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壓鑄模具設計流程

摘要:在壓鑄模具設計過程中不斷論證、相互協調,涉及模具結構方面的內容,往往要做幾個方案同時考慮,對每一種結構盡可能列出各方面的優(yōu)缺點,在逐一分析,進行優(yōu)化。模具設計是保證模具質量的首要條件。

第一步:對制品2D圖及3D圖的分析和消化,其內容包括以下幾個方面:

1、制品的幾何形狀。

2、制品的尺寸、公差及設計基準。

3、制品的技術要求(即技術條件)。

4、制品所用鋁材名稱、縮水。

5、制品的表面要求。

第二步:注射劑型號的確定

注射劑規(guī)格的確定主要是根據塑料制品的大小及生產批量。設設計人員在選擇注射機時,主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積(注射機拉桿內間距)、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或規(guī)格,設計人員必須對其參數進行校核,若滿足不了要求,則必須與客戶商量更換。

第三步:型腔數量的確定及型腔排列

模具型腔數量的確定主要是根據制品的投影面積、幾何形狀(有無側抽芯)、制品精度、批量以及經濟效益來確定。

型腔數量主要依據以下因素進行確定:

1、制品的生產批量(月批量或年批量)。

2、制品有無側抽芯及其處理方法。

3、模具外形尺寸與注射劑安裝模具的有效面積(或注射機拉桿內間距)。

4、制品重量與注射機的注射量。

5、制品的投影面積與鎖模力。

6、制品精度。

7、制品顏色。

8、經濟效益(每套模的生產值)。

以上這些因素有時是相互制約的,因此在確定設計方案時,必須進行協調,以保證滿足其主要條件。性強數量確定之后,便進行型腔的排列,以及型腔位置的布局。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統的設計、澆注系統的平衡、抽芯(滑塊)機構的設計、鑲件型芯的設計以及熱流道系統的設計。以上這些問題由于分型面及澆口位置的選擇有關,所以在具體設計過程中,要進行必要的調整,以達到最完美的設計。

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,但在很多的模具設計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,有時碰到立體形式的分型面就應當特別注意。其分型面的選擇應遵照以下原則:

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

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。先復機構。

4、利于澆注系統、排氣系統、冷卻系統的設計。

5、利于制品的脫模,確保在開模時使制品留于動模一側。

6、便于金屬嵌件。

在設計側向分型機構時,應確保其安全可靠,盡量避免與定出機構發(fā)生干擾,否則在模具上應設置先復機構。

第五步:模架的確定和標準件的選用

以上內容全部確定之后,便根據所定內容設計模架。在設計模架時,盡可能地選用便準模架,確定出標準模架的形式、規(guī)格及A、B板厚度。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件、二次分型機構及精密定位用標準組件等。需要強調的是,設計模具時,盡可能地選用標準模架和標準件,因為標準件有很大一部分已經商品化,隨時可以在市場上買到,這對縮短制造周期、降低制造成本是極其有利的。買家尺寸確定之后,對模具有關零件要進行必要的強度和剛性計算,以校核所選模架是否適當,尤其是對大型模具,這一點尤為重要。

第六步:澆注系統的設計

澆注系統的設計包括主流道的選擇、分流道截面形狀及尺寸的確定。如采用點澆口時,為確保分流道的脫落,還應注意脫澆口裝置的設計。在設計澆注系統是,首先是選擇澆口的位置。澆澆口位置選擇的適當與否,將直接關系到制品成型質量及注射過程是否能順利進行,澆口位置的選擇應遵循以下原則:

1、澆口位置應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部位的距離應盡量一致,并使其流程為最短(一般大水口很難做到)。

3、澆口位置應保證塑料注入型腔時對著型腔中寬敞、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、盡量避免制品產生熔接痕,若要產生,使其溶解痕產生在制品不重要的地方。

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

7、澆口應設計在制品上最容易清除的部位,同時盡可能不影響制品的外觀。

第七步:頂出系統的設計

制品的頂出形式,歸納起來可分為機械頂出、液壓頂出、氣動頂出三大類。在機械頂出是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié),頂出質量的好壞將最后決定制品的質量,因此,制品頂出是不可忽視。在設計頂出系統時應遵守下列原則:

