塑料成型模具设计课件第3章注射成型模具设计

08四月20241

3.1注射成型模具的基本结构及工作原理

(b)打开后的模具内部结构

(a)外观结构图08四月20242

3.1注射成型模具的基本结构及工作原理

(b)开模状态剖切图(a)闭模状态剖切图08四月20243

3.1注射成型模具的基本结构及工作原理

1-动模板；2-定模板；3-水道；4-定模座板；5-定位圈；6-浇口套；7-型芯；8-导柱；9-导套；10-动模座板；11-支承板；12-限位钉；13-推板导柱；14-推板导套；15-推板；16-拉料杆；17-推杆固定板；18-推杆；19-复位杆；20-垫块；08四月20244

3.1注射成型模具的基本结构及工作原理

08四月20245

3.1注射成型模具的基本结构及工作原理

注射模的基本结构组成浇注系统和型腔动模+定模闭合成型零部件浇注系统导向机构推出机构抽芯机构温度调节系统排气系统支承零部件模具零件608四月2024708四月2024808四月2024908四月20241008四月20241108四月20241208四月20241308四月2024转入下一节08四月202414

3.2注射成型模具的典型结构注射模的分类热固性塑料注射模按成型材料分按注射机类型分按浇注系统性质分热塑性塑料注射模卧式注射机用注射模立式注射机用注射模角式注射机用注射模普通流道注射模热流道注射模08四月202415

3.2注射成型模具的典型结构注射模的分类单型腔注射模按型腔数量分按注射成型技术分多型腔注射模低发泡注射模精密注射模气体辅助成型注射模双色注射模多色注射模08四月202416

3.2注射成型模具的典型结构注射模的分类水平分型面注射模按分型面特征分按模具安装方式分垂直分型面注射模水平、垂直分型面注射模移动式注射模（仅限立式）固定式注射模08四月202417

3.2注射成型模具的典型结构注射模的分类按模具典型结构特征分多分型面注射模侧向分型与抽芯注射模定模推出注射模自动卸螺纹注射模带有活动镶件的注射模单分型面注射模

1.单分型面注射模1808四月2024单分型面模具实物外形

1908四月2024单分型面模具实例

2008四月2024

实例1【成型双缸洗衣机壳体】

实例2【成型光盘】单分型面注射模标准模架的组成垫块复位杆动模板定模板定座模板导柱支撑板推杆固定板推板动模座板浇口套2108四月2024

2.双分型面注射模2208四月2024

2308四月20242.双分型面注射模2.双分型面注射模2408四月2024

动、定模分开定模部分

双分型面模具的模架流道板流道板流道板流道板2508四月2024

3.带有侧向抽芯的注射模

2608四月2024

3.带有侧向抽芯的注射模

2708四月2024

4.带有活动成型零部件的注射模

2808四月2024

5.自动脱螺纹的注射模

2908四月20246.推出机构设在定模一侧的注射模

3008四月20246.推出机构设在定模一侧的注射模

3108四月2024

7.热流道凝料注射模

3208四月2024

7.热流道凝料注射模

3308四月2024转入下一节08四月202434

3.3注射机有关工艺参数的校核

08四月202435

3.3注射机有关工艺参数的校核

1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-移动模板；4-顶杆；5-固定模板；6-控制台；7-料筒及加热器；8-料斗；9-定料供应装置；10-注射液压缸08四月202436

3.3注射机有关工艺参数的校核

注射模在注射机上的安装关系37注射机技术参数:注塑装置参数、合模部件参数、整机性能参数注射机类型螺杆式柱塞式08四月20243.3注射机有关工艺参数的校核

3.3.1注射机的公称注射量及注射量的校核1.公称注射量注射机的公称注射量有容量（cm3）和质量（g）两种表示方法。（1）公称注射容量：是指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所注射的塑料体积（cm3）。（2）公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能注射的聚苯乙烯塑料质量（g）。

f1:实际使用塑料的体积压缩比，由实验测定；f2:聚苯乙烯的压缩比，一般取2。2.注射量的校核3808四月20243.3.2注射压力的校核塑料注射条件厚壁件（易流动）中等壁厚件难流动的薄壁窄浇口件聚乙烯70~100100~120120~150聚氯乙烯100~120120~150>150聚苯乙烯80~100100~120120~150ABS80~110100~130130~150聚甲醛85~100100~120120~150聚酰胺90~101101~140>140聚碳酸酯100~120120~150>150有机玻璃100~120110~150>150部分塑料所需的注射压力/MPa3908四月20243.3.3锁模力的校核4008四月20243.3.3锁模力的校核常用塑料注射时型腔的平均压力MPa塑件特点举例（Mpa）容易成型塑件PE、PP、PS等薄厚均匀的日用品、容器类25一般塑件在模温较高下，成型壁薄容器类30中等黏度塑料及有精度要求的塑件ABS、POM等有精度要求的零件，如壳体等35高黏度塑料及高精度、难充型塑料高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等404108四月20243.3.4安装部分相关尺寸的校核4208四月20241.模板规格与拉杆间距3.3.4安装部分相关尺寸的校核4308四月20241.模板规格与拉杆间距

2.定位圈与注射机固定板的关系4408四月20243.3.4安装部分相关尺寸的校核2.定位圈与注射机固定板的关系4508四月20243.3.4安装部分相关尺寸的校核

