模具设计之模具篇-A.ppt

注塑模具,欢迎来到 武汉零创模具设计有限公司 学习模具设计,注塑模具,第三章 注射机与模具,一、 注射机的基本结构及规格,1、注射机分类 注塑机根据 塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压机械（连杆）式；按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。 1） 、卧式，立式，直角式。 立式注塑机：其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上，且模具是沿垂直方向打开的。因此，其占地面积较小，容易安放嵌件，装卸模具较方便，自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。但制品顶出后不易自动落下，必须用手取下，不易实现自动操作。立式注塑机宜用于小型注塑机，一般是在60克以下的注塑机采用较多，大、中型机不宜采用。 臥式注塑机：这是最常见的类型。其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上，且模具是沿水平方向打开的。其特点是：机身矮，易于操作和维修；机器重心低，安装较平稳；制品顶出后可利用重力作用自动落下，易于实现全自动操作。目前，市场上的注塑机多采用此种型式。 角式注塑机：其注射方向和模具分界面在同一个面上，它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。它占地面积比卧式注塑机小，但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。这种型式的注塑机宜用于小机。 多模转盘式注塑机：它是一种多工位操作的特殊注塑机，其特点是合模装置采用了转盘式结构，模具围绕转轴转动。这种型式的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力，可以缩短生产周期，提高机器的生产能力，因而特别适合于冷却定型时间长或因安放嵌件而需要较多辅助时间的大批量塑制品的生产，但因合模系统庞大、复杂，合模装置的合模力往往较小，故这种注塑机在塑胶鞋底等制品生产中应用较多。,注塑模具,第三章 注射机与模具,一、 注射机的基本结构及规格,立式注塑机的特点： 1、注射装置和锁模装置処于同一垂直中心线上，且模具是沿上下方向开闭。其占地面积只有臥式机的约一半，因此，换算成占地面积生产性约有二倍左右。 2、容易实现嵌件成型。因为模具表面朝上，嵌件放入定位容易。采用下模板固定、上模板可动的机种，拉带输送装置与机械手相组合的话，可容易地实现全自动嵌件成型。 3、模具的重量由水平模板支承作上下开闭动作，不会发生类似臥式机的由于模具重力引起的前倒，使得模板无法开闭的现象。有利于持久性保持机械和模具的精度。 、通过简单的机械手可取出各个塑件型腔，有利于精密成型。 、一般锁模装置周围为開开放式，容易配置各类自動化装置，适应于复杂、精巧产品的自动成型。 、拉带輸输送装置容易实现串过模具中间安装，便于实现成型自动生产。 、容易保证模具内树脂流动性及模具温度分布的一致性。 、配备有旋转台面、移动台面及倾斜台面等形式，容易实现嵌件成型、模内组合成型。 、小批量试生产时，模具构造简单成本低，且便于卸装。 10、经受了多次地震的考验，立式机由于重心低，相对臥式机抗震性更好。 臥式注塑机的特点： 、即是大型机由于机身低，对于安置的厂房无高度限制。 、产品可自动落下的场合，不需使用机械手也可实现自动成型。 、由于机身低，供料方便，检修容易。 、模具需通过吊车安装。 、多台並列排列下，成型品容易由输送带收集包装。 2） 、通用型，专用型。有些材料要专用的注塑机，其区别一般在螺杆和温度控制系统的不同， 。,注塑模具,第三章 注射机与模具,一、 注射机的基本结构及规格,2）、注射机的基本结构 包括注射装置、合模装置、液压传动和电气控制系统,注塑模具,第三章 注射机与模具,一、 注射机的基本结构及规格,3）、注射机的规格和技术参数 1、额定注射量； 2、额定注射压力； 3、额定锁模力； 4、模具安装尺寸； 5、开模行程等 。 注射机的规格目前世界上尚无同一的标准，我国常采用额定注射量来表示注射机的规格，如XS-ZY-125注射机即表示额定注射量为125cm3，其它字母的意义是：X指成型，S指塑料，Z指注射，Y指螺杆式注射机。该机具有两侧双顶杆机械推出装置的螺杆式卧式注射机，锁模力900KN，模具的最大合模行程300mn，模具最大厚度300mm，最小厚度200mm，喷嘴直径4mm，动、定模固定板尺寸428458。,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,1 ）成型前的准备 、原材料的预处理 （）检验：外观 工艺性能 （）粉料造粒 （）原料干燥 热风循环烘箱、红外线加热烘箱、沸腾干燥和气流干燥。 、嵌件的预热 注射成型制品为了装配及强度方面的要求，需要在制品中嵌入金属嵌件。注射成型时，安放在模腔中的冷金属嵌件和热塑料熔体一起冷却时，由于金属和塑料收缩率的显著不同，常常使嵌件周围产生很大的内应力（尤其是象聚苯乙烯等刚性链的高聚物更多 显著）。这种内应力的存在使嵌件周围出现裂纹，导致制品的使用性能大大降低。这可以通过选用热膨胀系数大的金属（铝、钢等）作嵌件，以及将嵌件（尤其是大的金属嵌件）预热。同时，设计制品时在嵌件周围安排较大的厚壁等措施。 