塑胶模设计讲义
塑料模具设计基础课件--塑料模分类、组成
活动型芯与模具之间的配合间隙和分型面直接排气。
（8）支承零部件：用来安装固定或支承前述的各部分机构的零部件
均称为支承零部件。它们与导向机构组装构成注射模具的基本
2019年12月28日 骨架。
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模块五 塑料模设计基础
塑料模具的分类及基本结构 二、塑料模具的基本结构
复习上节要点 3.注射模结构及动作原理 能力、知识目标 （零件、名称、图号归类）
复习上节要点
成型零件：直接与塑料接触的决定塑件形状和尺寸精度的零件。
能力、知识目标 结构零件：在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。
重点难点
成型零件- 型腔
结 浇注系统
塑料模具分类 构 导向机构
零 侧向分型与抽芯机构
塑料模基本结构 件 推出机构
： 温度调节系统
塑料模与冷冲模不同
（冷却与加热装置）
具，生产效率低，成型温度波动大，能源利用率低，模具易磨损，
2019年12月28日寿命低。
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模块五 塑料模设计基础
塑料模具的分类及基本结构
一、塑料模具的分类
复习上节要点 能力、知识目标
重点难点 塑料模具分类
固定式模具：适用于成型各种批量 的大中小型塑件，不便成型嵌件太 多的塑件。
整个模塑周期内的动作都在成型设 备上进行。
一、塑料模具的分类
按型腔数目分： 单型腔模具：
塑料模具分类
塑料模基本结构
塑料模与冷冲模不同
思考与练习
一副塑料模中只有一个型腔，一个模塑周期生产一个塑件。 结构简单，造价低，但生产率低，往往不能充分发挥设备潜力。 主要用于大型塑件和形状复杂或嵌件多的塑件的生产，或生产批
量不大或试制品塑件的场合。
塑料模具基础课程讲义
塑料模具基础课程讲义2005-4-1 11:33:00 添加到生意宝第一章塑料一﹑塑料的分子結構﹕塑料主要成份是樹脂﹐樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。
二﹑塑料的成份﹕1. 樹脂﹕主要作用是將塑料的其他成份加以粘合﹐并決定塑料的類型(熱塑性或熱固性)和主要性能﹐如機械﹑物理﹑電﹑化學性能等。
樹脂在塑料中的比例一般為40~65%。
2.填充劑﹕又稱填料﹐正確地選擇填充劑﹐可以改善塑料的性能和擴大它的使用范圍。
3.增塑劑﹕有些樹脂的可塑性很小﹐柔軟性也很差﹐為了降低樹脂的熔融粘度和熔融溫度﹐改善其成型加工性能﹐改進塑料的柔韌性﹐彈性以及其它各種必要的性能﹐通常加入能入樹脂相容的不易揮發的高沸點的有機化合物。
這類物質稱增塑劑。
增塑常是一種高沸點液納或熔點固體的酯類化合物。
4.著色劑﹕又稱色料﹐主要是起美觀和裝飾作用﹐包括涂料兩部分。
5.穩定劑﹕凡能陰緩塑料變質的物質稱穩定劑﹐分光穩定劑﹑熱穩定劑﹑抗氧劑。
6.潤滑劑﹕改善塑料熔體的流動性﹐減少或避免對設備或模具的磨擦和粘附﹐以及改進塑件的表面光潔度。
三﹑塑料的工藝特性﹕塑料在常溫下是玻璃態﹐若加熱則變成高彈態﹐進而變成粘流態﹐從而具有優良的可塑性﹐可以用許多高生產率的成型方法來制造產品﹐這樣就能節省原料﹑節省工時﹐簡化工藝過程﹐且對人工技朮要求低﹐易組織大批量生產。
1. 收縮率或稱縮水率。
設計前一定先問供應商的縮水率﹐模具設計時采用計算收縮率=常溫模具尺寸-常溫塑件尺寸2.比容和壓縮率。
3.流動性。
是塑料成形中一個很重要的因素﹐流動性好的易長毛邊﹐設計時配合的間隙﹐氣槽的深度等要根據不同材料的流動性設計尺寸。
4.吸濕性﹑熱能性及揮發物含量。
吸水的塑料有的在塑料成型后直接放于水中讓它吸飽水后再進行使用﹐有的塑料吸濕性特別大﹐比例有1﹕1005.結晶性。
6.應力開裂及熔體液裂。
7.定型速度。
四﹑塑料種類﹕1.熱塑性塑料﹕這類塑料的合成樹都是線型或支鏈型高聚物﹐因而受熱變軟﹐甚至成為可流動的穩定粘稠液體﹐在此狀態時具有可塑性﹐可塑制成一定形狀的塑件﹐冷卻后保持既得的形狀﹐如再加熱又可變軟成另一種形狀﹐如此可以進行反復多次。
塑胶模具基础讲义
d.澆口處要加強冷卻﹐因為塑料填充模仁型腔時﹐澆口附近溫度最高﹐距澆口越 遠﹐溫度越低﹐因此澆口附近要加強冷卻。
冷卻系統
e.要結合塑料的特性和塑件的結構﹐合理考慮冷卻通道的排列方式。例如對于 收縮大的塑件﹐應沿其收縮方向開設冷卻通道。 f.冷卻水通道要盡量避免接近塑件的熔接痕部位﹐以免熔接不牢﹐影響強度。 g.保証冷卻通道不泄露﹐密封性能好。 h.冷卻系統要考慮避免與模具結構中其他部分干涉的現象﹐例如要避免與螺絲 孔﹐頂針孔等干涉。
部分零﹑部件的功能﹑材質介紹
4.EGP(頂板導柱)
功能﹕主要是在頂出成品及頂板回 位過程中對頂板起導向的作用。
常用材質﹕SUJ2
EGP的導向作用可以保證頂出 板和各頂出機構的動作準確，順暢， 避免頂出機構運動中有卡死的現象。 EGP常用的兩種形式見右圖。
EGP常用形式
部分零﹑部件的功能﹑材質介紹
頂出系統
