模具專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)分析與改造

趙 錢

（江蘇省常州技師學(xué)院，江蘇常州 213000）

1 快換模架與模芯的研究價(jià)值

在國內(nèi)外的模具制造企業(yè)中，常用的模架有兩大類：標(biāo)準(zhǔn)模架與非標(biāo)模架。標(biāo)準(zhǔn)模架是模具設(shè)計(jì)師根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，然后根據(jù)模具結(jié)構(gòu)購買相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模架，模架的尺寸參數(shù)不能自定，只能選用，缺乏一定的靈活性。非標(biāo)模架是由于市場上的標(biāo)準(zhǔn)模架不能滿足產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)需要，根據(jù)設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)，自行加工或外包加工模架，生產(chǎn)周期較長，價(jià)格比標(biāo)準(zhǔn)模架高2 倍左右。有些塑件產(chǎn)品本身即可以使用標(biāo)準(zhǔn)模架又可以使用非標(biāo)模架，但處于經(jīng)濟(jì)性衍生出快換模架，在教學(xué)過程中，對于學(xué)習(xí)者，快換模架的認(rèn)知更加易懂，更加能夠達(dá)到學(xué)習(xí)者對模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)習(xí)效果。

1.1 企業(yè)的模具生產(chǎn)特點(diǎn)

通過觀察，許多模具企業(yè)為了提高工作效率，根據(jù)自身的生產(chǎn)條件，把模具中能夠加工的部分保留，一般主要為模具中的核心零件，其他非重要零件通過合作方式發(fā)外加工，特別是非標(biāo)模具的制作最明顯。這種方式省時(shí)、省工，使整個(gè)模具的生產(chǎn)周期縮短很多。作為學(xué)校，從培養(yǎng)學(xué)生的角度，第一不能降低教學(xué)質(zhì)量，第二模具專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容要貼近生產(chǎn)實(shí)踐，第三要兼顧實(shí)習(xí)成本，但所有的制造過程都在學(xué)校進(jìn)行，因此模具教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)知識的完整性，而企業(yè)強(qiáng)調(diào)周期和效益性。

1.2 學(xué)校的模具生產(chǎn)特點(diǎn)

面對教學(xué)的對象，使得每個(gè)學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到整套模具的加工要點(diǎn)和過程，同時(shí)兼顧實(shí)習(xí)成本。通過對標(biāo)準(zhǔn)模架的技術(shù)改造及工藝革新研究，將其結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，教學(xué)過程中模具核心零件加工得到充分體現(xiàn)，而非重要零件不要進(jìn)行制作或采購，因此可以降低實(shí)習(xí)成本并且便于教學(xué)，不影響教學(xué)質(zhì)量，能夠達(dá)到教學(xué)預(yù)期。

1.3 模具生產(chǎn)的要素

模具制造實(shí)習(xí)中，除了必要的模架外，針對不同的教學(xué)課題，模架的價(jià)格隨著大小和結(jié)構(gòu)不同會(huì)也發(fā)生很大變化，所對應(yīng)的刀具采購也是一筆較大支出，另外還需要大型設(shè)備完成模具的加工，如數(shù)控銑、線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)、精密檢測設(shè)備等，這對于普通學(xué)校來講承受不起。如果利用快換模架和模芯進(jìn)行教學(xué)，只需要對模芯進(jìn)行采購，價(jià)格在800 元左右，模架的實(shí)習(xí)成本大大降低。因此結(jié)合模具的上課課題，設(shè)計(jì)與制造快換模架是節(jié)約實(shí)習(xí)成本的途徑之一。

2 快換模架與模芯的結(jié)構(gòu)研究

快換模架的開模功能應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)模架的功能相同，其模架本身不會(huì)參與成型，模架與產(chǎn)品的尺寸和結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，在技術(shù)改造時(shí)，要注意導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合的精度，因?yàn)閷?dǎo)柱孔與導(dǎo)套孔的精度直接影響動(dòng)、定模的合模精度及使用壽命，這與產(chǎn)品的生產(chǎn)量及產(chǎn)品的精度要求有著直接的關(guān)系。

