面向制造的注塑模具结构设计
时间:2018-04-16 查看数:141

      我国注塑模具的设计与制造目前主要依赖设计人员的经验和工艺人员的技巧,设计的合理性只有通过试模才知道,制造的缺陷主要靠反复修模来纠正。这不仅难以保证模具的质量,而且模具的设计与制造周期长、成本高,特别对大型、精密、复杂的中高档模具而言,问题更加突出。)技术是并行工程中最重要的研究内容之一,它在并行工程思想指导下,实现了产品设计与产品制造的集成:2.它摒弃了传统的“隔墙”设计,在设计阶段尽早地考虑与制造有关的约束(加工时间、加工成本、可制造性等)全面评价产品设计,尽早发现设计中存在的与制造有关的问题,并提供改进的反馈信息,及时改进设计,保证产品设计和制造一次成功,以达到降低生产成本,提高产品质量,缩短产品开发周期的目的。

      因此,在模具产品的设计中引入并行工程下的DFM方法,设计中尽早地考虑与产品制造有关的约束(如可制造性)全面评价产品设计和工艺设计,同时提供改进设计的反馈信息,在设计过程中完成可制造性检测,避免设计不合理、反复试模的弊端,这对降低成本提高模具的质量,缩短制模时间是非常|有意义的。
      面向制造的产品结构设计建模在进行注塑模具结构设计的时候,在各阶段的可制造性分析(塑件质量、模具结构及操作环境等要求)的基础上,采取了分阶段对产品进行设计和可制造性评价,并以此为基础进行产品方案的评价,提供总体的设计修改意见。
      面向制造的注塑模结构设计过程分为6个阶段(见)初始型腔数目的确定给出模具方案设计之初的初始型腔数目,以便于结构设计各后续阶段的实现。
      注塑成型材料的确定根据用户对塑料制品物理性能、力学性能、热性能、电性能等要求,在综合评判的基础上,选择最佳的成型材料。这一部分由注塑材料选择混合型专家系统来完成,其中选材网络的拓扑结构为9X39X18.浇口形式的确定和评价根据用户对塑件形状、型腔数量、浇口去除、浇口加工、塑件外观影响等要求,确定合适的浇口形式,并判断结果的合理性。这一部分由浇口选择系统来完成。
模具型式的选择根据塑件的形状、模具浇口的形式、型腔数、注塑用材料的使用情况等要求,选择合适的模具型式。
      注塑机机型的确定和评价根据注塑机占用空间、操作是否方便、注射量、注射压力、模具的锁模力、模具高度等要求,确定合适的注塑机,并评价选择结果的合理性。这一部分由注塑机选择系统来完成。
      模具结构方案的评价评价方案设计的合理性,并对再设计提出建议。
      由于篇幅所限本文省略了对各选择系统的介绍。
      国防科工委95重点预研(45.男,1971年生,博士;研究方向:并行工程。CADAAM.软件工程;联系人。
      行注塑成型材料的选择、注塑机的确定和评价、模架型式的选择、浇口的确定和评价,最后进行产品的方案评价,提供总体的设计修改意见。
      初始型腔数的确定在结构设计的初期,设计人员所具备的信息是不完备的,通常只有用户对塑件的功能、交货期要求和每副模具的订货量。在这里我们通过交货期和经验值的方法,来确定型腔数的初始值。
      根据模具设计的经验值,一般情况下,一副模具的塑件产量和模具的型腔数有着一定的对应关系,由可以得到模具的型腔数ni.通常模具在设计前就已经给出塑件交货的时间,一般可由下式确定模具的型腔数《2.此式基于每年具有6000工作小时3班制。
      从订货到交货所用的时间,月tM模具制造时间,月初始型腔数确定模型的实现是通过给定区间值的方法来完成的。我们确定的初始型腔数《0,应满足《2<0<1.因为根据交货期计算出来的《2是必须保证的硬指标,它关系到模具设计人员的信2结构设计的实现过程和方案评价誉和经济效益。>
      结构方案评价的实现腠输入输出型腔数可制造性评价分析,因此作为总体评价阶段的方案评价,就只进行型腔数的判定和修正。我们确定型腔数时,要保证在考虑模具质量的情况下,综合考虑注塑机的参数、塑料的塑化能力、生产量、交货期的影响,以得到一个合理的结果。
      产品结构方案的判定和修正由前面得到的《0、《min、《max,我们就可以进行型腔数的判定和修正,其结果或直接输出,或反馈到结构设计过程的注塑成型材料选择或确定浇口形式阶段。其具体实现过程见。
      在中首先判断是否《0>,如果不成立=min,并将反馈信息反馈到浇口形式确定阶段。
      然后判断是否《0n1腿,则取丨洲。紧接着判断n=6,且rfCn1是否成立,如成立则说明注塑机对该种塑料的塑化能力很差,造成《6过小,满足不了塑件交货期的要求,要重新选择塑化能力强、比重相对小的塑料,因此将反馈信息反馈到注塑材料选择阶段,再次进行注塑材料的选择及其他后续过程。如果n=6,且ni不成立,则将反馈信息反馈到浇口形式确定阶段。
      以上两种情况除外,即时,则证明初始方案设计是合理的,不予修改输出型腔数目
      最后需要说明的是型腔数目越多,其制造费用就越大,制造难度也越大,质量很难保证;随着型腔数增多,模具尺寸就越大,所需的大型注塑机的费用也越高;型腔数增多后,很难将各型腔的注射工艺参数同时调整到最佳值,无法保证各型腔塑件的收缩率均匀一致,对精度要求高的塑件,其互换性将受到严重影响。通常,若塑件精度要求很高,每副模具型腔数量不宜超过4腔,且必须采用平衡分布分流道的方式。对一般要求的塑件,不宜超过16腔。
      结束语本文提出的面向制造的注塑模具结构设计,作为面向制造的注塑模具并行设计系统的一部分,已经成功地完成。通过将制造知识引入设计的早期阶段,使得最终设计的产品更加符合工艺性要求,提高了产品质量,降低了产品成本对提高注塑模具的设计、制造水平起到了积极的推动作用,有很好的实际应用价值。

文章来源:太空模具网
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