塑料注射模具设计课件

1型腔的布置的形式按料流阻力的大小可分：平衡式（p101)和非平衡式。二、相关知识（一）型腔（cavity）数量的确定及布局2.多型腔的排列图3-1一模十六腔的3种排列方案按型腔布局形状：直线排列、H形排列、圆形排列等，圆形排列1塑料注射模具设计课件5/8/20242塑料注射模具设计课件5/8/20243塑料注射模具设计课件5/8/20244塑料注射模具设计课件5/8/20245（2）型腔的布置原则①

考虑料流平衡和热平衡。②浇口开设部位应力求对称。③尽可能使型腔排列得紧凑，以减小模具的外形尺寸

二、相关知识（一）型腔（cavity）数量的确定及布局2.多型腔的排列

（a）不合理（b）合理（a）不合理（b）合理图3-2型腔布置力求对称图3-3型腔布置力求紧凑5塑料注射模具设计课件5/8/2024第二节塑件在模具中的位置设计一、分型面的定义及表示方法——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。分型面图4-1分型面图4-1分型面6塑料注射模具设计课件5/8/2024二、分型面的形状(a)平面(b)斜面(c)阶梯面(d)曲面第二节塑件在模具中的位置设计图4-2分型面的形状7塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则1、有利于脱模2.有利于保证塑件质量3.有利于简化模具结构4.有利于模具成型零件的加工

第二节塑件在模具中的位置设计8塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于塑件脱模分型面要取在塑件的最大截面处第二节塑件在模具中的位置设计图4-3分型面的选择9塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量分型面的选择要满足塑件表面质量的要求

第二节塑件在模具中的位置设计图4-4分型面的选择10塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量分型面的位置要有利于模具的排气

第二节塑件在模具中的位置设计图4-5分型面的选择11塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量尽量减少塑件在分型面上的投影面积

第二节塑件在模具中的位置设计图4-6分型面的选择12塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等

第二节塑件在模具中的位置设计图4-7分型面的选择13塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量分型面Ⅰ、Ⅱ哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求？第二节塑件在模具中的位置设计图4-8分型面的选择14塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量分型面的选择也要有利于保证塑件的尺寸精度

第二节塑件在模具中的位置设计图4-9分型面的选择15塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则有利于保证塑件质量要考虑飞边在塑件上的位置第二节塑件在模具中的位置设计图4-11分型面的选择16塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则分型面的选择要有利于简化模具结构尽可能的避免侧向分型或者抽芯第二节塑件在模具中的位置设计图4-13分型面的选择17塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧

分型面的选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中的位置设计图4-14分型面的选择18塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则塑件不止有一个抽芯的时候，在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致

分型面的选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中的位置设计图4-15分型面的选择19塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则使塑件尽量留在动模一侧

分型面的选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中的位置设计图4-16分型面的选择20塑料注射模具设计课件5/8/2024三、分型面的选择原则要有利于模具成型零件的加工

斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容易加工第二节塑件在模具中的位置设计图4-17分型面的选择21塑料注射模具设计课件5/8/2024实例：灯罩模具设计第二节塑件在模具中的位置设计图4-18灯罩模具设计22塑料注射模具设计课件5/8/20245.3普通浇注系统设计任务导入：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。分析如图所示防护罩塑件，材料为ABS,大批量生产，要求塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。试设计其浇注系统。23塑料注射模具设计课件5/8/20245.3普通浇注系统设计一、系统组成二、浇注系统设计原则三、主流道设计四、分流道设计五、浇口的设计六、冷料穴和拉料杆的设计七、排气与引气系统的设计24塑料注射模具设计课件5/8/20245.3普通浇注系统设计普通浇注系统：冷流道无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道普通浇注系统分为：直浇注系统：主流道轴线⊥分型面→卧式、立式注射机横浇注系统：主流道轴线∥分型面→角式注射机（动画集）一、系统组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。25塑料注射模具设计课件5/8/2024二、相关知识（三）浇注系统设计1.普通浇注系统的组成与设计原则（1）普通浇注系统的组成浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。浇注系统的作用：充满型腔，压力传递。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等部分组成