1、為使制品不致因頂出產生變形,推力點應盡量靠近型芯或難于脫模的部位,如制品上細長的中空圓柱,多采用推管頂出。推力點的布置應盡量平衡。

2、推力點應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,頂出裝置應設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、為使制品在頂出時受力均勻,同時避免因真空吸附而使制品產生變形,往往采用復合頂出或特殊形式的頂出系統,如推桿、推板或推桿、推管復合頂出,或者采用進氣事推桿、推塊等定出裝置,必要時還應設置進氣閥。

第八步:冷卻系統的設計

冷卻系統的設計是一項較繁瑣的工作,要考慮冷卻效果、冷卻的均勻性和冷卻系統對模具整體結構的影響。冷卻系統的設計包括以下內容:

1、冷卻系統的排列方式及冷卻系統的具體形式。

2、冷卻系統的具體位置及尺寸的確定。

3、重點部位如動模型芯或鑲件的冷卻。

4、側滑塊及側滑芯的冷卻。

5、冷卻元件的設計及冷卻標準元件的選用。

6、密封結構的設計。

第九步:精密導向裝置設計

壓鑄注射模上的導向裝置,在采用標準模架時,已經確定下來。一般情況下,設計人員只要按模架規(guī)格選用就可以了。但根據制品要求須設置精密導向裝置時,則必須由設計人員根據模具結構進行具體設計。一般導向分為:動、定模之間的導向;推板及推桿固定板導向;推板桿與動模板之間的導向;定模座與推劉盜版之間的導向。一般導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時間之后,其配合精度降低,會直接影響制品的精度,因此對精度要求較高的制品必須另行設計精密定位元件,有的已經標準化,如錐形定位銷、定位塊等可供選用,但有些精密導向定位裝置須根據模塊的具體結構進行專門設計。

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,主要根據鑄件的批量、壓鑄件材料來確定。

第十一步:繪制配裝圖

排位模架及相關內容確定之后,便可以繪制裝配圖。在繪制裝配圖過程中,對已選定的澆注系統、冷卻系統、抽芯系統、頂出系統等做出進一步的協調和完善,從結構上達到比較完美的設計。

第十二步:模具主要零件圖的繪制

在繪制型腔或型芯圖時,必須主義所給定的成型尺寸、公差及脫模斜度是否相協調,其設計基準是否與制品的設計基準相協調。同時還要考慮型腔、型芯在加工時的工藝性及使用時的力學性能及其可靠性。結構件圖的繪制,當采用標準模架時,出標準模架以外的結構件,大部分可以不繪制結構件圖。

第十三步:設計圖紙的校對

模具圖設計完成后,模具設計人員將設計圖及相關原始資料一同交主管人員進行校對。

校對人員應針對客戶所提供的有關設計依據及客戶所提要求,對模具的總體結構、工作原理、操作的可行性等進行系統的校對。

第十四步:設計圖紙的會簽

模具設計圖紙完成之后,必須立即交給客戶認可。只有客戶同意后,模具才可以備料投入生產。當客戶有較大意見需要作重大修改時,則必須在再重新設計后再交給客戶認可,直至客戶滿意為止。

第十五步:排氣系統

排氣系統對確保制品成型質量起著至關重要的作用,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生飛邊時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專用排氣塞排氣。

3、有時為了防止在制品在頂事造成真空變形,必須設計排氣鑲針。

結論:綜合以上的模具設計程序,其中有些內容可以合并考慮,有些內容則要反復你考慮。因為其中因素常常相互矛盾,必須在設計過程中不斷論證、相互協調才能得到較好的處理,特別是涉及模具結構方面的內容,一定要認真對待,往往要做幾個方案同時考慮,對每一種結構盡可能列出各方面的優(yōu)缺點,在逐一分析,進行優(yōu)化。結構上的原因會直接影響模具的制造和使用,后果嚴重點甚至會造成整套模具報廢。所以,模具設計是保證模具質量的關鍵性的一步,其設計過程就是一項系統工程。

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