、脱模剂的使用 脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺外的一般塑料；液体石蜡用于聚酰胺类的塑料效果较好；硅油价格昂贵，使用麻烦，较少用。 使用脱模剂应控制适量，尽量少用或不用。喷涂过量会影响制品外观，对制品的彩饰也会产生不良影响。 、机筒的清洗 新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于热敏性塑料，如聚氯乙稀的存料，可用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等进行过渡换料清洗，再用所加工的新料置换出过渡清洗料。,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,2）注射成型过程： 成型周期：加料加热塑化闭模加热注射保压冷却定型开模取出制品。 1、塑化：物料在料筒内加热加到流动状态并且具有良好可塑性的全过程 要求塑化的均匀性和塑化量。 2、注射充模 （）充模阶段 这一阶段从柱塞(螺杆)开始向前移动起(时间为零)直至塑料充满模腔为止(时间为t1)充模开始一段时间模腔中没有压力，待模腔充满时，料流压力迅速上升而达到最大值。充模时间与模塑压力有关。充模时间长(慢速充模)，先进入模内的塑料，已经冷却，粘度增高，后面的塑料就需要在较高的压力下才能进入塑模。反之，所需的压力较低，在前一种情况下，由于塑料受到较高的剪切应力，分子取向程度较高，这种现象如果被保留到料温降低至软化点以下，则制品中就有冻结的取向分子，使制品的性能具有各向异性。快速充模时，塑料熔体通过喷嘴、主流道、分流道、浇口时产生较多的摩擦热而使料温升高，这样当压力达到最大值的时间t1之时，塑料熔体的温度就能保持较高值，分子取向程度可减小，制品熔接强度也较高。但充模过快时，则在嵌件后部的熔接往往不好，致使制品强度变差。 （）压实(保压)阶段 这一阶段，从熔体充满模腔起(时间t)至拄塞(蝶扦)撤回时为止(时间t2)这段时间内，塑料熔体会因受到冷却而 发生收缩，但因塑料仍然处于柱塞(或螺杆)的施压下，机简内的熔料必然会向塑模内继续流入以补足因收缩而留出的空隙。如果柱塞(或螺杆)停在原位不动，压力曲线略有下降；如果柱塞(螺杆)保持压力不变，也就是随着熔料入模的同时)略向前作少许移动，则模内压力维持不变，此时压力曲线即与时间抽平行。 压实阶段对于提高制品的密度、降低收缩和克服制品表面缺陷都有影响，此外，由于塑料还在流动，而且温度又在不断下降，取向分子容易被冻结，所以这一阶段是大分子取向形成的主要阶段。这一阶段拖延时间越长，分子取向程度也越大同。,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,2）注射成型过程： 成型周期：加料加热塑化闭模加热注射保压冷却定型开模取出制品。 （3） 倒流阶段 这一阶段是从柱塞(螺杆后退时开始(时间t2)到浇口处熔料冻结时为止(时间t3)这时模腔内的压力比流道内高， 因此就会发生塑料熔体的例流，从而使模腔内压力迅速下降。如果柱塞(螺杆)后退时浇口处熔料已冻结，或者在喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不存在，也就是不会出现t2到t3段压力下降的曲线。因此例流的多少与有无是由压实阶段的时间决定的.但是不管浇口处熔料的冻结是在柱塞(螺杆)后退以前或以后。冻结时的压力和温度对制品收缩率有重要影响，既压实阶段时间较长，模内封口压力高，例流少，收缩率较小。 （4）冻结后的冷却阶段 这一阶段是从浇口的塑料完全冻结时起(时间t3)到制品从模腔中顶出时(时间t4)止。模内塑料在这阶段内主要是继续进行冷却，以便制品在脱模时具有足够的刚度而不致发生扭曲变形。在这一阶段内，虽无塑料从浇口流出或流进，但摸内还可能有少量的流动，因此，依然能产生少量的分子取向。由于模内塑料的温度、压力和体积这一阶段中均有变化，到制品脱模时，模内压力不一定等于外界压力、模内压力与外界压力的差值称为残余压力。残余压力的大小与压实阶段的时间长短有密切关系。残余压力为正值时，脱模比较困难，制品容易被刮伤或破裂；残余压力为负值时，制品表面容易产生凹陷或内部有真空泡。所以只有在残余压力接近零时脱模才较顺利，并获得满意的制品,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,3、注塑机的工作循环 1）锁合模：模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。 2）射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。 3）注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。 4）冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。 5）冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。 6）射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。 7）开模：模扳后退到原位（包括慢-快-慢速） 8）顶出：顶针顶出制品。,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,3）、制品的后处理 1、热处理（退火） 原因：在料筒内塑化不均匀，模腔内冷却速度不同，制品产生内应力。 