标准定位圈GB/T4169.18—2006）

3.注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）关系

4608四月20243.注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）关系

4708四月2024

4.模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系4808四月20245.模具的固定4908四月2024

(b)螺栓固定(a)压板固定3.3.5开模行程校核

1.开模行程与模具厚度无关

5008四月2024注射机调模装置的调节示意图

（1）对单分型面注射模5108四月2024（2）对双分型面注射模5208四月20243.3.5开模行程校核2.开模行程与模具厚度有关

(1)对单分型面注射模

(2)对双分型面注射模，可按下式进行校核

5308四月20243.3.5开模行程校核3.模具有侧向抽芯时的开模行程校核生产带螺纹的塑件时，还应考虑旋出螺纹型芯或型环所需的开模距离。5408四月2024553.3.6推出机构的校核

(1)中心推出杆机械推出如卧式XS-ZY-60、XS-ZY-250、立式SYS-30、

直角式SYS-45及SYS-60等型号注射机。

(2)两侧双推杆机械推出如卧式XS-ZY-30、XS-ZY-l25等型号注射机。

(3)中心推杆液压推出与两侧双推杆机械推出联合作用如卧式XS-ZY-250、XS-ZY-500等型号注射机。

(4)中心推出杆液压推出与其它开模辅助油缸联合作用

如卧式XS-ZY-l000注射机。08四月2024转入下一节563.4.1分型面的设计

模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。1.分型面的定义及表示方法3.4塑料制件在模具中的位置08四月20242.分型面的形式5708四月20243.分型面的选择原则(1)符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;(2)分型线不影响塑件外观;(3)确保塑件留在动模一侧;(4)确保塑件质量;(5)分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹;(6)满足模具的锁紧要求;(7)合理安排浇注系统，特别是浇口位置;(8)有利于模具加工。

5808四月20244.分型面选择示例

5908四月2024604.分型面选择示例

08四月2024614.分型面选择示例

08四月2024624.分型面选择示例

08四月2024634.分型面选择示例

08四月202464

确定模具型腔数目时，应从以下几个方面考虑：

1.塑件大小与设备的关系

2.充分利用现有设备

3.使塑件精度比较容易得到满足

4.不使模具结构复杂化

5.视塑件生产批量要求

6.降低模具制造费用3.4.2型腔数目的确定一、基本原则在保证成品率在98%以上的前提下，以每件塑件的成本最低为准。08四月202465二、单腔模与多腔模（P124）三、型腔数目的确定方法3.4.2型腔数目的确定1.对于技术要求不严格的一般塑件，根据订货批量（件数）求得经验的型腔数目Nj<1万件Nj=1；1～3万件Nj=2；

5万件Nj=4；5～10万件Nj=6；

>10万件Nj=8～1008四月2024662.由塑件的技术要求而限定Na⑴精度（尺寸精度与形位精度）

根据经验，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度要降低4～8%（型腔的制造误差、成型工艺误差）

三、型腔数目的确定方法08四月20243.4.2型腔数目的确定67式中δ——δ=△/2，△是塑件的尺寸公差（㎜）

l——塑件的基本尺寸（精度方向，㎜）

δd

——δd=△d/2，△d是单型腔时各种塑料可能达到的尺寸公差（由成型时工艺条件的微异变化造成的）。通常，PE、PS、PC、ABS等非结晶塑料的△d为±0.05%；POM、PA-66的△d分别为±0.2%和±0.3%。（δ、δd

均取绝对值）

成型高精度塑件时，推荐使用一模四腔的结构。08四月2024⑵特定要求光学透明件，Na=1～4683.由交货期决定的Nt

Nt=snt2/

3600m(T1－T2)s——1+废品率

n——每一副模具所承担的塑件个数

t2——

注射成型周期（S）

m——注射机每月的开机时间（h）

T1——

合同规定的交货期间限止（月）

T2——模具设计制造时间（月）三、型腔数目的确定方法3.4.2型腔数目的确定08四月2024694.由经济效益决定的Ne

Ct=（t∑×Y/60）/Ne+C1+NeC2+C0∑——塑件的生产总量（个）

C1——与模腔数无关的费用（元）

C2——与模腔数成比例的费用中单个模腔分摊的费用（元）

C0——前期准备费用（元）

t——成型周期（min）

Y——每小时的工资和经营费Ct→min→d(Ct)/d(Ne)=0→（按模具制造成本估测，每增加一个型腔约提高成本10%左右）08四月2024705.由注射机技术条件决定的Ni（P125）⑴锁模力⑵塑化能力⑶最大注射量和最小注射量三、型腔数目的确定方法3.4.2型腔数目的确定08四月2024转入下一节08四月202471

3.5普通浇注系统的设计

72一、浇注系统概念浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。分类：普通浇注系统：冷流道无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道08四月20243.5普通浇注系统的设计73二、浇注系统组成主流（浇）道分流（浇）道浇口08四月20243.5普通浇注系统的设计冷料穴74三、浇注系统设计原则08四月20243.5普通浇注系统的设计了解塑料的成型性能尽量避免或减少产生熔接痕有利于型腔中气体的排出防止细小型芯的变形和嵌件的位移尽量采用较短的流程充满型腔便于修整浇口以保证塑件外观质量结合型腔布局同时考虑，尽可能做到同步填充流动距离比的校核（P128）75三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题