26塑料注射模具设计课件5/8/2024塑料模具的浇注系统27塑料注射模具设计课件5/8/20241.主流道：把塑料熔体引入模具。2.分流道：平稳地转向和分流3.浇口：流道中最狭小的部分作用：①调节、控制料流速度②调节、控制补缩时间③防倒流4.冷料穴：储存冷料，防止冷料进入型腔。①堵塞浇口②影响塑件质量浇注系统的设计是否适当，直接影响成型品的外观、物性、尺寸精度和成型周期。28塑料注射模具设计课件5/8/2024二、浇注系统设计原则1.适应塑料的工艺性2.排气良好3.流程要短4.避免料流直冲型芯或嵌件5.修整方便，保证制品外观质量6.防止塑料制品变形7.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量少8.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。29塑料注射模具设计课件5/8/2024三主流道设计作用：是连接注射机喷嘴和模具的桥梁，是熔料进入型腔最先经过的部位。设计要点:（1）截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r是注射机喷嘴与型腔或与分流道连接的这一段进料通道，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。30塑料注射模具设计课件5/8/2024四、主流道设计与制造主浇道穿过两块模板时应呈阶梯状，或采用浇口套第三节浇注系统的设计图4-26主流道(a)(b)31塑料注射模具设计课件5/8/2024四、主流道设计与制造定位环与浇口套的关系第三节浇注系统的设计图4-27定位环与浇口套32塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口套常采用标准件，材料取45钢，装配后的加工。33塑料注射模具设计课件5/8/2024四分流道设计作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔。分流道的截面形状分流道的尺寸分流道的布置分流道的设计要点34塑料注射模具设计课件5/8/2024流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。1.分流道的截面形状35塑料注射模具设计课件5/8/2024圆形截面优点：阻力最小，热量损失最小，熔体降温也最慢，热塑性塑料易用缺点：制造较困难矩形截面流动阻力最大，传热最快，热量损失最大，热固性塑料宜用。36塑料注射模具设计课件5/8/2024梯形截面加工容易，且热量损失和流动阻力也不大37塑料注射模具设计课件5/8/2024六角形截面其面积仅为圆形流道的82%，是最理想的浇道，但是制造不易，通常不考虑使用。U形截面加工容易，且热量损失和流动阻力也不大加工容易，且热量损失和流动阻力也不大38塑料注射模具设计课件5/8/20242.分流道的尺寸设计B=1.25D

流动性好的塑料（如聚乙烯、尼龙等）应取较小截面流动性差的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）应取较大截面39塑料注射模具设计课件5/8/2024

流道的直径过大：不仅浪费材料,而且冷却时间增长,成型周期也随之增长,造成成本上的浪费。

流道的直径过小：材料的流动阻力大,易造成充填不足,或者必须增加射出压力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积。一般比主流道大端小1-2mm流道直径(mm)产品重量(g)49563758375以上1012大型流道直径(mm)投影面积(cm2)410以下6200850010120012大型40塑料注射模具设计课件5/8/20243.分流道的布置

平衡式分布同时均衡进料，同时充满型腔。可以实现对个型腔塑件压实和保压，获得尺寸相同、物理性能良好的塑件。有圆形排列和H形排列41塑料注射模具设计课件5/8/20243.分流道的布置

