SMC模具结构设计(SMC_Mold)

1、SMC模具结构设计SMC模具结构总体来说，垂直分型结构设计确保成型压力有效地施 加于制品上.从而使制品获得良好表面？并又有足够间隙使空气逸 出口溢料间隙的平行段长度均可变化.其尺寸取决于特定制品的大 小与形状,小制品溢料间隙最好为0.08皿，而大制品则溢料间隙应 增大,最大约为（MWinin,溢料间隙过小，空气逸出困难；过大则会 助长在该方向的流动而导致纤维取向，产生波纹,削弱制品强度， 溢料区平行段的长短，根据模具内的要求的不溢性程度而确定,一 般来说，平行段越长，不溢性程度越高，有利于SMC进入筋与槽等 位置，制品表面质量好。但平行段过长、不溢性程度过高容易裹 气，在形状复杂制品中造成表面

2、气孔.对于复杂制品的模具，采用垂直分型结构时制造较困难,且价格昂 贵，而采用半溢性水平分型模具结构，则比较合适.其溢料间隙与 垂直分型结构的间隙在同一相围之内模槽壁斜度也为2,，但在某 些场合下，为增加模具不溢性,斜度可适当减小.从制品边嫁到模 壁间的距离可以变f匕 回凸区宽度必须保持在ZOEOirmi范围内,由 于凸台区承受了一定压力，因此降低了制品所承受的有效压力, 一 般设计凸台面之间间隙为0.080/3mm从凸台到溢料线部分应有L0- 1.5mm间鼠以避免在该点产生流动限制.5虹模具顶出/导向系统设计顶出系统：顶出系统用于压机开启后制件从阳（或阴）模上的分 离，即制件脱模,它通过装在模

3、具中的顶出外在液压、气动阀或机 械方法作用下的动作来实现°对于SMC来说，其模具顶出杆的设计 稍显特殊化，通常需要空气能从顶出杆下部排出，同时利于毛刺的 清除，顶出杆端部须与模具紧笔配合，且顶出杆表面光泽，硬度为 RC6580,总体配合应有0050.13mrrVio导向系统：对于SMC成型用模具，其导向系统必须非常坚固，能 够抑制由于阻碍料流而产生的任何方向的力。采用矩形柱导向比圆 柱导向的定位更准确，剪切边磨损更小。导向柱最小长度应保证阳 模进入阴模前已进入衬套相当于其直径一半的长度。导柱最小直径 为模具长度加宽度的2%,衬套应有出气孔和润滑附件。导柱端面应 有一定锥度或圆弧过渡。

4、SMC制品壁厚和筋与凸缘的设计壁厚：由于SMC有良好的流动性，它可以成型各种薄壁、深腔 的模制品，也可以成型具有变厚度的制品。SMC制品最厚截面应保 持在13mm以下，制品过厚将增加模制时间，若厚度超过25mm时易产 生热积聚，若有必要可采用特殊的引发体系。同时，SMC制品应避 免过薄尺寸，最小尺寸为0.6mm,大面积薄壁制品至少应1mm厚度3 由于壁厚不均易引起引起固化度不均而易产生变形，因此在SMC制 作设计中应避免厚的厚薄不均，若必须变化壁厚的旅话，应在接合 部采取圆滑过度，不可有尖角。筋与凸缘：对于薄壁制件，为增加刚度，防止制品变形，常常 设计加强筋和凸缘。筋的每侧都应有1。斜度和3m

5、m以上的过渡半 径。当筋必须位于零件的平面部位时，应设计得尽可能薄，但又不 能小于首页上一页1： 2,3 4 5 6下一页尾页3mm,若筋过粗，则在筋的背面会出现缩坑现象。如果把筋设计在 变轮廓区或有两面装饰区的背面后，可使肉眼看一到缩坑的存在， 加强筋的端面，不应与制品的支承面在同一平面内，应留有1mm以 上的间隙。采取凸缘可提供制品刚性和防止边缘部位的翘曲变形。凸缘和边 缘加厚取决于制件的结构形状，凸缘厚度一般为平板厚度的两倍。SMC制品用嵌件设计嵌件：在SMC模压制品中，常可嵌入各种尺寸形状的嵌件，其目 的在于改善制品的局部物理机械性能，便于与邻近部件的机械连 接。当然，嵌件的介入，会使

