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塑膠件的結(jié)構(gòu)設(shè)計:拔模斜度篇(上)
01 拔模斜度的含義
拔模斜度,單看字面就知道,是針對模具進行設(shè)計的角度,確切地講,是模具平行出模方向上成型部分的面的出模角度,也叫拔模角。
02 拔模斜度由誰設(shè)計?
由于拔模斜度最終是體現(xiàn)在模具上,因此會存在拔模斜度的設(shè)計者之爭,即拔模斜度該由結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計還是由模具工程師設(shè)計,針對這點目前有兩種主流做法:
1、結(jié)構(gòu)工程師需要在零件設(shè)計階段把所有面拔模完善(個別結(jié)構(gòu)無法確定,需要模具工程師評估的除外)。
2、結(jié)構(gòu)工程師只負責把外觀面、關(guān)鍵裝配面拔模,其他無關(guān)緊要的面留到模具設(shè)計階段由模具工程師根據(jù)經(jīng)驗拔模。
這兩種做法各有優(yōu)缺點,大家應根據(jù)具體情況做取舍:
對于第一種,
優(yōu)點:
1)可以保證結(jié)構(gòu)無干涉,裝配間隙、尺寸偏差等設(shè)計要求不會發(fā)生改變,保證零件質(zhì)量;
2)節(jié)省模具DFM檢討溝通時間,避免后續(xù)發(fā)生質(zhì)量問題扯皮的情況。
缺點:
1)需要結(jié)構(gòu)工程師有豐富的模具相關(guān)經(jīng)驗,否則設(shè)計的拔模斜度不一定能夠順利出模;
2)由于所有面都需要拔模,導致結(jié)構(gòu)工程師的工作量增多,項目時間較緊的情況下可能會延期;
3)由于拔模后,原來垂直的面變成斜面,對后續(xù)結(jié)構(gòu)修改造成不便;
4)由于拔模后,在工程圖上就會顯示更多的干擾線,容易標注錯誤。
對于第二種,
優(yōu)點:
1)節(jié)省結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計時間,由經(jīng)驗豐富的模具工程師設(shè)計,出模一般不會有什么問題;
2)對于結(jié)構(gòu)工程師來說,后續(xù)結(jié)構(gòu)修改以及工程圖標注都會方便些。
缺點:
1)模具工程師不一定理解產(chǎn)品的功能,他們只是站在出模的角度思考,不一定滿足結(jié)構(gòu)要求,比如干涉情況、間隙、尺寸、強度等要求;
2)模具工程師工作量會增加,他們通常會把圓角去除后再進行拔模,最后再倒回圓角,經(jīng)過這一步驟,有可能新倒的圓角跟之前圓角有偏差。
展開 塑膠件的結(jié)構(gòu)設(shè)計:拔模斜度篇(下)
接上篇:塑膠件的結(jié)構(gòu)設(shè)計:拔模斜度篇(上)
05 拔模斜度設(shè)計的原則
保證出模要求
保證結(jié)構(gòu)功能
保證外觀要求
二、保證結(jié)構(gòu)功能
一個完整的產(chǎn)品本質(zhì)上是不同的零件有序的構(gòu)成,不同零件之間通過連接關(guān)系連接成一個整體,一個零件的拔模不僅僅對自身的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,同時也會影響到與之配合的另一零件。
1、零件拔模后,對螺絲支承面的影響。
對支撐面進行拔模,可以方便出模,但是拔模后,螺絲的支承面與螺柱中心線不垂直,強行鎖緊后,被固定件可能會被壓歪。
2、零件拔模后,對過盈配合的影響。
塑膠件之間可以互相配對拔模,過盈配合精度不影響,但是對于無拔模斜度的標準件(如軸承、轉(zhuǎn)軸等)與塑件件過盈配合就需要注意,比如以下這種小軸與柱子內(nèi)孔的過盈配合,內(nèi)孔如果拔模,過盈效果容易失效,內(nèi)孔通過司筒針出模可以實現(xiàn)內(nèi)孔無拔模。
對于軸承的過盈配合,稍大的軸承孔無法通過司筒針出模達到無拔模斜度,采用常規(guī)出模方式需要設(shè)計拔模斜度,如下面軸承孔,內(nèi)孔大面拔模,筋位面積小,可以不拔模,強脫出模。