方法：使制品在室温的加热介质或空气循环烘箱中静置一段时间 实质： 使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段转向无规位置，从而消除这一部分的内应力。 提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高结品塑料制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。 2、 润湿处理： 聚酰胺类塑料制件在高温下与空气接蚀时常会氧化变色。此外，在空气中使用或贮存时又易吸收水分而膨胀，需要经过长时间后才能得到稳定的尺寸。因此如果将刚脱摸的制品放入热水中进行处理，不仅可隔绝空气，防止氧化同时还可以加快达到吸湿乎衡，故称作调湿处理。过量的水分还能对聚酰胺起着类似增塑的作用，从而改善了制件的柔曲性和韧性，使它的冲击强度和拉伸强度均有提高。,注塑模具,第三章 注射机与模具,二、 注塑工艺过程,4）、注塑机操作过程注意事项 养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。 1 开机之前：（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过15%。（3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动机与油泵的转动方向是否一致。（4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。（6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。 （7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。（8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。 2 操作过程中：（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。（2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在4550之间，一般在3560范围内比较合适。（3）注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。 3 工作结束时：（1）停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。（2）应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。（3）车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。,注塑模具,第三章 注射机与模具,三、注射机的选用,注射机的选用： 1、最大注射量的校核： 塑件和水口料总重小于额定注射量的80%。 2、最大锁模力的校核： 胀型力小于额定锁模力的80% 胀型力=制品投影面积A模具内压P （模具内压P通常取2040MPa。流动性好的塑料取20左右,流动性中等的塑料取30左右,流动性差的塑料取40左右.） 3、根据注射机安装部分的相关尺寸 4、根据开模行程来选用,注塑模具,第三章 注射模概述,四、注塑工艺条件,注塑工艺条件： 一、温度：主要指料筒温度和模具温度。 1、不同塑料的料温都不尽相同。 2、料温太低不利于塑化，料温太高，易导致塑件出飞边，严重时将导致塑料发生降解。 3、喷嘴的温度通常低于料筒的前段温度，以避免“流涎”现象。 二、压力：包括注射压力,塑化压力（即背压）、保压力和锁模压力。 1、塑件的尺寸越大，形状越复杂，壁厚越薄，要求注射压力越大。 2、流动性好的塑料及形状简单的塑件，注射压力较小；玻璃化温度及黏度都较大的塑料，应用较高的注射压力。 3、模具或熔胶温度较低时，宜用较大的注射压力。 4、对于同一副模具，注射压力越大，注射速度也越快。 三、成型周期： 完成一次注射成型工艺过程所需的时间，包括合模时间，注射时间，保压时间，冷却时间，开模时间，顶出时间及其它时间（如放嵌件，喷脱模剂等）。其中保压时间和冷却时间占的比例最大，有时可达80%。,注塑模具,第三章 注射模概述,四、注塑工艺条件,一磅0.9072g1.8144kg 1盎司28.3g 1丝0.01MM 1“25.4MM 1/64“0.4MM（1/64“是英制单位中最小的单位，行话称其为：“幅” 英制中说的：1分、2分、3分、4分、均指1/8“、2/8“、3/8“、4/8“ 在一次成型周期中“冷却”时间约占80% 模具名称对照 定模动模国标 前模后模香港 母模公模台湾 注射机又叫啤机 保压时间与胶件的品种和厚度有关，可按每MM增加约半小时的原则估算。 保压补缩：分别指：1、保压，即注射压力对模腔骨的熔胶继续进行压实的过程； 2、补缩：保压过程中对胶件因冷却出现的局部空隙进行“补料动作”。,注塑模具,第四章 注射模概述,一、注塑模的概念,塑料注射模一种可以重复地大批量地生产塑料零件或产品的一种生产工具。这种模具是靠成型零件在装配后形成的一个或多个型腔，来成型制品所 需的形状。,二、注射模的分类 1、两板模：又叫大水口模,单 分型面模，应用最普遍,注塑模具,第四章 注射模概述,二、注射模的分类 2、三板模：又叫双分型面模，细水口模，包括细水口模和简化细水口模）。成品表面针点进胶或进胶点偏心。,注塑模具,第四章 注射模概述,二、注射模的分类 3、无流道模：无水口料，可提高制品质量及缩短注塑周期等。