6、SMC制品的整个制造过程复杂化， 同时存在嵌件设计与加工制造，以及在模具中安装定位等技术问 题3根据制品成型时是否加入嵌件，可分为两种嵌件镶嵌方式， 即预埋嵌入和成型后嵌入。预埋嵌入是在制品成型前。预先把嵌 件在模具中定位，压制后即与SMC本体连成一体。它是常用的嵌 入方式，具有最强的固定。通常采用铜或铝质金属嵌件，这样可 以减少由于嵌件定位不好而损伤模具的可能性。成型后嵌入，是 在SMC模制品中的模制孔洞或后加工孔洞中，装入嵌件并固定。对于SMC制品用嵌件，设计时应注意以下事项: 嵌件用金属材料的热胀系数应与SMC尽可能接近;3/8 ;首页 上一页1 2 314汴一页 尾页嵌件周围SMC料层

7、不宜太薄，否则会因收缩而使制件破 坏；小型圆柱形嵌件可用开槽或滚花结构以保证嵌件牢固地固 定在SMC本体内，滚花槽深小型嵌件受力很小 时，可只采用菱形滚花而不用开槽.为保证制件强度，防止料流入摞纹中，嵌件高度应高于凸 起部高度。当嵌件为通孔而且嵌件高度与制件高度一致时，因嵌件高度有公 差，合模时易将嵌件压变形。所以制件高度应设计高于嵌件0.05mm SMC制品开孔和飞边设计起部与孔洞：对于SMC模制品的凸起部，其设计规则同时加强 筋。应在凸起部上模制孔洞，以减少凸起部的重量,凸起部的肩部 宽度应大于孔径的4/8首页上一页2 3 4 5 6 7下一页尾页22.5倍。凸起部的位置设计很关键，若安排

8、不当，会引起熔接痕而 造成制品破坏。在SMC模压制品上，可以设计有各种形状的孔洞。根据孔洞的结 构形状与方向，常分为工艺孔和非工艺型孔。工艺型孔的截面形状 简章而规则，而非工艺型孔一般指孔的截面形状不规则，或纵向截 面结构无法模制，工艺型孔具有良好成型工艺性，且成型零件制造 容易。而非工艺型孔的成型零件加工制造困难，一般情况不采用， 若非设计不可的话，可采用后机械加工方法。在采用模制孔洞时， 必须考虑孔径与其位置的关系。飞边：制品的结构形状决定了SMC模制品模具分型面，毛边产 生于各分型面的间隙中，而毛边必然要导致模制品质量的恶化和尺 寸精度的下降。因此，进行SMC制品设计时，要考虑到制品上毛

9、边 的产生及其位置。一般遵循如下原则： 毛边应易于清除，毛边应尽量安排在边缘棱角处：尺寸精度要求严格的部位不应有毛边；表面光洁度要求高的部位也不应有毛边。SMC制品脱模斜度设计一般来说，SMC制品机械强度较高，所以可承受较大的脱模力°但 由于SMC成型压力大，常常使制品和模具紧紧粘在一起，若脱模力 过大易引起制品变形和内部裂纹。因此，须在所有平行压制方向的 表面上设计有最小为1的脱模斜度，减少脱模力，并利于料流，改善 成型工艺性。SMC成型用模具材料模具材料根据SMC模压成型工艺特点和制品要求，在模具材料 的选用中应保证它能够长时间承受高温高压，不发变形，并具有 良好耐磨性，能产生高

10、级表面光洁度，淬火过程尺寸稳定性好， 具有良好机械加工性，具有良好的耐磨独性，以及为便于模具修 理与改进而具有焊接性。用于SMC成型用模具的材料主要是工具钢。根据处理方式不 同，可分为3种。预硬化处理钢，其最大优点主要是机械加工后不需完全热处 理，因此变形小；匚9:首页正34国6回回了一页尾页一 一 一- ” - -« WW -表面淬火钢，其表面硬度高，耐磨性好；正火钢，其变形极小，尺寸稳定性好，机械加工性也很好， 易获得高光洁度表面。实际上，适合SMC成型用模具的钢材种类十分繁多，可根据具 体需要作出选择，同时，对于各部件的特殊要求，选择不同性能的 材料。SMC模具设计细节拔模斜度

