MISUMI注塑模具技术讲座

1、塑料模具讲座第1讲 何谓成形收缩现象？种别： 成形材料2012年07月20日在进行热可塑性塑料的注射成型加工时，可利用成形收缩现象获得具备所希望尺寸的成形件。成形收缩是指被填充至模具型腔内部的熔融树脂在冷却固化时，体积产生收缩的现象。这种收缩的程度被称为"成形收缩率"，如果能够凭借科学和经验正确掌握成形收缩率，就可以采用恰好可以弥补收缩尺寸的大一圈的型腔尺寸来进行制作，从而进行成形加工，获得所需尺寸的成形品。成形收缩率的值通常处于21000201000左右（0.22左右）的数值范围内。当以（阿尔法）来表征成形收缩率时，可用下述【公式1】来进行定义。而且，成形收缩率受以下列出

2、的因素的影响。1、成形材料的种类基本收缩率的范围根据塑料的材料种类而确定。但是，各材料厂商、各材料级别之间存在细微的差异。2、型腔表面温度收缩率受成形加工时的型腔表面温度左右。通常温度较高时，收缩率有变大的倾向。3、保压×保压时间收缩率受填充树脂后的保压压力大小与保压时间的乘积左右。通常保压压力高、保压时间长时，收缩率有变小的倾向。4、成形品的壁厚收缩率受成形品壁厚左右。壁厚较厚时，收缩有变大的倾向。5、浇口形状收缩率受浇口的形状、浇口尺寸左右。通常浇口的截面面积较大时，收缩有变小的倾向。采用侧浇口时的收缩率通常比点式浇口或斜浇口要小一些。6、成形材料内是否有添加物非强化材料和含玻璃

3、纤维等的材料，其收缩率通常存在较大的差异。含玻璃纤维的材料的收缩率通常更小。在实际工作中应综合考虑上述情况，确定用于进行模具设计的成形收缩率。第2讲 MISUMI产品介绍螺旋隔水片种别： 成本2012年07月20日对于今后的注塑成形模具来说，精确地、稳定地进行工件成形已属于最低标准，如何缩短成形周期将成为考量模具优劣的重要因素。通常，在成形周期的工序中占比重最大的是冷却工序。 为了缩短冷却工序的时间，最重要的是在溶料填充完毕后，高效地吸收型腔表面的热量、迅速降低成形品的表面温度。虽然在模具中设有用于流通冷却水（或冷却油）的流道，但是单纯的采用冷却孔不能保证获得有效的冷却。 为了使冷却介质（流体

4、）更有效地发挥作用，有效的手段是增大冷却介质接触发热部分的时间与面积。常用的手段之一是使用隔水片。碰到隔水片的冷却介质的前端部分，沿隔水片流经冷却孔内，吸收、带走热量。充分应用了这一原理的产品就是"螺旋隔水片"WRCA、WRCT、WRCB系列。由于螺旋隔水片可使冷却介质（流体）在旋转螺旋流道的同时流经冷却孔内部，因此可提高与冷却孔内面的接触几率，能够更有效地冷却模具。 此外，该产品的特点之一是便于进行组装、调整。由于采用尼龙树脂制作（含30%玻璃纤维），所以可根据冷却水孔的深度，在组装现场轻松切断成所需的长度。而且，在拆卸模具时，可以轻松拆下隔水片，还可方便地去除水垢。仅通

5、过这一种手段很难完全实现缩短冷却周期的目的，应不断进行细微调整，实现逐步改善。 作为其中的一种方法，请务必尝试使用螺旋隔水片。第3讲 MuCell Process美国的最新注射成型技术种别： 技术课题2012年07月20日2000年6月下旬于美国芝加哥举办了史无前例的名为"NPE2000"的塑料产品展示会，有众多新技术在此脱颖而出。其中以"MuCell Process"技术最为引人注目。该技术是由马萨诸塞工科大学研发后，代由相关企业Trexel公司持有专利，并与8家注射成型机厂商签订了技术授权使用合同。 该技术的特征是将超临界状态的氮气或二氧化碳（CO2

6、）填入特殊的树脂混炼料筒中，与常规的注射成型工序一样，向模具内注射、填充，冷却后取出成形品。 这种成形品与普通成型品的外观上没多大区别，但拿到手里，会发现明显的差异。因为这种特殊加工的成形品明显轻得多（20%左右）。探其理由切断成型品会发现：尽管表面呈固体状态，但产品内部含有无数的微细气泡，呈海绵状（蜂窝状）。正是由于表面固化但而内部含有微细气泡，与内外全部是固化的成形品相比，在重量上实现了轻量化的效果。同时，由于是微细发泡（泡直径50微米以下）的集合体，所以机械强度上也无太大的变化。下面我们来列举一下该技术的特点：1.成形产品更轻。2.由于材料的固化时间更短，缩短成形周期。3.相应的降低了螺

7、旋送料杆的加热温度。达到了节能效果。4.降低了树脂粘度。因此能够以较低压力射料。5.可缩短保压时间。6.可有效的减少弯曲和变形。原理与气体辅助成形技术类似。7.表面外观与普通成形品无区别。8.可广泛使用PS、ABS、PP、PA6、PPS、含玻璃纤维树脂等材料。9.能够增加模具模腔数。如上所述，此项新技术包含了很多值得重视的技术内容，今后很可能应用于各种领域。 如果想使用该技术，需要签订专利授权合同，目前需要通过注射成型机厂商与T公司签订许可协议。第4讲 关于模具用钢的化学成分种别： 模具材料2012年07月20日塑料成形模具所使用的钢材，一般为铁和碳的合金（也即所谓的碳素钢、合金钢）。针对比较

