYS):模具的GUIDE SYS是模具标准的一个重要特征。常用的GUIDE SYS有PUNCH和HASCO(也有DME和STRACK)标准。优先选用HASCO标准。PUNCH的GUIDE SYS使用时,应有一对GUIDE PIN/BUSH偏心2MM,以防止模具上下模装反;当使用HASCO或STRACK(DME)标准件时,则用3粗1细的GUIDE SYS,这样达到防止装反的目的。所有导向系统的间距都应尽量靠边,但要保证模板的强度,因此,GUIDE PIN/BUSH,要放在模板的四角,GUIDE PIN一般情况下设计在定模。(GUIDE SYS除了导向作用外,还有定位、承受模具侧向分力的作用,所以在选择GUIDE SYS要考虑到其强度是否足够,一般可参照标准模架上的来设计。)。

5.2.2 顶出导向系统(EJE. GUIDE SYS.):是用于顶出机构的导向,它使得顶针和顶针板能平稳,顺畅的滑动。常用的标准有PUNCH和HASCO,一般包括EJE GUIDE PIN、EJE GUIDE BUSH和其它的附件机构。优先选用HASCO标准。其分布应靠在顶针板的四角,以确保顶出运动平稳。

5.2.3 INTERLOCK:是模具中MOLDBASE的精定位装置,它一般布置在模具的四个侧面。左右两侧必须有,上下两侧视模具结构和产品要求的情况而定。常用的标准有WANCO和STRACK。

5.2.4 零件之间的连接,一般用CAP SCREW(内六角螺钉);板厚不够时,可以考虑用C‘SUNK SCREW。设计时,除了零件之间的定位关系,所有零件之间的装配连接关系也要考虑到;最后,每个零件之间的拆模脚或起模螺孔不能漏设计。

5.2.5 定位圈(LOCATING RING):是模具与注塑机之间的定位连接零件。其大小要根据注塑机的型号来定。一般常用直径有Ф100、Ф120和Ф160。材料为718。

5.2.6 INSERT GUIDE PIN:用于INSERT 或 INSERT BLOCK的精定位,可辅助定位INSERT的合模。INSERT GUIDE PIN一般需头部倒圆,INSERT上也需将入口倒圆。(见3.2.4.12)

5.2.7 浇口套(SPRUE BUSH):可分为HOT SPRUE BUSH与COOL SPRUE BUSH两种。当材料需要注塑温度较高或有节省材料的要求时,可采用HOT SPRUE BUSH(客户会提出要求),其标准有HUSKY,MOLDMASTER,HOT SYS。,INCOE等。COOL SPRUE BUSH应用在大部分的模具中,为了节省材料和提高注塑温度,其长度应尽量设计得短一些,零件材料为8407(HRC52-54)。统一SR='16mm',开口直径3.5mm。热流道系统的开口要在6mm以上.

5.2.8 冷却系统:模具必须有冷却系统。冷却可以用水、油或汽。模具的冷却必须均匀充分,排布应平衡,尽量不造成盲区。冷却的方式既可通过模板也可通过INSERT。在设计时,应该尽可能考虑在相互有运动的模板上加冷却水道。冷却的接口一般优先考虑布置在模具的下面或后面(相对于操作者来说),这样有利于操作。不推荐放在模具上方,因为万一漏水,水容易渗进型腔。

5.2.9 每套模具中由于顶针板上加有回程弹簧,所以应该设计有两个台阶式支撑柱(3.2.4.9)以方便装配(注意螺栓的配合长度)。其它直身式支撑柱可根据模板的大小来布置,应尽可能靠近型腔,只要空间足够,应适当多放一些,以加强动模垫板的强度,但要考虑定针板的强度不能太弱,。支撑柱可做成圆形或方形,材料用718。锁支撑柱的螺丝取长5mm,方便BENCH锁。

回程杆和回程弹簧(RETURN PIN/SPRING):当顶针板顶出时,回程杆与回程弹簧一起,将顶针板压回。回程弹簧应有一定的预压,至少8-12mm,弹簧型号一般选用PUNCH:87SWF(黄颜色的扁截面弹簧)。回程杆处顶针背板上应加STOP DISC,如果模具中有