11、 型腔拔模斜度的设计，有利于制品脱模。拔模斜度通 常不超过3。准确的斜度一般由脱模深度来决定，粒化或波纹表面常 需更大的拔模斜度，通用经验规则是；每0.02mm表面波纹深度需加 1。拔模斜度其他细部设计通常，成型杆的加入是为了除去凸起部多余的材料或模制供机械 紧固用的孔洞。在制品中，成型杆位置应位于接近模制件的周边。 为避免模具损伤，成型杆硬度值应规定得低一些，一般为RC25-30。垫块用于控制作用在弯曲制品上的侧压力，它常用螺栓连接在模 具中，应保证在剪切边相互接触前上下模垫块间有50mm垂直滑 动。一般要用耐磨材料。模台是用于阻止在加料量不足以完全充模而引起的模具完全合 模。要求能承受很高

12、压力。通常模台分散固定在上下模上。常采用 淬火钢材料。硬度为7/8声比互瓦5 6 7 8卞项尾页RC45-55.SMCIU晶模压模具制作流程一、接受任务书 成型 SMC 制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下： 1. 经过审签的正规制件图纸，并注明采用产品的牌号、 技术参数等。 2. SMC 制件说明书或技术要求。 3.生产产量。 4. SMC 制件样品。 通常模具设计任务书由 SMC制件工艺员根据成型SMC 制件的任务书提出，模具设计人员以成型SMC 制 件 任 务 书 、 模 具 设 计 任 务 书 为 依 据 来 设 计 模 具 。二、收集、分析、消化原始资料收集整理有关制件设计、

13、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。1. 消化 SMC 制件图，了解制件的用途，分析 SMC 制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如 SMC 制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么， SMC 件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于 SMC 制件的公差，能否成型出合乎要求的 SMC 制件来。此外，还要了解SMC 产品的固化及成型工艺参数。2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型

14、等要求是否恰当，能否落实。 成型材料应当满足 SMC 制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据SMC 制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。3. 确定成型方法采用直压法、铸压法还是注射法。4、选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。 例如对于模压机来说， 在规格方面应当了解以下内容： 模压容量、模压力、速度、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、开模方式、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、 浇口套定位圈尺寸、 模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关

15、参数。 要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的模压机上安装和使用。 5. 具体结构方案（一）确定模具类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式） 、铸压模、注射模等。 （二）确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备， 理想的型腔数， 在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该SMC 制件的工艺技术和生产经济的要求。对SMC 制件的工艺技术要求是要保证SMC 制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使SMC 制件的成本低， 生产效率高， 模具能连续地工作， 使用寿命长， 节省劳动力。三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多，很复杂：1. 型腔布置。根据S

16、MC件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。对于压制模来说，SMC制件精度，温度控制方式，固化时间及动作先后工序等。2. 确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、 脱模及成型操作， SMC 制件的表面质量等。 3. 确定布料方式（ SMC、 DMC 、 BMC 的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小） 。4. 选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出） ，决定侧凹处理方法、抽芯方式。 5. 决定冷却、 加热方式及加热冷却沟槽的形状、 位置、 加热元件的安装部位。6. 根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具

17、零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。 7. 确定主要成型零件，结构件的结构形式。 8. 考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。 以上这些问题如果解决了，模具的结构形式自然就解决了。这时，就应该着手绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。 四、绘制模具图 要求按照国家制图标准绘制， 但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。 在画模具总装图之前， 应绘制工序图， 并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明 "工艺尺寸 "字样。如果成型后除了修理毛刺之外， 再不进行其他机械加工， 那么工序图就与制件图完全相同。 在工

