模具專業(yè)標準模架的結構分析與改造

趙 錢

（江蘇省常州技師學院，江蘇常州 213000）

1 快換模架與模芯的研究價值

在國內外的模具制造企業(yè)中，常用的模架有兩大類：標準模架與非標模架。標準模架是模具設計師根據產品結構對產品進行模具設計，然后根據模具結構購買相應的標準模架，模架的尺寸參數不能自定，只能選用，缺乏一定的靈活性。非標模架是由于市場上的標準模架不能滿足產品的結構需要，根據設計的模具結構，自行加工或外包加工模架，生產周期較長，價格比標準模架高2 倍左右。有些塑件產品本身即可以使用標準模架又可以使用非標模架，但處于經濟性衍生出快換模架，在教學過程中，對于學習者，快換模架的認知更加易懂，更加能夠達到學習者對模具設計與制造專業(yè)的學習效果。

1.1 企業(yè)的模具生產特點

通過觀察，許多模具企業(yè)為了提高工作效率，根據自身的生產條件，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，特別是非標模具的制作最明顯。這種方式省時、省工，使整個模具的生產周期縮短很多。作為學校，從培養(yǎng)學生的角度，第一不能降低教學質量，第二模具專業(yè)的教學內容要貼近生產實踐，第三要兼顧實習成本，但所有的制造過程都在學校進行，因此模具教學過程強調知識的完整性，而企業(yè)強調周期和效益性。

1.2 學校的模具生產特點

面對教學的對象，使得每個學生能夠學習到整套模具的加工要點和過程，同時兼顧實習成本。通過對標準模架的技術改造及工藝革新研究，將其結構進行相應改進，教學過程中模具核心零件加工得到充分體現，而非重要零件不要進行制作或采購，因此可以降低實習成本并且便于教學，不影響教學質量，能夠達到教學預期。

1.3 模具生產的要素

模具制造實習中，除了必要的模架外，針對不同的教學課題，模架的價格隨著大小和結構不同會也發(fā)生很大變化，所對應的刀具采購也是一筆較大支出，另外還需要大型設備完成模具的加工，如數控銑、線切割機床、電火花成型機、精密檢測設備等，這對于普通學校來講承受不起。如果利用快換模架和模芯進行教學，只需要對模芯進行采購，價格在800 元左右，模架的實習成本大大降低。因此結合模具的上課課題，設計與制造快換模架是節(jié)約實習成本的途徑之一。

2 快換模架與模芯的結構研究

快換模架的開模功能應該與標準模架的功能相同，其模架本身不會參與成型，模架與產品的尺寸和結構直接相關，在技術改造時，要注意導柱與導套配合的精度，因為導柱孔與導套孔的精度直接影響動、定模的合模精度及使用壽命，這與產品的生產量及產品的精度要求有著直接的關系。

2.1 工業(yè)模架結構的轉換

一般兩板模中，由于成型塑件的結構不同，型芯板、型腔板與頂針固定板都會根據塑件結構發(fā)生改變，但其他零件的結構或功能幾乎不發(fā)生變化，因為需要加工或加工的內容相同，并不取決于塑件結構，所以把標準模架共性的部分設計成固定的部分，稱為快換模架，而將型芯板、型腔板與頂針固定板設計成可快換的部分，稱為快換模芯。因此可以把標準模架拆分成快換模架與快換模芯，如圖1 標準模架的拆分圖。

圖1 標準模架的拆分圖

2.2 快換模架結構的定義

在兩板模的結構中，如圖2a 的標準模架里，動模部分的定模座板與型腔板通過螺釘聯接；定模部分的動模座板、模腳與型芯板也是通過螺釘聯接。定模座板與動模座板是模具的基座，主要用來安裝在注塑機的工作臺上，不是參與成型的零件。在模具制造過程中，動、定模板加工的量較少或類似，所以該結構可以設計成固定的結構，如圖2b 中的快換模架。快換模架中的U 型框與動模座板通過螺釘聯接，U 型框的作用相當于標準模架的模腳。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接，通過定位銷定位。下橫梁與U 型框用螺釘聯接，通過定位銷定位。上橫梁中安裝有導套，下橫梁中安裝有導柱，通過導柱與導套的配合，形成動、定模座的開合模，功能與標準模架的導柱、導套功能相同。兩種模架，標準模架是一次性使用，而快換模架可重復使用。

圖2 模架

2.3 快換模架與模芯的裝配關系

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準模架中的型芯板和型腔板，同時具有脫模裝置的結構，在教學中同樣能體現塑料模具的基本結構，也能進行裝配和試模，如圖3 快換模芯。快換模芯中的上蓋板與型腔板有螺釘聯接，并有銷釘定位；下蓋板與型芯板有螺釘聯接，有銷釘定位；頂針固定板、頂針墊板、復位桿、彈簧等組成脫模裝置，其功能與標準模架相同。圖4 為快換模芯與快換模架之間的裝配關系，快換模芯通過上、下蓋板與模架上的橫梁進行配合，在教學過程中，學生只需要根據塑件圖，對快換模芯中的型腔板、型芯板、頂針固定板進行加工，包括頂針的切割，通過鉗工裝配，放入到模架中即可，而模架本身就已經安裝在注塑機上，試模和修模時，只需要將快換模芯從模架中取出，較方便，避免了像標準模架那樣，為了修模需要通過龍門吊或起重設備，反復從注塑機上裝、卸模具。另外從教學安全上考慮，也大大降低了事故發(fā)生的可能性，實現可操作性很強，也有助于學生了解模具的結構。

圖3 快換模芯

圖4 模芯與模架的虛擬裝配

3 結束語

在面向模具專業(yè)實訓課程中，有效降低教學成本又能達到教學目標的思考。通過對標準模架結構的分析，進行了工藝的改進和結構改造，研究了一種快換模架與模芯的結構，達到了降低教學成本而不降低教學效果的目的，使模具實訓課程中的可操作性有效展開，使學生的參與度得到提高，使教學評價更貼近實際。