5.1.1 KISS OFF的LIFTER和EJECTOR PIN或一模中有多个LIFTER时,应该把回程杆长度公差做准(给+0.015/+0.005),且在定模板上加硬铁的STOP DISC。如果顶针较多或顶出机构较大时,弹簧预压应选大些。常用回程杆和回程弹簧的标准有PUNCH。(见3.2.4.4)

5.1.2 STOP DISC应至少有六个,并均匀布置,除在回程杆下面要有STOP DISC外,在型腔下面应尽量考虑多放STOP DISC,以防止顶针板受注塑压力而弯曲。常用标准件有HASCO(Z55/18X3;Z55/28X3)。

5.1.3 当产品小时,应考虑在顶板两端加挡尘板,以防止产品弹入顶针板与动模固定板之间,导致合模时损坏型腔,但由于挡尘板会妨碍装配,因此使用前应经过讨论决定。一般天侧即可.

5.1.4 每副模具都应有吊模块(TIE BAR),以锁住动、定模。吊模块材料用S45C既可。吊模环应尽量靠近模具重心。每块模板四周中心均应有吊模孔(用M16,M20或以上)。对于3板模的TIE BAR,一端应该设计成腰圆的孔,以利于装配。当模板尺寸≥300X400时,可适当增加主要模板上的模孔数量,

5.1.5 每两块模板之间都应有撬模角和吊模孔,撬模角之间应尽量分开,并均匀分布.吊模孔应为M16,M20,M24,若mbase厚度在22mm或以下的才可以用M12.

5.1.6 模具的模板之间应有销钉(DOWEL PIN)定位,并用螺钉连接。但如果采用HASCO的模架及GUIDE SYSTEM形式,则用CENTER SLEEVE定位。CORE PLATE与CORE BACK PLATE如果是如图所示,则模板之间需加螺钉单独连接。模脚(SUPPORT BLOCK)与模具底板(BOTTOM CLAMPING PLATE)也应单独连接。(见3.2.4.12)

5.1.7 型腔布置应紧凑,合理,要保证模具的平衡。同时要让模具的各种机构有足够的运动空间,使模板有足够的强度。并确保流道平衡,使流道路线最优化,且适应注塑机的要求。

5.1.8 INSERT和INSERT BLOCK一般用勾脚固定。INSERT BLOCK需两边做脚,但也可以直接用螺钉绑在模板上。INSERT勾脚可只做一边,脚宽1-3mm。当INSERT或INSERT BLOCK上有水管从模板上串通上来时,一定要让INSERT或INSERT BLOCK充分压紧密封圈,并且要采用螺栓来绑紧。

5.1.9 每块模板的厚度公差见标尺寸规范。

不定期会有CAD、UG、模具设计的零基础命令及实用技巧详细讲解;开模前期及产品结构分析,镶件及镶针的形式及作用;2D组立图的设计流程,三板模运动原理,前、后模行位讲解等免费知识分享课。

5.1 斜滑块系统

5.1.1 斜滑块主要用于成型产品上外侧的侧孔或侧壁凹坑(注:当成型可用斜滑块或LIFTER时,优先选用斜滑块)。斜滑块共有:滑块部分,成型部分,驱动部分,锁紧部分,导向部分,定位部分和安全部分等组成,其工作示意图见5.3.1.a&5.3.1.b。滑块移动距离应脱出产品距离2-3mm。

5.1.1.1 5.3.2 滑块部分:主要用于夹持成型零件,并带动成型零件运动,具体公差及形式参见5.3.2。其中:DIM‘A’=DIM‘B’+2°-5° DIM‘B’=5°-25° DIM‘C’>3MM,以保持足够强度,斜导柱孔应比斜导柱大单边0.5MM,顶部应有R1(整圈)圆角,锁紧面(顶部)也应有R1的圆角,以方便锁紧块和斜导柱插入.滑块的高度与宽度应成比例,宽度应大于高度,这样可使滑块运动平稳。当滑块的宽度大于100mm时,应在滑块的中间增加导滑块。见图5.3.6.b所示。注意:滑块的顶面必须与模板贴死压紧。并且,SLIDE INSERT要尽量与CAVITY和CORE INSERT相配合,滑块头部应尽量做SHUT OFF,以增强模具寿命。