,注塑模具,第四章 注射模概述,三、注射模的基本组成 一、成型零件：包括内模,镶件和行位等； 二、结构件：包括模（胚）架板、支承柱、限位件等； 三、浇注系统：包括主流道，分流道，浇口及冷料穴； 四、导向定位系统：包括导柱导套和锥面定位结构； 五、顶出系统：包括顶针顶出，司筒顶出，推板顶出，气动顶出，螺纹顶出及复合顶出等； 六、温度控制系统：包括加热和冷却。 七、排气系统：包括分模面排气，镶件排气，顶针排气和排气针排气等； 八、侧向抽芯机构：包括斜导柱+滑块抽芯，斜滑块抽芯及斜顶等。,注塑模具,第四章 注射模概述,四、模具设计思路 1.了解产品图-是否具备开模条件；脱模斜度,收缩变形,能否顶出。 2.确认产品材料-塑料材料种类繁多,确定材料以决定收缩率,了解流动性以决定注口及浇道设计。 3.模具材料-根据不同塑料及产品要求,来正确选择模具钢,以便达到产品质量及模具寿命要求,这要求设计者对塑料和钢材有足够了解。 4.成型机规格-了解锁模力、注射量、装模高度、定位环尺寸、喷嘴半径、托模孔位置等。 5.型腔及其排列-由产品的投影面积、形状、精度、产量及效益来确定。各方面互相协调制约,多方面考虑来达到一最佳组合,并确定模胚和标准件。 6.浇道方式-热流道、普通道道；直接进胶(二板模),间接进胶(三板模)及其它方式。 7.浇口方式-种类繁多,因需求而异,须注意浇口是否有外观要求及流动、平衡、结合线、排气等问题,浇口类型及尺寸是否足以充满整个产品。 8.分型面-为模具设计重要环节,由设计师灵活运用,须考虑产品外观,顶出方式,模具加工等。 9.模仁-须考虑外观、加工方式、模具强度、脱模方式、冷却方式、流动性、排气等问题。 10.侧凹-有滑块、油(气)缸、马达、斜梢、强行脱模及其它特殊方式,此部分变化最多,最复杂之设计。 11.顶出-多种方式；顶针、扁梢、司筒、托板、滑块、二段顶出、油(气)压；注意脱模平衡、模具强度、外观、功能、冷却效果。 12.排气-对保证产品质量至关重要,利用多种形式进行排气,注意防止产品真空吸附及模具拉不开。 13.冷却-冷却对模具生产影响很大,而设计工作较繁杂,既要考虑冷却效果及冷却一致性,又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。 14.加工方式-所有模具设计都须确实考虑模具加工可行性,才有实用价值。否则将脱离现场模具制造经验而成为一次失败的设计。 15.模具图-按上述构思进行绘制模具图,含组立图,零件图及相关之加工用图。在绘制过程中进一步完善模具各系统之间协调,以趋于完美。 16.校对审核-模具设计完成,必须协同客户及相关人员进行校对审核,以对总体结构,加工可行性及绘图过程中的疏漏作一全面检查,征求客户意见,避免因设计失误造成模具制造和使用困难,甚至报废。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,一、成型零件的概述 1、 构成模具型腔部分的零件叫成型零件(包括凹模和凸模)，成型零件在港资厂又叫内模镶件(包括前模镶件和后模镶件),在台资厂又叫模仁(包括母模仁和公模仁)。 2、成型零件主要是用来决定塑件的几何形状和尺寸。 3、成型零件通常包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯等。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到塑件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、和耐磨性以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，达到足够的精度和表面粗糙度。 4、在进行零件设计的结构设计时，以满足质量要求为前提，还要考虑金属零件的加工性及模具制造成本。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,二、型腔数量的确定 模具型腔数量的确定主要根据制品的投影面积,几何形状(有无滑块),制品精度,批量,以及经济效率来确定. 型腔数量主要依据以下因素进行确定: (1). 制品重量与注射机的注射量. (2). 制品的投影面积与注射机的锁模力. (3). 模具外形尺寸与注射机安装模具的有效面积(或注射机拉杆内间距) (4). 制品精度. (5). 制品颜色. (6). 制品有无滑块,斜销及其处理方法. (7). 制品的生产批量. (8). 经济效率. 以上这些因素相互制约的,因此,在确定设计方案时,必须进行协调,以保证满足其主要条件. 通常,型腔数量,若客户指定设计人员要对其进行综合衡量,若满足不了要求,必须与客户进行一步检讨.,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 1 确定分模线(Parting Line): 在有的厂又叫“帕拉线” 分模线就是将制品分为前模和后模二部分的分界线.分模线向模仁四周延拓就得到分模面. 2、打开模具取出胶件或浇注系统的面，称之为分模面。分模面除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、行位、顶出、加工等多种因素影响。合理的分模面是塑件能否完好成型的先决条件。一般应从以下几个方面综合考虑： (1)符合胶件脱模的基本要求，就是能使胶件从模具内取出，分模面位置应设在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。 (2)确保胶件留在后模一侧，并利于顶出且顶针痕迹不显露于外观面。 (3)分模线不影响胶件外观。分模面应尽量不破坏胶件光滑的外表面。 (4)确保胶件质量，例如,将有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等 (5)分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要行位成形，力求行位结构简单，尽量避免前模行位.。 (6)合理安排浇注系统，特别是浇口位置。 (7)满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。图5.2.1 (8)有利于模具加工。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (1)台阶型分模面 一般要求台阶顶面与根部的水平距离 D0.25，如图5.2.1所示。为保证D的要求， 一般调整夹角“A”的大小，当夹角影响产 品结构时，应同相关负责人协商确定。当 分模面中有几个台阶面，且H1H2H3时，角度“A”应满足A1A2A3，并尽量取同一角度方便加工。 角度“A”尽量按下面要求选用： 当H 3mm，斜度 5； 3mm H 10mm，斜度 3； H 10mm，斜度 1.5； 某些胶件斜度有特殊要求时，应按产品要求选取。,图5.2.1,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (2)曲面型分模面图5.2.3a 不合理结构图5.2.3b 合理结构尖钢及尖角形的封胶面错误图5.2.2正确图5.2.2a 当选用的分模面具有单一曲面(如柱面)特性时，如图5.2.2，要求按图5.2.2a的型式即按曲面的曲率方向伸展一定距离建构分模面。否则，则会形成如图5.2.3a所示的不合理结构，产生尖钢及尖角形的封胶面，尖形封胶位不易封胶且易于损坏。,当分模面为较复杂的空间曲面，且无法按曲面 的曲率方向伸展一定距离时，不能将曲面直接 延展到某一平面，这样将会产生如图5.2.4a所 示的台阶及尖形封胶面，而应该延曲率方向建 构一个较平滑的封胶曲面，如图5.2.4b所示。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (3)封胶距离 模具中，要注意保证同一曲面上有效的封胶距离。如图5.2.3a ,5.2.3b所示,一 般情况要求D3mm,(4)基准平面 在建构分模面时，若含有台阶型、曲面型等有高度差异的一个或多个分型面时，必需建构一个基准平面，如图5.2.5a ，5.2.5b所示。 基准平面的目的是为后续的加工提供放置平面和加工基准。 1基准平面 2型腔1 3型腔2 4后模 5前模 图5.2.6 (5)分模面转折位 如图5.2.6 此处的转折位是指不同高度上的分型面 为了与基准平面相接而形成的台阶面。 台阶面要求尽量平坦，图示尺寸“A”一般 要求大于15，合模时允许此面避空。转角R 优先考虑加工刀具半径，一般R3.0mm。,1基准平面 2型腔1 3型腔2 4后模 5前模 图5.2.6,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (6)平衡侧向压力对应锁紧斜面1前模 2型芯 3后模 图5.2.7 由于型腔产生的侧向压力不能自身平衡, 容易引起前、后模在受力方向上的错动，一 般采用增加斜面锁紧,利用前后模的刚性,平 衡侧向压力，如图5.2.7所示,锁紧斜面在合 模时要求完全贴合。 角度A一般为15,斜度越大,平衡效果越差。,(7)唧嘴碰面处平坦化 构建分模面时，如果唧嘴附近的 分型面有高度差异，必须用较平 坦的面进行连接，平坦面的范围 要大于唧嘴直径，一般有效面积 应大于18mm,如图5.2.6所示,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (8)细小孔位处分模面的处理 不论小孔处原身留，还是镶针，一般采取以下方法，对孔位进行构造。为了模具制作简单，建议孔位处镶针，但须经过设计者允许。图5.2.10a前模后模图5.2.10b键盘孔局部放大图图5.2.9适用于碰穿位较平坦的结构 A.直接碰穿 如图5.2.9 ，适用于碰穿位较平坦的 结构。但对于“键盘”类的按键孔(如图5.2.10a)， 为了改变有可能产生的“批锋”的方向，常采用 插穿形式的结构及尺寸，如图5.2.10b所示。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (8)细小孔位处分模面的处理 B.中间平面碰穿 如图5.2.11a，适用于碰穿位较陡峭的结构 采用中间平面碰穿的结构可以有效缩短碰穿孔处钢位的高度，改善钢位的受力情况。为避免前、后模偏位，建议采用5.2.11a图示尺寸及结构。图5.2.11b所示结构中，由于在碰穿处产生侧向分力，当碰穿孔较小时，在交变应力的作用下，碰穿孔处的钢位易于断裂，影响模具寿命。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 (8)细小孔位处分模面的处理 C.插穿 一般不采用，仅仅用在以下所示的情况。 (1)当“a”点与“b”的高度差小于0.5mm时，如图5.2.12a，采用插穿结构。图5.2.12c图5.2.12b图5.2.12a (2)当“a”点高于“b”点时，如图5.2.12b，采用插穿结构。,当采用插穿结构时，常采用图5.2.12c所示结构及尺寸。封胶面最小距离须保证1.0mm；导向部位斜度A5 长度H2.5mm。