BTB模具设计注意事项课件

BTB模具設計注意事項

本課程的主要目的:讓學員了解BTB產品模具設計的基本步驟及相關注意事項.上課時間﹕2H(含考試時間)

前言目錄

1.產品簡介2.潛在問題分析3.模具開發設計4.結語3.1.標準模具選擇3.2.機型及周邊設備選擇3.3.分型面建立3.4.模仁拆分3.5.反補償設計3.6.模仁排氣槽設計3.8.澆口及流道佈置3.9.模仁材料選擇~page10~page20~page24~page273.7.頂針布置~page32成品料號：QTS1154A-0121(-8F)

採用SMT焊接。模號：884-1491料號：013-0001-23231.産品簡介contacthousing產品名稱﹕0.6P154POSREC.BTBCONN.HOUSING客戶：Quanta特點：1.finepitch:0.60mm模仁強度弱.2.pin數多:154POS難充填.3.扁平長條型:50.3mmX5.4mmX3.3mmwarpage.2.潛在問題分析Material:LCPMeltingTp:360ºCMoldTp:85ºCMax.InjectionPressure:40.67MpaFillingtime:0.1sec最後充填區端側單點進膠2.1.C-MOLD模流分析：2.2.C-MOLD模流分析：Warpage模式2.潛在問題分析2.3.C-MOLD模流分析：合膠線位置2.潛在問題分析此HOUSING與廠內現有0.6PBTB150POS（013-0015-874）產品類似﹐高度比874矮1.5mm﹐長度略長﹐PIN數僅多4個﹐但PIN孔結構不同。故可將現有874模具狀況作為設計參考資料﹐參閱874模具圖。2.3.廠內類似產品比較：1.使用原料：LCPE130I2.pitch:0.60mm3.pin數:154POS4.扁平長條型:50.3mmX5.4mmX3.3mm料號：013-0001-23231.使用原料：LCPE130I2.pitch:0.60mm3.pin數:150POS4.扁平長條型:43.3mmX6.9mmX4.5mm料號：013-0015-8742.潛在問題分析2.4.013-0015-874資料X=1.001﹐Y=1.002﹐Z=1.0032.4.2.問題點:(1)產品Warpage(SPEC:0.07mmCHECK0.10mmMAX）已改善OK(2)產品粘模頻繁未解決2.4.1.收縮率:2.潛在問題分析2.5.設計前收集資料小結：(1)由于產品為細長結構,成型后一定會翹曲,此HOUSING外形結構與874類似﹐且模流Warpage模式相同,而874采用反補償后平面度CHECK0.07mmMAX,已達到要求﹐故設計時可采用同樣的方法解決Warpage問題.

(2)874粘模現象未能解決,故此套模在設計時分型面時,應重點考量.