5.1.2 成型部分:用于成型产品。当模具结构要求比较紧凑,而成型部分较简单,INSERT可与滑块做成整体式;如果成型部分需分出INSERT,其固定可以采用销钉直接穿在滑块上或用小螺钉绑在滑块上。对加工不致增加难度时,也可在滑块上加工出安装槽,将成型部分INSERT装上去(见5.3.2)。SLIDE INSERT之间可用SLIDE DUMMY隔开。

5.1.1 驱动部分:有ANGLE PIN、ANGLE CAM等,用于带动滑块运动。开模时,驱动装置将滑块刮出;和模时,将滑块压入。当滑块宽度比较宽时(如>80-120mm),可增加斜导柱的数量来增加驱动力。如:5.3.4所示,可采用两根ANGLE PIN同时驱动一个滑块,ANGLE PIN运动方向位置公差为±0.05。驱动装置为ANGLE CAM时,要注意不要让它与滑块锁死,该装置应用在三板模上,要充分考虑其装配是否方便,受力是否合理。斜导柱常用的有PUNCH 87AP,其形式如(5.3.4.a)。CAM一般由设计员设计出图加工(见5.3.4.c)。当抽芯距离很长时,可用液压缸或汽缸驱动,见(SMC)标准。

5.1.1.1 示例见图5.3.4

5.1.1.2 适当修改斜导柱及其配合孔的设计,可实现斜滑块运动顺序及其功能的变化,见5.3.4.b。使用ANGLE CAM时,须注意加工是否有问题,强度是否有问题,ANGLE CAM设计见5.3.4.d。

5.1.2 锁紧部分:锁紧块主要用于将滑块在合模时压紧,并承受注塑压力,因此锁紧块应有足够的强度,当锁紧块比较高和薄时,应加反向锁紧块,从而达到锁紧目的。锁紧块与斜滑块之间的接触部分应大于滑块截面的一半,以确保受力均匀、可靠。

5.1.2.1 示例:5.3.5.a&5.3.5.b

5.1.2.2 当结构要求紧凑时,锁紧块也可以同时驱动滑块运动,但由于加工较为困难,装配不易调整,因此用时应谨慎。见图5.3.5。

5.1.3 导向部分由GUIDE RAIL 与WEAR PLATE组成

5.1.3.1 GUIDE RAIL上在与SLIDE CAM接触的一面要开0.50X90°的油槽,以保持润滑, 油槽间距3-15MM。

5.1.3.2 示例,上海HI-P目前用A方案。即GUIDE RAIL必须要用槽或销钉来定位。

5.1.3.3 当SLIDE较宽时,(长:宽≤0.6),应采用B方案,且ANGLE PIN用两根。 SLIDE ≥100MM 时,中间需多放一个GUIDE RAIL。

5.1.3.4 WEAR PLATE与斜滑块接触面应有油槽,必须要用机加工.必须选用耐磨,硬度高的材料(XW-10)。

5.1.3.5 WEAR PLATE、GUIDE RAIL与SLIDE配合时,尽量不要选用相同的材料,以防材料之间咬合。

5.1.4 定位与安全装置

5.1.4.1 斜滑块开模后不能向型腔移动,必须有装置保证滑块能停在原位。常用的装置有STOPPER、SPRING、BALL CATCH等。当SLIDE运动方向与重力方向一致时,SPRING与BALL CATCH要同时使用。BALL CATCH要用SET SCREW锁紧。BALL CATCH常用标准有HASCO、PUNCH。

