模具设计流程与基本构造课件

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1、課程名稱: 模具設計流程與基本構造,chap1 模具設計流程與基本構造 chap2 板模機構 chap3 滑塊機構 chap4 斜梢機構 chap5 流道系統 chap6 溫度控制系統 chap7 頂出機構 chap8 模具鋼材與應用 chap9 塑膠材質分析 chap10 模具檢討注意事項 chap11 成品設計在模具上應注意事項 chap12 CAE-MOLD及CAV-RE對於模具開發的應用 附錄,課 程 大 綱 介 紹,1-1 模具設計流程 1-2基本模具 1-3兩板模三板模與熱澆道模具 1-3-1 兩板模 1-3-2 三板模 1-3-3 熱澆道模具 1-3-4 熱澆道模具的優缺點 1-

2、3-5 熱澆道模具的經濟性 1-3-6 絕緣熱澆道模具,Chap.1模具設計流程與基本構造,2-1 模仁:母模仁，公模仁 2-2 模板輔助機構:定位塊，補強柱，排氣,3-1 滑塊組:角銷，束塊，滑塊 3-2滑塊補強機:壓板，耐磨板,4-1 斜梢型式:直接式，二段式，斜銷拆模 4-2 斜梢 4-3 強制回位,Chap 2 板 模 機 構,Chap3 滑 塊 機 構,Chap4 斜 梢 機 構,5-1 前言 5-2 澆道 5-3 冷料井(COLD SLAG WELL) 5-4 流道(RUNNER) 5-5 澆口 5-6 澆口平衡與模穴配置 5-6-1 澆口平衡 5-6-2 模穴配置 6-1 前言

3、6-2 溫度控制的必要性 6-3 冷卻水管之分部 6-4 冷卻迴路的構造與實例,Chap 5 流 道 系 統,Chap 6 溫度控制系統,7-1 頂出銷種類 7-2輔助頂出機構:頂出導桿，KO孔數 7-3頂出銷設置位置與其大小 7-3-1頂出銷設置地方 7-3-2頂出銷大小 8-1 模具材料的種類和用途 8-2 模具材料選定基準的主要條件 8-2-1 耐摩耗性(HPM31.HAP) 8-2-2 鏡面研磨性(YAG,HPM38,MPM17,HPM50) 8-2-3 切削加工性(快削性硬化鋼HPM1,HPM2) 8-2-4 耐蝕用模材PSL ,HPM38 8-2-5 其他精密塑膠模材HPM50,Y

4、HD50.ZX10,Chap 8 模具鋼材與應用,Chap 7 頂 出 機 構,10-1 模具開發查核表 10-2 針孔與成品及水孔的孔置 10-3 鎖模力與射出容量的關係(參考值) 10-4 咬花號碼 11-1 分模面(Parting Line) 11-2 拔模斜度(draft) 11-3 肉厚 11-4 結構加強與變形防止 11-5 斜銷行程有無阻礙 11-6 Clear Pc 技術整理,Chap 9 塑膠材質分析表,Chap10 模具檢討注意事項,Chap 11 成品設計在模具上應注意事項,Chap.12CAE-Mold及CAV-RE 對於模具開發的應用 12-1 模具開發製作流程 12

5、-2實作案例 12-3 製作流程 12-4 3D外觀比對 12-5 2D機構量測 12-5-1 A-A B-B 剖視圖 12-5-2 定位量測(A-A 剖視圖) 12-5-3 拔模斜度量測( B-B剖視圖) 12-6 2D 輪廓比對 12-6-1 掃描點資料與 2D CAD 圖檔之整理、重合 12-6-2 輪廓比對誤差值 12-7 從簡化的熔融指數到精確的流變參數 一、簡介:熔融指數(Melt Index) 二、塑料黏度特徵曲線預測塑料流變參數 三、由塑料黏度特徵曲線預測塑料變參數 四、結論 五、參考資料,附 錄 A.模具用語一覽表(一) 模具用語一覽表(二) B.Benq塑膠模具開發表單 C