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求 产生“B”所示位的尖钢法线方向,合理的分型面 产生“A”所示位的尖钢图5.2.13 (9)避免产生尖钢 当分型线须分割一个曲面时， 为了避免产生尖钢,分型面的方向 应为分型线上任一点的法线方向。 如图5.2.13所示。,(10)综合考虑产品外观要求 对于单个产品，分型面有多种选择时，要综合考虑产品外观要求，选择较隐蔽的分型面。对于有行位分型的成品，行位分型线必须考虑相邻成品的结构，如相邻成品同样需要行位分型，那幺行位分型线应调整对齐；如图5.2.14a；5.2.14b；5.2.14c；如相邻成品不需行位分型，在满足结构的情况下，行位分型线应尽量缩短如图5.2.7d,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,三、确定制品分型线和模具分型面 3、分模面注意事项及要求,(10)综合考虑产品外观要求 对于单个产品，分型面有多种 选择时，要综合考虑产品外观 要求，选择较隐蔽的分型面。 对于有行位分型的成品，行位 分型线必须考虑相邻成品的结 构，如相邻成品同样需要行位 分型，那幺行位分型线应调整 对齐；如图5.2.14a；5.2.14b； 5.2.14c；如相邻成品不需行 位分型，在满足结构的情况 下，行位分型线应尽量缩短 如图5.2.7d,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 1、 胶件排位 胶件排位是指据客户要求,将所需的一种或多种胶件按合理注塑工艺、模具结 构进行排列。胶件排位与模具结构、塑胶工艺性相辅相成，并直接影响着后期的注塑工艺,排位时必需考虑相应的模具结构，在满足模具结构的条件下调整排。 从注塑工艺角度需考虑以下几点： (1)流动长度。每种胶料的流动长度不同，如果流动长度超出工艺要求，胶件 就不会充满。(具体参见第二章) (2)流道废料。在满足各型腔充满的前提下,流道长度和截面尺寸应尽量小，以 保证流道废料最少。图5.1.1 (3)浇口位置。当浇口位置影响胶件排位时，需先确定浇口位置，再排位。在 一件多腔的情况下，浇口位置应统一。 (4)进胶平衡。 进胶平衡是指胶料 在基本相同的情况下,同时充满各型腔。 为满足进胶平衡一般采用以下方法: A.按平衡式排位(如图5.1.1)，适合 于胶件体积大小基本一致的情况。 B.按大胶件靠近主流道，小胶件远离主流道的方式排位，再调整流道、浇口尺寸满足进胶平衡 注意：当大小胶件重量之比大于8时，应同产品设计者协商调整。在这种情况下，调整流道、浇口尺寸很难满足平衡要求。,图5.1.1,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 1、 胶件排位 6)型腔压力平衡。型腔压力分两个部分,一是指平行于开模方向的轴向压力；二是指垂直于开模方向的侧向压力。排位应力求轴向压力、侧向压力相对于模具中心平衡，防止溢胶产生批峰 。 满足压力平衡的方法： A.排位均匀、对称。轴向平衡如图5.1.2； 侧向平衡如图5.1.3,B.利用模具结构平衡 如图5.1.4 这是一种常用的平衡侧压力的方法,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 1、 胶件排位 图5.1.5前模型腔边缘唧咀 从模具结构角度需考虑一下几点 (1)满足封胶要求 排位应保证流道、唧咀距前模型腔 边缘有一定的距离,以满足封胶要求。一 般要求D15.0mm，D210.0mm，如图 5.1.5所示。 行位槽与封胶边缘的距离应大于15.mm。 (2)满足模具结构空间要求排位时应满足模具结构件，如铲鸡、行位、斜顶等的空间要求。同时应保证以下几点： A.模具结构件有足够强度 B.与其它模胚构件无干涉 C.有运动件时,行程须满足出模要求. 有多个运动件时，无相互干涉.如图5.1.6 D.需要司筒的位置要避开顶棍孔的位置,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 1、 胶件排位 (3)充分考虑螺钉、冷却水及顶出装置 为了模具能达到较好的冷却效果,排位时应注意螺钉、顶针对冷却水孔分的影 响，预留冷却水孔的位置。 (4)模具长宽比例是否协调 排位时要尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸，且长宽比例要适当，同时也要 考虑注塑机的安装要求。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 2、确定内模镶件外形尺寸 1）：确定内模镶件（模仁）的长与宽： （1）各型腔之间钢位B取1220mm， 特殊情况下，可以取20-30mm。 特殊情况： 进胶，走运水时，B值要取多一点 胶件较大较深； 镶件镶通； 入水为潜伏式入水等。 （2）型腔至内模镶件的边的钢位A与型腔的深度有关，下表是经验数值：,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 2、确定内模镶件外形尺寸 2）确定内模镶件厚度： （1）前模镶件厚度=型腔深度+（1520）mm； （2）后模镶件厚度=胶位深度+（1530）mm； 注：厚度的确定必须保证模具有足够的强度和刚度。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 3、脱模斜度 合理的脱模斜度是便于脱模、获取高质量表面要求的必要条件。在胶件设计时，一般都会给出较为合理的脱模斜度。但由于有时考虑不周，胶件选用或形成了不合理的脱模斜度，这将势必影响胶件的表面质量，所以在模具设计时应对胶件的脱模斜度进行检查，并与相关的负责人协商解决不合理的地方。