在设计顶出系统时应遵守下列原则: (1). 为使制品不致因顶出产生变形﹐破裂,穿孔等,推力点应作用在制品能 承受力最大的部位,即刚性好的部位,如筋部,突缘,壳体形制品的壁缘等处. (2). 为避免顶出痕迹影响制品外观,顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰 表面.对于透明制品尤其要注意顶出位置及顶出形式的选择. (3)﹑頂出行程一般在制品脫離模具5~10mm﹐對于簡單﹑大型的制品可頂 出行程是制品深度的2/3。 (4)﹑回位杆(RP) ﹕在頂杆頂出制品后﹐其頂端會高出模穴許多﹐避免在下 次合模前撞壞模仁﹐必須有保護機構﹐所以設置回位杆(RP)﹐也可設置拉 回機構和彈簧助其復位。 (5)﹑頂杆端面一般會低或高于模穴面0.05~0.1mm。是高或是低由要與產 發人員協商。
優點 缺點 用途
4.扇形澆口
說明 圖示
塑胶模讲义基础知识
CONSULTING & ENGINE NhomakorabeaRING
nylon latch lock normal structure
(a) 沟槽型：此乃在浇道的侧壁开设几个沟槽，以便塑料冷凝时，能留住冷料。此结构中亦采用浇 道顶杆将冷料从冷料井中顶出，此时浇道顶杆直接切过槽里之塑料，使之仍留在槽沟里，在下一 次注射周期里，注入之熔融塑料又与槽沟内之冷料融合在一起。
锥角 =2~ 4
sprue Runner
gate
Product
CONSULTING & ENGINEERING
冷料井(cold slug wells)
在所有流道之交界处，主流道至少须超过支流道一个直径距离以上。 它可以让熔融塑流前端冷的、高黏度的高分子停留于此， ，使后方热的、低黏度的高分子易于进入模穴内。 所以冷料井能够防止冷料进入模穴而影响最后之产品性质。 At each runner cross , There should be a cold sung wells there and it’s length must more that main runner’s diameter. It will help to stop the front plastic which is cold firstly and with high density , So as to let hot plastic go in the cavity. It can prevent cold plastic going in the cavity and prevent bad affection for the product qualification.
精品
塑胶模基础知识
塑料模具基础课程讲义
塑料模具基础课程讲义第一章塑料一﹑塑料的分子结构：塑料主要成份是树脂﹐树脂有天然树脂和合成树ﻫ脂两种。
二﹑塑料的成份:ﻫ1．树脂:主要作用是将塑料的其它成份加以粘合,并决定塑料的类型（热塑性或热固性)和主要性能，如机械﹑物理﹑电﹑化学性能等。
树脂在塑料中的比例一般为４０~65%。
２.填充剂：又称填料，正确地选择填充剂,可以改善塑料的性能和扩大它的使用范围。
3.增塑剂：有些树脂的可塑性很小,柔软性也很差，为了降低树脂的熔融粘度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性，弹性以及其它各种必要的性能,通常加入能入树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。
这类物质称增塑剂。
增塑常是一种高沸点液纳或熔点固体的酯类化合物。
４.着色剂:又称色料,主要是起美观和装饰作用,包括涂料两部分。
ﻫ5.稳定剂：凡能阴缓塑料变质的物质称稳定剂，分光稳定剂﹑热稳定剂﹑抗氧剂。
ﻫ6.润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的磨擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。
三﹑塑料的工艺特性:塑料在常温下是玻璃态,若加热则变成高弹态,进而变成粘流态，从而具有优良的可塑性，可以用许多高生产率的成型方法来制造产品，这样就能节省原料﹑节省工时，简化工艺过程，且对人工技朮要求低，易组织大批量生产。
ﻫ1. 收缩率或称缩水率。
设计前一定先问供货商的缩水率,模具设计时采用计算收缩率=常温模具尺寸-常温塑件尺寸２.比容和压缩率。
3.流动性。
是塑料成形中一个很重要的因素，流动性好的易长毛边，设计时配合的间隙，气槽的深度等要根据不同材料的流动性设计尺寸。
４.吸湿性。
热能性及挥发物含量。
吸水的塑料有的在塑料成型后直接放于水中让它吸饱水后再进行使用，有的塑料吸湿性特别大,比例有1﹕1０0。
5．结晶性。
ﻫ６.应力开裂及熔体液裂。
7.定型速度。
四﹑塑料种类:1.热塑性塑料：这类塑料的合成树都是线型或支链型高聚物，因而受热变软﹐甚至成为可流动的稳定粘稠液体,在此状态时具有可塑性,可塑制成一定形状的塑件,冷却后保持既得的形状,如再加热又可变软成另一种形状，如此可以进行反复多次。
培训教材塑胶注塑模具基础知识讲座
后段 180~210 180~210 150~200 190~215 185~200 210~230 195~230 170~190 250~270 165 250~270 230 150~180 195
四.模具结构分类
注射模具可分为以下几种: 1.标准模具(两板模.三板模.拼合型腔
模具,推板脱模模具). 2.热流道模具 3.迭层模具 4.双色模具 5.冷流道模具 6.特殊设计模具.
共加工制造方法目前是其他制造
方法所难替代的。
五. 第二、模具的重要指标性：
六.
