注塑成型工艺与模具设计word文档

1最小壁厚满足条件：具有足够的强度；脱模时能经受脱模机构的冲击还和震荡；装配时能承受紧固力。

壁厚过小，会造成填充阻力增大；壁厚过大，不仅浪费材料，还延长冷却时间。

一般而言，在满足适应条件的前提下，制件壁厚尽可能取小些。

2壁厚设计的另一基本原则：同一塑件壁厚尽可能均匀一致。

否则会因冷却和固化速率不均产生附加内应力，引起翘曲变形，热塑性塑料会在壁厚处产生锁孔；热固性塑料则会因未充分固化而鼓包或因交联度不一致而造成性能差异。

为消除壁厚不均匀，设计时可考虑将壁厚部分挖空或在壁面交界处采用适当的半径过度以缓解厚薄部分的突然变化。

设置加强筋的目的：在不增加壁厚的情况下，达到提高制件的刚强度，避免翘曲变形。

沿着料流方向的加强筋还能改善成型时的塑料熔体的流动性，避免气泡、缩孔和凹陷等缺陷的形成。

3加强筋设计时注意：加强筋不宜过厚，b=（0.4~0.8）t，否则其对应壁上会容易产生凹陷；加强筋设计不应过高，h≤3t，否则，在较大弯矩或冲击负荷作用下受力破坏；加强筋必须有足够的斜度，加强筋的顶部为圆角，底部也应呈圆弧过渡。

加强筋布置应考虑：加强筋的方向尽量与熔体充模方向一致，以避免熔体流动干扰、影响成型质量；加强筋的设置应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔、气泡等缺陷。

除了采用加强筋外，对于薄壁容器或壳类件可以适当改变起结构或形状，也能达到提高其刚强度和防止变形的目的。

4圆角：带有尖角的塑件在成型时，往往会在尖角处产生局部应力集中，在受力或冲击震动下会发生开裂或破裂。

采用圆弧过渡首先可增加塑件的美观程度，其次可增加塑件的强度，也大大改善充模流动特性。

另外，塑件的圆角对应与模具也呈圆角，这样既增加模具的坚固性，在一定程度上也减少模具热处理时因应力集中而导致开裂情况的出现。

理想的内圆角半径为壁厚的1/3。

通常，塑件内壁圆角半径是壁厚的一半，外壁圆角半径为壁厚的1.5倍，一般圆角半径不小于0.5mm，壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径。

5分型面选择原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；应尽量减少塑件在分型面上的投影面积，注塑机都规定其相应模具所允许的最大成型面积及额定锁模力，注塑成型过程中，当塑件（包括浇注系统）在分型面上的投影面积超过允许的最大成型面积时，会出现涨模溢料现象，这时注塑成型所需的合模力也会超出额定锁模力；考虑排气效果；保证塑件的形状与尺寸精度要求；满足塑件的外观质量要求；应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧；对侧向抽芯的影响，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，将较深的凹孔或较高的凸台放置在开模方向，并尽可能把侧向抽芯机构放置在动模一侧；便于模具的加工制造6浇注系统设计原则：压力损失小；温差小；主流道设计：喷嘴窝球面半径SR=喷嘴球面半径+（0.5~1）mm分流道设计：分流道的长度要尽可能短，且少弯折，便于注塑成型过程中最经济地使用原料和注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失，较长的分流道还需要在末端设置冷料穴。

分流道布置形式应遵循：排列紧凑，缩小模具版面尺寸；流程尽量短，锁模力力求平衡。

7浇口的设计：直接浇口：塑料熔体直接由主流道进入型腔，因而具有流动阻力小，料流速率快及补缩时间长的特点，但注塑压力直接作用在塑件上，容易在进塑处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹也较明显。

大都用于注塑成型大型壁厚，长流程、深型腔的塑件以及一些高黏度塑料，多用与多型腔模具。

侧浇口：用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且注射压力损失大，多深型腔塑件排气不便。

浇口长度越长，浇口上的压力降越大；浇口的厚度越厚，浇口封闭时间越长；浇口宽度越宽，流动阻力越小。

扇形浇口：采用扇形浇口，可使塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配，塑件的内应力较小；且对消除浇口附近的缺陷有较好的效果，因此适用于成型薄片状塑件及扁平塑件，但浇口痕迹较明显，且去除较困难。

环形浇口：成型圆筒件，开设在塑件外侧。

塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速率大致相同，模腔内空气容易排出，避免了侧浇口容易在塑件上产生熔接痕，但浇口去除较难，浇口痕迹明显。

盘形浇口：类似于环形浇口，浇口开设在塑件内侧。

轮辐浇口：浇口尺寸与侧浇口类似，凝料易去除用料少，塑件容易产生多条熔接痕降低塑件的强度。

点浇口：浇口前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热；从而使熔体表面黏度下降，流动性增加，利于填充。

有利于成型薄壁塑件以及表观黏度随剪切速率变化敏感改变的塑料，不利于成型了流动性差及热敏性塑料，也不利于成型平薄易变形及形状复杂的塑件。

采用点浇口的模具，已取得浇注系统的平衡，也有利于自动化操作，但压力损失大，浇口凝料脱模需在定模部分另加一个分型面，塑件浇口残留痕迹小，但收缩大、易变形。

潜伏浇口：由点浇口演变而来。

8浇口位置的选择：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔气体排出；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在塑件承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置选择注意塑件外观质量。

