模具設計中如何節約成本-注塑模具的排位設計

注塑模的排位設計要注意力求平衡、對稱，包括澆口個衡、大小製品對稱布置和模具力平衡，使各型腔在相同溫度下同時充模。儘可能採用平衡布局，非平衡布局可通過調節澆口尺寸達到平衡。流道儘可能短，以降低廢料率、縮短成型周期和減小熱損失，一般H型排位優於環形和對稱型排位。對於高精度製品，型腔數目儘可能少些。因為每增加一個型腔，製品精度下降4％，精密模具型勝數目一般不超過4個。模具整體做到結構緊湊，節約鋼材，多個製品時先大后小，同一製品大近小遠，以保證良好的注塑工藝性。

在模具行業，設計階段決定了一個製品80％的製造成本，許多質量特性也是在設計時就固定下來，因此在設計過程中考慮製造因素是很重要的。注塑模的結構往往相當複雜，同時存在很多抽芯機構，在開模時，這些機構也許會發生干涉或抽芯不到位等情況。目前普遍的做法是在進行模具製造加工之前，先進行模具設計的排位工作，通過對排位的檢查可以消除隱患，減少返工和試模次數，保證所成型的塑料製品質量，降低成本，優化模具整體設計。

排位就是通過製品圖設計出模具結構圖，包括澆注系統、脫模機構、抽芯機構、冷卻系統等的設計。目前模具排位的做法有2D排位（AutoCAD軟體）及3D排位（UG及Pro／E等3D軟體）兩種。2D排位能快速直觀地體現模具結構，便於討論和修改，是目前常用的一種手段；對於結構比較複雜、很難用幾個視圖表達清楚的模具，用3D排位是最好的，但3D排位修改不方便、比較費時。對於初學者，一般對模具結構不熟悉，需要不斷修改，優化設計，最好用2D排位；對經驗豐富的設計師可以直接用3D排位，一般修改不多，討論后，在排位的基礎上進行詳細拆模，可以節省很多中間環節。

1 排位設計技巧

1.1 DFM 制定

製造設計（簡稱DFM）是研究設計與製造之間的相互關係，將製造系統融合到模具設計進行總體優化，是提高排位質量和效率不可缺少的工作，一般也作為模具報價的重要依據。

模具DFM是并行設計中的一項重要內容，其目的是在於能夠在設計的早期階段就學慮與製造相關的問題，以減少和儘早發現設計錯誤，縮短模具開發周期，降低成本。在模具廠的DFM中，設計人員需要考慮模具製造過程中的製造相關性和製造約束。這些約束主要是模具的結構約束，一般包括製品材料、縮水率、模具型腔數、進膠形式及位置、分型線、頂出機構類型和位置，以及抽芯形式或斜頂、製品是否有足夠的脫模斜度、是否有倒扣影響成型等。所以DFM也可以理解為排位示意圖，不用考慮製品的大小和具休的情況，如圖1所示。

當有滑塊時，鑲件邊至模坯邊會相對較大，具體來說，要根據抽芯完畢時滑塊還有2／3在模板內計算。定模模板厚度一般等於定模開框深度十25～35mm，當模坯無面板時，定模模板厚度一般等於定模開他深度十強度安全值（安全值可參考模壞面板厚度大小）。動模模板厚度一般等於動模開框深度十強度安全值；墊塊的高度必須保證能順利頂出製品，並且頂針板離支撐板間需要有5～10mm的間隙，不可以當頂針板頂到支撐板上才能頂山製品，所以當製品較高時，要注意加高墊塊。

（3）對導柱要求

有推板的模坯，只能做定模導套、動模導柱。當有滑塊時，導柱一定要先入導套10～15mm，斜導柱才可以頂入滑塊內，當斜導柱特別長時，應做成定模導柱、動模導套，以方便加長導柱；使用頂針板導柱時，必須配置相應的銅質導套；頂針板導柱育徑一般與標準模坯的複位桿直徑相同， 其長度以伸入支撐板或B板10mm為宜。

2.2 澆注系統

流道一般製成U形，這樣流動性較好且省料，寬度一般取2～8mm，深度約等於最大寬度的2／3，側面單邊聯5～10°的脫模斜度，底側需製成全圓角。當模具有推板或為細水口模時，流道不可開在推板或流道板上。如果流道有分支，分流道應比主流道細，以利於注塑壓力的傳遞。在個影響注塑前提下，流道應儘可能小一些，因為流道太細而影響到注塑時，加大流道很容易，而改細流道卻很難。

2.3 冷卻系統

定模冷卻水孔盡量靠近膠位，動模冷水孔盡量走外圈，一般走U形、C形或「一」字形，較深時要走隔水片。冷卻系統首先要保證冷卻均勻，一般水孔直徑為6、8、10mm，與頂針、鑲針或者鑲件間的距離應有5mm以上，水孔到製品的距離保持15mm較為合適，特殊製品如聚乙烯（PE）時，水孔不宜順著收縮方向設置，以防製品有較大的變形。

2.4 頂出機構

（1）頂針位置

應設在不影響製品外觀並且最有利於製品脫模即脫模力最大的地方，同時盡量落在較平的地方，如果分型面斜度較大時，頂針應磨成階梯狀，以增大頂出力。一般來講，帶有柱子、深腔的筋條脫模比較困難，容易頂白或拉傷，要在其底下設置頂針；當確實不能設置時，也要盡量靠近。螺絲柱、定位柱等深孔部位一般要布置頂管或在柱兩側排2根頂針。實心柱底部要排頂針，利於排氣；頂針邊離製品一般應有1～2mm的距離，當頂針頂端低於周邊的模具材料時，頂針邊離製品邊可以小到0.5mm的距離。

（2）頂針大小

頂針能大盡量大，在不影響功能的前提下，一般以φ4～φ6mm為常用，製品特別大時可選用φ12mm或更大的頂針。