1. 模具工业是高新技术
2.模具工业是装备工业的一个组成局部； 国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一局部是用模具做出来的，各产业部
门需要的装备，有许多是电子信息技术得载体，好似一个人，不仅要有聪明得脑袋和灵敏 得神经系统，还要有坚强得躯干和灵敏得双手和双脚，就如同电子信息技术与模具工业的 联结。 3.模具工业重要地位在于模具支撑国民经济五大产业；
最高 280 300 300 320 280 340 300 280 280 280 440 290 290 280 235 280 320 280 220 270
最低 25 30 70 70 15 70 50 40 20 20 70 80 10 35 50 20 60 20 20 40
模具温度 （℃）
推荐 50 80 85 80 60 95 75 60 40 40 140 100 15 60 70 50 80 50 40 60
最高 80 110 110 110 80 120 100 85 95 70 175 120 30 80 105 80 110 70 70 80
常用塑料设定之料管温度(℃)
塑胶模具基础课程讲义
塑膠模具基礎課程講義成型部分設計一、分模面的確定爲了將塑件和澆注系統凝料等從密閉的模具內取出，以及爲了安放嵌件，將模具適當地分成兩個或若干個主要部分，這些可以分離的接觸表面，通稱爲分模面。
分模面的表示方法：1. 模具分開時，分模面兩邊的模板都作移動；2. 模具分開時，其中一方模板不動，另一方模板作移動A. 分模面的數目有：單分模面、雙分模面、多分模面B. 分模面的形狀有：平面、斜面、階梯面、曲面C. 分模面與開模方向關係有：平行於開模方向、垂直於開模方向、與開模方向成一斜角選擇分模面考慮原則：1. 塑件質量考慮，確保塑件尺寸精度A．同軸度要求的部份應在公模內成型，若放在公母模內成型，會因合模不準確而難於保證同軸度B．選擇分模面時，應考慮減小由於脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異，若模窩設在公模，會因脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異太大，當塑件不允許有較大的脫模斜度時，採用這種結構使脫模困難，若塑件外觀無嚴格要求，可將分模選在塑件中部，它可採用較小的脫模斜度有利於脫模確保塑件表面要求：分模面盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求2. 注射機技術規格考慮：A．鎖模力考慮：盡可能減少塑件在分模面上的投影面積。
當塑件在分型面上的投影面積接近接近於注射機的最大注射面積時，有産生溢料的可能，模具的分模面尺寸在保證不溢料的情況下，應盡可能減少分模面接觸面積，以增加分模面的接觸壓力，防止溢料，並簡化分模面的加工B．模板間距考慮：分模面的確定要保證公母模開模行程最短3. 模具結構考慮A．儘量簡化脫模部件a. 爲便於塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留在公模，只要使塑件與公模的結合力大於塑件與母模的結合力即可，盡可能使塑難看與母模之間有一定的結合力，而不要把塑件與模具的結合力都放在公模b. 當塑件的外形簡單，但內形有較多的孔或複雜孔時，塑件成型後必然留在模仁上，此時模窩可設在母模上，開模後可用推板頂出塑件，若模窩設在公模上，使脫模困難c. 當帶有金屬嵌件時，因爲嵌件不會收縮包緊模仁，所以模窩應設在公模，否則開模後塑件留在母模，使脫模困難d. 若塑件的模仁對稱分佈時，應迫使塑件留在公模上，採用頂管脫模e. 若塑件有側孔時，應盡可能將模仁設在公模部份，避免母模抽芯，否則造成脫模困難B．側抽芯機械考慮a. 應儘量避免側抽芯機構，若無法避免側抽芯，應使抽芯儘量短b. 由於斜滑塊合模時鎖緊力較小，對於投影面積較大的大型塑件，可將塑件投影面積大的分模面放在公母模合模的主平面上，而將投影面積較小的分模面作爲側向分模面，否則斜滑塊的鎖緊機構必須做得很龐大，或由於鎖不緊而溢邊C．量方便澆注系統的佈置：分模面的確定不妨礙澆注系統的正常開設D．便於排氣：爲了有利於氣體的排出，分模面盡可能與料流的末端重合E．便於嵌件的安放：當分模面開啓後，要有一定的空間安放嵌件F．模具總體結構簡化，儘量減少分模面的數目，儘量採用平直分型面。
塑胶模具基础课程讲义三
塑膠模具的基本結構塑膠模具依總體功能結構可分為﹕成型系統﹐澆注系統﹐排氣系統﹐冷卻系統﹐頂出系統等一.澆注系統﹕定義﹕模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。
其由主流道﹑分流道﹑澆口及泠料穴組成。
相關的一些中英文對照CAV.NO 第几號模窩RUNNER 澆道GATE 澆口CAVITY 型腔(一).主流道﹕1.定義﹕主流道是指從注射機噴嘴與模具接觸的部位起﹐到分流道為止的這一段。
2.設計上的注意事項﹕（1）.主流道的端面形狀通常為圓形。
（2）.為便于脫模﹐主流道一般制作都帶有斜度﹐但如果主流道同時穿過多塊板子時﹐一定要注意每一塊塊子上孔的斜度及孔的大小。
（3）.主流道大小的設計要根據塑膠材料的流動特性來定（4）.主流道在設計上大多采用圓錐形.（如圖示）制作時要注意﹕A.小端直徑D2=D1+（0.5~1mm）B.小端球半徑R2=R1+（1~2mm ）(其中D1﹑R1分別為注射機射出口的直徑及注射頭的球半徑)3.澆口套由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞﹐所以模具的主流道部分通常設計成可拆卸更換的襯套﹐簡稱澆注套或澆口套（1）.其作用主要為﹕A.使模具安裝時進入定位孔方便而在注塑機上很好地定位與注塑機噴嘴孔吻合﹐并能經受塑料的反壓力﹐不致被推出模具B.作為澆注系統的主流道﹐將料筒內的塑料過渡到模具內﹐保証料流有力暢通地到達型腔﹐在注射過程中不應有塑料溢出﹐同時保証主流道凝料脫出方便。