18、序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。1. 绘制总装结构图 绘制总装图尽量采用 1： 1 的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。 五、模具总装图应包括以下内容： 1. 模具成型部分结构2. 模压系统、排气系统的结构形式。 3. 分型面及分模取件方式。 4. 外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。5. 标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。6. 辅助工具（取件卸模工具，校正工具等） 。7. 按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。 8. 标注技术要求和使用说明。 六、模具总装图的技术要求内容：1. 对于模具

19、某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。 2. 对模具装配工艺的要求。 例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm 模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 3. 模具使用，装拆方法。 4. 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 5. 有关试模及检验方面的要求。 七、绘制全部零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。 1. 图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总装图一致，图形要清晰。

20、2. 标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。3. 表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注"其余 3.2。 "其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。 4. 其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、 技术说明等都要正确填写。 八、 校对、审图、描图、送晒 A. 自我校对的内容是： 1. 模具及其零件与 SMC 件图纸的关系 模具及模具零件的材质、 硬度、 尺寸精度，结构等是否符

21、合SMC 件图纸的要求。 2. SMC 制件方面SMC 、 DMC 、 BMC 料的流动、缩孔、熔接痕、裂口，脱模斜度等是否影响 SMC 制件的使用性能、 尺寸精度、 表面质量等方面的要求。图案设计有无不足， 加工是否简单， 成型材料的收缩率选用是否正确。3. 成型设备方面模压量、压力、预压力、保压力、脱模力够不够，模具的安装、SMC 制件的南芯、脱模有无问题，导套、顶杆、抽芯是否正确地接触。 4. 模具结构方面1 ) .分型面位置及精加工精度是否满足需要， 会不会发生溢料， 开模后是否能保证 SMC制件留在有顶出装置的模具一边。 2 ) .脱模方式是否正确，推广杆、推管的大小、位置、数量是否

22、合适，推板会不会被型芯卡住，会不会造成擦伤成型零件。 3) .模具温度调节方面。加热器的功率、 数量； 冷却介质的流动线路位置、 大小、 数量是否合适。4) .处理 SMC 制件制侧凹的方法，脱侧凹的机构是否恰当，例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。5) .排气系统的位置，大小是否恰当。 5. 设计图纸1). 装配图上各模具零件安置部位是否恰当， 表示得是否清楚， 有无遗漏2). 零件图上的零件编号、名称，制作数量、零件内制还是外购的，是标准件还是非标准件，零件配合处理精度、成型SMC 制件高精度尺寸处的修正加工及余量，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、 叙述

23、清楚。 3). 零件主要零件、 成型零件工作尺寸及配合尺寸。 尺寸数字应正确无误， 不要使生产者换算。 4). 检查全部零件图及总装图的视图位置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。 6. 校核加工性能 (所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标分钟等是否有利于加工) 7. 复算辅助工具的主要工作尺寸B.专业校对原则上按设计者自我校对项目进行；但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。 描图时要先消化图形，按国标要求描绘，填写全部尺寸及技术要求。描后自校并且签字。C.把描好的底图交设计者校对签字，习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查，会签、检查制造工艺性，然后才可送晒。D.编

24、写制造工艺卡片由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并且为加工制造做好准备。 在模具零件的制造过程中要加强检验， 把检验的重点放在尺寸精度上。 模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行检验， 主要的是检验模具零件的性能情况是否良好，只有这样才能俚语模具的制造质量。 九、试模及修模 虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计， 但是人们的认识往往是不完善的， 因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。 SMC 件出现不良现象的种类居多， 原因也很复杂， 有模具方面的原因， 也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一

25、起。 在修模前， 应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成SMC 件缺陷的原因后提出补救方法。 因为成型条件容易改变， 所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。 修理模具更应慎重， 没有十分把握不可轻举妄动。 其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。 十、整理资料进行归档 模具经试验后，若暂不使用，则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等，涂上黄油或其他防锈油或防锈剂，关到保管场所 保管。把设计模具开始到模具加工成功，检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总 装图、模具零件图、底