8、有代表性钢种，不仅要了解它化学成分等方面的基础知识，还要考虑其热处理以及机械性能。下面介绍各钢种的化学成分。各化学成分的一般性影响如下所示。C（碳）比例增加时，硬度、拉伸强度升高。Si(硅)比例增加时，拉伸强度升高。Mn（锰）比例增加时，淬透性提高。P（磷）比例增加时，脆性增大。S（硫）比例增加时，高温下出现裂纹。Ni（镍）比例增加时，韧性增强。Cr（铬）比例增加时，淬透性提高，耐磨性也会得到提高。Mo（钼）比例增加时，耐磨性提高。W(钨)比例增加时，耐磨性提高。V(钒)比例增加时，耐磨性提高。但是，需要注意的是当只有各成分的比例保持平衡时，才能够更好的发挥合金的特性。第5讲 电动式注射成形机

9、的特征种别： 技术课题2012年07月20日最近，以小型机为主的全电动式塑料注射成型机主正在急速的普及。这类机器在15年之前虽已开始了应用性研究，但由于近几年其功能性迅速的得到提高，成为其得到普及的重要原因。全电动式注射成型机的特征可分为以下几点：1. 消耗电能比油压式成型机大幅减少。削减幅度可达4050。也就是说能够减少每月的电费。2. 由于使用伺服电机能够对注射装置进行有效的精确地控制，因此可实现成形条件的稳定化。3. 能够实现低噪音成形加工。4. 由于能够采用4个以上的独立电机进行开合模、注射、顶出、计量，能够并行进行成形工序，因此可缩短成形周期。5. 油压机难以完成的对顶出量的精确控制

10、、多级顶出方面，电动成型机均可完成。6. 过去难以提高注射速度，但最近已达到了1000mms2000mms的程度。7. 由于不使用油液，所以成形环境清洁，利于食品容器、医疗相关制品的成形。8. 目前，电动式成型机的价格仍比油压机要高。欧洲、美国、加拿大的全电动式注射成型机的普及率高于日本。所以对于，IT相关产业和汽车产业的注塑成型的新产品，电动注塑机优势被寄予更高的期待。伴随着注射成型机的发展，与之匹配的模具技术水平的提高也会逐渐得到重视。例如，高精密定位结构、排气槽结构、模具温度调节等方面都需要有所提高。 在模具用标准零件领的领域，也将会开发出与之适用的新产品。第6讲 主要塑料材料成形收缩率

11、的标准第一部分种别： 成形材料2012年07月20日在塑料注射成型模具设计过程中，明确成形收缩率的重要性已做过说明。本讲将列举几个较有代表性的塑料材料，针对其成形收缩率进行说明。【表1】中，体现了几种主要热塑性塑料的成形收缩率、型腔表面温度、注射成型压力。更多详情，可向材料厂家索取材料的产品目录及技术资料进行参考。*未特别说明之处，均表示的是标准材料的数值。第7讲 模具为什么会损坏？种别： 型腔2012年07月27日模具在组装时，从外部不会被施加多大的外力，一旦安装于注塑成形机，进行成形加工时，则会承受各种外力。例如，锁紧模具的合模力就能达到数吨，数百吨乃至数千吨。首先模具要具备足以承受该锁紧

12、应力的强度。其次，要将熔融树脂流经浇口流道，最后完全填充型腔内部，也必须要有很大的射料强度才能使其流入。究其原因，就是因为融化的塑料是粘性（粘度）很高的流体，为了使其顺畅流入，必须有相应的注射压力。该压力在浇口入口附近可达10002000kgf/cm2，即使在型腔内部也有200600kgf/cm2。而且该压力通常维持不到1秒的时间，对型芯及型腔都会有相当大的冲击。此外，推杆在推板的作用下顶出成形品，如果推杆的动作不顺畅，也必须要承受很大的压力，如果推杆过细的话，还有可能压曲损坏。所以如果按顺序对模具零部件损坏过程进行回溯，会发现原因是互相关联。为避免模具损坏，在设计时就要以数值形式明确基本使用

13、环境（注塑压力、模具结构、作用应力等），对模具的实际工作过程进行事前验证。这一点非常重要。如果基本的强度计算或结构上的缺陷被忽视的话，在模具完成后，可能会出现无法修复和调整的致命缺陷。更进一步，对模具零件进行机械加工或装配调整时，务必要明确其形状和表面的质量要求、配合精度来考虑如何加工。在进行机械加工时，仅仅按照图纸上标注的尺寸、精度、公差制作，也只是完成了最低要求，要想制作更优良的模具，必须要进一步理解模具部件的功能。为了设计、制作不会损坏的模具，必须平衡考虑其基本构思与加工装配，这是非常重要的一点。第8讲 必备合模力的基础知识种别： 成形技术2012年07月27日将注射成型模具安装于成形机