（2）結構形式有整體式和分體式整體式﹕即台肩與構成主流道部份做成一體分體式﹕即台肩與構成主流道部份分開制作日本的工業標准﹕JIS 澆口套機床噴嘴中國的工業標准﹕SJB(二)。
分流道﹕定義﹕主流道與澆口之間的一段﹐它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段也是澆注系統中通過斷面面積變化及塑料轉向的過渡段﹐能使塑料得到平穩的轉換。
1.截面設計A.一般設計截面為圓形B.從加工方便性來看一般設計為U形﹐V形﹐梯形﹐正六邊形C.分流道的斷面形狀及尺寸大小﹐應根據塑件的成型體積﹐塑件壁厚﹐塑件形狀﹐所用塑料工藝特性﹐注射速率﹐分流道長度等因素來確定。
塑料成型与模具设计教案讲义
教案教学实施与授课主要内容模块一塑件第一讲课题一塑件分析塑件，也称为塑料制品。
塑件结构分析在企业里的工作分工是工程部的结构工程师，俗称产品开发工程师。
1）设计塑料制品原则⑴针对不同物理性能扬长避短⑵便于成型加工⑶尽量简化模具结构⑷满足使用要求和外观要求2）塑料制品设计时考虑的因素塑料性能,模具塑方法,模具结构和加工艺性,当制品的外观要求较高时,应先通过造型而后逐步绘制出样图。
1、塑件几何形状设计塑件的内外表面形状要尽量避免侧凹结构，以避免模具采用侧向分型和侧向抽芯机构，否则因设置这些机构而使模具结构复杂.不但模具的制造成本提高，而且还会在塑件上留下分型面线痕，增加了去除飞边的后加工的困难。
以成型侧孔和凸凹结构为例。
比较两种方案，从而选择优良的设计方案。
2、脱模斜度当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。
为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶时变形，需设脱模斜度α。
备注在使用上有足够的刚度和强度，热塑性常取2~4mm。
见表 1.2常用塑料壁厚参考表。
第二讲4.加强筋（骨位）加强筋的作用是提高塑件强度。
大平面布局能提高刚性，沿料流方向能降低流动阻力。
布局时避免局部集中，高度取矮为宜。
5.圆角塑件除特殊要求（分型面装配接口外，一般采用圆角过度）6.合页与孔利用PP的特性做出整体合页，厚度0.25~0.5mm。
跟壁厚形成一个比例，不能在熔接处。
模具直接成型（盲孔、通孔）畸形盲孔采用减胶，通孔用碰穿，复杂孔用插穿。
封胶：两个零件相互吻合而不能过胶。
教案教学实施与授课主要内容。
塑料模具设计课件PPT课件
可编辑
2020/3/23 第 34页
主讲:梁 军
二、普通浇注系统的设计：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(一) 主流道和主流道衬套（浇口套）的设计：
设计要求： 1) 进口端要与
喷嘴端密合， 不能漏料；
R=R1+1； d=d1+1
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2020/3/23 第 35页
2) 出口端要与所在面齐平；
0.2
3) 流道要有脱模斜度和足够的粗糙度；
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高度h 0.25 0.50 0.75 1.00
宽度b 0.75 1.50 2.25 3.00
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h = n .t
材料 PE,PS POM,PC,PP CA,PA66,PMMA HPVC
七、塑件的圆角： 八、塑件上的螺纹：
1.螺纹的断面形状为梯形或半圆形；
2.不常拆卸的、d=2.5～6mm采用自攻螺纹;
3. 螺纹始端和末端应有圆台,螺牙始末端应用 过渡长度。 九、塑件上的嵌件： 1. 必须具有防转和防拔脱的结构;
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2020/3/23 第 19页
2. 包容的物料必须具有足够的壁厚; 3. 受力的金属嵌件一定要倒圆或倒角。
可编辑
2020/3/23 第 44页
2) 侧浇口(边缘浇口)：
特点：加工修整简单、去除容
易、制件上留有明显痕
迹；
常用于 多型腔或一腔多
点进料。
适用：所有料；
板条类的大型制品。
设计：面长：小制品 0.5～0.8
～
大制品 1～2
～ ～
制品尺寸 质量 (g)
很小
0～ 5
小
5～ 40
中 40～200
塑胶模具设计讲义
塑胶模具设计讲义設計流程一﹑審圖1.尺寸是否完備A.詳細審視圖面各個細部尺寸是否標註。
B.可要求製工傳圖檔,直截了当於檔案上測量漏標處尺寸,但仍需請製工補正確認並簽名以減少日後之爭議。
2.開模方法A.Cavity數目、模座大年夜小、適用成型機台（Tie bar間距、最大年夜射出才能）。
B.塑膠原料類型、可成型性及其所需之週邊設備。
乾燥桶、除濕機、模溫機(Nylon series)C.模具型式:二板或三板模;Slider or not。
除25°DIMM168 SMT type 外，其餘皆不需跑滑塊。
D. 分模線、公母模側(成品圖之Top view or bottom view為公模)。
E. 頂出方法：撥塊加頂針。
F. 模仁可加工性及機械強度:a.今朝的加工才能和精度是否可達模仁設計之要求。
b.成品尺寸設計若太細微,轻易造成模仁強度不足或有尖角而易損傷。