2.1 工業(yè)模架結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換

一般兩板模中，由于成型塑件的結(jié)構(gòu)不同，型芯板、型腔板與頂針固定板都會(huì)根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但其他零件的結(jié)構(gòu)或功能幾乎不發(fā)生變化，因?yàn)樾枰庸せ蚣庸さ膬?nèi)容相同，并不取決于塑件結(jié)構(gòu)，所以把標(biāo)準(zhǔn)模架共性的部分設(shè)計(jì)成固定的部分，稱為快換模架，而將型芯板、型腔板與頂針固定板設(shè)計(jì)成可快換的部分，稱為快換模芯。因此可以把標(biāo)準(zhǔn)模架拆分成快換模架與快換模芯，如圖1 標(biāo)準(zhǔn)模架的拆分圖。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)模架的拆分圖

2.2 快換模架結(jié)構(gòu)的定義

在兩板模的結(jié)構(gòu)中，如圖2a 的標(biāo)準(zhǔn)模架里，動(dòng)模部分的定模座板與型腔板通過螺釘聯(lián)接；定模部分的動(dòng)模座板、模腳與型芯板也是通過螺釘聯(lián)接。定模座板與動(dòng)模座板是模具的基座，主要用來安裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)上，不是參與成型的零件。在模具制造過程中，動(dòng)、定模板加工的量較少或類似，所以該結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成固定的結(jié)構(gòu)，如圖2b 中的快換模架?？鞊Q模架中的U 型框與動(dòng)模座板通過螺釘聯(lián)接，U 型框的作用相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)模架的模腳。在快換模架中，增加了上橫梁與下橫梁，上橫梁與定模座板用螺釘聯(lián)接，通過定位銷定位。下橫梁與U 型框用螺釘聯(lián)接，通過定位銷定位。上橫梁中安裝有導(dǎo)套，下橫梁中安裝有導(dǎo)柱，通過導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合，形成動(dòng)、定模座的開合模，功能與標(biāo)準(zhǔn)模架的導(dǎo)柱、導(dǎo)套功能相同。兩種模架，標(biāo)準(zhǔn)模架是一次性使用，而快換模架可重復(fù)使用。

圖2 模架

2.3 快換模架與模芯的裝配關(guān)系

模架中的型腔板與型芯板主要是成型塑件的核心零件，在模具制造過程中是主要的加工對象，用一種快換式的模芯代替標(biāo)準(zhǔn)模架中的型芯板和型腔板，同時(shí)具有脫模裝置的結(jié)構(gòu)，在教學(xué)中同樣能體現(xiàn)塑料模具的基本結(jié)構(gòu)，也能進(jìn)行裝配和試模，如圖3 快換模芯。快換模芯中的上蓋板與型腔板有螺釘聯(lián)接，并有銷釘定位；下蓋板與型芯板有螺釘聯(lián)接，有銷釘定位；頂針固定板、頂針墊板、復(fù)位桿、彈簧等組成脫模裝置，其功能與標(biāo)準(zhǔn)模架相同。圖4 為快換模芯與快換模架之間的裝配關(guān)系，快換模芯通過上、下蓋板與模架上的橫梁進(jìn)行配合，在教學(xué)過程中，學(xué)生只需要根據(jù)塑件圖，對快換模芯中的型腔板、型芯板、頂針固定板進(jìn)行加工，包括頂針的切割，通過鉗工裝配，放入到模架中即可，而模架本身就已經(jīng)安裝在注塑機(jī)上，試模和修模時(shí)，只需要將快換模芯從模架中取出，較方便，避免了像標(biāo)準(zhǔn)模架那樣，為了修模需要通過龍門吊或起重設(shè)備，反復(fù)從注塑機(jī)上裝、卸模具。另外從教學(xué)安全上考慮，也大大降低了事故發(fā)生的可能性，實(shí)現(xiàn)可操作性很強(qiáng)，也有助于學(xué)生了解模具的結(jié)構(gòu)。

圖3 快換模芯

圖4 模芯與模架的虛擬裝配

3 結(jié)束語

在面向模具專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程中，有效降低教學(xué)成本又能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的思考。通過對標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)的分析，進(jìn)行了工藝的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)改造，研究了一種快換模架與模芯的結(jié)構(gòu)，達(dá)到了降低教學(xué)成本而不降低教學(xué)效果的目的，使模具實(shí)訓(xùn)課程中的可操作性有效展開，使學(xué)生的參與度得到提高，使教學(xué)評價(jià)更貼近實(shí)際。