14、、通过注射喷嘴将熔融树脂注入模具内部时，型腔内部会产生很高的填充压力。这个填充压力方向与合模力相反，所以必须有足够的合模力保证分型面不被瞬间撑开。可以想象，即使分型面仅仅有一道缝，成形品也会产生飞边。 这种将模具锁紧的力被称为"必备合模力"。必备合模力的单位采用力学单位N（牛顿）或kgf或者tf。在设计全新模具时，需要通过计算来确定该模具适于多大必备合模力的注射成型机。如果将该必备合模力为100tf的模具安装于75tf的成形机上，成形品就会遍布飞边，甚至无法完全成型。如果安装于300tf的成形机，虽然也能够完成成形加工，但由于300tf成形机的使用成本比100tf的要高得多

15、，会增加成型成本。模具的必备合模力可通过下述计算式求得。p值在300500kgfcm2左右的范围内。根据树脂的种类及成形品的壁厚、型腔表面温度、成形条件的不同，p值也会发生变化。为了更加精确计算，推荐在型腔内设置压力传感器，来采集实测值的标准数据。A为型腔和流道在分型面上的投影面积的总和。相应地，当出模数量或流道排布发生变化时，A的数值也会发生变动。计算示例计算PBT树脂含玻璃纤维30%、一次成形4件时的必备合模力。作为计算的前提条件，假设型腔内压力P300kgfcm2。1个型腔的投影面积A115.3cm2流道的投影面积A25.5cm2Fp×A1000300×（15.3&#

16、215;45.5）100020.01（tf）由以上可知，需要20t左右的必备合模力。考虑一定余量，最佳选择是2530tf级的成形机。第9讲 关于树脂的流动比（L/t）种别： 成形技术2012年07月27日要将树脂充填至型腔内，必须向注射筒内加压方可压入。树脂经加热后处于熔融状态，虽然变成了有粘性(粘度)的流体。但其在流经浇口、流道到达型腔的过程中，其热量会被模具表面吸收，导致粘性降低。当粘性低于一定限度时，前端部分会因冷却而发生固化，而无法继续流动。那么多长距离内，前端部分不会发生冷却固化、能够维持流动呢？只要掌握这一信息，就能够在设计模具时对浇口的数量和布置、流道的布置等进行考虑。其参考指标

17、就是流动比（L/t）。流动比是指在对某种特定的树脂加压、使其流入一定厚度的型腔内时，流动前端能够到达的距离的实验性指标。通常采用以下形式进行描述："以900kgfcm2的注射压力，将POM树脂射入板厚1mm的型腔时，流动比（Lt）为450530mm"流动比通常具有下述倾向：（1）注射压力越高，流动比值越大。（2）型腔越薄，流动比值越小。（3）型腔表面温度越高，流动比值越大。 （4）成形机和模具的状态不同，流动比值会有一定的波动范围。（5）局部薄壁部分的流动状态无法作为预测对象。主要树脂的流动比如下所示。第10讲 成形品中孔的制作方法种别： 型腔2012年07月27日本讲介绍

18、成形品制作自然孔时、所涉及的几种基本模具结构。要在在成形品上生成自然孔，需要通过型腔及型芯来形成树脂无法流入的部分。其基本结构示例如【图1】所示。A销定位结构这种是最基本的结构。在单侧凸起，使其直接接触对侧平面，进而形成孔。对于凸起部分顶到的接触面，考虑到"接触余量"，应使型芯实际高度比标准高度尺寸长0.0050.03mm左右，这是设计的关键。这样的话，接触面处就不会产生毛刺，成形品孔位边缘会出现整齐的锐角效果。这种结构的缺点是，较细长的型芯，无法承受树脂的填充压力，进而出现变形、孔错位、孔弯曲的情况。而且，有时候还可能导致型芯断裂。B嵌入结构这种结构是使单侧的凸起端与相对

19、侧的孔嵌合，形成孔。采用此结构，型芯形成两端支承梁结构，抵抗树脂压力的能力比销定位结构更好，具有防止型芯断裂及孔错位的效果。而且，凸起端与嵌合孔为锥面配合，以保证精确定位。但缺点是模具的加工成本比销定位结构要高很多。C中间位置销定位结构这种结构采用在两侧设置凸起，使其在中间位置碰触的结构。采用这种结构，型芯全长较短，进而减少断裂的危险。 其缺点是成形孔的中间会有分割线。D咬合结构这种结构采用在两侧设置凸起，在中间位置以一定角度配合的结构。E中间位置嵌入结构该结构属于B结构与C结构的结合形式。第11讲 何谓钢材的弹性模量？种别： 型腔2012年07月27日"弹性模量"，模具零

20、部件所使用钢材的强度及弹性的物理特性指标，通常也被称作"杨氏模量"。 弹性模量是指在拉伸钢材时，所发生的"应力"与"应变"的比例系数。三者之间的关系如下：EX：艾普西隆：西格玛如上述公式，"应力与应变成正比"。弹性模量取决于不同种类金属材料的物理特性，通常弹性模量数值越大的材料，其应力和刚度也越高。【表1】常用金属材料的弹性模量第12讲 设定型腔外形尺寸的步骤种别： 型腔2012年08月03日型腔（定模侧镶件）的外形尺寸是怎么制定的呢？其实在多数情况下，都是参考过去制作过的类似模具尺寸，或凭借经验、直觉来制定的。如