3、零件拔模后,分型面的確定會影響結(jié)構(gòu)精度。
在拔模時,當對零件中的d1、d2、d3、d4有同心度要求時,分型面必須在A~A處且d1與d2設(shè)計在同一型芯上才能使模具保證其要求。
4、零件拔模后,分型線(夾線)出模、外觀、結(jié)構(gòu)的影響。
一般的通孔是通過前后模的碰穿成型,只是碰穿位置的不同,導致夾線的位置也不同,通孔拔模后,一般有以下3種碰穿方式,夾線(批鋒)就產(chǎn)生在前后模的相碰處。
展開 UG塑膠模具設(shè)計:模具拔模最高境界
為了防止產(chǎn)品外觀拉花或者包夾力過大導致頂出困難,我們設(shè)計模具前都要針對產(chǎn)品進行拔模,而對于拔模來說我們最不愿碰到的就是有很多R角的產(chǎn)品,必須先將R角去除,拔模后在將R角倒回,這樣很繁瑣,下面跟大家介紹一種不用去除R角的拔模方法,但并不是所有的產(chǎn)品都適用,僅供大家學習。
1.利用“拉伸” 命令,拉伸如圖所示的產(chǎn)品邊線,拉伸方向選擇Z軸方向
2.利用“拔模” 命令,將拉伸的面拔模0.5°,如圖所示
3.利用“修剪體” 命令,工具面選擇拔模后的面,結(jié)果如圖所示
4.利用“邊倒圓” 命令,將被切掉的R角部分倒圓角,注意要分段倒才能倒得上,結(jié)果如圖所示
5.利用“斜率分析” 命令分析產(chǎn)品,產(chǎn)品已拔好模,結(jié)果如圖所
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展開 塑料連接器產(chǎn)品翹曲常見原因分析及改善方案
逃料設(shè)計的優(yōu)化方法
逃料是指在產(chǎn)品中去除多余材料,使產(chǎn)品壁厚均勻,從而在成型過程中實現(xiàn)材料流動平衡,減少應力、縮水和翹曲等不良現(xiàn)象。從逃料形狀來看,主要分為三類基本形式。
城堡型逃料因其形狀類似城堡而得名,在實際應用中表現(xiàn)出良好的效果。通過采用城堡型逃料設(shè)計,兩只腳的翹曲從0.15mm顯著降低到0.08mm。
L型逃料主要解決L角在收縮時因不對稱而發(fā)生內(nèi)縮變形的問題。由于L角在收縮過程中容易產(chǎn)生不對稱變形,應該避免直接使用L角設(shè)計,而是采用L形逃料法來平衡應力分布。這種方法能夠有效改善角部區(qū)域的翹曲變形情況。
針孔型逃料主要應用于產(chǎn)品空間有限的場合,當交叉筋中間的厚度過厚時,采用針孔型逃料可以有效地改善材料分布狀況。這種方法雖然適用場景有限,但在特定情況下能夠發(fā)揮重要作用。
4.拔模設(shè)計的規(guī)范要求
為減小脫模時的變形,需要設(shè)置適當?shù)?em>拔模角及便于脫模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。一般來說,拔模角應該設(shè)置在1~2度以上,最小拔模角不能低于0.5度,功能處的極限拔模角為0.25度。對于外觀面,需要加大拔模角以確保脫模順利;對于咬花面,則需要根據(jù)具體的咬花規(guī)格來確定合適的拔模角。
特別需要注意的是,柵格及城堡逃料的拔模角要適當加大,一般建議為4~5度。當間距P小于4mm時,拔模角應該設(shè)置在5度以上,這樣才能確保順利脫模并減少變形。
5.結(jié)構(gòu)強度的強化措施
對于壁厚不均勻的部位,應采用斜角或圓角過渡,并且需要遵循重要的設(shè)計原則。首先,絕對不要使用尖銳的內(nèi)角,因為這會成為應力集中點。內(nèi)圈半徑至少是壁厚的0.5倍,最佳范圍是0.6-0.75倍。
展開 
鋁合金分流器等溫鍛造工藝設(shè)計
只有設(shè)計符合鍛造成形工藝要求的鍛件圖,合理的鍛模結(jié)構(gòu)及選擇正確的模鍛工步,才能鍛造生產(chǎn)出更好質(zhì)量和更高成品率的產(chǎn)品。
鋁合金分流器鍛造工藝分析
鍛件圖設(shè)計
以鑄件圖結(jié)構(gòu)形狀及尺寸為參考,鋁合金分流器鍛件上必須將直徑較小的6個通孔及1個盲孔填平,中間直徑較大的通孔設(shè)計成盲孔。根據(jù)鍛造成形工藝有限元數(shù)值模擬分析,大圓柱上四個腰形盲孔部分如果保留的話,鍛造過程中容易出現(xiàn)折紋,如圖2所示,因此要求客戶對這部分的結(jié)構(gòu)進行修改。
