Conception des moules à retraits
Les retraits sont là où la conception de moule devient intéressante. Une caractéristique qui ne peut pas être évacuée directement nécessite des glissières, des élévateurs ou d’autres solutions mécaniques. J’ai vu des conceptions de retraits élégantes qui fonctionnent parfaitement pendant des millions de coups, et j’ai également vu des solutions de retrait qui sont constamment des problèmes de maintenance. Voici comment concevoir des retraits qui fonctionnent.
Points clés
| Aspect
| Informations clés
|
| -------- |
|---|
|
| Aperçu de la conception |
| Concepts fondamentaux et applications |
|
| Considérations de coût |
| Varie selon la complexité du projet |
|
| Bonnes pratiques |
| Suivre les normes de l’industrie |
|
| Défis courants |
| Prévoir les contingences |
|
| Normes de l’industrie |
| ISO 9001, AS9100 là où applicable |
|
Comprendre les retraits
Définition
Un retrait est toute caractéristique qui empêche la pièce d’être évacuée directement de la cavité du moule.
Types de retraits
Type
| Description
| Solution typique
| ------------- |
|---|
| Périphérique |
| Autour de l’extérieur |
| Glissières ou plaque de dégagement |
| Trou interne |
| Trou non sur la ligne de séparation |
| Tirage de noyau ou élévateur |
| Interlocking |
| Avec une partie de verrouillage |
| Glissières complexes |
| Rippe de retrait |
| Rippes sur le mur intérieur |
| Caméra d’élévation ou élévateur |
Classification des retraits
Classe
| Complexité
| Solution
| Multiplicateur de coût
| ------------ |
|---|
| ------------------- |
| Class 1 |
| Simple |
| Glissières standards |
| 1.2-1.3× |
| Class 2 |
| Modérée |
| Glissières complexes |
| 1.3-1.5× |
| Class 3 |
| Complexe |
| Glissières multi-axes |
| 1.5-2.0× |
| Class 4 |
| Très complexe |
| Mécanismes spéciaux |
| 2.0-3.0× |
Systèmes de glissières
Composants de base d’une glissière
Composant
| Fonction
|--------
Bloc de glissière
| Porte la came/insert de cavité
Came/pied
| Fournit une surface inclinée pour l’action
Étrier incliné
| Actionne la glissière
Plaque d’usure
| Fournit une surface glissante
Spring de retour
| Ramène la glissière lors de la fermeture
Méthodes de commande des glissières
| Méthode
| Description
| Course
| Vitesse
|
| -------- |
|---|
| -------- |
| --------- |
|
| Étrier incliné |
| Étrier cylindrique sur la moitié mobile |
| Jusqu’à 0,5” |
| Modéré |
|
| Cames |
| Surface plate de cames |
| Jusqu’à 1,0” |
| Rapide |
|
| Cylindre hydraulique |
| Alimenté par hydraulique |
| N’importe quelle |
| Rapide, contrôlé |
|
| Pneumatique |
| Alimenté par air |
| N’importe quelle |
| Rapide, moins de force |
|
| Motorisé |
| Actionné par servomoteur |
| N’importe quelle |
| Précis, programmable |
|
Exigences de course des glissières
Profondeur du retrait
| Angle du retrait
| Calcul de course
| ------------------ |
|---|
| 0,125” (3 mm) |
| 15° |
| Course = Profondeur / sin(angle) = 0,48” |
| 0,250” (6 mm) |
| 20° |
| Course = 0,73” |
| 0,500” (13 mm) |
| 20° |
| Course = 1,46” |
| 0,750” (19 mm) |
| 25° |
| Course = 1,77” |
Recommandations d’angle des glissières
Guideline
| Recommandation
| Raison
| ------------------ |
|---|
| Angle maximum |
| 25° |
| Empêche le blocage, course excessive |
| Angle préféré |
| 15-20° |
| Bon équilibre |
| Angle minimum |
| 10° |
| La course devient excessive |
| Calcul de course |
| Course = d / sin(θ) |
| Formule de conception |
Recommandations de taille des glissières
Facteur
| Guideline
| Notes
| ----------- |
|---|
| Longueur de glissière |
| 3-4 × course |
| Stabilité |
| Largeur de glissière |
| 2-3 × hauteur |
| Rigidité |
| Vérification de course |
| Vérifier l’espace |
| Empêcher l’interférence |
| Guidage |
| Guidage sur toute la longueur |
| Précision |
Systèmes d’élévateurs
Types d’élévateurs
Type
| Application
| Mécanisme
| ------------- |
|---|
| Élévateur incliné |
| Retraits internes |
| Mouvement incliné |