21、果我们懂得正确设定尺寸的方法，就可以规避因树脂压力而使模具受损的风险，避免因制作过度坚固或过大模具而产生的成本浪费。以下是如何设定正确尺寸的步骤。步骤1：最小壁厚的计算型腔是通过对钢坯挖出凹陷形状而制作成型的。如果不满足一定的厚度，加工出的型腔侧壁与钢坯外形之间的壁厚h就会因树脂的填充压力而产生裂纹或产生较大形变。该厚度值h可通过套用应用材料力学计算公式，来求得其推荐值。计算公式需根据（1）型腔的外形形状（立方体or圆柱体等）（2）型腔的结构（整体式or组合镶拼式等）条件不同选择合适的公式。应在考虑成形条件及钢材种类等的基础上将数据代入公式专业设计人员一般会以最佳情况、最差情况分别对计算的前提

22、条件作出假设，比较计算结果。对计算出的h，给予以定余量，制定处理论上的最小壁厚。步骤2：型腔仅根据通过计算出的h来确定型腔的外形，有时在将型腔固定于模板时，可能无法保证充分位置加工螺纹孔或凸缘。在这种情况下，应预留这些结构空间，型腔外形尺寸应尽可能取整、取最小单位为10的偶数。（例：50mm、80mm）第13讲 型芯因树脂压力而产生的弯曲种别： 型腔2012年08月03日此讲我们就型芯因树脂压力弯曲变形的计算公式,及考量方法进行说明。在注射成型过程中，型腔内部受到高注射压力的冲击，型芯等细长的零件可能产生变形、有时候甚至会折断。作用于型芯的上压力，根据熔融树脂的流动方式和浇口配置的差别，都不尽

23、相同，实际上想要做到正确的强度计算比较困难，所以通常对压力的作用做近似处理（简化）后、进行基本计算。本讲将介绍有关型芯的变形（弯曲）的基本计算方法。单支撑梁结构的最大弯曲变形量（max），可按以下公式进行计算。（1）假设集中载荷作用于型芯前端时max：最大弯曲变形量（cm）W：集中载荷（kgf）（kgf）E：纵向弹性系数（kgf/cm2）I：截面惯性矩（cm4）（2）假设均匀分布载荷作用于型芯侧面时W：均匀分布载荷（kgf/cm）实际上，熔融树脂在流动时会瞬间从四周将型芯包住，所以很少会存在单向作用于型芯的压力。对于细长形型芯等来说，由于浇口位置不同，也会以类似（1）或（2）的形式产生压力，遇

24、到这种情况时，可代入数据按上述公式来进行基本计算。第14讲 模具零件的热膨胀种别： 型腔2012年08月03日下面就塑料模具专用零件的热膨胀，进行一下说明。塑料模具为了保持适当的型腔模面温度，通常的保温范围在30150之间。另一方面，在熔融树脂流入浇口流道、流道、型腔内时，受到180300左右的树脂的加热。金属在温度上升时通常会出现热膨胀。同样，构成塑料注射成型模具的零件也会发生热膨胀。受热膨胀的影响，有时候会减小导柱、导套的配合间隙、影响侧抽芯滑块的动作、导致型芯的尺寸增大。受热膨胀影响所产生的尺寸变化，可通过下式进行计算。：因热膨胀导致的尺寸增大量（mm）：金属的线性膨胀系数（mm/mm）

25、l0：初始长度（mm）t：初始温度（）加热后的温度典型模具钢的线性膨胀系数如下表所示。第15讲 模具零件的热膨胀(计算示例)种别： 型腔2012年08月03日下面就上一讲介绍的塑料模具零件的热膨胀，进行案例分析。问题在20的温度环境下制作的型芯全长为30.52mm。将该型芯升温至150时，因热膨胀造成的长度增加量为多少？该型芯的材质为SCM440系列的预硬模具钢。解答示例与金属的热膨胀相关的计算式如下所示。将数值代入该计算式。：因热膨胀导致的型芯伸长量（mm）：金属的线性膨胀系数（mm/mm）采用SCM440系列预硬模具钢时=11.5×10-6 mm/mml0：型芯初始长度（mm）l

26、0=30.52mmt：初始温度（）t=20t0：加热后的温度（）t0=150最后得出的数值，=11.5×10-6 ×30.52×（150-20）=0.0456（mm）。第16讲 模具零件的截面惯性矩种别： 型腔2012年08月03日预测弯曲的重要参数-模具零件的截面惯性矩。在进行塑料模具的强度计算时，经常会出现"截面惯性矩"这个单词。为了能够更好的理解力学计算的，进行强度计算，让我们重新了解一下"截面惯性矩"这个概念。所谓的"截面惯性矩"，是根据零件的截面形状而确定的常数。在估算弯曲强度以及因注射压力导致

27、的变形量时经常使用。"截面惯性矩"仅随零件的截面形状而变化，因此与材质完全无关。例如，当截面形状完全相同时，不管是未经热处理的钢材还是淬火钢、亦或是木材，其"截面惯性矩"的数值都是相同的。"截面惯性矩"的力学定义如下："将某个截面分割为无数的微小面积dA，将距1个轴X的距离作为Y时，将截面内所有微小截面积与距离的平方的乘积相加得到的值。"计算公式如下。截面惯性矩（单位：mm4或m4）截面惯性矩常用符号I表示。通常，截面惯性矩越大，则抗弯强度越大。同时，弹性变形也越小。当截面形状为长方形或圆形时，比较容易用基本公式进