6、.開模檢討報告書 D.試模報告書 E.廠商模具開發評鑑報告 F.參考資料,成型製品之設計各項要求一量產月產能、總產能需求、塑膠材料、鋼料配合、進膠配合 、精度要求、外觀要求,側澆口,二 板,熱澆道,三 板,SA 型,DA 型,SC 型,SD 型,DB型,DC型,DD 型,EA 型,EB型,EC 型,ED型,SB型,模具型式,星型配置,對稱配置,直線配置,模穴之配置,澆口的型式,潛水澆口,熱澆道,豎澆口,PS*澆口型動有扇型、圓盤、柄型、牛角型、針點、多穴可調澆口等。,熱澆道之種類,單 點,有熱流板,閥澆口(進成品),多穴,針點,直豎澆口,針點,大點,小點,多穴,單穴,多穴,小點,大點,溫度控制

7、方式,水 溫,油 溫,冷卻棒,電熱管,常溫水,冷凍水,空氣,頂出方式,頂出套筒,射梢,脫中板/環,空氣,滑塊處理,兩段頂出,螺紋處理,強制頂出,PS*射梢種類有方梢、圓梢、扁梢、斜梢。,排氣方式,分模面,模芯,透氣栓,透氣入子,射梢,模具處理,熱處理,深冷,電鍍,染黑,鍍鈦,鍍鉻,PS*熱處理種類有氧化、高周波。,倒勾脫模方式,射梢,滑塊,齒輪,油壓缸,強制脫模,模 具 設 計 流 程 基 本 構 造,1-1,A.B板尺寸若為三位數時，僅寫前二位既可。,大 水 口,1-2 基 本 模 座,小 水 口,1-2 基 本 模 座,A.B板尺寸若為三位數，僅寫前二位既可。,MDC,1825,1-2,基

8、 本 模 座,兩 板 模,三 板 模,熱 澆 道,二片構造式模具,三片構造式模具,熱流道 模具,模 具 構 造 分 類,三片式模具(針孔形澆口)之動作,1、優點: (1)注澆道、澆道之損失，尤其是對於無法再粉碎使用之成形品，其效果更大(尤其是強化塑 膠場合， 其效果大)。 (2)沒有因再粉碎樹脂之滲入而使原料不齊、或混入異物。 (3)沒有再粉碎以及買賣討價還價等之調合、調整費用。 (4)沒有澆道部份之形成，所以節省其成形能量。 (5)成形循環變短，其理由如下: (a)因無澆道，因此可縮短可塑化時間及射出時間。 (b)因不必考慮澆道之固化時間，所以成形品之固化及冷卻時間短。避厚薄之成形品場合，

9、大成形品而澆道特別粗場合，其效果大。 (c )三層板模具而使用針點澆口時，沒有澆道下落確認時間及取出機之取出時間損失。 (d)無澆道之壓力損失。 (e)比冷澆道方式，可降低模溫。,熱 澆 道 模 具 的 優 缺 點,熱 澆 道 模 具 的 優 缺 點1,1、缺點: (1)歧管中會滯留熔融樹脂，有分解、劣化、變質等危險。 (2)澆口設計，沒有冷澆道方式那樣的自由度。 (3)開放式澆口場合，為防止澆口有剩留物及有拉絲現象發生，對於成形條件有某種限制， 如此成形條件就沒有冷澆方式那樣的自由度。 (4)模具價格會高起來。如何將上述無澆道之好處換算成金額，如何將模具價格上昇份量， 以多少數量之成形品本端

10、償還問題，有必要在製造模具前充分檢討。 (5)熱澆道場合，更換顏色或更換樹脂需要時間，所以有更換顏色或樹脂時，需加以考慮 (檢討絕緣澆道)。 (6)成形完成時間比冷澆道方式長，因此不適合於模具需時常更換者。,澆口損失(每一個)=,x,冷澆道場合之成形費用,=,=,熱澆道之好處=(1)+(2)-(3) =mrbx10-5+,熱澆道可能採算之最低數量N,=(a2-a1),/, mrb,x,10-5,+,熱澆道場合之成形費用,=,=,熱 澆 道 模 具 的 經 濟 性,例，n=4,m=15g,r=3%,p=2500(日幣),b=200(日幣)，s1=15sec,s2=10sec, a1=3,000,