停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。尽量减少停滞现象08四月20243.5普通浇注系统的设计76

熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。尽量避免出现熔接痕08四月2024三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题3.5普通浇注系统的设计77尽量避免过度保压和保压不足

当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。保压不足过度保压08四月2024三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题3.5普通浇注系统的设计78尽量减少流向杂乱

流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。08四月2024三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题3.5普通浇注系统的设计锥度2°～4°,对流动性差的塑料可取大一些

d1=d+0.5~1SR1=SR+1~2D1比D小10～20％浇口的截面积取分流道截面积的3～9％总是浇口套大！r=1～3？79四、浇注系统各部件设计1.主流道设计08四月2024分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井分流道冷料井2.冷料井的设计冷料穴也称冷料井，一般设在主流道和分流道的末端，其作用：存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成各种缺陷。。

8008四月2024四、浇注系统各部件设计

2.冷料井的设计根据冷料井不同，其构成主流道冷料井底部的零件也不同，常见的有拉料杆、推杆。（1）主流道冷料井8108四月20241）

钩形（Z形)拉料杆

1）钩形（Z形)拉料杆

8208四月2024（1）主流道冷料井2）球形头拉料杆8308四月2024（1）主流道冷料井3）菌形拉料杆8408四月20242）球形头拉料杆（1）主流道冷料井

4）圆锥形拉料杆圆锥头形

复式圆锥头形

8508四月2024（1）主流道冷料井

4）圆锥形拉料杆平头锥形拉料杆8608四月2024（1）主流道冷料井5）起拉料作用的冷料井

①带推杆推出的拉料穴倒扣深度（D-d）/2环槽深度（D-d）/28708四月2024小盲孔②不带推杆推出的拉料穴8808四月20245）起拉料作用的冷料井主流道衬套（浇口套）的结构——标准浇口套GB/T4169.19-2006主流道衬套与定位圈的装配方式8908四月20243.分流道设计

（1）影响分流道的设计因素

1）塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、内在质量及外观质量要求。

2）塑料的种类，亦即塑料的流动性、熔融温度与熔融温度区间、固化温度以及收缩率。

3）注射机的压力、加热温度及注射速度。

4）主流道及分流道的脱落方式。

5）型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。

9008四月2024（2）

分流道的设计原则

1）塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。

2）分流道的固化时间应稍后于塑件的固化时间，以利于压力的传递及保压。

3）保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔。

4）分流道的长度应尽可能短，其容积要小。

5）要便于加工及刀具选择。9108四月20243.分流道设计（3）分流道横截面形状的选择9208四月20243.分流道设计

（4）分流道横截面尺寸的确定方法方法1:部分塑料常用分流道横截面尺寸推荐范围塑料名称分流道横截面直径（mm)塑料名称分流道横截面直径（mm)ABS、AS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10聚乙烯1.6~9.5软聚氯乙烯3.5~10尼龙类1.6~9.5硬聚氯乙烯6.5~16聚甲醛3.5~10聚氨酯6.5~8.0丙烯酸塑料8~10热塑性聚酯3.5~8.0抗冲击丙烯酸塑料8~12.5聚苯醚6.5~10醋酸纤维素5~10聚砜6.5~10聚丙烯5~10离子聚合物2.4~10异质同晶体8~10聚苯硫醚6.5~139308四月2024方法2

对于质量小于200g，壁厚在3mm以下的塑件，可用下列经验公式确定分流道的当量直径。D---流道的当量直径（mm）；M---流经分流道的塑料熔体的质量（g）；L---分流道的长度（mm）9408四月2024（4）分流道横截面尺寸的确定方法方法3下级分流道的当量半径可取相邻的上级分流道当量半径的80％~90％。95

（5）分流道的长度的确定

分流道的长度与塑件的大小，型腔的布置、排列有关。

（6）分流道表面粗糙度

分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可设为Ra1.6。08四月2024（4）分流道横截面尺寸的确定方法（7）分流道与浇口的连接9608四月202497

流道排列的原则

尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。

使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。

流道的布置不平衡自然平衡人工平衡（8）分流道的布置08四月202498

分流道的布置取决于型腔的布局。基本原则：排列紧凑，缩小模具尺寸；流道流程短，锁模力力求平衡。→分平衡式和非平衡式两类A、平衡式从主流道中心到每一个型腔，分流道（长度、形式、截面尺寸）对应相等，以达到均衡进料的目的。（8）分流道的布置08四月202499B、非平衡式从主流道中心到每一个型腔，分流道的长度各不相同，为了达到各个型腔均衡地同时充满，必须将浇口开成不同的尺寸。调节的方式相当复杂，同时补料？同时冻结？优点-----型腔数较多时可缩短流道总长度。（8）分流道的布置08四月20241004.浇口的设计浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。08四月2024浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。1014.浇口的设计（1）浇口的作用08四月2024主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。非限制性浇口——

熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。限制性浇口——102（2）浇口的类型及特点A、直接浇口(Directgate/Spruegate)特性----①流动阻力小、料流速度快、补料时间长；②注射压力的直接作用→产生较大的残余压力，导致塑件翘曲变形、浇口裂纹；③浇口痕迹明显（修整费时）；④注射压力损失小。08四月2024103A、直接浇口(Directgate/Spruegate)应用----①大多数用于注射成型大型厚壁、长流程、深型腔的塑件；②一些高粘度塑料、热敏性及流动性差的塑料（PC、PSU）；③对纵向和横向S有较大差异的塑料所成型的塑件不适宜（产生内应力和变形，PE、PP）；④单腔模。尺寸----仿主流道尺寸设计08四月2024104B、侧浇口（Edgegate）特性---①于塑件侧面开设矩形或半圆形限制注入口（边缘浇口）；②可根据塑件的形状特点灵活地选择浇口的位置，以改善填充条件，加工容易，修整方便；③能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，即通过浇口（W、H）限制填充量，使浇口急速固化，防止注射压力损失（标准浇口）；④适于一模多件，↑生产率，↓FS耗量，去除方便；08四月2024105B、侧浇口（Edgegate）08四月2024应用----

①普遍使用于中小型塑件的多腔成型模具；②对各种塑料较适应。可以看到塑件外表部位留有浇口痕迹；⑥易形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，壳形塑件排气不便；⑦注射压力损失大。106B、侧浇口（Edgegate）尺寸----

矩形浇口的大小，根据（L、W、H）而决定，它们对成型工艺影响各不相同：

L

影响压力下降程度，大致成正比；

W*H

影响流动性能（填充速度），

W↑，v↓，阻力↓；

H

影响浇口冷凝封结时间，越厚越长；

H=k*壁厚t(mm)W与H两者首先决定H，且W/H≈3/108四月2024107C、重叠（搭接）浇口典型的浇口尺寸为：

厚度0.4至6.4mm﹐

宽度为1.6至12.7mm。

重叠浇口与侧浇口类似﹐浇口与成品侧壁或成品表面有重叠。08四月2024108C、重叠（搭接）浇口08四月20241-主流道；2-分流道；3-侧浇口；4-塑件109D、扇形浇口（Fangate）特性----①侧浇口的变异形式；②面向型腔，沿进料方向截面宽度逐渐↑在与型腔接合处形成一长约1.0~1.3mm的台阶，熔料经台阶进入型腔；③进料在宽度方向得到更均匀的分配，↓塑件的内应力，克服了流纹及定向效应，↓带入空气的可能性，→最大限度地消除浇口附近的缺陷；

④去除困难，痕迹明显。08四月2024110D、扇形浇口（Fangate）典型的浇口尺寸为﹕

厚度0.25至1.6mm﹐宽度6.4至25%的型腔侧壁的长度。应用----①适用于成型横向尺寸较大的薄片状塑件及平面面积较大的扁平塑件；②适用于注射除硬PVC以外的普通塑料。尺寸----浇口的截面积（W*H）≤流道的截面积保证料流的对接、连续。（进料口厚度的改进)08四月2024111E、圆盘浇口

盘形浇口（Diskgate/Diaphragmgate）

圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形塑件。

此类型浇口适用同心﹑且尺寸的要求严格﹑及不容许有熔接痕生成的塑料制件。典型的浇口厚度是0.25至1.27mm。08四月2024112F、环状浇口环形浇口（Ringgate）

使用环状浇口﹐熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动﹐然后熔料向下流动充填模具。典型的浇口厚度是0.25至1.6mm。08四月2024113G、轮幅浇口（Spokegate）

又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。典型的浇口厚度是0.8至4.8mm﹐宽度为1.6至6.4mm缺点：可能会产生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圆。08四月2024114G、轮幅浇口（Spokegate）08四月2024115H、薄膜浇口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平缝浇口、平板浇口、薄片式浇口、宽薄浇口、膜状浇口特性----①侧浇口的变异形式；②料流通过特别开设的分流道（平行流道）得到均匀分配；③以较低的线速度呈平行流均匀而平稳地进入型腔；④↓塑件的内应力，↓因定向而产生的翘曲变形,↓气孔及缺料等缺陷；⑤成型后去浇口的后加工量大，↑成本，痕迹明显。08四月2024116典型的浇口厚度是0.25至0.63mm﹐

其长度必须短﹐大約0.63mm。H、薄膜浇口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平缝浇口、平板浇口、薄片式浇口、宽薄浇口、膜状浇口应用----①成型大面积的扁平塑件；②能最有效地把PE等一类平板状塑件的变形控制到最小限度；③适用于注射除硬PVC以外的普通塑料。08四月2024117I、护耳式浇口（Tabegate）

翼状浇口、耳式浇口、调整片式浇口、分接式浇口

通常应用于平板状且薄的成型品﹐以降低型腔內的剪应力。

浇口周围产生的高剪切应力局限于辅助凸片﹐而凸片将在射出成型后去除。

凸片浇口广泛主要适用于PVC、PC、ABS、PMMA等热稳定性差、熔融粘度高的塑料；因这类塑料成型需较高的注射压力，易引起变形，为了↓浇口附近的残余应力，↓变形。08四月2024118I、护耳式浇口（Tabegate）

翼状浇口、耳式浇口、调整片式浇口、分接式浇口护耳长度一般取15～20mm，宽度约为长度的一半，厚度可为浇口处模腔厚度的75%～80%，护耳纵向中心线与塑件边缘的间距不大于150mm，护耳与护耳的间距不大于300mm；侧浇口位于护耳侧面的中央，其长度和宽度按常规选取，但厚度可等于护耳厚度的80%或完全相等。