28、行计算，如【表1】所示。第17讲 模具零件的截面系数种别： 型腔2012年08月10日预测弯曲应力的重要参数-模具零件的截面系数。在进行塑料模具的变形、弯曲等方面的强度计算时，经常会碰到"截面系数"这个词。为了能够正确理解力学计算，与上一讲的"截面惯性矩"类似，首先让我们来了解一下"截面系数"的概念。所谓"截面系数"，是根据零件的截面形状而确定的常数。这一点与"截面惯性矩"相同。"截面系数"会根据零件截面形状的不同而变化，也就是说与材质完全无关。例如，当截面形状完全相同时，不

29、管是未热处理的钢材还是淬火钢、亦或木材，其"截面系数"的数值都是相同的。"截面系数"的力学定义如下："用梁截面中心轴的'截面惯性矩'数值，除以从中心轴至外缘的长度后，所得到的数值。" 截面系数Z与截面惯性矩I的关系式如下式所示。截面系数常用符号Z表示。 通常，截面系数越大，则抗弯强度越大。作用于零件外表面的最大弯曲应力，可用以下公式进行计算。当截面形状为长方形或圆形时，比较容易用基本公式进行计算，如【表1】所示。第18讲 如何增强模具的刚性？种别： 型腔2012年08月10日塑料注射成型模具在填充熔融树脂时会承受很高的

30、内部压力，同时在合模时也会承受很高的压缩应力。而且，大型模具还会承受因自重而产生的弯曲应力。为了避免模具因外部和自重的应力而产生变形或损坏，需要增强模具的刚性。首先，我们从刚性的的基础知识开始了解。刚性（Rigidity）是指负载变形的阻力。刚性受材料的弹性模量E和剪切模量G左右。E或G越大，其刚性也越高。也就是说，对于弯曲、扭曲将表现出更强的阻力。更通俗点说的话，就是不容易弯曲、变形。例如，SCM440系列预硬模具钢的E为203×104（kgf/cm2），而SKD11（冷作模具钢）的E为210×104（kgf/cm2），因此可以说SKD11的刚性更高。进一步详细说明，刚性

31、包括"弯曲刚性"和"扭转刚性"。对于塑料注射成型模具来说，"弯曲刚性"尤其重要。弯曲刚性（Flexual rigidity）是指相对于弯曲负荷的变形阻力。通常以"E×I"来表示。（ I 、断面二次。詳、以前講座参照下）（I为截面惯性矩。详细内容请参考之前的讲座） 提高弯曲刚性，就需要提高E×I 的乘积值。也就是说，既要选择弹性模量E较大的材料、又要选择截面惯性矩I更大的截面形状。"弯曲刚性"越高，其弯曲量越少，能够避免因弯曲变形带来的损坏。第19讲 动模板的挠曲计算种别： 技

32、术计算2012年08月10日各位想必也遇到过注射成型品的分型面周围产生飞边、成形品的主流道附近的高度尺寸增大的情况吧？那么我们列举除以下动模板结构【图1】，作为计算对象。最大的挠曲max产生在模板的中心线上。 计算公式如下所示。B：模板宽度(mm)b：承受型腔内压p的部分的宽度(mm)L：模架垫板内侧的间距(mm)p：型腔内压(kgf/cm3)h：支承板的厚度(mm)E：材料的弹性模量（杨氏模量）(kgf/cm2)l：承受型腔内压p的部分的长度(mm)max：支承板的最大挠曲(mm)下表是模板E（弹性模量）和p（型腔内压力）的主要参数。以上计算方法仅为近似计算。事实上，模板上不仅有侧抽芯滑块的

33、槽孔还有推杆用的孔，型腔的形状也并不统一，想要精确地计算挠曲数值是非常困难的。因此，比较实际的方法仍是通过近似计算，算出大致值，再考虑安全余量，增加安全系数第20讲 隧道式浇口的基本变化类型种别： 流道浇口2012年08月10日隧道式浇口（斜浇口）作为一种在开模时可自动切断成形品与浇口废料的浇口结构，得到了广泛使用。隧道式浇口的基本设计上，需要有涉及产品形状、尺寸设定等方面的专业知识，这次主要介绍成形品、浇口、流道之间几种不同的结构关系。下图是隧道式浇口的常用的几种类型。以分型面为基准，根据定模侧与动模侧上的，浇口与流道之间的不同的组合形式，分为4种类型。当隧道式浇口设置于定模侧时，在开模的瞬

34、间，即可实现成形品与浇口的分离。因此，切断浇口的状态，可根据开模速度调整。另一方面，当隧道式浇口设置于动模侧时，在流到推杆顶出的瞬间，成形品与浇口实现分离，因此，切断浇口的状态，可根据流道推杆的顶出速度而调整。当流道设置于定模侧时，由于流道本身可能附着在定模侧，所以需要使用锁紧销，将流道拉向动模侧。当流道设置于动模侧时，需要选用合适的能够顶出流道的推杆。作为一种特殊形式，也有在动模侧的推杆头部（将推杆头部进行精加工切削一部分）处设置隧道式浇口，从成形品的顶面内侧注入树脂。实际工作中，应根据成形品的特点和树脂特性，考虑选用更加合理的浇口类型和流道形式。第21讲 塑料注射成型机的模具相关尺寸（之一