11、000 (日幣)，a2=3,800,000(日幣)時，熱澆道之好處,15x3x200 x10-5,+,=0.09+0.86=0.95(日幣),模具之回收=,=,熱澆道可能回收之最低數量N,仍將上述例子之生產數與熱澆道好處作成圖形表示的。,生產性與總成本之關係,熱 澆 道 模 具 的 經 濟 性,1、優點: (1)構造簡單，模具價格比熱澆道便宜。與三層板構造的針點澆口方式之模具相比，價格卻 稍高。 (2)澆道部份之樹脂可簡單取出，所以使用需作樹脂更換，顏色更換者。 2、缺點: (1)受限於適用樹脂，需有熱安定性之樹脂及固化速度慢之樹脂，所以很適合於PE及PP。 AS(苯乙 稀Aeryl Styr

12、ene)也有可能，但因固化速度快，所以比PE、PP困難。 (2)中止成形時，澆道部份會固化，所以必須拆卸固定模取出固化之澆道部份。,3、設計應注意事項: 分佈器之澆道徑為16mm以上至25mm程度，成形循環長者，需將澆道徑加粗，成形品之澆口部份，也有不加熱者，如圖使用魚雷管者較安全，現在差不多採用這種設計較多，魚雷管及澆口部份之設計，完全與熱澆道場合一樣。 其次需加以考慮設計者為如何在成形中止，再開始時，如何將固化澆道在短時間內取出。 分配器部份在模具上分成2部份，藉鎖模力而模具不分開。射出時模腔內平均壓力會降低到射出壓力之1/21/3，但在分配器可考慮其仍接受全部之射出壓力。如果分佈器之投影

13、面積為Acm2, 射出壓力為p(kg/cm2), 成形機之鎖模力為P(kg)時，必須滿足A=P/p。 魚雷管之溫度控制，也可一方面查看澆口狀況而手動調整電壓，但與熱澆道場合一樣使用察覺器(Sensor)作正確之溫度控制較好。,緣 熱 澆 道 模 具 的 優 缺 點,Chap.2 板 模 機 構,1、母模仁: (1)本體型即母模板，適用於較大成品如Pancel如圖(2-1)，A為模穴深度，A+B=模板 高度，B=60mm。 (2)鑲入型，適用較小成品如圖(2-1，1),之模仁需高於母模板0.2mm。 (3)為模穴深度，C+D=模仁深度，D.=C。,圖2-1,圖2-1.1,板 模 機 構 2,2.

14、公模仁:一般必為鑲入型，適用於各種產品，如圖(2-1.2)A為入模穴深度A+B=公模板高度 大型模具:BA*1.5如 Pancel 一般模具:BA 如lens等,圖2-1.2,2-2 模 板 輔 助 機 構,1.定位塊:減少模具合模時所產生之誤差，讓錯模及模仁摩擦降至最低 (1)規格型:為標準化之產品，其配合斜度為10度 (2)自然型:如圖之公模板必為PDS-3級以上之鋼材，其配合斜度視情況發揮使用下列情況 者必使用: ( A )模穴配置偏心。 ( B )多處插破。 ( C ) 不對稱性滑塊。 2.補強助:幫助公模不因射壓而產生變形，其外徑越大及數量越多，模具壽命越長使於中大 型模具如PANE

15、L 最後便是良好的熱傳導。除此之外，模具加工合乎經濟性，模具製作商當然希望其加工性良好，如某種情況下需具有冷滾齒能力; 熱處理的尺寸穩定性也是必要的，表面材質的良好拋光也需要考慮。最後，因需時常於短時間要取得適合不應力的模具，因此不同類型鋼材的尺寸標準也是要求之一。 模具材料之選擇是否適當，對模具壽命、加工性、精度等大有影響。其要求內容因模具的構造、使用的成形材料，成形品的機能、外觀、尺寸精度、物性、機能而異，一般為滿足這些因素，模具材料的要求條件如下: (1)容易取得 (2)切削加工性良好 (3)加工面美觀 (4)耐磨耗性大 (5)無針孔等內部缺陷 (6)熱處理容易，熱變形少 特別要求尺寸精度者使用已熱處理的材料或應變少的空冷模具鋼。近年因生產批量大，塑膠用模具