| Élévateur à came |
| Retraits complexes |
| Chemin contrôlé |
| Élévateur à rouleau |
| Opération à haute vitesse |
| Faible friction |
| Élévateur hydraulique |
| Grandes déplacements |
| Puissant |
| Élévateur pneumatique |
| Petits déplacements |
| Simple |
Calcul de course des élévateurs
| --------- |
|---|
| Élévateur incliné |
| Course = d / sin(θ) |
| d=0,25”, θ=15° → 0,97” |
| Élévateur vertical |
| Course = d |
| d=0,25” → 0,25” |
| Composition |
| Calcul vectoriel |
| Dépend des angles |
Recommandations de conception des élévateurs
Guideline
| Valeur
| Raison
| -------- |
|---|
| Angle minimum |
| 10° |
| Lift suffisant |
| Angle maximum |
| 25° |
| Empêche le blocage |
| Espace de course |
| +25% minimum |
| Marge de sécurité |
| Méthode de retour |
| Spring ou gravité |
| Assurer le retour |
| Guidage |
| Guidage sur toute la longueur |
| Précision |
Solutions alternatives aux retraits
Méthodes alternatives
Méthode
| Application
| Avantages
| Inconvénients
| ------------- |
|---|
| ------------ |
| Plaque de dégagement |
| Retraits périphériques |
| Simple, rapide |
| Plaque grande nécessaire |
| Gerotor |
| Pièces en forme complexe |
| Formes complexes |
| Tailles limitées |
| Noyau collapsible |
| Retraits internes |
| Pas de glissières |
| Coûteux, limité |
| Noyau fileté |
| Filetages |
| Filetages précis |
| Cycle lent |
| Désaxage |
| Capsules filetées |
| Filetages standards |
| Complexe, lent |
Conception de plaque de dégagement
Valeur
| Notes
|-------
Épaisseur de la plaque
| 1,5-2 × course
| Rigidité
Course
| Stroke + 0,5” minimum
| Espace
Force
| Calculer en fonction de la surface
| Force adéquate
Vitesse
| Contrôlée
| Empêcher les dommages sur la pièce
Applications de noyau collapsible
Application
| Diamètre du noyau
| Méthode de collapsibilité
| ------------------ |
|---|
| Bouchons de bouteille |
| 10-50 mm |
| Cale/digit |
| Filetages internes |
| 10-30 mm |
| Segmenté |
| ID complexes |
| Variable |
| Mécanisme personnalisé |
Recommandations de conception des retraits
Principes généraux
Principe
| Recommandation
|-------------
Minimiser les retraits
| Éliminer si possible
Simplifier les solutions
| Glissières standards préférées
Considérer la fabrication
| Concevoir pour un usinage facile
Considérer la maintenance
| Accès pour réparation
Checklist de conception
Retraits identifiés lors de la revue de conception
| Type de solution sélectionné
| Course calculée
| Mécanisme adapté dans l’espace du moule
| Angle conforme aux recommandations
| Mécanisme de retour conçu
| Surfaces d’usure traitées
| Accès pour maintenance fourni
Déplacement de fonctionnalités
Avant d’ajouter une glissière ou un élévateur, considérez :
Alternative
| Quand cela fonctionne
| Déplacement vers la ligne de séparation
| La fonctionnalité peut être sur la surface de séparation
| Changement de l’orientation de la pièce
| Direction d’évacuation différente
| Modification de la géométrie
| Éliminer si non critique
| Utiliser un emboîtement
| Remplacer une fonction rigide
Comparaison des coûts
Solution
| Coût relatif
| Impact sur le cycle
| -------------- |
|---|
| Fonction sur la ligne de séparation |
| 1,0× |
| Aucun |
| Glissière standard |
| 1,3-1,5× |
| +1 à 3 secondes |
| Glissière complexe |
| 1,5-2,0× |
| +2 à 5 secondes |
| Caméra d’élévation |
| 1,4-1,6× |
| +1 à 2 secondes |
| Noyau collapsible |
| 2,0-3,0× |
| +3 à 10 secondes |
Applications spéciales de retraits
Filetages externes
Solution
| Application
| Coût
| Temps de cycle
| ------------- |
|---|
| --------------- |
| Coupe miterée |
| Filetages externes |
| Modéré |
| Standard |
| Plaque de dégagement |
| Filetages simples |
| Faible |
| Lent |
| Inserts de filetage |
| Tous les filetages |
| Variable |
| Standard |
| Taraudage après moule |
| Filetages standards |
| Faible |
| N/A |
Retraits internes
Solution
| Application
| Limitations
| ------------- |
|---|
| Tirage de noyau |