35、）种别： 标准规格2012年08月10日塑料注射成型模具需要安装在注射成型机上使用。模具安装于成型机时的规格则因成型机而异。另一方面，JIS明确了关于"塑料注射成型机的模具相关尺寸"的标准规格。（JIS B 6701-1992）。今后，在日本国内会参照该规格，生产常规注射成型机。在从本讲开始的数讲内容里，我们将对该规格进行介绍。需要注意的一点是，在进行模具设计时，应把将要使用的注射成型机的可安装的模具规格，作为最重要的判断信息，进行最优先考虑。JIS规格毕竟只是推荐标准规格，规格内容有时候也可能会根据注射成型机的特点和特性而有所改变，这一点请务必牢记。JIS B 6701-

36、1992"塑料注射成型机的模具相关尺寸"（1）适用范围该规格对合模力为1967845kN（20800tf）的塑料注射成型机的模具安装尺寸等进行了规定。说明注射成型机各部分的名称如【图】所示。（这些名称在对该规格进行的说明中仅用于表示名称，并不代表各部分的形状和结构。）对下述事项进行了具体规定。1. 拉杆的间隔尺寸2. 模具安装螺栓3. 模具安装孔的布置4. 推出杆（顶模块）孔的布置5. 注射喷嘴的前端形状6. 定位环用孔形状第22讲 成形周期与冷却时间种别： 技术计算2012年08月17日对于塑料成型模具来说，不仅要保质保量的生产成形品，而且要维持低成本进行生产。塑料成型加

37、工的成型周期的定义如下。成形周期（sec）t=t1+t2+t3+t4t1：注射时间=填充时间+保压时间（sec）t2：冷却时间（sec）t3：成形品取出时间（sec）t4：模具开闭时间（sec） 影响成形周期的比重最大部分的是冷却时间t2。冷却时间是熔融塑料被填充至型腔内后、浇口冻结后直至固化的时间。根据实际经验，冷却时间受模具的型腔冷却能力影响。同时，还受到成形材料的种类及成形品壁厚的影响。在模具设计阶段需要预测最合适的冷却时间要持续多久，这在估算成形品的生产成本方面极为重要。最近，已经出现了通过CAE分析来预测冷却时间的软件，但通常还是采用下述公式来预测冷却时间。tla=s2/（2）ln（

38、8/2（r-m）/（e-m）tla：壁厚的平均温度的冷却时间（sec）s：成形品的壁厚（mm）：型腔表面温度下树脂的热扩散率（mm2/sec）=/（c）：树脂的热传导率（kcal/mh）c：树脂的比热（kcal/kg）：树脂的密度（kg/m3）r：熔融树脂温度（）e：成形品取出温度（）m：型腔表面温度（） 参考文献：注射成型模具（三谷景造（株）西格玛出版（1997）第23讲 冷却时间的计算示例（之一)种别： 成本2012年08月17日问题成形材料为ABS树脂（自然色材料）、壁厚为1.5mm的注射成型品，冷却所需时间为多长？假设型腔表面温度为50、熔融树脂温度为230、成形品的脱模温度为90。解

39、答示例s：成形品的壁厚1.5（mm）：型腔表面温度下的树脂热扩散率=/（c）：树脂的热传导率（kcal/mh）c：树脂的比热（kcal/kg）：树脂的密度（kg/m3）ABS树脂（非强化材料）在型腔表面温度50时=0.0827（mm2/sec）r：熔融树脂温度230（）e：成形品取出温度90（）m：型腔表面温度50（）tla=1.52/（3.1420.0827）ln（8/3.142（230-50）/（90-50）=3.57（sec）成形品的平均温度冷却至50所需的冷却时间为3.57sec。参考文献：注射成型模具（三谷景造（株）西格玛出版（1997）第24讲 成形不良的解决对策（缩痕）种别： 成

40、形不良对策2012年08月17日缩痕（sink mark）是指成形品表面因收缩而产生轻微凹陷的现象。对于有表面外观要求的成形品来说，可能会成为质量问题。为了解决缩痕，可考虑采用下述方法。（1）模具方面的对策1. 略微降低型腔表面温度。2. 扩大浇口的大小。3. 扩大流道尺寸。4. 加粗主流道。5. 重新布置模具的冷却回路，提高冷却效率。6. 将难以冷却部分更改为易于冷却的结构。（例：锁紧座底板结构、冷却管结构、加热管、非铁金属镶件）7. 增加点浇口数量。8. 将点浇口位置更改至壁厚较厚部分。（2）注射成型工艺方面的对策1. 延长保压时间。2. 增强保压压力。3. 提高注射速度。4. 降低喷嘴温

41、度。5. 尝试增加计量值。6. 尝试增加缓冲量。7. 尝试更换注射成型机。8. 换注射单元的止逆环。（3）成形品设计方面的对策1. 减小成形品的厚壁部分。（例：减薄形状、采用单独零件）2. 采用非结晶型树脂。第25讲 成形不良的解决对策（填充不足）种别： 成形不良对策2012年08月17日填充不足（shortshot）是指成形品的某些部分出现填充不完全的现象。填充不足主要有两类原因。第一种是因熔融树脂在流动过程中，流动前端部分发生冷却固化而产生的。第二种是在流动过程中，因型腔内的空气残留（气泡：air trap）而产生的。为了解决填充不足，需要确认属于上述哪种类型。因流动前端固化而导致的填充不