G. 公差合理性:是否具備大年夜量製造的才能。
3.Design Review Meeting將上述有疑慮及困難的部分或須與其他零件段合营之事項於Design Review會議上提出並供给改良之建議案。
二﹑Shrinkage1.塑料縮水率(α)一样計算成型收縮率的方法是由常溫的模具尺寸D與成型品的實際尺寸M:D MD-=α在決定模具設計的實際尺寸時,依圖面所用的塑料而先查得成型縮水率,再計算出模具的尺寸。
2. Desktop Memory Socket Connector常用之塑料A. “Sumitomo LCP E6006” (ref. x:0.1%;y:0.16%;z:0.16%)B.“Polly LCP L140”C.“Toray LCP”D. “Wuno LCP ”E. “南亞、耐特、晉綸PA66”F. “Arlen PA6T ”G. “DSM PA46(F8、HF5040)”3. 可過IR 製程之塑料為“Sumitomo LCP E6006” ，同时其收縮率专门小，尺寸安定性極佳，故平日以此種原料為設計基準，其他塑料則以實際射出之尺寸為該料號之圖面尺寸(今朝於DIMM 168與DDR 皆採用大年夜範圍之公差將不合原料之成品總長涵蓋，如140.9525.005.0-+；RIMM 則因為是高頻connector 且Intel 對生產製程尺寸之cpk 值要求专门嚴格,故採用E6006原料) 。
《塑胶产品相关设计》讲义
Wall Thickness, Rib
Conventional
0.080 to 0.125 in (2.0 to 3.2 mm)
trib 0.6 twall h 4 twall r 0.375mm
1o 2
Thinwall:
0.050 to 0.080 in (1.2 to 2.0 mm)
(1.2 mm)
tboss 0.6 twall twall
h 4 twall
r 0.375mm 0.6 *twall
1o 2
1o
OD 2 ID
tboss twall h 4 * twall r 0.6 *twall
1o
OD 2 ID
壁厚設計 Wall Thickness Design
差 [Poor]
較好 [Better]
最好 [Best]
掏空設計(1) Coring Out Design (1)
原設計 [Original]
改進設計 [Improved]
掏空設計(2) Coring Out Design (2)
差 [Poor]
L H
A'
A'
KE
JD F
I
G
A C
B
Section A'-A'
A =凸轂附著處壁厚
wall thickness B =凸轂外環直徑
dia. of boss over radii C = 0.5 A D =2B E = 1 ~ 2 deg F = 0.13 mm ( radius ) G =D H = 0.8 A I =A/4 J =2B K = 0.3 ~ 1 J L = 0.5 A
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目录：一. 總體結構設計二. 澆注系統設計三. 頂出系統設計四. 溫控系統設計五. 排氣系統設計六. 抽芯系統設計七. 模具強度計算八. 其他特殊設計一. 總體結構設計一套完整的模具，它函蓋有多個相關系統，它們之間相輔相成．只有當各系統達到一最佳組合，才能保證模具的正常使用和精度．因模具的結構必須符合產品的要求，不同的產品有不同的要求，而產品存在變化性和多樣性，這就決定了模具的多樣性．一般來說，典型之塑膠模具包括：澆注系統，頂出系統，溫控系統，排氣系統，抽芯系統等．為了便於理解，我們將對各系統設計原則進行分述．眾所周知，模具業為一專業性和經驗性極強的行業，模具界也深切體會到模具設計之重要，往往因設計不良，尺寸錯誤造成加工延誤，成本增加等不良效果．但培養一名足夠經驗，能獨立作業且面面具到之模具設計師，須三五年以上磨練才能達成．因他所要掌握的技能和實際經驗，函蓋到相關學科的方方面面，必須要有能力來判斷協調各系統之間的取捨輕重．１．分模面(Parting surface)為使產品從模具中取出，模具必須分成公母模側兩部分，此分界面稱之為分模面．它有分糢和排氣的作用，但因模具精度和成型之差異，易產生毛邊，結線，有礙產品外觀及精度，選擇分模面時注意：１．不可位於明顯位置而影響產品外觀．２．開模時應使產品留在有脫模機構的一側．３．位於模具加工和產品後加工容易處．４．對於同軸度要求高的產品，盡可能將型腔設計在同一側．５．避免長抽芯，考慮將其放在公模開模方向，如一定要有應將抽芯機構盡量設在公模側．６．－般不采用圓弧部分分模，這樣會影響產品外觀．７．對於流動性好易溢邊之塑料，應采用插破方式分型可防治毛邊產生．８．對於高度高，脫模斜度小之產品，可取中間分模，型腔分兩邊以有利於脫模．一套模具的分模面，可能有一個或多個，在確定分模面時，還應考慮如下因素：１．產品的形狀，尺寸，壁厚詳加研究分析，找最佳方向來分模，俗稱“拆模”．２．了解塑料性能和成型性以及澆注系統的布局．３．注意排氣和脫模，簡化模具結構，操作方便，加工容易．它的形式有多種：水平，階梯，斜面，垂直，曲面等．２．脫模斜度(Draft)為使產品容易從模具中脫出，模具上必須設置脫模斜度．其大小視產品形狀，塑料，模具結構，表面精度和加工方式不同而異．一般為１－３∘，目前尚無確切數值和公式，大多是依經驗值，在不影響產品外觀和性能之情形下，脫模斜度愈大愈好．１．箱盒和蓋：２．柵格：柵格形狀，尺寸及肉厚不同應有不同的脫模斜度，經驗公式如下：0.5(A---B)/H =1/12—1/14A=大端尺寸B=小端尺寸H=高度柵格節距在4mm以下之場合，脫模斜度為1/10左右, 柵格肉厚超過８mm，斜度不可過份加大，可在母模側多留膠位處分模，如柵格段膠位加大，可考慮加大斜度．