以下是对脱模斜度的一般要求： (1)常用胶料如ABS、HIPS、PC、PVC等，胶件外表面的脱模斜度参照下述选用： 外表面为光面的小胶件，脱模斜度 1；大胶件的脱模斜度 3 外表面蚀纹面Ra 6.3，脱模斜度 3；Ra 6.3，脱模斜度 4 外表面火花纹面Ra 3.2，脱模斜度 3；Ra 3.2，脱模斜度 4 (2)不论胶件内表面的骨位、柱位是否设计有脱模斜度，在进行模具设计时，都应按下述要求增加或修改脱模斜度。 骨位根部的厚度小于0.5t，(“t”为胶件的壁厚)；骨位顶部的厚度应大于或等于0.8mm，具体的脱模斜度依照已确定的厚度差及骨位的高度而定。若骨位长度方向两侧需要脱模斜度时，在不影响胶件内部结构的情况下，应选取较大的脱模斜度。 柱位的要求按第三章第三节的内容对其进行修改。 (3)在增加或修改擦、碰穿位的脱模斜度时，按第五章第二节中对台阶型分模面的要求选用， 影响胶件结构时，应与相关负责人协商解决。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 4、成形零件的工艺性 模具设计时，应力求成形零件具有较好的装配、加工及维修性能。为了提高成形零件的工艺性，主要应从以下几点考虑：,(1)不能产生尖钢，薄钢 如图5.4.1a；5.4.1b；5.4.1c,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 4、成形零件的工艺性 (2)易于加工易于修正外形尺寸图5.4.3镶件图5.4.2a图5.4.2b镶件 易于加工是成型零件设计的基本要求， 模具设计时，应充分考虑每一个零件的加 工性能，通过合理的镶拼组合来满足加工 工艺要求。例如，为了胶件止口部位易于 加工，一般采用图5.4.2a、5.4.2b所示的镶 拼结构。其他组合方式或不做镶拼均为不 合理的设计结构。 (3)易于修整尺寸及维修 对于成型零件中，尺寸有可能变动的 部位应考虑组合结构，如图5.4.3所示；对 易于磨损的碰、擦位，为了强度及维修方 便，应采用镶拼结构。 (4)保证成型零件的强度 (5)易于装配,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 4、成形零件的工艺性 针对镶拼结构的成型零件而言，易于装配是模具设计的基本要求，而且应避免安装时出现差错。对于形状规整的镶件或模具中有多个外形尺寸相同的镶件，设计时应考虑避免镶件错位安装和同一镶件的转向安装。常常采用的方法是镶件非对称紧固或定位 。如图5.4.4b所示。易装错 图5.4.4a不易装错 图5.4.4b镶件1镶件2镶件2镶件1 在图5.4.4a中，紧固位置对称，易产生镶件1 与镶件2的错位安装，同一镶件也容易转向 安装。在图5.4.4b中，每个镶件的紧固位置 非对称布置，且镶件1与镶件2的紧固排位也 不相同，从而避免产生错位安装及同一镶件 转向安装。另外，为了避免错位安装，也可 采用定位销非对称排布的方法。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、内模镶件外形尺寸的设计 4、成形零件的工艺性 6)不能影响外观图5.4.5允许夹线存在图5.4.6此处不允许夹线存在 在进行成型零件设计时，不仅要考虑其工艺性要求，而且要保证胶件外观面的要求。胶件是否允许夹线存在是决定能否制做镶件的前提，若允许夹线存在，则应考虑镶拼结构，否则，只能采用其他结构形式。图5.4.5中，胶件表面允许夹线存在，则可以采用镶拼结构，以利于加工；图5.4.6中，胶件正表面不允许夹线存在，为了利于加工或其他目的，将夹线位置移向侧壁，从而采用镶拼结构。图 5.4.7中，当圆弧处不允许夹线时，更改镶件结构，将夹线位置移向内壁。,(7)综合考虑模具冷却。成型零件采用镶拼结构后，若造成局部冷却困难，应考虑采用其它冷却方法或整体结构。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（1）整体式 结构形式,特点及适用 由整块钢材直接加工而成，结构简单，牢固可靠，但调整费时、费力，不经济，适用于小型塑件。大型模具不易采用整体式结构：不便于加工，维修困 难；切削量太大，浪费钢材；大件不易热处理（淬不透）；搬运不便；模具生产周期长，成本高。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 结构形式 整体嵌入式凹模 通孔台阶式： 若凹模镶件是回转体，而型腔是非回转体，则需要用销钉或键定位。,通 孔 台 阶 式,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式,通 孔 台 阶 式,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式,特点及适用： 主要用于成型小型塑件，而且是多型腔的模具，各单个型 腔采用机加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压 入模板中。这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各 个型腔的形状尺寸一致。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式,特点及适用： 主要用于成型小型塑件，而且是多型腔的模具，各单个型 腔采用机加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压 入模板中。