圖2 成形模擬分析
同時,原鑄件圖上所有的出模角度均為1°,由于鋁合金在鍛造過程中容易粘模,鍛造出模斜度通常設(shè)計為5°~7°,但較大的出模斜度會增加材料消耗。跟客戶溝通后,將鍛件的外拔模斜度設(shè)計為3°,內(nèi)拔模斜度設(shè)計為5°。
另外,機加工單位根據(jù)產(chǎn)品的加工工藝要求,提出在鍛件上增加三個機加工工藝壓塊,厚度為10~15mm,壓塊寬10mm左右。綜合考慮這些要求,最終設(shè)計的鍛件圖如圖3所示。
圖3 最終鍛件圖設(shè)計
鍛件技術(shù)要求
⑴材質(zhì)。
鋁合金是以鋁為基體,加入錳、鎂、銅、硅、鐵、鎳、鋅等各種元素而形成的。根據(jù)成分和工藝性能不同,鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類,如圖4所示。
圖4 鋁合金分類
原壓鑄工藝生產(chǎn)時,所用的材料為A380鑄鋁合金,屬于Al-Si-Cu系合金,含硅高,易于鑄模,便于機械加工,熱傳導好。產(chǎn)品抗拉強度要求為320MPa,屈服強度為160MPa,伸長率為3.5%,與此強度相對應的鍛造鋁材有6系A(chǔ)l-Mg-Si系材料,其中6061的強度在330MPa左右,其加工性能極佳,且具有良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形,材料致密無缺陷等優(yōu)良特點。因此,我們選用6061作為鍛造鋁材。
⑵熱處理要求。
要求采用T6熱處理工藝,即固溶+時效處理。
展開 塑膠件的結(jié)構(gòu)設(shè)計:螺紋連接結(jié)構(gòu)篇(下)
塑膠件螺紋連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則:
連接強度原則;
成型性原則;
一、連接強度原則
5、拔模斜度
螺釘柱的拔模角度對內(nèi)孔徑和壁厚是有影響的,隨著螺絲柱的高度越高,其影響就越大,特別是對于內(nèi)孔,拔模后內(nèi)徑大小對緊固力和滑牙扭矩都有影響,那到底需不需要拔模呢?
對于螺絲柱內(nèi)孔,建議不用拔模,目前的模具結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以解決螺絲柱內(nèi)孔不拔模的設(shè)計的頂出,模具上常用(司筒+司筒針)結(jié)合的結(jié)構(gòu)成型螺絲柱內(nèi)孔并實現(xiàn)出模。
對于不采用(司筒+司筒針)頂出的螺絲柱,內(nèi)孔一般需要進行拔模,由于拔模對孔徑有影響,拔模角度不宜過大(拔模準則以內(nèi)孔高度一半為拔模基準,拔模后上下段差保證有0.2左右即可),所以此類螺絲柱的高度不宜過高,高度一般建議不超過2d。
不管是哪一種,螺絲柱外壁都需要拔模,一般減膠拔模,拔模后上下段差保證有0.2左右即可。
6、螺絲柱加強筋
螺絲柱的高度應在滿足螺絲有效旋入長度L的情況下盡可能矮,理論上螺絲柱的高度應不超過螺絲的公稱直徑的3倍(3d),但在設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時,有些地方往往無法做到高度小于3d。由于螺絲柱高度越高,其強度就越低,因此為了滿足性能要求,一般在螺絲柱的四周增加加強筋以提高螺絲柱的強度。
螺絲柱加強筋的布置方式:
注意:由于螺絲柱可能產(chǎn)生熔接線,導致粘合較弱,當擰入自攻螺絲時,螺絲柱容易開裂。因此如有可能,應把熔接線遠離螺絲柱。如果無法避免,則應在熔接線附近處添加加強筋(熔接線位置可以通過模流分析確定大概位置)。
展開 Creo拔模,你可能忽略的約束條件和標注問題
拔模在產(chǎn)品設(shè)計中扮演著非常重要的地位,決定了產(chǎn)品能否出模,外觀面是否美觀。如上,螺紋頂面是有拔模角度的(淡紫色說明為正方向0-3°),但是螺紋底面是沒有角度的(白色,為0°)。
看螺旋掃描軌跡, 是有角度的89.7°
看螺紋掃描截面,細看可見其差異,螺紋底面有特別明顯的豎直約束,也就是說明拔模角為0.