08四月20241-分流道；2-侧浇口；3-护耳；4-主流道；5-一次分流道；6-二次分流道119J、点状浇口（Pin---pointgate）08四月2024点浇口针点浇口小浇口针浇口橄榄形或菱形浇口

120特性----①尺寸很小的直接浇口的特殊形式；②料流通过时，压力差↑→↑↑剪切速率，产生较大的剪切热，→粘度↓，流动性↑，利于填充；③去除容易，痕迹小，自动拉断，利于自动化操作；④压力损失↑，收缩↑，易变形；⑤浇口附近变形小，多腔时易取得浇口平衡；⑥三板式双PL（定模部分），以便浇口凝料脱模，须设置流道取出装置，对于注射机的最大开模距离及流道板的流道取出空间应↑。08四月2024J、点状浇口（Pin---pointgate）121应用----①适用于粘度随剪切速率变化而明显改变的塑料（PE、PP、PS等）；②粘度较低的塑件、薄壁塑件；③对成型流动性差及热敏性塑料不利；④对平薄易变形及形状复杂的塑件不利；⑤对投影面积大或易变形的塑件→多针点式浇口能取得理想的结果。（缩短流程，加快进料速度，降低流动阻力，减少翘曲变形）08四月2024J、点状浇口（Pin---pointgate）122d=0.5~1.6mm（最大不超过2.0mm）经验公式

式中，d为点浇口直径，mm；δ为塑件在浇口处的壁厚，mm；A为型腔表面积，mm2。08四月2024J、点状浇口（Pin---pointgate）

12308四月2024K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口124K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口特性----

①由点浇口演变而来，具备点浇口的特点；②分流道位于PL面，而其本身设在模具内的隐蔽处，料流通过型腔侧面斜向注入；③塑件外表面不受损伤，不致影响其美观效果（浇口痕迹）及表面质量；④成一定斜向角度与型腔相联→斜切刃口→（剪切力）自动切断浇口→不需进行浇口处理⑤推出时需用较强的冲击力；⑥能采用二板式模具。08四月2024125K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口应用----对于过于强韧的塑料不宜采用(如PS)尺寸----圆形或椭圆形截面、椭圆锥面，参考点浇口设计。08四月2024126（3）浇口的设计原则

一个好的浇口可以使塑料快速﹑均匀及更好的单方向性流动﹐并且有着合适的浇口凝固时间。防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。08四月2024127（3）浇口的设计原则防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。08四月2024128对称的浇口可以防止翘曲浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩不推荐推荐08四月2024（3）浇口的设计原则129防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。08四月2024（3）浇口的设计原则130

流动比不够时，考虑多个浇口。浇口位置要有利于排气以避免包风。

浇口的位置应该有利于包风的排除，否则会造成短射﹑烧焦﹑或在浇口处产生高的压力。08四月2024（3）浇口的设计原则131浇口的位置应尽可能避免熔接痕的产生。如果实在无法避免，应使它们不处于功能区、负载区、外观区。08四月2024（3）浇口的设计原则13208四月202413308四月2024134高分子取向对塑件性能的影响08四月2024（3）浇口的设计原则135（4）浇口平衡多型腔的浇口平衡当采用非平衡式布置的FS或者同模生产不同塑件时，须对浇口的尺寸加以调整，以达到FS的平衡，即保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。

浇口尺寸的平衡调整可以通过粗略估算和试模来完成。08四月2024136A、计算思路

通过计算各个浇口的BGV值（BalancedGateValue）来判断或设计，浇口平衡时，BGV值应符合下述要求：

不同塑件多型腔时，各浇口计算的BGV值必须与其塑件的填充量成正比。08四月2024（4）浇口平衡相同塑件多型腔时，各浇口计算的BGV值须相等；137

无论是相同塑件还是不同塑件的多型腔，一般在设计时取矩形浇口或圆形点浇口，浇口截面积与分流道截面积的比值应取AG

：AR=0.07~0.09矩形浇口的截面宽度b与厚度t的比值常取b/t=3:1；

(一般设浇口的长度l为定值)B、计算实例08四月2024A、计算思路（4）浇口平衡138C、试模步骤1)

首先将各浇口的长度和厚度加工成对应相等的尺寸；2)

试模后检查每个型腔的塑件质量，先充满的型腔其塑件端部会产生补缩不足的微凹；3)

将后充满的型腔浇口的宽度略为修大，尽可能不改变浇口厚度（因为浇口厚度不一，则浇口冷凝封固的时间也就不一）；4)

用同样的工艺条件重复上述步骤直至满意为止。08四月2024（4）浇口平衡139阴影排气不良烧焦短射填充不足气泡脱模不良色差缩水表面凹陷流紋不熔合1.排气系统五、排气系统设计排气不良所产生的问题3.5普通浇注系统的设计08四月2024140⑴利用模具分型面和配合间隙自然排气排气间隙以不产生溢料为限，通常为0.03～0.05mm⑵利用烧结金属块排气：通气孔直径D不宜太大。08四月20241.排气系统五、排气系统设计141⑶排气槽排气：适用于较大塑件或成型过程中有大量气体产生的情况。排气槽应开在型腔最后填充部位排气槽不应正对操作工人08四月20241.排气系统五、排气系统设计1422.引气系统