这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各 个型腔的形状尺寸一致。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 局部镶嵌式凹模,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 局部镶嵌式凹模,特点及适用： 局部镶嵌式型腔适用于型腔较复杂或型腔的某一部分容易 损坏，需经常更换的场合。,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 底部镶拼式凹模,特点及适用： 为便于加工、研磨、 抛光和热处理，形状 复杂的型腔底部设计 成局部镶拼结构,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 侧壁镶拼式凹模,特点及适用： 大型和复杂凹模，把四 壁和支撑板单独加工后 嵌入模板中，螺钉紧固,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,四、凹模的设计 凹模 凹模：成型塑料制品外形的主要零件 凹模结构：凹模有整体式和组合式两类。,（2）组合式 瓣合式凹模a) b) c) 适用于侧壁带凸台或凹槽的塑件,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,五、凸模的设计 根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有凸模（主型芯）和成型杆（小型芯）之分。型芯结构：整体式和组合式两类。,（1）整体式凸模 结构形式,注塑模具,第五章注塑模成型零件设计,五、凸模的设计 根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有凸模（主型芯）和成型杆（小型芯）之分。型芯结构：整体式和组合式两类。,（2）镶拼式凸模 结构形式,注塑模具,第六章注塑模排气系统设计,1、排气 模具内的气体不仅包括型腔里空气，还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时，这些气体都应顺利的排出。 模具中气体来源：1、空气； 2、水汽； 3、分解气。 2、 排气不足的危害性： ( 1 ) 在胶件表面形成烘印、气花、接缝，使表面轮廓不清； ( 2 ) 充填困难，或局部飞边； ( 3 ) 严重时在表面产生焦痕； ( 4 ) 降低充模速度，延长成型周期。 3、排气方法 我们常用的排气方法有以下几种： ( 1 ) 开排气槽Section A-A123图9-30 排气槽的设计1. 分流道 2. 排气槽 3. 导向沟(0.200.30) mm 排气槽一般开设在前模分型面熔体流动 的末端，如图9-30所示，宽度b=(58)mm 长度 L为8.0mm 10.0mm左右。,注塑模具,第六章注塑模排气系统设计,3、排气方法 排气槽的深度h因树脂不同而异，主要是考虑树脂的粘度及其是否容易分解。作为原则而言，粘度低的树脂，排气槽的深度要浅。容易分解的树脂，排气槽的面积要大，各种树脂的排气槽深度可参考表9-3。,表9-3 各种树脂的排气槽深度,注塑模具,第六章注塑模排气系统设计,3、排气方法 ( 2 ) 利用分型面排气 对于具有一定粗糙度的分型面， 可从分型面将气体排出。见图9-31。,图9-31 利用分面排气 图9-32 利用顶针排气,( 3 ) 利用顶杆排气 胶件中间位置的困气，可加设顶针,利用顶针和型芯 之间的配合间隙，或有意增加顶针之间的间隙来排 气，见图9-32。 ( 4 ) 利用镶拼间隙排气 对于组合式的型腔、型芯，可利用它们的镶拼间 隙来排气，见图9-33、图9-34。,图9-33 利用镶拼间隙排气 (1),注塑模具,第六章注塑模排气系统设计,3、排气方法 ( 5 ) 增加走胶米仔 对于喇叭骨之类的封闭骨位，为了改善困气对流动的影响，可增加走胶米仔，米 仔高出骨位h值0.50 mm左右。如图9-35所示。,( 6 ) 透气钢排气 透气钢是一种烧结合金，它是用球状颗粒合金烧结而成的材料，强度较差，但质地疏松，允许气体通过。在需排气的部位放置一块这样的合金即达到排气的目的。但底部通气孔的直径D不宜太大，以防止型腔压力将其挤压变形，如图9-36所示。由于 透气钢的热传导率低，不能使其过热，否则，易产生分解物堵塞气孔。,注塑模具,第七章注塑模结构件的设计,1 、模具类型 注射模具类型依据模具基本结构分为两类：一类是二板模也称大水口模；另一类是三板模也称细水口模。其它特殊结构的模具，也是在上述两种类型的基础上改变，如哈夫模、热流道模、双色模等。所有模具按固定在注射设备上的需要，又有工字模和直身模之分；通常模具宽度尺寸小于等于300mm，选择工字模如图4.1.1所示；宽度尺寸大于 300mm，选择直身模如图4.1.2所示,注塑模具,第七章注塑模结构件的设计,1 、模具类型 1.1 二板模(大水口模) 二板模是指那些能从分模面分开 成前、后两半模的模具。二板模 常见类型如下图：,注塑模具,第七章注塑模结构件的设计,1 、模具类型 1.2 三板模(细水口模) 三板模主要由三个部分或模板组成，开模后，各模板之间相隔一段距离，胶件从形成分模面的两块模板之空间距离落下，浇道则从另一空间距离落下(这是对冷流道模具来讲)，这种把胶件与浇道分隔开的模具称三板模。三板模如图4.1.7所示，其开模要求为: D为模具中最长入浇道值，A=D+E+(1015mm)，并且，A110mm(