于是需要進行修改。
由上可見,螺紋頂面與螺紋底面,拔模角均為0.3°,方向一致
四大考量、五大訣竅 助力提升模具設(shè)計
電加熱器可以非常有效和均勻地分配熱量以獲得良好的成型效果,但反過來又對冷卻通道的正確設(shè)計提出更高要求,以便快速散熱以獲得良好的循環(huán)時間。
拔模角度設(shè)計
由于樹脂具有獨特的收縮率,在冷卻時會出現(xiàn)收縮,這可能導致模塑部件粘在模腔內(nèi),出現(xiàn)黏膜情況。
制造商的規(guī)格表雖然有助于確定最小拔模角度,但這也受到零件表面紋理的影響。在某一點上,更多紋理(咬花)的注塑部件需要更大的拔模角度。
3、移動分型線需要拔模角度
產(chǎn)品設(shè)計師在兩個垂直面的直角交叉處確定分型線是很普遍的。但如果其中一個面是外觀面,而模具中出現(xiàn)任何多余料,則可能會損壞外觀表面。
為了避免出現(xiàn)這種損壞情況,最好將分型線移到相鄰的非外觀面上。該分型線應沿拔模角稍微傾斜移動,而不是剛好90度。如果出現(xiàn)多余料,則可以在不損壞成品部件外觀的情況下將其裁剪掉。
壁厚設(shè)計
壁厚管理對于控制應力標記至關(guān)重要,同時確保設(shè)計滿足最小壁厚的同時與相鄰部位的厚度保持最大程度的一致性。
4、在澆口附近施加高注射壓力
澆口是代表高初始注射壓力的區(qū)域,而窄的壁厚也意味著增加注射壓力會受到限制。如果不平衡,這兩種力會對模具造成剪切,多余料甚至損壞效果。因此,增加澆口附近的壁厚,降低注射壓力或同時實施兩個動作都是良好的設(shè)計實踐。
其次,出現(xiàn)多余料的可能性也會增加,因為壓力會精確地施加在分割線上。如果出現(xiàn)多余料,則需要花費大量時間和精力來移除,還會在成品上留下相應的標記。最后,相鄰區(qū)域質(zhì)量不均等也將導致凹痕。這些損害不僅令塑料部件外觀變得難看,而且還會損害部件的結(jié)構(gòu)完整性。
脫模設(shè)計
脫模力應該均衡地施加在注塑部件的表面區(qū)域,同時考慮厚度和質(zhì)量,以防止部件翹曲或斷裂。另外,在澆口周圍的區(qū)域,將需要增加卸料板或額外的頂針式脫模裝置。這些頂針式脫模裝置是在短射的情況下清理澆口所必需的。
展開 一種高速鍛薄壁產(chǎn)品變形問題的優(yōu)化方案
經(jīng)過分析,目前引起產(chǎn)品在高速鍛造過程中變形的原因(圖4)主要是以下三種情況,第一種是頂出阻力過大,主要是由于預成形設(shè)計的不合理引起產(chǎn)品在成形過程中受應力過大,不合理的模具設(shè)計包括模具表面粗糙度高、拔模角度設(shè)計不合理等。第二種是產(chǎn)品法蘭連接處壁厚太薄強度不足,包括產(chǎn)品有效壁厚尺寸太小、材料強度低等。第三種是受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計影響,起頂出功能的頂桿與產(chǎn)品的接觸面積相對于產(chǎn)品的橫截面較小,導致頂出過程中法蘭連接處強度不足,引起產(chǎn)品變形。實際工作中針對前兩種原因,無論是我們對工藝進行優(yōu)化還是調(diào)整模具的過盈量,都只能解決部分產(chǎn)品的問題,因此我們分析得出,若想能夠真正徹底解決上述問題,還是需要針對第三種情況尋找突破點。
圖4 薄壁齒坯變形原因分析
常規(guī)模具頂出方式
常規(guī)的設(shè)計是產(chǎn)品在高速鍛造后脫模采用頂桿頂出,即采用通過局部頂出的方式脫模(圖5)。在這種情況下,產(chǎn)品在頂桿接觸面位置輸出的頂出力,在外徑處形成一個扭力力矩,而且這個力矩受頂桿直徑和產(chǎn)品直徑的影響,當該力矩超出薄壁處結(jié)構(gòu)強度時產(chǎn)品就會產(chǎn)生扭曲變形,嚴重的甚至可能導致產(chǎn)品報廢。
圖5 常規(guī)模具頂出機構(gòu)
01-凹模1 02-凹模2 03-凹模墊塊1 04-凹模墊塊2 05-頂出KO
改進后模具頂出方式
