模具设计思考流程

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1、模具设计思考流程模具是赋予成品固定的几何形状，用以重复人量生产成品的工具。除了产品外形、肉厚设计，还需要考虑浇口位置，流道排列,冷却管路配置，滑块、顶针、机构等。模具设计思考流程模具设计准则传统上在模具设计，首先考虑的是机构因素，安排分模面、轴向位置、滑块顶针、浇口位置、流道排列等，最后才想到塑料应如何充填。但通常模具设计者本身并不具备成型的概念，不了解究竟多少压力差才能填满整组模穴；为了确保成型性，一般均采取较谨慎保守的方式-加大流道而积，加多浇口数目等；当有了成型问题，塑料跑不到的地方再多开一个浇口…这个现象今

2、天在台湾依然普遍。要得到良好成品，需要了解模具内部的流动行为：塑料在高温下熔融成液态，射出机台赋予一股压力，热熔体会因压力差由高压往低压方向流动。模壁两侧速度较中央为慢，是因受到反方向的摩擦力所致。事实上，在射出充填阶段，仍然可以细分成两部份：1.流动:塑料由喷嘴流出，经主浇道至流道、浇口而注入模穴，由流动起始至刚充满模穴的瞬间，视为流动阶段。2.保压:当完全填满整个模穴后，由于塑料熔体具有可压缩性，来自于射座螺杆的压力持续增加时，此压力升高可以多填入额外约15%的物料。之后，由于冷却造成体积收缩，保压后段更随时填

3、入新塑料以补偿收缩减少的体积，正常情况下可填入约25%的额外体积，这约等于熔融热塑料与冷固态塑料的体积变化。Ti■可麼燼段1模具设计正确观念传统进行一项塑料制品生产前，造形设计人员首先描绘出抽象的外形，以手工捏制出黏土模型，决泄了尺寸后，再交由模具设计人员进行成品图与模具图绘制，完成后再去加工模具。接下来，也许二个月后试模，试模结果经常是发现成型问题，需要反复修模，修的不好还需补模，等试好一个产品时，有时模具已是千疮百孔；而中间过程所浪费的人力与时间更是难以估计！而我们的希望是一次试模就能够得到良好的产品。为什么需

4、要试模？-因为没有人能准确预测塑料在模具内部的成型情况，而这一部份因素却决定了产品质量。当得到的产品不是原先所预期而有缺陷时，只能加以修改，以求得较好的产品。我们能控制的是射出机台上的操作参数，如温度、射速、压力、时间等；当完成射出程序后，得到的成品，我们期望是个良好的产品，表而美观，没有成型缺陷，尺寸安肚，没有凹陷变形等。但在模具内部看不到的黑盒子内，到底发生了什么?中间过程这一部份是我们不了解的，为什么有的产品质量良好，有的却不良率很高呢？为达到最佳设计，设计人员应该先了解模具内部的成型情形，在模具设计前就先把

5、相关因素考虑进来，才能获致良好成品；而CAE正是解读模具内部成型所有信息的有效工具。冷却分析流动分析，可以帮助我们了解塑料在模穴内部的成型情况,用以找出适当成型条件及生产良好产品；冷却分析，则在于设计有效冷却管路与控制冷却条件，缩短成型周期。对人部份产品，冷却时间约占了七成，若能缩减这一部份时间损耗，对生产力来说是大幅提升。进行有效冷却设计之前，应该先了解相关观念：模具可以视为一个热交换系统，热量来源是熔融热塑料所带进来的热量，再以儿种方式散失，而让成品冷却固化。冷却机构主要为：1.金属模板热传导。2.对流及非常小

6、部份的辐射散到大气中。熱散失：對流，鶴射模板0Q¥熱重流入冷卻永冷却水在管路中的流动形态可以分为层流与乱流，乱流才能有效带走热量，因此冷却液流率需控制在乱流范围内。下图是层流与乱流时，管内液体与金属模壁间的温度梯度；由左图可以了解，层流时模壁温度较高，是效率差的设计方式。•9度役冷水/粳嚏冷却速率快慢，则影响到内部的分子配向性与结晶性。均匀的冷却，能产生均匀的收缩，是最理想的设计方式。但由于儿何上的非对称，产品内外容易形成不同热集中区，该区是最慢才冷却的，也因此造成了收缩较人，成品翘曲。HOT每一条冷却水路所涵盖的

7、有效区域则应加以考虑，例如下图左，对同一个平面，两个大管径产生的效果，并不会比图右开五个小管来得均匀。NONUNIFORMHEATREMOVALLARGELYUNIFORMHEATREMOVALLargespacinga4.PartthicknessWChanneldiameteD+smallspacingb<2mm+largechanneldiameteQ<4mm<6mm2.Spacingb=2-3Xchanneldiameter3.Spacinga=max3Xchanneldiameter同样的，相同管径，但也

8、要考虑热量集中程度，而需有位置上的调整，下图T型对象，两而相交处是热集中点，因此肋部背后是较多热量的位置，此处水路应靠近些；而内部两个角落处，则适合加开两个小管，才能有效达到均匀冷却。水流的安排，则有串联与并联两种基本型式。但因为并联方式管中流量被分散，效率会降低，一般均采用串联式。对某些长深区域，水管能加工区域有限，则采用导管或挡板方式(bubbler&b