浇注系统的平衡：布局与分流道的平衡、浇口平衡（自然平衡、人工平衡）。

9冷料穴：一般开设在主流道对面的动模板上。

拉料杆：Z字形为最常见。

倒锥形、环形槽形适用于弹性较好的软质塑料；球头、菌形头适用于推板脱模，弹性较好的塑料；分流锥形适用各种塑料，适用于中间有空是塑件而又采用直接浇口或抓形浇口形式10合模导向机构：保证动、定模或上、下模合模时，正确定位和导向的装置。

具体作用：导向作用，合模时，首先是导向零件接触，引导动、定模或上、下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成零件损坏。

定位作用，模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整承受一定的侧向压力，塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，是导柱承受一定的侧向压力，一保证模具的正常工作。

若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

推杆、推管、推板的适用范围推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构。

不宜用在脱模力大的筒形和箱型塑件的脱模。

推管推出机构中心有孔的圆形套类零件，通常使用推管推出机构。

图4-77（课本p95）所示为推管推出机构的结构，（a）是型芯固定在模具底板上的形式，这种结构型芯较长，常用在推出距离不大的场合；（b）用方销将型芯固定在动模板上，推管在方销的位置处开槽，推出时让开方销，推管与方销的配合采用H8/f7或H8/f8；（c）为推管在模板内滑动的形式，这种结构适宜模板厚度较大的模具，型芯和推管都较短。

推板推出机构推板推出机构主要适用于塑件内孔为圆形或其他简单形状的场合。

4.8 侧向分型抽芯机构设计4.8.3斜导柱侧向分型抽芯机构由图4-103（课本107页）可看出，斜导柱侧向分型抽芯机构主要由斜导柱、楔紧块、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、侧型芯以及定距限位装置等组成。

4.8.3.5斜导柱侧向分型抽芯机构的结构形式安装形式（课本P115——118）4.8.5弯销侧向分型抽芯机构弯销与斜导柱的区别弯销侧向分型抽芯机构的工作原理和斜导柱侧向分型抽芯机构相似，所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱，因此弯销侧向分型抽芯机构仍让离不开滑块的导滑，注塑时侧型芯的锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大要素。

4.9温度调节系统设计模具温度对塑件成型的影响（1）模具温度对塑件质量的影响模温过低，熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，塑件表面无光泽，缺陷多，力学性能降低。

热固性塑料因固化程度不足，造成塑件的物理、化学和力学性能降低；热塑性塑料因充模速率不高，造成塑件内应力增大，易引起翘曲变形或应力开裂。

模温过高，成型收缩率大，脱模和脱模后塑件变形大，并易造成溢料和粘模。

热固性塑料因“过熟”，会导致变色发脆、强度低等缺陷。

模具温度不均匀，型芯和型腔温度差过大、塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，影响塑件的形状及尺寸精度。

模具温度波动对塑件的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有影响。

（2）模具温度对模塑周期的影响塑料注射成型过程中，注射时间约占成型周期的5%，冷却时间约占80%，推出（脱模）时间约占15%。

由此可见，缩短模塑周期关键在于缩短冷却固化时间，可通过调节塑料和模具的温差。

因而在保证塑件质量和成型工艺顺利进行的前提下，降低模具温度有利于缩短冷却时间，也就是缩短模塑周期，从而提高塑料成型的生产效率。

冷却系统设计冷却系统设计原则①冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大②冷却水道至型腔表面距离应尽量相等③浇口处加强冷却④冷却水道出、入口温差应尽量小此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以避免产生熔接痕，降低塑件强度。

4.10热流道注塑模具热流道模具按使流道内塑料保持熔融状态的方法分为绝热流道注塑模和加热流道注塑模两种。

（1）绝热流道绝热流道注塑模将主流道和分流道截面尺寸设计的很大，利用塑料与流道壁接触处形成冷凝层的绝热保温作用，使流道中心部位的塑料始终保持熔融流动状态，在注射压力作用下，熔融料通过流道顺利的进入型腔，从而满足连续注射的要求。

①绝热主流道绝热主流道又称井式喷嘴，是结构最简单的绝热流道，适用于单型腔注塑模。

②绝热分流道绝热分流道又称多型腔绝热流道，有直接浇口式和点浇口式两种类型。

（2）加热流道加热流道是在流道内或留到附近设置加热器，利用加热的方法使注射机喷嘴到浇口之间的浇注系统处于高温状态，从而让浇注系统内的塑料在生产过程中一直保持熔融状态。

①延伸喷嘴延伸喷嘴是一种最简单的加热流道，它是将普通喷嘴加长以后能与模具上浇口部位直接接触的一种特别喷嘴，其自身也可安装加热器，以便补偿喷嘴延长之后的散热量，或在特殊要求下使其温度高于料筒温度。

延伸喷嘴只适于单腔模具结构，②多型腔加热流道这类模具的结构形式很多，但大概可归纳为外加热式和内加热式两大类③阀式浇口热流道使用热流道注塑模成型黏度很低的塑料时，为了避免产生流延和拉丝现象，可采用阀式浇口。

热流道系统组成热流道板：其主要任务是恒温地将熔体从主流道送入各个单独喷嘴，在熔体传送过程中熔体的压力降尽可能减小，并不允许材料降解。

通常热流道板的形式有：一字型，H型，Y型，十字型。

喷嘴：将熔体从热流道板送入模具型腔，带有开放式，针阀式等喷嘴。

加热元件：保证流道内熔体一直处于熔融状态，常用有加热棒，加热圈，管式加热器及螺旋式加热器等。

温控器：精确控制温度，常用有通断式，比例控制，新型智能化控制器。