針對常規(guī)模具頂出方式的弊端,我們的改進思路是改變頂出方式,由原來的局部頂出脫模方式改進為產(chǎn)品整體頂出脫模方式,改進后的頂出方式由于幾乎消除了力臂,所以大大減小了頂出過程的扭曲力矩,進而杜絕了產(chǎn)品變形現(xiàn)象的發(fā)生。
頂出方式改進后,產(chǎn)品在頂出過程中除了受頂桿的頂出力以外,在產(chǎn)品與02號后凹模的整個接觸面上還要受到02號后凹模內(nèi)彈簧提供的頂出力,這樣就確保了頂出過程中產(chǎn)品整體受力,避免了扭曲力矩產(chǎn)生。圖6中圖形分別展示了頂出過程開始時和頂出過程結(jié)束時的狀態(tài)。
展開 六大模具設(shè)計常用知識要點,掌握這些 月薪輕松過萬!
例如在設(shè)計中心有孔的圓筒形注射模時,必須在中心設(shè)置澆口。然而在樹脂的流動方向與垂直方向收縮率存在較大差異,有產(chǎn)生橢圓的缺點。當中心孔有高精度圓度要求時,模具需設(shè)計成3個或6個澆口,還要注意各澆口的平衡。在使用側(cè)澆口時,3個澆口將使圓筒狀塑件內(nèi)徑增大,當外表面不允許有澆口痕跡時,使用內(nèi)側(cè)多點分澆口可以達到要求。
(2)澆口形狀和位置。根據(jù)塑件形狀選用合適的澆口,如同一環(huán)形塑件,采用側(cè)澆口、點澆口、輪輻澆口和薄膜澆口成型后變形程度不同,其中薄膜澆口的特點是可看作長的矩形邊緣澆口,通常跨越模腔的整個整度,提供較大的流動面積,充填時間快且充填均勻,翹曲變形小,特別適用于翹曲變形量大的塑料成型。
5 防止脫模產(chǎn)生變形
精密塑件尺寸一般較小,塑件壁厚較薄,有的還有許多薄筋。模具設(shè)計必須考慮在塑件不變形的情況下脫模。對于收縮率較小的樹脂,當成型壓力高時,需注意塑件易留在模腔內(nèi)。用收縮率小的樹脂成型齒輪時,齒輪部分模腔最好設(shè)計在頂出一側(cè)的模板上。在用推桿時,需注意無變形的推桿數(shù)和頂壓位置。帶孔齒輪有型芯時,為了平行頂出,需設(shè)置頂出側(cè)模板。對于角狀塑件,可以使用沖孔模板頂出、用這種模板頂出可以防止產(chǎn)生變形。
一般精密塑件拔模斜度較小,為了減小脫模力,需鏡面加工,研磨方向必須為拔模方向,按拔模方向設(shè)計出容易研磨的分塊型芯。
6 模具制造誤差
6.1 按要求的加工方式確定適當?shù)牧慵Y(jié)構(gòu)
為了獲得所要精度的塑件尺寸,必須要有相應的模具尺寸,而保證模具尺寸需要有極高精度的機械加工。為了維持模具精度,耐磨性要高,為此需要淬火。用磨床及電火花加工機床加工淬火材料的精度可達0.01mm以內(nèi)。由于用平面磨床無法加工封閉槽形,可選用"]"_形加工,但因“]”形強度差,所示的增強措施。
用電火花機床加工時,必須注意電極端的磨損變大。
展開 基于AutoForm的汽車頂蓋沖壓回彈補償研究 附AutoForm鈑金沖壓成形分析從入門到精通下載
圖1 某車型頂蓋
表1 DC04材料參數(shù)
1.2 工藝設(shè)計
頂蓋采用1模1件的方式進行沖壓成形。基于零件特征,從工藝角度分析,該頂蓋具有整體曲率小、回彈大、尾部帶有流水槽等特點。為保證沖壓零件的成形質(zhì)量和剛性,拉深深度設(shè)為110 mm,尾部拔模角度設(shè)計為10°,其他位置均為25°,周圈3個方向采用鎖死筋,尾部流水槽區(qū)域采用圓筋,為了提高天窗內(nèi)部剛性,增加了造型結(jié)構(gòu),沖壓方向為整車
Z向。
根據(jù)零件特征,沖壓工藝設(shè)計如圖2所示,分別為:①拉深;②修邊沖孔;③修邊、翻邊、整形;④修邊、翻邊、沖孔;⑤修邊、翻邊、沖孔。
圖2 頂蓋沖壓工藝
(a)拉 深 (b)修邊沖孔 (c)修邊、翻邊、整形 (d)修邊、翻邊、沖孔 (e)修邊、翻邊、沖孔
2 CAE分析
采用AutoForm R8軟件進行金屬板料成形的CAE分析。
2.1 屈服理論
CAE分析采用Hill屈服準則,該準則適用于沖壓成形過程中各向異性的屈服極限問題。
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為什么越來越多的鑄造廠選擇消失模鑄造工藝?