３．加強筋：可改善料流，防止應力變形，並起補強作用．ａ．縱肋：0.5(A-B)/H=1/500—1/200ｂ．底肋：0.5(A-B)/H=1/150—1/100ｃ．凸柱：0.5(大端直徑–小端直徑)/Ｈ＝1/30—1/20(內外孔在模具同一側)母模側：0.5(大端直徑–小端直徑)/Ｈ＝1/50—1/30公模側：0.5(大端直徑–小端直徑)/Ｈ＝1/100—1/50 (內外孔在模具兩側)注: 母模側脫模斜度可較公模側大些，以利於脫模．３．肉厚（Thickness）產品的肉厚會直接影響到成型周期和生產效率，並會因肉厚不均引起縮收下陷和應力產生，設計模具時，決定肉厚應注意：1.產品機械強度是否充分．2.能否均勻分散衝擊力和脫模力，不發生破裂．3.有埋入件時，須防止破裂，是否會因肉薄產生結合線而影響強度．4.盡可能肉厚一致，以防縮收下陷．5.肉太薄是否會引起充填不足或阻礙料流．以下為常見塑料標準肉厚參考:４．凸柱（Boss）一般為產品上凸出之圓柱，它可增強孔的周邊強度，裝配孔及局部增高之用．必須防止因肉厚增加造成縮水和因聚集空氣造成充填不滿或燒焦現象，設計時注意點：1.其高度以不超過本身直徑之兩倍為宜，否則須增設加強筋．2.其位置不宜太接近轉角或側壁，以利於加工．3.優先選擇圓形，以利於加工和料流，如在底部可高出底面0.3—0.5mm．５．孔(Hole)在多數產品上都有孔的存在，其主要有三種方法來取得:1.在產品上直接成型2.在產品上先成型預留孔，再機加工完成．3.成型后完全由機加工鑽孔．設計時須注意以下幾點：1.孔與孔之間距離須孔徑2倍以上．2.孔與產品邊緣之距離應為孔徑之3倍以上．3.孔之周邊宜增加肉厚．4.孔與產品側壁之距離應為孔徑0.75倍以上．5.孔之直徑在1.5mm以下時，很容易產生彎曲變形，須注意孔深不宜超過孔徑2倍以上．6.分模面在中間之通孔，為防止偏心，可將不重要一側之孔徑加大．６．螺紋(scrow)為裝配之用，產品上有時會有螺紋設計，它可以直接成型，也可以在成型後再機械加工．對於經常拆卸或受力大之螺紋，則采用金屬螺紋鑲件，設計時注意如下原則：1.螺距小於0.75mm之螺紋避免使用，最大可使用螺距5mm之螺紋．2.因塑料收縮原因，避免直接成型長螺紋，以防螺距失真．3.螺紋公差小於塑料收縮量時，避免使用．4.如內外螺紋配合，須留0.1—0.4mm之間隙．5.螺紋部分應有1--3∘脫模斜度．6.螺牙不可延長至產品末端，須設0.8mm左右之光桿部位．以利於模具加工和螺紋壽命．7.在一些類似瓶蓋產品上，它會設一些豎琨紋，其間距宜大，最小為1.5mm，一般為3.0mm，在分模面設至少0.8mm平坦部位．７．鑲嵌件(Insert)為了防止產品破裂，增加機械強度或作為傳導電流之媒體及裝飾之用，在產品成型時常埋入鑲嵌件，注意要點：1.保證鑲件牢靠性，鑲件周圍膠層不能太薄．2.鑲件和鑲件孔配合時須松緊合適，不影響取放．3.為使鑲件與塑膠結合緊密，埋入部分常設計成粗糙或凹凸之形狀(壓花．鑽孔．沖彎．切槽．倒扣等)．８．其他要點(Other)1.加強筋不可太厚，一般不超過肉厚的一半，以防縮水．2.只要不影響外關和功能，光面盡量改為咬花面，這樣可減少模具加工難度，增加美感，防止縮水產生．3.在凸柱周邊，可除去部分肉厚，以防止收縮下陷．4.肉厚較薄之孔，應將孔邊及高度增加，以便補強．5.心芯梢受收縮力影響，產品頂出時易造成破裂，可設置凸邊，承受頂出力．6.轉角設Ｒ，可改善強度，防止應力集中有利於料流．7.避免銳角，薄肉部份易使材料充填不足．8.外邊有波紋之產品，為方便後加工，可改為加強邊緣．9.分模面有階段形時，模具加工不易，考慮改為斜線或曲線分模．10.貫穿之抽芯易發生故障，改為兩側抽芯為佳．11.因圓形比其他形狀加工更易，可降低成本，優先選用．12.在產品上加蝕文字或圖案時，如無特殊要求，盡量設計凹字，便於模具加工．二. 澆注系統設計澆注系統是塑模設計中一重要環節，常分為普通和無流道澆注系統．它跟所用塑料產品形狀，尺寸，機台，分模面有密切關係．設計時注意以下原則：1.流道盡量直，盡量短，減少彎曲，光潔度在Ra=1.6—0.8um之間．2.考慮模具穴數，按模具型腔布局設計，盡量與模具中心線對稱．3.當產品投影面積較大時，避免單面開設澆口，以防注射受力不均．4.澆口位置應去除方便，在產品上不留明顯痕跡，不影響產品外觀．5.主流道設計時，避免塑料直接沖擊小型芯或小鑲件，以免產生彎曲或折斷．6.主流道先預留加工或修正餘量，以便保證產品精度．1.主流道設計主流道是連接機台噴嘴至分流道入口處之間的一段通道，是塑料進入模具型腔時最先經過的地方．其尺寸，大小與塑料流速和充模時間長短有密切關係．太大造成回收冷料過多，冷卻時間增長，包藏空氣增多．易造成氣泡和組織松散，極易產生渦流和冷卻不足；如流徑太小，熱量損失增大，流動性降低，注射壓力增大，造成成型困難．一般情況下，主流道會制造成單獨的澆口套，鑲在母模板上．但一些小型模具會直接在母模板上開設主流道，而不使用澆口套．主流道設計要點：1.澆口套內孔為圓錐形(2--6∘)，光潔度在Ra=1.6—0.8um．錐度須適當，太大造成壓力減少，產生濣流，易混進空氣產生氣孔，錐度過小會使流速增大，造成注射困難．2.澆口套口徑應比機台噴嘴孔徑大1—2mm，以免積存殘料，造成壓力下降，澆道易斷．3.一般在澆口套大端設置倒圓角(R=1—3mm)，以利於料流．4.主流道與機台噴嘴接觸處，設計成半球形凹坑，深度常取3—5mm．特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大1—2mm，一般取R=19—22mm之間，以防溢膠．5.主流道盡量短，以減少冷料回收料，減少壓力和熱量損失．6.主流道盡量避免拼塊結構，以防塑膠進入接縫，造成脫模困難．