42、足（1）模具方面的对策1. 扩大浇口尺寸。2. 扩大流道尺寸。3. 加粗主流道。4. 冷料穴过小。5. 在模板的下面设置隔热板。6. 增加浇口数量。7. 更改浇口位置。（2）注射成型条件方面的对策1. 提高树脂温度。2. 提高型腔表面温度。3. 尝试提高填充压力。4. 尝试提高保压压力。5. 延长保压时间。6. 增加计量值。7. 增加缓冲量。8. 尝试更换注射成型机。9. 更换注射单元的止逆环。10. 将注射成型机的注射喷嘴前端直径加粗。（3）成形品设计方面的对策1. 增加成形品的壁厚。2. 在不易流动的部分的周围设置加强筋。因气泡而导致的填充不足（1）与模具相关的对策1. 在发生气泡的部分设

43、置有效的排气槽。2. 更改浇口位置。3. 尝试变更流道平衡。4. 能够对流动性不佳的部分，尝试采用加热的结构。5. 对流动性不佳的部分，尝试采用分隔的镶件结构。（2）注射成型工艺方面的对策1. 尝试变更注射速度、改变流动模式。2. 尝试变更螺杆的速度、压力切换位置。3. 尝试降低注射速度。4. 尝试提高型腔表面温度。5. 尝试降低合模力。（3）成型涉及方面的对策1. 考虑采用不均匀的成形品壁厚结构。2. 增加成形品的壁厚。第26讲 成形不良的解决对策（流痕）种别： 成形不良对策2012年08月17日流痕（flow mark）就是成形品表面残留有熔融状树脂流过痕迹。像家电产品、化妆品容器等重视外

44、观的成形品来说，根据其严重程度，可视为质量问题。熔融状树脂在模具型腔内流动过程中，模具表面接触部分与树脂前端部分温差过大的话，就会产生流痕。为了改善流痕，可考虑采用下述对策。（1）模具方面的对策1. 提高型腔表面温度。2. 扩大浇口尺寸。3. 扩大流道尺寸。4. 确保冷料穴尺寸。（2）注射成型工艺方面的对策1. 提高注射压力。2. 提高注射速度。3. 充分保证计量，增加缓冲量。4. 延长保压时间。5. 提高树脂温度。6. 增大喷嘴前端直径。（3）成形品设计方面的对策1. 减小成形品壁厚的变化。第27讲 成形不良的解决对策（气泡）种别： 成形不良对策2012年08月24日所谓气泡（bubble、

45、void）是指在成形品的内部产生空气气泡的现象。对于镜片或棱镜等透明成形品来说，这种现象将造成外观不良或光学特性不良。对于机械部件来说，会降低使用强度或导致损坏。气泡根据其发生原因可分为两大类。第一种是因空气混入熔融塑料内而产生的气泡。这种相当于泡沫（bubble）。另一种是成形品收缩时产生的真空孔洞（void）。这是在成形品的厚壁较厚部分未得到充分保压时，同发生缩痕的情况类似，因异常收缩而引发的现象。作为对策，可考虑采用以下方法。bubble对策（1）模具方面的对策1. 无排气槽。或排气不足。2. 无冷料穴。或冷料穴过小。（2）注射成型工艺方面的对策1. 螺杆转速过高。2. 油缸温度过高。3

46、. 注射速度过快。（3）成形品设计方面的对策1. 成形材料的预干燥不充分。void对策（1）模具方面的对策1. 无排气槽。或排气不足。2. 无冷料穴。或冷料穴过小。3. 主流道、流道过细。4. 浇口过小。（2）注射成型工艺方面的对策1. 型腔表面温度过高。2. 保压压力过低。3. 保压时间不足。（3）成形品设计方面的对策1. 成形材料的预干燥不充分。2. 成形品壁厚过厚。第28讲 模具卡死种别： 成形不良对策2012年08月24日塑料模具在成型加工时，侧抽芯滑块、推杆、推管、中心销等都可能发生"卡死"的现象。"卡死"属于滑动面的异常磨损，根据异常磨损的产

47、生原因不同，可分为以下几类。1. 研磨磨损是当发生滑动的模具零部件的材质存在硬度差异时，容易产生的异常磨损形态。较硬的材料嵌入较软的材料，造成刮伤(scratch)，引起烧结的现象。2. 粘附磨损模具零件的凸起部分相互碰撞，在接触最剧烈的位置发生粘附，粘附部分脱落形成磨损粉末、发生磨损的形态。3. 疲劳磨损模具零部件因反复移动、停止而产生疲劳，造成磨损的形态。产生鱼鳞状剥落（flaking)时的形态。4. 微动磨损在间隙较小的配合状态下，产生点状磨损的磨损形态。经常发生于方键与键槽之间。5. 腐蚀磨损来源于树脂中的化学成分、水分、离子等物质，形成了的腐蚀环境，导致模具零件之间产生电位差而发生磨