消失模鑄造工藝是全球公認的近凈成型工藝,可以通過集成一體化的鑄件設(shè)計和輕量化設(shè)計來降低成本。-Marshall Miller, 美國Flowe Serve公司。
1958年首次在鑄造中使用泡沫模型。盡管消失模鑄造工藝并沒有像粘土砂、金屬型、或者壓鑄工藝那樣得到廣泛應用,但它在使用精密的模具生產(chǎn)復雜形狀的鑄件方面有其特有的優(yōu)勢,甚至于直接使用機加工的泡沫模型來進行無模鑄造,這在其他工藝當中是無法想象的。
消失模鑄造工藝的制造單元通常占地面積較小,這使它可以作為鑄造廠的主營鑄造工藝之外的一個補充。
一個自動化消失模鑄造的單元(美國Vulcan公司供圖)
消失模鑄造工藝很容易打入一個新市場。相對于其他鑄造工藝的鑄件設(shè)計而言,比如砂型鑄造,有許多閑置。因為絕大多數(shù)鑄造工藝需要能夠重復使用的、澆注之前可以從砂型中取出的模具或者型板。這在設(shè)計產(chǎn)品的模具或者型板的布局結(jié)構(gòu)的時候就需要考慮進去。相反,消失模鑄造工藝中,泡沫模型保留在砂型當中并不需要取出,在澆注過程中直接氣化消失,這就為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計消除了許多限制。
消失模鑄造工藝中,EPS或者共聚料在鋁合金模具當中發(fā)泡成型,得到一個個的泡沫模片,進而粘接成為一個完整的泡沫模型,再組裝上對應的澆注系統(tǒng)就成為了模串。進行浸涂,烘干,放入砂箱當中,加入無任何粘結(jié)劑的干砂,震實。澆入金屬液,泡沫模型氣化,就得到了所需的鑄件。
借助于消失模鑄造中泡沫可粘接組裝的優(yōu)勢,就有可能實現(xiàn)減重,鑲嵌件直接鑄進去,多個部件集成一體鑄造等等。更有甚者,可以實現(xiàn)其他鑄造工藝所不可想象的帶有復雜形狀的鑄件。例如,工程師可以采用少或者無拔模斜度的設(shè)計,以實現(xiàn)鑄件上更均勻的壁厚,更好的表面光潔度。
展開 塑膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計:加強筋篇(下)
前兩篇:塑膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計:加強筋篇(上),塑膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計:加強筋篇(中)介紹了加強筋設(shè)計的原則中的“基于剛度原則”和“基于外觀質(zhì)量原則”,本篇接著介紹:“基于加工工藝原則”。
加強筋設(shè)計的原則:
基于剛度原則
基于外觀質(zhì)量原則
基于加工工藝原則(√)
03 基于加工工藝原則
加強筋的設(shè)計在滿足剛度、外觀質(zhì)量要求的前提下,還應滿足加工工藝要求,由于塑膠件上的加強筋是通過模具去成型,因此此處所指的加工工藝主要是指加強筋對應的模具加工工藝以及成型工藝。
模具加工工藝
加強筋的設(shè)計應有利于模具加工,并保證模具強度要求。
成型工藝
加強筋的設(shè)計應有利于塑膠的成型,并保證順利出模。
一、加強筋的拔模斜度
由剛度理論可知,加強筋的高度越高,其剛度越大,那么把加強筋設(shè)計得越高是否越好呢?