7.為避免主流道與高溫塑膠和射嘴反復接觸和碰撞造成損壞，一般澆口套選用優質鋼材加工，並熱處理．8.其形式有多種，可視不同模具結構來選擇，一般會將其固定在模板上，以防生產中澆口套轉動或被帶出．2. 分流道設計分流道是主流道的連接部分，介於主流道和澆口之間，起分流和轉向作用．分流道必須在壓力損失最小的情況下，將熔融塑膠以較快速度送到澆口處充模，因在截面積相等的條件下，正方形之周長最長，圓形最短．面積如太小，會降低塑料流速，延長充模時間，易造成產品缺料，燒焦，銀線，縮水；如太大易積存過多氣體，增加冷料，延長生產周期，降低生產效率．對於不同塑膠材質，分流道會有所不同，但有一個設計原則：必須保證分流道的表面積與其體積之比值最小．即在分流道長度一定的情況下，要求分流道的表面積或側面積與其截面積之比值最小．分流道型式有多種，它因塑膠和模具結構不同而異，常用型式有圓形，半圓形，矩形，梯形，Ｕ形，正六邊形，如圖：設計時基本原則：１.在條件允許下，分流道截面積盡量小，長度盡量短．２.分流道較長時，應在末端設置冷料穴，以容納冷料和防止空氣進入，而冷料穴上一般會設置拉料桿，以便於膠道脫模．３.在多型腔模具中，各分流道盡量保持一致，長度盡量短，主流道截面積應大於各分流道截面積之和．４.其表面不要求過份光滑(Ra=1.6左右)，有利於保溫．５.如分流道較多時，應考慮加設分流錐，可避免熔融塑膠直接沖擊型腔，也可避免塑料急轉彎使塑膠平穩過渡．６.分流道一般采用平衡式方式分布，特殊情況可采用非平衡方式，要求各型腔同時均衡進膠，排列緊湊，流程短，以減少模具尺寸．７.流道設計時應先取較小尺寸，以便於試模後有修正餘量．一般的流道直径（尺寸）澆口是指流道末端與型腔之間的連接部分，是澆注系統的最後部分．其作用是使塑料以較快速度進入並充滿型腔．它能很快冷卻，封閉．防止型腔內還未冷卻的熱膠倒流．設計時須考慮產品尺寸，截面積尺寸，模具結構，成型條件及塑膠性能有關．澆口盡量短小，與產品分離容易，不造成明顯痕跡，其類型多種多樣，主要有：浇口的种类及其特微９．盤形澆口: 沿產品外圓周而擴展進料，其進料點對稱，充模均勻，能消除結合線．有利於排氣．水口常用衝切方式去除，設計時注意衝切工藝．１０．扇形澆口: 從分流道到模腔方向逐漸放大呈扇形，適用於長條或扁平而薄之產品，可減少流紋和定向應力．扇形角度由產品形狀決定，澆口橫面積不可大於流道斷面積．１１．環形澆口:沿產品整個外圓周擴展進膠，它能使塑膠繞型芯均勻充模，排氣良好，減少結合線．但澆口切除困難，它適用於薄壁長管狀產品．１２．點澆口: 是一種截面積小如針狀之澆口，一般用於流動較好之塑膠，其澆口長度一般不超過其直徑，所以脫模後澆口自動切斷，不須再修正．而澆口殘痕不明顯．在箱罩，盒殼體及大面積產品中應用相當廣泛，它可以使模具增加一個分模面，便於水口脫模．其缺點是因進澆口較小易造成壓力損耗，成型時產生一些不良(流痕，燒焦，黑點)其形狀有菱形，單點形，雙點形，多點形等．１３．側澆口: 一般開設在模具一邊，分模面上由內側或外側進膠，截面多為矩形，適用於一模多穴．１４．直接澆口: 直接由主流道進入模腔，適用於單穴深腔殼形，箱形模具．其流道流程短，壓力損失少，有利於排氣，但澆口去除不便，會留明顯痕跡．１５．潛伏澆口: 其澆口呈傾斜狀潛伏在分模面一方，在產品側面或里面進膠脫模時可自動切斷針點澆口，適用自動化生產．設計要點:１.進膠口應開設在產品肉厚部分，保證充模順利和完全．２.其位置應選在使塑膠充模流程最短處，以減少壓力損失，有利於模具排氣．３.可通過模流分析或經驗，判斷產品因澆口位置而產生之結合線處，是否影響產品外觀和功能，可加設冷料穴加以解決．４.在細長型芯附近避免開設澆口，以免料流直接衝擊型芯，產生變形錯位或彎曲．５.大型或扁平產品，建議采用多點進澆，可防止產品翹曲變形和缺料．６.盡量開設在不影響產品外觀和功能處，可在邊緣或底部處．７.澆口尺寸由產品大小，幾何形狀，結構和塑膠種類決定，可先取小尺寸再根據試模狀況進行修正．８.一模多穴時，相同的產品采用對稱進澆方式，對於不\同產品在同一模具中成型時，優先將最大產品放在靠近主流道的位置．９.在澆口附近之冷料穴，盡端常設置拉料桿，以利於澆道脫模．4. 熱流道目前澆注系統發展和改進的一個重要方向，就是開發熱流道模具．它與一般注射模具的主要區別就是注射成型過程中，澆注系統內之塑膠不會冷卻擬固，也不會形成澆道與產品一起脫模．因此也稱無流道模具，在大型和精密模具設計中，應用已越來越廣泛．它有以下優點:１.縮短成型周期，省去剪澆口，修整產品，破碎回收等工序，節約人力，物力，提高生產效率．２.因無冷膠，可減少材料消耗．３.因生產中溫度嚴格控制，顯著提高產品質量，降低次品產生．４.因澆注系統中塑膠始終處於融熔狀態，有利於壓力傳遞，可降低注射壓力，利於成型．５.因無澆道產生，所以可縮短開模行程，有利於模具和機台壽命．但熱流道模具結構復雜，溫度控制要求嚴格，需要精密的溫控系統，制造成本較高，不適合小批量生產．根據不同塑膠特性，對熱流道模具有不同要求，見下表:三. 頂出系統設計產品完成一個成形周期後開模，產品會包裹在模具的一邊，必須將其從模具上取下來，此工作必須由頂出系統來完成．它是整套模具結構中重要組成部分，一般由頂出，復位和頂出導向等三部分組成．一.按動力來分１.手動頂出: 當模具開模後，由人工操縱頂出系統頂出產品．它可使模具結構簡化，脫模平穩，產品不易變形．但工人勞動強度大，生產率低，適用範圍不廣．一般在手動旋出螺紋型芯時使用．２.機動頂出: 通過注射機動力或加設之馬達來推動脫模機構頂出產品，它可通過機台上的頂桿推頂針板，來達到脫模目的．也可在公母模板上安裝定距拉桿或鏈條，靠開模力拖動頂出機構頂出產品，調模時必須注意控制開模行程，適用於頂出系統在母模側之模具．３.