高精度及优维护性模具设计的注意事项

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1、高精度及優維護性模具設計的注意事項現在，塑膠零件因為素材開發的進步及近年的技術開發，利用領域急速擴大，從傳統的"金屬轉換成塑膠"的素材轉變，變化成活用形狀自由度的增大及輕量等塑膠特性的複合化，以及高精度化所產生的高機能化。因此，製作高機能零件的模具，必須維持更高的精度才可以。所以這裡將針對維持安定的高精度及具優維護性(免維護性及易維護性)之模具設計上的注意事項，從本公司的經驗及實例來進行匯整。【標準化的步驟】進行「高精度模具」機能的價值分析時，即使是一品一樣的模具世界，在設計階段中也可以整理出必要部份(機能上必須設計)及不必要部份(亦即可以標準化)。即使模具的大小及形狀不同，不論

2、模具設計者是誰，模具各部份必須是以同樣的概念來構成。本公司針對低成本、高品位、長壽命設定的具體模具設計基準(標準)在後面將加以陳述，這裡將針對代表模具本身標準化的盒式(cassette)模具之維護性，以本公司所開發之單元(unit)式系統(system)模具(CASKETSYSTEM)為例進行說明。將模具標準化，對模具設計、及加工和測定等模具製作上的許多工程中，都能發揮很大的效果。問題在於，標準化應進行到那種程度，太過簡化時，就會造成浪費，太過複雜時，則作業上又會十分麻煩。在模具的標準化中，最重要的一件事，就是明定標準化的目的。相片1就是CASKETSYSTEM。托座外殼(hol

3、der)具有兩個基準面，是型蕊(unitcore)的基準面，從對面以彈簧(spring)來押附，再以專用夾鉗(clamp)來固定。所以，型蕊的模具溫度，可以對應從低溫到高溫的所有溫度領域。況且，和型蕊相接的面都被陶瓷(ceramic)隔熱板圍住，可提高溫度效率(圖1)。【相片一】CASKETSYSTEM圖1：托座外殼概略圖※斜線部份是裝置型蕊時的基準面圖2是型蕊的概略圖。圖3則是對型蕊加工用的專用冶具。將此專用冶具裝置於機械加工中心(machiningcenter)的角鐵(angleiron)上，立即就可以將工作物(work)設定。如前面所述，型蕊的2個基準面是製品部的加工、固定

4、側及可動側的對合、裝置到托座外殼及成形作業中所有工程的基準，也可稱其為型蕊的命。此加工冶具可決定基準面的對面側位置，可以在基準面加工的同時，進行導梢(guidepin)或其他加工。因為，不會有階段轉換時的裝置誤差。而在加工後的零件測定上，也使用同樣的專用冶具，可立即測量至基準面的尺寸。這些加工及測定都全部程式(program)化，完全排除技能領域，是不會發生失誤或尺寸不良的環境。工作機械的精度可以完全表現出來。圖2型蕊概略圖(HZ150)圖3型蕊加工用冶具型蕊的零件完成後，依作業手冊進行組合。在此，作業者可以在檢查表(checksheet)記載，徹底確認品質。其次，就是托座外殼的

5、維護，在成形作業中，萬一發生問題而使陶瓷隔熱板破損時，應進行更換，而基準面所使用的陶瓷精度特別嚴格，但陶瓷的尺寸上，在目前要從成本面來要求精度的提高是非常困難的。所以，如圖4所示，利用調整板以組合狀態來滿足要求精度。因而，使用者方面也很簡單就可以更換。圖4基準面上之斷面板的尺寸精度【製品設計的步驟】本公司以企業內模具部門的角色，也從製品設計的面來針對提高模具維護性、長壽命化、保持精度來進行改善。而其具體內容，可以分成下列三點。第一、就是在成形材料方面，選擇成形時氣體(gas)發生量較少且流動性較佳的樹脂等級。並藉此來減少維護，並以對模具降低負荷之成形，求取長壽命化。而在玻璃纖維等

6、強化材料方面，也在製品設計的容許範圍內，使用含有率較低的樹脂等級，以便減少因為模具磨損導致的精度降低及破損第二、為了要活用一般市面上販賣之模具標準零件，也會變更製品形狀，使製品的輪轂(boss)直徑及肋部(rib)形狀和其規格尺寸一致。如此，磨耗及破損的零件可以較容易取得及更換。效果上，不論是國內或海外，都可以迅速處理，對推動海外生產上，也有很大的貢獻。第三、對製品形狀重新檢討，設法使模具構成更為簡單。例如，使分模線(partingline)儘可能為單純平面，或設法使滑蕊(slidecore)的必要形狀可以固定側蕊(core)及可動側蕊來構成等，必要時，也會進行外觀的設計變更。利

7、用這些變更，使模具更為簡單，不但可以提高維護性，也可減少模具破損等問題。以往，這些措施都是在製品化的量產階段進行，近年來則在手製(hand-made)階段就開始考慮製品設計，在製品化的早期階段就發現並解決問題，使製品化的時程縮短，迅速進入順暢的量產階段。實施了採用所謂3次元CAD/CAM的同步工程(concurrentengineering)，並發揮其效果。【免維護(maintainsfree)】在考慮模具維護性之前，應儘可能以不要維護的模具為目標。以下將針對本公司如何進行維護次