顯然,對于注塑成型來說,并不是這樣的,按注塑成型原理,塑件最后需要從模具中被頂出,為了讓塑件能被順利頂出,塑件需在開模方向上設(shè)計一定的拔模斜度。
所以,加強筋也是需要設(shè)計拔模斜度,拔模斜度理論上越大,塑件就更容易被頂出,但是拔模斜度α越大,加強筋的頂部厚度C就越小,或者說同樣的拔模斜度,加強筋高度H越高,頂部厚度C就越小;加強筋高度H太高,頂部厚度C值太小有以下壞處:
1)加強筋的本身的強度被削弱,進而影響整個塑膠件的剛度或強度。
2)需要更高的注射壓力,甚至會引起短射而缺膠。
3)增加了與模具型芯的接觸面積,加強筋與模具型芯的摩擦力增大,需要更大的頂出力,塑件容易頂變形。
4)加強筋在模具上是一條條細窄的槽,采用常規(guī)的銑削方法很難加工,一般采用電火花放電加工。
展開 一種車用攝像頭殼體冷擠壓成形工藝與模具設(shè)計
后續(xù)外壁會增加0.5°的拔模斜度和整形模進行改善。圖11為此產(chǎn)品側(cè)面裁切后的成品與U盤的比較圖,圖12為此系列產(chǎn)品與圓珠筆的比較圖。
圖11 裁切側(cè)邊后的產(chǎn)品與U盤大小比較
圖12 該系列產(chǎn)品與圓珠筆的比較
結(jié)束語
在依靠經(jīng)驗進行工藝和模具設(shè)計的過程中,當無法定性判斷缺陷且計算難度較高時,可以借助Deform-3D對此進行模擬分析,有助于對沒有把握的風險進行判斷,從而來提升試模的成功率和模具設(shè)計的可靠性。
100條模具設(shè)計注意事項,你值得一看。
25.需要咬花的外觀品,拔模斜度的設(shè)計需要考慮咬花的程度,以免造成外觀拉傷。有些突出部位,考慮咬花后截面會變大,實際加工時應該單邊小0.02-0.03。
26.考慮固定側(cè)與可動側(cè)合模會形成斷差,固定側(cè)比可動側(cè)單邊小0.03-0.05。
27.有滑塊的模具中,有時需要在滑塊上的滑塊與壓緊塊相靠的斜面開設(shè)油溝;此外,如果不影響成形的前提下,在模板上表面開設(shè)油溝比在滑塊底部開設(shè)油溝加工效率更高。
28.不應該把分型面選在表面有要求的位置。
29.加纖的收縮率為流動方向小千分之1-2,垂直于流動方向大;不加纖的則正好相反。
30.齒頂圓的收縮率比齒根圓的收縮率小千分之1-2。
31.模具在使用一段時間后,需要進行型修,修模仁的過程中,盡量不要用油石,因為多次使用油石會使模具變形;最好用削好的軟木或軟竹筷。
32.有滑塊的模具中,#102 與#103 板之間應該加四個支撐拄。
33.成形里面夾有入子外面包有模仁的部品時,要考慮二次抽芯機構(gòu),以免脫模困難,造成部品損傷;如果入子在固定側(cè)或滑塊上,常常先抽入子;如果入子在可動側(cè),又與固定側(cè)靠破,可以把入子的沉孔做深些,頂出時先把部品頂出,再脫出入子。如不靠破,則應先脫入子,則應該變更相應的模具結(jié)構(gòu)。
34.固定側(cè)與可動側(cè)之間的靠破面如果為非垂直開模方向的平面,則應該設(shè)計成斜面,以減少因摩損而形成飛邊的可能,同時也使靠破時形成預壓,加強兩個面的貼合,設(shè)計時長度方向應該設(shè)計成+0.02 的正公差,但是應該注意的是當固定側(cè)與可動側(cè)有脫模斜度時,要小心考慮因固定側(cè)與可動側(cè)脫模斜度方向相反,在靠破的斜面處會形成與部品設(shè)計原圖不符的接痕,考慮不周還會形成難以消除的毛邊或斷插。
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