液壓頂出: 在模具上安裝專用油缸，由注射機控制油缸動作，其頂出力速度和時間都可通過液壓系統來調節，可在合模之前頂出系統先回位．４.氣動頂出: 利用壓縮空氣在模具上設置氣道和細小的頂出氣孔，直接將產品吹出．產品上不留頂出痕跡，適用於薄件或長筒形產品．二. 按模具結構分一次頂出機構，二次頂出機構，母模頂出機構，澆注系統頂出機構，螺紋頂出機構等．設計原則:１.選擇分模面時盡量使產品留在有脫模機構的一邊，２.頂出力和位置平衡，確保產品不變形，不頂破．３.頂針須設在不影響產品外觀和功能處．４.盡量使用標準件，安全，可靠有利於制造和更換．頂出系統形式多種多樣，它與產品之形狀，結構和塑膠性能有關，一般有頂桿，頂管，推板，頂出塊，氣壓，復合式頂出等．一.頂桿它是頂出機構中最簡單，最常見的一種形式，其截面積形式主要有如下：１.圓形因圓形制造加工和修配方便，頂出效果好，在生產中應用最廣泛．但圓形頂出面積相對較小，易產生應力集中，頂穿產品，頂變形等不良．在脫模斜度小，阻力大等管形，箱形產品中盡量避免使用．當頂桿較細長時，一般設置成台階形的有托頂針，以加強剛度，避免彎曲和折斷．設計要點:１.頂出位置應設置在阻力大處，不可離鑲件或型芯太近，對於箱形類等深腔模具．側面阻力最大，應采用頂面和側面同時頂出方式，以免產品變形頂破．２.產品阻力均衡時，頂桿應對稱設置，使受力平衡．３.當有細而深之加強筋時，一般在其底部設置頂桿．４.若模具上有鑲件，頂針設在其上效果更佳．５.在產品進膠口處避免設置頂針，以免破裂．６.當產品表面不允許有頂出痕跡時，可設置頂出耳再剪除．７.對於薄肉產品在分流道上設置頂針，即可將產品帶出．８.頂針與頂針孔配合，一般為間隙配合．如太松易產生毛邊，太緊易造成卡死．為利於加工和裝配，減少摩擦面，一般在模仁上預留10—15mm之配合長度，其餘部分擴孔0.5—1.0mm成逃孔．９.為防止頂針在生產時轉動，須將其固定在頂針板上，其形式多種多樣，須根據頂針大小，形狀，位置來具體確定，在此不一一列舉．10.頂出系統托模以後在進行下一周期生產時，必須退回原處，其形式主要有強制回位，拉桿回位，彈簧回位，油缸等．二.頂管又叫司筒或套筒頂針，它適用於環形筒形或帶中心孔之產品頂出．由於它是全周接觸，受力均勻，不會使產品變形，也不易留下明顯頂出痕跡，可提高產品同心度．但對於周邊肉厚較薄之產品避免使用，以免加工困難和強度減弱，造成損壞．三.推板此形式適用於各種容器，箱形，筒形和細長帶中心孔之薄件產品．它頂出平穩均勻，頂出力大，不留頂出痕．一般會有固定連接，以免生產中或托模時將推板推落．但只要導柱足夠長，嚴格控制托模行程，推板也可不固定．推板與型芯之間的配合須順暢，防止摩擦或卡死，也必須防止塑膠滲入間隙中，當產品為盲孔時，會因真空吸附造成脫模困難和產品變形，一般會在公模上設置一菌形閥，在頂出時菌形閥打開，進入空氣，使脫模順暢．它可用彈簧回位，也可跟頂出裝置連在一起兼作頂桿作用．四.頂出塊有些帶突緣或尺寸較大之產品，為便於加工和脫模，常設計成頂出塊形式頂出．大多其平面為分模面，下面有兩支或數支較大直徑頂桿連接，頂出面積較大，平穩．在有成形面和尺寸較大之模具中應用較廣泛．五.氣壓頂出當產品為深腔薄肉件時，用壓縮空氣頂出，簡單而有效．可在公模仁上設置一些細小進氣孔，也可設置菌形桿，開模後通入5—6個大氣壓之壓縮空氣，使彈簧壓縮開啟閥門，高壓空氣進入產品與公模仁之間，使產品脫模．但對於箱形產品，因氣體進入會使側壁橫向摳張，而使空氣漏掉，這時應配與推板配合使用．六. 復合頂出受產品形狀影響，多數模具采用兩種以上頂出方式，以便達到理想的頂出效果，具體形式須根據產品和模具結構來定，在此不作具體敘述．七.其他頂出方式1. 點狀進膠澆道自動脫落點澆口在母模一邊，為取出膠道，須加設一分型面．開模後一般由人工取出膠道，造成操作麻煩，生產率降低，為適應自動化生產，最好設計成自動脫落裝置，使膠道在頂出時自動脫落．a.側凹拉斷在分流道盡頭鑽一斜孔，開模後拉出膠道，由中心頂桿頂出．b.拉料桿拉斷由拉料桿拉出膠道，開模一定行程後限位桿帶動推板將膠道推落．c.母模推板推脫開模時母模板與母模推板先分型，膠道留在母模板與母模一起移動一定行程後，限位桿限制推板移動，推板與模板分開，膠道被拉斷而自動脫落．d.頂針拉斷對於細長深腔模具，可在母模設置一頂出系統，開模後以限位桿行程使頂針反向頂出膠道，產品由推板推出，此方式與開模行程有關，應用較特殊．２.母模側頂出方式一般的產品都會留在公模側頂出，但有些產品因形狀特殊或產品特殊要求，頂出裝置必須設在母模．因母模是固定的機台，頂桿無法作用在頂板上，必須借助開模力或外力來完成．常見的有油缸，電動，拉勾等．３.螺紋頂出因螺紋與一般產品形狀特殊，必須旋轉頂出或側向脫模，根據產品復雜程度和產量，一般有采用手動和機動兩種方式．1). 強制脫螺紋a. 對於本身彈性強之塑膠(PP . PE)，可利用其彈性進行強制脫模而不會損壞螺牙．b. 用具有彈性的珪橡膠做成螺紋型芯，開模時用彈簧先退出型芯中頂桿，使橡膠型芯產生向內收縮，再用頂針將產品脫出．此方式能簡化模具結構，但橡膠型芯壽命較短，只適用於小批量生產．c. 有些螺紋可通過半圓滑塊或型環成形，用兩個對半滑塊合起來組成完整螺紋或產品頂出後用手，電機將螺紋旋出．螺紋脫出時必須作相對轉動，模具上必須要有止轉裝置來保證．a. 外部止動模具母模設有止轉花紋，公模仁回轉時產品可自動脫落．b. 內部止動有內螺紋之產品在公模仁頂面設置止轉形式，脫模時止動模仁旋轉並軸向頂出螺紋可脫出，注意止動模仁螺距必須與產品螺距一致．c. 產品端面止動在產品端面設置止動小凸點，型芯旋轉時推板將產品頂出．小型產品有側澆口時，只頂出膠道也可將產品帶出，但對於軟性塑膠則避免使用．型芯旋轉驅動方式常用的有人工，電動，油缸，氣缸，液壓馬達及大螺距絲桿螺母驅動等方式，一般來講，旋轉機構在設計時，產品有幾扣螺紋，螺紋型芯就必須轉幾圈。