(3)經模流分析的結果,產品遠膠口端為最後填充區,故模具排氣須重點考量.(4)finepitch模仁強度弱,模仁結構須重點考量.2.潛在問題分析3.1.標準模具選擇3.模具開發設計開模方向標準化:減少重復的設計,縮短開發L/T。無成型死角3.2.機型及周邊設備選擇根據3D計算的結果，該產品重量約為0.7g。FANUC30iA螺杆直徑Φ19，滿足注射要求，且標準模座尺寸適合在30t機台上使用，故選用FANUC30iA。另外，為減少產品過SMT會發生變形，故周邊設備需配套模溫機。加速熔融樹脂流動，減少產品內部組織應力。FANUCα-50iFANUCS2000i50AFANUCα-100iFANUCα-30c水式模溫機：140℃機台噸位的選擇：原料滯留時間計算：重量=體積＊密度=0.7g/pos3.模具開發設計3.3.分型面建立A面B面分型面3.模具開發設計3.3.1.外部分型面的建立分型面3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立此處有倒角COVERPIN分型面的選擇3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立方案一方案二分型面平貼式配合(對靠式）卡口式配合（對插式）3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立以方案一設計，公模PIN細長，形成一懸臂梁結構，變形計算公式計算如下：變形量δ=WL3/8EI取工程分析結果建議射壓W=600Kgf/cm2E=21000Kgf/mm2I=bh3/12L=2.5mm計算結果得δ=1.35mm﹐即近澆口第一支PIN的變形量會超過1mm。hbL公模COVERPINW：每單位壓力E：模具材料的屈服強度I：截面系數(慣性矩）L：長度8：壓縮系數=6KG/mm2（彈性模量）3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立以方案二設計，卡口結構，公模PIN縮短一些，且得到卡口的支撐而加強，形成一複雜兩端固定梁結構，按變形計算公式詳細計算，計算得最大變形為δ≒0.015mm﹐示意圖如下所示：紅色陰影部分即為卡口加強部分公模PIN母模PIN母模COREPIN公模COREPINhbL3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立方案一強度不夠，在一定的射壓下會產生大變形，PIN可能會折斷；方案二強度易保證，且尺寸僅受模仁加工水平的影響，故採用方案二較爲合理。平貼式（對靠式）：優點：1.模仁拆分簡單方便。2.模仁組配時無需鉗工修配。缺點：1.耐沖擊性差。2.模仁壽命短。3.尺寸不穩定。適合：1.2mm以上PITCH產品分型。卡口式（對插式）：優點：1.耐沖擊性強（在一定的壓力下）2.可延長模仁壽命。3.尺寸安定。缺點：1.模仁拆分復雜。2.模仁組配時需鉗工精修配。適合：finepitch產品分型3.模具開發設計3.3.2.內部分型面的建立由此表可見A，B接觸面積﹐特別是與開模平行方向上的接觸面積遠遠大于母模。A：公模側B：母模側3.3.3公母模包附面積計算：公模側/母模側選取：公模包附面積應大於母模接觸面積。比例3：23.模具開發設計模仁拆分的原則是﹕保証尺寸精度﹐易于加工﹐利于排氣﹐方便組配。對BTB產品而言﹐CTF尺寸大多要求在±0.02mm~±0.03mm﹐COREPIN部分須以磨床加工才能保証精度﹔類似PIN數較多的產品﹐COVERPIN拆分過細,組立累積公差較大,孔正位度不易保証﹐將COREPIN做成一整體可消除累積公差的顧慮,保障模仁尺寸精度。若產品為全對稱結構﹐須滿足模仁可對稱使用﹐減少多余件號,增強互換性。3.4.模仁拆分3.模具開發設計母模公模3.4.1.對稱件的拆分減少重復模仁拆分時間共5件共5件3.模具開發設計模仁拆分為三件模仁（F21A,M20A,M21A)R角配合3.4.2.模仁R角設計：M20AM21AF21AM21AM20AF21A3.模具開發設計模仁拆分時應盡量避免R角配合﹐但受模仁強度受限制及加工限制﹐U型槽底部必然存在一個R圓角。鴻准最高加工精度為R0.03mm﹐當前加工的模仁一般在R0.05mm﹐如此配合必然產生間隙﹐從而導致毛邊產生。於此兩処配合時必定產生間隙，大多數毛邊由此產生外直角內直角3.模具開發設計3.4.2.模仁R角設計：3.5.反補償設計0.11mm依產品輪廓的不良模式，將對應成型部位的模仁按反方向補償或消減一定量的肉壁，此方法稱為補償法改善尺寸，外型。3.模具開發設計對于細長產品必須要加開排氣以利于充填。依塑膠原料特性在成型面0.30mm以下開一不小于0.20mm深的槽﹐且外側倒角不小於C0.2和模具外連通。如若開一十字交叉型排氣﹐效果更加明顯。故在產品模流分析的最後充填區,即尾部F23A處開一十字交叉型排氣0.01mmx2mm。其余充填區以0.30mm以下開一0.20mm深的排氣槽。3.6.模仁排氣槽設計3.模具開發設計最後充填區1x0.008DEEP2x0.20DEEPC0.2遠澆口端按上圖十字交叉方式開設排氣槽其餘地方按下圖方式開設排氣槽LCP：0.008mmMAX允許間隙：PPS：0.006mmMAX與模外空氣相連3.模具開發設計此HOUSING本身是全對稱結構﹐頂針以對稱﹑盡可能多的原則布置。但中間龍骨處由于采用卡口結構﹐其寬度只有0.38mm﹐已無法再布置頂針﹐故以淘料孔兩邊各布8根扁頂針以增強頂出。3.7.頂針布置0.38mm無法布置頂針16-3.0x0.3mm4-Φ0.5mm4-Φ0.6mm3.模具開發設計平橫布置0.05mmmin0.20mmmin流動平衡，GATE設在中間進澆。流道做成弧形以減少壓力損失，澆口採用半圓型，有較強的剪切力。3.8.澆口及流道佈置GATERUNNERT型流道設計：節省多余料頭的產生（次料）3.模具開發設計RR角此次設計的模仁多為細長薄結構﹐要求PIN需要有較高硬度﹐韌性﹐一定的耐磨性和良好的加工性。SKD61可以滿足上述要求﹐鴻准建議VIKING材料﹐其許多特性已超過SKD61﹐故COREPIN選用VIKING﹐其余選用SKD61﹐BLOCK部分需要變形小﹐耐磨好﹐選用SKD11。3.9.模仁材料選擇3.模具開發設計4.結語（1）設計模具時的准備工作非常重要﹐盡可能詳細調查類似模具的現有狀況﹐以及改善方式﹐以免重蹈覆轍（平面度的CHECK0.03mm﹐一次性OK﹐節約財力﹑人力）。（2）關于公母模接觸面積以及收縮率等不能生搬硬套﹐應該結合廠內類似及競爭對手樣品以實際情況加以分析﹐以減少出現預料不到的問題。（3）開模時的強度計算和工程分析是很重要的﹐直接否定了可能產生斷PIN的模仁﹐預測出了正確的設計方向。（4）模仁公差﹑加工要求的選擇﹐R清角的處理直接影響產品的精度和外觀。（5）不足的是由于開發周期的限制﹐未能對模座及BLOCK考慮太多﹐模座和BLOCK或多或少會對產品的品質產生一定影響。--持續改良，完善不足之處才是進步！4.結語鎖模力計算鎖模力P=(A1+A2)XPRA1為產品在分型面上的投影面積A2為流道在分型面上的投影面積PE為塑料的射出壓力對于無玻纖塑料PE=6KG/mm2對于含玻纖塑料PE=12KG/mm2對于含玻纖﹑薄壁﹑小型物品PE=15KG/mm2P=(A1+A2)XPE=(908(2cav)+187)X15=16425KG再乘以安全系數1.5即24t的注塑機即可滿足要求。故選用30tFANUC可以滿足要求。3.模具開發設計塑料滯留時間滯留時間T(m)=FANUC30t∮19螺桿的最大注射量為150cm3LCPE130i的密度為1.6g/cm3LCPE130i原料最大滯留時間為30分鐘﹐以上計算選用FANUC30t∮19螺桿可滿足要求。理論最大注射量(cm3)X密度(g/cm3)X周期