大型深壳形塑件包紧型芯形成真空，难以脱模，需要引气装置。镶拼式侧隙引气五、排气系统设计08四月2024气阀式引气14308四月2024转入下一节1443.6.1热流道浇注系统的特点08四月20243.6热流道浇注系统概述流道内的压力损耗↓，熔体的流动性↑，塑件的变形程度↓↓。浇注系统中无凝料，↑材料利用率，不需去除浇口，↓人力、物力，↓生产成本。自动切断浇口，↑自动化程度及生产效率，热流道元件多为标准件，可直接选用，↓模具加工制造周期。定模温度偏高，热流道板易产生热应力等。1453.6.2热流道浇注系统对塑料的要求08四月20243.6热流道浇注系统概述对温度不敏感—塑料的熔融温度范围宽，粘度变化小，热稳定性好。即低温流动、不固化；高温不分解。

对压力敏感—不施加注射压力时熔体不流动，但施加较低的注射压力熔体就会流动。固化温度和热变形温度较高—塑件在比较高的温度下即可固化，缩短了成型周期。

比热容小—导热性能好，既能快速冷凝，又能快速熔融。熔体的热量能快速传给模具而冷却固化。

常用：PE、PP、PS、聚丙烯腈、PVC、ABS等。1463.6.3热流道浇注系统的形式08四月20243.6热流道浇注系统概述1.绝热流道1）井坑式喷嘴1-定模板2-主流道杯3-定位圈4-注射机喷嘴1473.6.3热流道浇注系统的形式08四月20243.6热流道浇注系统概述1.绝热流道1）井坑式喷嘴改进型井坑式喷嘴

1483.6.3热流道浇注系统的形式08四月20241.绝热流道2）多型腔绝热流道

1-浇口套；2-定模座板；3-二级浇口套；4-分流道板；5-冷却水孔；6-定模型腔板；7-固化绝热层(a)直接浇口式(b)点浇口式1493.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道1）单型腔加热流道

(a)塑料层绝热(b)空气绝热1-浇口套；2-塑料绝热层；3-延伸式喷嘴；4-加热圈延伸式喷嘴1503.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

外加热式

(a)点浇口(b)主流道型浇口1-二级浇口套；2-二级喷嘴；3-热流道板；4-加热器孔；5-限位螺钉；6-螺塞；7-钢球；8-垫块；9-堵头1513.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

外加热式（阀式浇口）

1-定模座板；2-热流道板；3-喷嘴体；4-弹簧；5-活塞杆；6-定位圈；7-浇口套；8、11-加热器；9-针阀；10-绝热外壳；12-二级喷嘴；13-定模型腔板1523.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

内加热式加热流道1-定模板；2-锥形头；3-喷嘴；4-加热器；5-鱼雷体；6-电源引线接头；7-冷却水孔1533.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

(a)尖嘴(b)通嘴(c)针阀嘴(d)多头嘴热流道喷嘴

1543.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

热流道板的结构1-浇口套安装孔；2-分流道；3-加热器孔；4-二级浇口喷嘴安装孔1553.6.3热流道浇注系统的形式08四月20242.加热流道2）多型腔加热流道

热流道板转入下一节08四月2024156

3.7成型零部件的设计

成型零部件：与塑料直接接触并构成模腔的所有零部件统称为成型零部件，包括型腔（凹模）、型芯（凸模）、镶拼件、成型杆和成型环等等。3.7.1成型零部件的结构设计08四月20241571.型腔型腔是成型塑件外表面的主要零件。

整体式型腔结构组合式型腔结构08四月20241583.7.1成型零部件的结构设计1.型腔整体式型腔

08四月20241593.7.1成型零部件的结构设计1.型腔组合式型腔——整体嵌入式

08四月20241603.7.1成型零部件的结构设计1.型腔组合式型腔——局部镶嵌组合式

组合式型腔——底部镶拼式08四月20241613.7.1成型零部件的结构设计1.型腔组合式型腔——侧壁镶拼式

08四月20241623.7.1成型零部件的结构设计1.型腔组合式型腔——四壁拼合式

1-模套；2、3-侧壁拼块；4-底部拼块08四月20241633.7.1成型零部件的结构设计1.型腔组合式型腔——瓣合式

在型腔的结构设计中，采用镶拼结构有如下好处：（1）简化型腔加工，将复杂的型腔内形的加工变成镶件的外形加工。降低了型腔整体的加工难度。（2）镶件用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小，可用专用磨床研磨复杂形状和曲面。型腔中使用镶件的局部型腔有较高精度，经久的耐磨性并可置换。（3）可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型模具更是如此。（4）有利于排气系统和冷却系统通道的设计和加工。08四月20241643.7.1成型零部件的结构设计1.型腔在结构设计中应注意以下几点：（1）型腔的强度和刚度因此有所削弱，所以模框板应有足够的强度和刚度。（2）镶件必须准确定位，并有可靠紧固。（3）镶拼接缝必须配合紧密。转角和曲面处不能设置拼缝。拼缝线方向应与脱模方向一致。（4）镶拼件的结构应有利于加工、装配和调换。镶拼件的形状和尺寸精度应有利于型腔总体精度，并确保动模和定模的对中性，还应有避免误差累积的措施。08四月20241653.7.1成型零部件的结构设计1.型腔08四月2024166型腔的技术要求材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20钢，40Cr热处理：HRC40～50表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2～Ra0.1μm