48、损的形态。当发生卡死时，会给型腔、型芯带来致命损害，如发生推杆、侧抽芯滑块动作不良，有直接导致模具损坏的危险。为了防止出现卡死，需要进行恰当的润滑管理，采用免维护式零件结构。第29讲 热流道技术种别： 成形技术2012年08月24日热流道的特征是通过在模具中内置采用电加热的流道部分，可完全避免流道部分成为废料，进行注射成型。由于热流道技术能够在大批量生产注射成型品时将废料降低至最低限度，以致大幅降低材料成本、废料处理成本。而且，由于在热流道内产生的充填压力损失更小，所以还能够采用较低的填充压力。此外，还能够实现冷却周期的缩短。在日本国内已广泛应用于食品容器、医疗器械、汽车零部件等的生产。热流道

49、系统的机构部分可分为歧管部分和喷嘴部分。另外还需要对热流道部分进行温度控制的控制器。热流道可自行设计制作或购入市售的系统加以应用。通常多采用购入市售系统进行应用的方式。国内外有20家左右的公司能够提供市售的系统，分别在加热方式和传热结构方面具有不同的技术特征。例如，喷嘴的加热方式就包括外部加热方式和内部加热方式。此外，还开发了对浇口进行强制性机械开闭的阀浇口结构等。由于有些成形材料能够使用热流道、而另一些则很难应用热流道，所以必须在事前充分研究树脂的种类、有无玻璃纤维。在设计模具时，必须考虑热流道、歧管安装部分的结构、热膨胀对策、冷却结构、维护结构等事项。与常规的模具设计不同，需要进行充分的热

50、计算和强度计算。此外，当采用热流道时，如果成形品产量不高，则很难回收初期投资，所以必须对计划采用该模具生产多少件产品进行严密的企划验证。最近，在材料价格较高的特种工程塑料相关成形品的开发中，有应用阀浇口和新型热流道的趋势。作为能够将成形成本降低至最低限度、实现环保成形加工的手段，预计今后将在日本得到进一步普及。第30讲 主要塑料材料成形收缩率的大致标准种别： 成形材料2012年08月24日在进行塑料注射成型模具设计时，确定成形收缩率非常重要。本讲将对代表性的塑料材料成形收缩率的大致标准进行介绍。【表1】说明了主要热塑性塑料及其成形收缩率、型腔表面温度、注射成型压力。更多详情，通常可从成形材料厂

51、商处获得各级别的材料产品目录及技术资料，进而做出判断。未特别说明时，均表示非强化材料的数值。【表1】主要塑料材料的成形收缩率一览表第31讲 气体烧伤的原因及对策种别： 型腔2012年08月24日在塑料注射成型过程中，有时候会在细筋的前端部分等处产生气体烧伤，出现成形品的某些部分发黑、发生碳化的现象。气体烧伤的发生原理是模具型腔内的空气在借助流入型腔内部的熔融塑料进行排气时，无法排出而处于封闭状态，空气被压缩而产生自发热，从而引起燃烧而导致的。空气属于气体，所以会被压缩，但在压缩过程中会发热。这与自行车打气时打气筒会变热的道理是一样的。型腔内残留空气的压缩通常在0.10.5秒左右内发生，且压缩力

52、高达每平方厘米200500kgf，所以温度会马上升至塑料的燃烧温度。（参照【图】）为了防止气体烧伤，下述对策均有效。1. 如塑料的流入部分出现封闭情况，型腔应采用分割结构，置入型芯。由于空气可从型腔和型芯的间隙处排出，所以可避免发生气体烧伤。如果在型芯侧面设置排气槽，效果会更好。但是要注意这种方法会在成形品的表面形成分割线，所以不能应用于不允许存在分割线的成形品。2. 在成形工艺方面，应尽可能采用较低的注射速度，缓慢填充。如果仅是轻度的气体烧伤，采用这种方法有可能得到改善，但要注意这不是根本的解决方法。3. 对成形材料进行充分的预干燥，减少空气混入熔融树脂内。注意这种方法也不是根本性的解决方法

53、。4. 改变成形品的壁厚，变化浇口位置，改变熔融塑料的流动模式，使空气的积存位置改变。这种方法虽然有效，但成形品的形状或焊接位置会发生变化，所以事先需要得到成形品设计人员的同意。5. 通过变化螺杆的注射速度切换位置来改变空气的积存位置。如果是轻度气体烧伤，有可能得到改善。排气直型芯是具有在从模具的型腔（指模具内部的熔融树脂流动空间）填充树脂时，将型腔内的空气及树脂产生的气体排出至外部的辅助功能的新产品。简单说的话，就是在侧面适当添加了排气槽的型芯，这样说明更易懂一些。这种产品的特点可归纳成以下内容。1. 由于推杆的前端部分的直径公差可在从推杆本体的直径尺寸到最大0.04mm的范围内进行细微设定，所以可根据树脂的种类和安装推杆的位置来选择排气槽的间隙。2. 由于可以选择上述前端细直径部分的有效长度，所以可在考虑气体排气效率与产生飞边的关系的基础上进行适当选择。3. 由于在推杆的中部设有较深的排气槽，所以能够主要从这里将气体排出至模具外部。4. 型芯直径范围为最小0.5mm至最大5mm，产品系列保证了能够使用直径较小的型芯。精通过实际经验，众所周知，在精密微型模具中，气体排出效率