5.1.4.2 当合模时,SLIDE INSERT下方有顶出机构(如:顶杆、LIFTER等零件)时,应加SAFETY PIN,确保当顶针板退到位后,斜滑块才能运动,见5.2.1.1&5.2.1.2,且在EJECTOR PLATE上同时使用LIMIT SWITCH(MISUMI STANDARD)。

5.1.5 定模滑块

5.1.5.1 当产品定模侧需要侧向抽芯时,则采用定模滑块机构,定模滑块与动模滑块的运动机构及组成部分是一样的,两者最主要的区别是:动模滑块是在动、定模开模时一起运动;定模滑块则是在动、定模开模之前就要先推出。

5.1 LIFTER

当侧孔或有倒拉形状位于产品内部或模具结构不允许用斜滑块成型时,可用LIFTER结构来成型产品。LIFTER在顶出时,由于其与产品的相对运动方向关系,有可能会带动产品一起运动,从而造成顶出困难(特别是成型复杂、推出距离长的LIFTER),因此往往需要在靠近LIFTER的地方设计1-2根顶针陷入产品0.2-0.4MM,以抓住产品,但这样有

5.1.1 可能导致产品粘在顶针上不能自动脱落,因此,LIFTER可以配合二次顶出一起使用。LIFTER一般较细长,强度较弱,设计时要有辅助零件以保证强度。

5.1.2 示例如图5.4.1,须注意LIFTER上的成型面要低于产品0.02-0.03MM以防止产品刮坏。 DIM‘A’=5-10°。此时应注意GUIDE BLOCK的装配面应不要高出模板,以确保不和其它零件干涉。侧面要设计之字形油槽,必须要用机加工。LIFTER 需加台阶,防止LIFTER下沉,台阶要加斜度。(参看图10.1.4)

5.1.3 在设计GUIDE BLOCK和EJECTOR BAR时,要考虑到EJECTOR BAR是否可装配,特别是抽芯距长的LIFTER。EJECTOR BAR的长度不要与顶出距离干涉。

5.1.4 当使用LIFTER时,EJECTOR GUIDE PIN应两端固定或固定在CORE BACK PLATE一侧。如:3.2.4.11ab所示。同时回程弹簧预压可以考虑加大到≥10mm。

5.1.5 定模LIFTER:在定模侧加一组顶针板,靠SPRING在动、定模开模的同时,弹出CAVITY LIFTER。(参看图10.1.4)

5.1 二次顶出和推板顶出及定模顶出

5.1.1 二次顶出一般用HASCO Z174 Z1695来控制,运动方式如5.4.a-5.4.b所示。

5.1.1.1 推板顶出有两种方式,当LIFTER的顶端有KISS-OFF时,回程杆应做准与CAVITY PLATE做KISS ,以便与上模压紧。分别见4.3.2和5.5.1。

5.1.1.2 当推板回位,要求精度较高时(如配合角度很小且推板顶出后脱离INSERT),推杆可自行设计加工。

5.1.1.3 CORE PLATE浮动时可以用机械方式驱动(Z1695,Z174均可),在要求不高的情况下,用弹簧打开亦可,如5.4.B。

5.1.1.4 推板与INSERT之间应用斜面配合,以减少磨损,方便合模。推杆用于连接推板与顶出机构。推杆必须有导套。

5.5.2 定模顶出:当产品易粘模时,可考虑使用定模顶出机构,定模顶出机构一般由SPRING来实现。由于定模顶出会导致定模变厚或强度减弱,增加流道长度,且增加加工量,故应尽量少用。其形式主要分两类,见5.5.2.a和5.5.2.b

5.5.2.1 类似于5.5.2.a用弹簧打开,用于产品中心部分包紧力较大的场合,图示结构亦可用于珠形嵌件的定位。即在定模中加一层顶针板,靠弹簧推动,复位时靠RETURN PIN压回.若空间不够,顶出导向可用回程杆导向。

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5.6 三板模

5.6.1 三板模的作用方式、开模顺序参见5.6.1.a-5.6.1.d。大于300X300的模具要加托板支撑,详见附件:


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