配合面：Ra0.8μm表面处理：表面镀铬、抛光加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。

08四月20241673.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（1）整体式

08四月20241683.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（1）整体式

整体嵌入式型芯结构

08四月20241693.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（2）组合式

08四月20241703.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（2）组合式

08四月20241713.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（3）设计对比

08四月20241723.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（3）设计对比

1-小型芯；2-大型芯

08四月20241733.7.1成型零部件的结构设计1.型芯（3）设计对比

1-型芯2-型腔零件3-垫板3.7.1成型零部件的结构设计2.型芯（4）圆柱形小型芯的装配反嵌法固定小型芯的参数与配合08四月20241743.7.1成型零部件的结构设计2.型芯

当模板较厚而型芯较细时，为了便于制造和固定，常将型芯下段加粗或将小型芯的长度减小，并用圆柱衬垫或用螺钉压紧。08四月2024175（4）圆柱形小型芯的装配

当模具内有多个小型芯时，各型芯之间距离较近，如果对每个型芯分别加工出单独的沉孔，孔间壁厚较薄，热处理时易出现裂纹。所以，可以在型芯固定板上加工出一个大的公用沉孔。08四月2024176(5)异形型芯结构08四月2024177加大型芯镶件安装孔的直径08四月202417808四月2024179型芯的技术要求型芯材料：T7A、T8、T10A、Cr12型芯热处理：HRC45～50表面粗糙度：型芯表面：Ra0.1~0.025μm

配合面：Ra0.8μm型芯表面处理：表面镀铬、抛光型芯加工：同轴度高的地方配制加工3．螺纹型芯与螺纹型环08四月2024180螺纹型芯螺纹型芯的弹性连接08四月2024181螺纹型环08四月2024182整体式型环组合式型环1833.7.2成型零部件的工作尺寸计算1.成型零部件的工作尺寸包括：

※型芯和型腔的径向尺寸※型芯和型腔的深度尺寸※中心距尺寸08四月20241843.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素1851）成型零件的制造误差δzδz=Δ/32）成型零件的磨损δc中小型塑件模具：δc=Δ/6大型塑件模具：δc<Δ/6

成型零件磨损的原因：※塑件脱模时的摩擦(型腔↑、型芯↓、中心距不变)※料流的冲刷※

腐蚀性气体的锈蚀※

模具的打磨抛光08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素1862）成型零件的磨损δc磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理小批量生产时，δc取小值，甚至可以不考虑玻璃纤维塑料磨损大，δc应取大值模具材料耐磨，表面强化好，δc应取小值垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损小型塑件的模具磨损对塑件影响较大08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素187①成型收缩率S：室温下塑件尺寸b与模具尺寸c的相对差值。S=（c-b）/b

模具型腔在室温下的尺寸：c=b+S×b3）塑件的成型收缩δs②影响塑件收缩的因素（产生偶然误差）

※

塑料品种※

塑件特点※

模具结构

※

成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度）08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素1883）塑件的成型收缩δs③成型收缩偏差δs产生的原因：系统误差：计算收缩率与实际收缩的差异偶然误差：成型时工艺的波动、材料批号的改变等

δs=(Smax-Smin)×b对于一副已制造好的模具，δs是引起塑件尺寸变化的主要因素。一般要求：成型收缩引起的塑件尺寸误差δs＜Δ/608四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素189

模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化4）模具的安装配合误差δj

压缩模飞边厚度受成型工艺条件变化的影响，从而影响塑件的高度尺寸，而压注模和注射模的飞边较小。5）水平飞边的波动δf08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算2.影响塑件尺寸公差的因素190※

塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：

δ=δz+δc+δs+δj+δf※

塑件的公差Δ应大于或等于各种因素引起的积累误差之和δ，即Δ≥δ※

模具制造公差δz，模具的磨损δc和成型收缩的波动δs是影响塑件公差的主要因素。※

成型零件的尺寸计算的方法有：平均值法和极限值法08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算3.计算方法191※塑件与成型零件尺寸标注方法：08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算3.计算方法轴类尺寸：基轴制，标负差

孔类尺寸：基孔制，标正差中心距尺寸公差带对称分布，标正负差1924.型腔和型芯径向尺寸计算

1）型腔径向尺寸计算

塑件尺寸模具磨损量δc=Δ/6平均收缩率Scp模具制造公差δz=Δ/3

按平均值计算方法可得：标注制造公差后得：整理得：08四月20243.7.2成型零部件的工作尺寸计算1932）型芯径向尺寸计算标注公差后得：※

式中Δ前的系数可取在1/2～3/4之间3）有脱模斜度时径向尺寸确定

塑件上的孔以小端为准；模具型芯以小端为准。只检验小端尺寸：lM=[ls+lsScp+(3/4)Δ]-δz当脱模斜度不包括在塑件公差范围内时：塑件上外形以大端为准；模具型腔以大端为准。只检验大端尺寸：LM=[Ls+LsScp–(3/4)Δ]+δz08四月20244.型腔和型芯径向尺寸计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算194当脱模斜度包括在塑件公差范围内时：型腔小端尺寸：LM=[Ls+LsScp–(3/4)Δ]+δz