26、图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模 记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很 麻烦，但是对以后修理模具，设计新的模具都是很有用处的。l概述模压成型工艺是玻璃钢制品最常见、历史最悠久的成型方法之一， 并且是研究材料性能最常采用的一种工艺方法。它具有成型装置简 单、设备投资小、模具结构简单等特点，在机械化、自动化生产高度 发达的今天，仍是一种最为普及的生产手段之一。然而，进行压缩玻 璃钢制品的模具设计能参考的文献除了教科书、几位前辈所著的专 著、模具设计图例以外，少有人总结模具设计中的关键技巧。模具的加热、保温与冷却及装夹结构是复合材料模具设计不可或缺 的一部分。结构设计

27、直接影响到产品的外观及内在质量均匀性，同时还影响产品的成型效率。2加热、保温与冷却设计2. 1加热管的设计要求钢制加热是几乎所有塑料成型模具设计必须采用的加热手段，可设计为单向接线、双向接线等多种形式，材质上可采用有缝管、无缝管、 不锈钢管等，特点是热损失小、热效率高、排线简单，可根据需要设 计为220V或380V,接线为式灵活多样。但由于其材料和加工工艺 的限制，模具设计中要注意它向身特点。(1)加热管在两端通常有较长的冷端，并不能起到加热的作用。(2)加热段的功率设计尽量不超过 10瓦特/厘米的限制。如30厘 米长的加热管，功率尽可能不要超过300瓦。如果设计功率超过这个 限制，加热管表面

28、负荷较高，钢管易氧化腐蚀，造成短路。(3)对于温度高于250c的模具设计，采用加热管有一定难度。我 曾经利用加热管升温达到420C,但是这种成型温度对加热管质量要 求较高，需要经常检查电路的通畅与短路与否。因为这种条件下加热 管、接线端子、连接用的铜线、钢片等介质非常易于氧化，从而导致 断路。因此对电传输介质需要进行特殊处理， 尽量避免使传导电线暴 露在空气中，延长导线的使用寿命。烙铁芯通常也被作为模具加热管的一种，特点是单位长度功率高(通常直径10mm,长8cm规格的烙铁芯可以达到150瓦的输出功 率)，耐用，安全性好，不易形成击穿短路，可以通过钻盲孔来埋设， 缺点是难以定制设计，拆换时易碎

29、、断。电路设计中不可缺少保险、 空气开关等保险措施，操作地由要保持干净整洁，绝缘良好，操作中 勤于检查电气故障，防止不必要的危险。2. 2加热管的安装钻孔从传热角度上理解，加热管的安装要与模具表面尽可能贴合，以利于加热管的热量尽快传递到模具上。而实际上加热管与模具并没有多 大接触面积，传热的本质是辐射，传导是次要的。因此大部分用于模 具安装的加热管表面都涂有增强红外辐射的涂层， 同时也采用限制设 计功率（10瓦特/厘米）的办法以增长加热管的使用寿命。因此在 加工加热管孔时，尤其是长加热管孔的加工没必要设计太小的配合间 隙，有效的设计方法是在孔的两端尽可能能与加热管严密配合，可以采用填塞、封堵或

30、设计挡片等办法。这种做法可以有效减小加热管的 散热面积以及辐射热量的损失。2. 3加热管的埋放埋放的加热管，最好采用与管内介质相同的氧化镁粉进行充填， 以 降低加热管表面的热负荷，这种方法可以减少管的表面氧化，有效延 长管的使用寿命。有条件的话，加热管的安装孔也最好灌入的氧化镁 粉。2. 4模具保温方法加强模具的保温措施可以减少模具的热损失， 可使模具在较短的时 间内达到预定的生产温度，减少能源浪费。每个工程技术人员对这个 问题都有一套独特的解决办法，我只谈谈我的经验。2. 4. l加热板的保温措施加热板保温通常采用石棉板或石棉布保温，但石棉布不易摆放平 整，对压板的平行度保证也有定的影响。石棉板的种类很多，最常见的是橡胶石棉板，但这种石棉板却不对以用于密封隔热用的材料， 具 有一定的可压级胜，同时在高温时会释放出一种十分难闻的气味， 影 响操作环境及操作人的身体健康。 加热板的保温宜采用石棉纸板，常 见的规格是1000x1000, 35mm厚，板体较为规整，平行度较好， 可压缩性比较