| ID droits |
| Profondeur limitée |
| Élévateur incliné |
| Trous hors axe |
| Limites de course |
| Noyau collapsible |
| ID complexes |
| Limites de taille |
| Charge manuelle |
| Prototype/volume faible |
| Opération manuelle |
Rétraits multiples
Défi
| Solution
| Notes
| ---------- |
|---|
| Plusieurs directions |
| Glissières multi-axes |
| Complexe, coûteux |
| Timing séquentiel |
| Séquençage hydraulique |
| Coût supplémentaire |
| Fonctionnalités symétriques |
| Glissières symétriques |
| Mouvement coordonné |
Considérations de maintenance
Points de usure
Composant
| Mécanisme d’usure
| Intervalle de remplacement
| ------------------ |
|---|
| Plaques d’usure |
| Friction glissante |
| 100K-500K coups |
| Étriers inclinés |
| Friction d’impact |
| 100K-300K coups |
| Surfaces de came |
| Friction glissante |
| 100K-300K coups |
| Guides d’élévateur |
| Friction glissante |
| 100K-300K coups |
Accessibilité pour maintenance
Élément de conception
| Exigence d’accès
|-------------------
Plaques d’usure
| Enlever/remplacer facilement
Étriers inclinés
| Accès facile
Spring de retour
| Accès pour vérification/remplacement
Hydraulique/pneumatique
| Accès pour service
Points d’ajustement
| Accès clair
Guide de dépannage
Problème
| Cause probable
| Solution
| ---------------- |
|---|
| Glissière coincée |
| Usure, alignement |
| Vérifier/réparer l’alignement |
| Retrait incomplet |
| Défaillance du spring |
| Remplacer le spring |
| Marques d’usure sur la pièce |
| Plaque d’usure usée |
| Remplacer la plaque d’usure |
| Dommages sur la pièce |
| Temps, force |
| Ajuster le temps/la force |
| Usure prématurée |
| Manque de lubrification |
| Ajouter de la lubrification |
Optimisation de la conception
Conception pour la fabrication
Guideline
| Recommandation
|-------------
Emplacement des retraits
| Accessible pour l’usinage
Espace de glissière
| Espace adéquat pour le mouvement
Surfaces d’usure
| Inserts en acier durci
Composants standards
| Utiliser des articles catalogués
Stratégies de réduction des coûts
Stratégie
| Économie potentielle
| Mise en œuvre
| --------------------- |
|---|
| Éliminer les retraits |
| 20-30% |
| Revue de conception |
| Simplifier les glissières |
| 10-20% |
| Normaliser |
| Combiner des fonctions |
| 5-15% |
| Redesign |
| Utiliser des pièces standard |
| 5-10% |
| Composants catalogués |
Cadre de décision
Sélection de solution pour retraits
Question
| Réponse
| Solution recommandée
| -------- |
|---|
| Retrait périphérique ? |
| Oui |
| Glissière ou plaque de dégagement |
| Profondeur < 0,125” ? |
| Oui |
| Glissière standard |
| Profondeur 0,125-0,25” ? |
| Oui |
| Glissière à étrier incliné |
| Profondeur |
0,25” ?
| Oui
| Glissière hydraulique
Caractéristique interne ?
| Oui
| Élévateur ou tirage de noyau
Filetage nécessaire ?
| Oui
| Coupe miterée ou désaxage
Impact sur le coût de l’outil
Solution
| Multiplicateur de coût
| Meilleur pour
| ------------------ |
|---|
| Aucun retrait |
| 1,0× |
| Le plus simple |
| 1-2 glissières simples |
| 1,2-1,3× |
| La plupart des projets |
| 3-4 glissières complexes |
| 1,4-1,6× |
| Complexité modérée |
| Glissières multi-axes |
| 1,8-2,5× |
| Pièces complexes |
| Noyau collapsible |
| 2,0-3,0× |
| Applications spécifiques |
Conclusion
Les retraits sont parfois nécessaires, mais ils ne sont jamais gratuits. Chaque glissière ajoute un coût, une complexité, une maintenance et un temps de cycle. La revue de conception est là où vous repérez les retraits inutiles. La sélection de solution est là où vous choisissez la bonne approche. Et la phase de conception est là où vous faites fonctionner la chose de manière fiable. Ne mettez pas de retraits que vous n’avez pas besoin. Choisissez la solution la plus simple qui fonctionne. Concevez pour la maintenance et l’usure. C’est ainsi que vous construisez des moules qui tournent pendant un million de coups sans problème.