型腔大端尺寸：LM大=[LM＋(1/4～1/2)Δ]+δz

型芯大端尺寸：lM=[ls+lsScp+(3/4)Δ]-δz

型芯小端尺寸：lM小=[lM–(1/4～1/2)Δ]-δz08四月20244.型腔和型芯径向尺寸计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算3）有脱模斜度时径向尺寸确定1955.型腔深度和型芯高度计算1）型腔深度尺寸计算（平均值法）已知：塑件尺寸Hs-Δ

平均收缩率Scp

模具制造公差δz=Δ/3按平均值计算方法可得：标注公差后得：整理得：3.7.2成型零部件的工作尺寸计算08四月2024196标注公差后得：2）型芯高度尺寸计算Δ前的系数也可取为1/2型芯和型腔尺寸计算的注意事项：※径向尺寸计算考虑了δz、δc、δs而高度尺寸只考虑了δz、δs※

收缩率很小的塑件或精度不太高的小型塑件可不考虑成型收缩对零件尺寸的影响※配合段尺寸要严格计算，不重要的尺寸可简化计算※精度高的尺寸保留第二位小数，第三位四舍五入08四月20245.型腔深度和型芯高度计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算197其中：δz=(1/3～1/6)Δ1）中心距尺寸计算（平均值法）此时凹模存在单边磨损，最大磨损量为δc/2。塑件尺寸Ls±Δ/2模具磨损量δc=Δ/6平均收缩率Scp

模具制造公差δz=Δ/32）凹模上的孔边距计算（平均值法）08四月20246.中心距与孔边距的计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算1983）型芯上的孔边距计算08四月20246.中心距与孔边距的计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算19908四月20247.螺纹成型件的尺寸计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算模具(螺纹型环：内螺纹)塑件(外螺纹)

Sp——塑料的平均收缩率；

△中——塑件螺纹中径公差，目前我国尚无专门的塑件螺纹公差标准，可参照GB/T197-2003的金属螺纹公差标准中精度最低者选用；δz——

螺纹型环、螺纹型芯中径制造公差，其值可取△/5或查表3-22。20008四月20247.螺纹成型件的尺寸计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算模具(螺纹型芯：外螺纹)塑件(内螺纹)

Sp——塑料的平均收缩率；

△中——塑件螺纹中径公差，目前我国尚无专门的塑件螺纹公差标准，可参照GB/T197-2003的金属螺纹公差标准中精度最低者选用；δz——

螺纹型环、螺纹型芯中径制造公差，其值可取△/5或查表3-22。20108四月20247.螺纹成型件的尺寸计算3.7.2成型零部件的工作尺寸计算螺距Pm——螺纹型环或螺纹型芯螺距基本尺寸；Ps——塑件外螺纹或内螺纹螺距的基本尺寸；δz——螺纹型环、螺纹型芯螺距制造公差，查表3-23。

牙型角如果塑料均匀地收缩，则不会改变牙型角的度数，螺纹型环、螺纹型芯的牙型角应尽量制成接近标准值，公制螺纹的牙型角为60°，英制螺纹的牙型角为55°。2023.7.3成型零部件的强度与刚度计算1.成型零部件强度及刚度概念若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。08四月20242032.壁厚的受力分析1）模塑过程中模具承受的力设备施加的锁模力熔融塑料作用于型腔内壁的压力2）型腔受内压力作用发生膨胀变形影响塑件的尺寸精度配合面处产生溢料飞边小型腔的许用变形量小，压力作用会导致其破坏08四月20243.7.3成型零部件的强度与刚度计算2043）型腔侧壁的最大允许变形量δ从中小型塑件的尺寸精度考虑：δ≤Δ/5（表3-25）从不产生溢料飞边考虑：型腔配合处的最大间隙δmax﹤塑料的溢料值（表3-24）保证塑件的顺利脱模：δ≤S·t（收缩量）08四月20242.壁厚的受力分析3.7.3成型零部件的强度与刚度计算205组合式圆形型腔壁厚以r=86mm为界底板厚度以r=66mm为界整体式圆形型腔壁厚以r=86mm为界底板厚度以r=136mm为界组合式矩形型腔侧壁厚度以l=370mm为界底板厚度以L=108mm为界经验结论—对大尺寸、高精度→刚度计算+强度校核小尺寸、低精度→强度计算+刚度校核08四月20242.壁厚的受力分析3.7.3成型零部件的强度与刚度计算（大刚小强）(最长边)20608四月20242.壁厚的受力分析3.7.3成型零部件的强度与刚度计算207圆形型腔壁厚矩形矩形壁厚支承板厚度08四月20243.壁厚尺寸的计算（自学教材P178-181）3.7.3成型零部件的强度与刚度计算208塑件在分型面上的投影面积Ａ/cm2支承板厚度Ｈ～515>5～1015～20>10～5020～25>50～10025～30>100～20030～40>200>40※当塑件的投影面积较大时，支承板会很厚，为减小厚度可加支柱。加一个支柱：Ｈ′=Ｈ/2.7

加两个支柱：Ｈ″=Ｈ/4.308四月20243.支承板厚度的计算3.7.3成型零部件的强度与刚度计算转入下一节2093.8.1注射模的模架08四月20243.8基本结构零部件的设计

2103.8.1注射模的模架08四月20243.8基本结构零部件的设计

1-定模座板；2-定模镶块；3-定模板；4-动模镶块；5-动模板；6-导套；7-导柱；8-支承板；9-复位杆；10-推杆；11-垫块；12-动模座板