非平衡式分布不能同时均衡充满型腔。不能实现同时压实和保压，塑件尺寸正确性低、物理性能差。有直线形排列和H型排列。42塑料注射模具设计课件5/8/20244.分流道的设计要点①分流道设计尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。②每一节流道要比下一节流道大10～20％③分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。43塑料注射模具设计课件5/8/2024五浇口的设计1.浇口的作用浇口：连接分流道和型腔的通道,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。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。44塑料注射模具设计课件5/8/2024浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。45塑料注射模具设计课件5/8/20242.浇口的类型及特点:1）直接浇口（主流道型浇口）：特点：浇口由主流道直接进料，故熔体的压损小，成型容易，因此适用于任何塑料缺点：浇口处固化慢，成型周期较长；容易产生残余应力，浇口处易出现裂纹或翘曲变形；去除浇口不便，制品有明显的浇口痕迹。应用：广泛应用于单型腔模具，常用于成型大而深的塑件。主要参数：小端直径d、斜度、长度、大端直径D直接浇口广泛应用于单型腔模具46塑料注射模具设计课件5/8/2024直接浇口变异形式：→中心浇口①盘形浇口：内侧有开口的圆柱体、圆形塑件②环形浇口：熔料沿着环状浇口中心向下流动③轮副浇口：易产生熔接痕④爪形浇口：自动定位作用47塑料注射模具设计课件5/8/2024环形浇口熔料自由地沿着环状浇口中心部分流动，然后熔料向下流动充填模具。应用：内侧有开口的圆柱体、圆形塑件环形浇口48塑料注射模具设计课件5/8/2024轮副浇口又称四点浇口或十字浇口。适用于管状、扁平、浅环形或带孔塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。缺点：易产生熔接痕，且熔接痕的数量可能较多。轮副浇口49塑料注射模具设计课件5/8/2024圆盘浇口经常用于成型内侧有开口的圆柱体或圆形制品。此类浇口适用同心、且尺寸的要求严格、及不容许有熔接痕生成的塑料制品。爪形浇口又称雨伞状浇口，具有自动定位作用。适用于高管形或同轴度要求较高，且中心孔直径较小制品成型。圆盘浇口爪形浇口50塑料注射模具设计课件5/8/20242）侧浇口：塑料熔体从塑件的一侧进料特点：侧浇口一般开设在分型面上，浇口去除方便；但压损大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。应用：应用广泛，适合于多型腔模主要参数：厚度H为0.4-6.4mm,宽度W为16-12.7mm,表5-651塑料注射模具设计课件5/8/20242）侧浇口52塑料注射模具设计课件5/8/2024侧浇口的变异形式：扇形浇口、薄片浇口扇形浇口特点：适用于面积较大的平板件、薄壁件和透明件。扇形浇口前端宽度较大，容易使塑料熔体平稳均匀填充，得到质量较高的塑件；缺点：剪切较一般浇口困难。典型浇口尺寸：厚度0.25-1.6mm53塑料注射模具设计课件5/8/2024扇形浇口54塑料注射模具设计课件5/8/2024薄片浇口特点：浇口的厚度减薄，宽度同塑件的宽度做成一致。这类浇口，塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，避免了使用侧浇口时容易在塑件上产生的熔接痕；但浇口去除较困难，浇口痕迹明显。应用：适用于薄板状或长条状塑件。主要参数：厚度为0.25-0.63mm,其长度必须短，约为0.63mm。55塑料注射模具设计课件5/8/20243）点浇口特点：浇口位置选择灵活，浇口残留痕迹小，易取得浇注系统地平衡，也利于自动化操作；但由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，宜用于成型流动性好的塑料；开模时点浇口自动脱落。应用：适用于多型腔、三板式模具。常用于成型各种壳类、盒类塑件。56塑料注射模具设计课件5/8/20243）点浇口注意：点浇口成型薄壁塑件，易在点浇口附近出产生变形甚至开裂。将浇口对面的壁厚增加并以圆弧R过渡，还有可以储存冷料。57塑料注射模具设计课件5/8/2024点浇口的变异形式→潜伏式浇口特点：又称剪切浇口，开设在分型面以下，推出时能实现浇口的自动切断；脱模后浇口处平整，无需后加工。缺点：加工较困难，不易推出。应用：多用于塑件外观不允许有浇口痕迹。适用于软性塑料，如聚乙烯。（动画）58塑料注射模具设计课件5/8/20244）护耳浇口：侧浇口+耳槽特点：又称分接式浇口。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。浇口去除较麻烦应用：专用于透明度高和要求无内应力的制品。59塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口截面形状及尺寸形状：截面常用矩形和圆形，也有三角形的（爪形浇口）尺寸：a/浇口截面积/分流道截面积=0.03-0.09b/流动性差的塑料和尺寸较大、壁厚的制品，尺寸取较大值。c/常在设计时选择较小尺寸，通过试模逐步修改增大60塑料注射模具设计课件5/8/2024（5）浇口位置选择原则①应避免制品缺陷：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。采取措施：加大浇口尺寸；改变浇口类型→采用冲击型浇口61塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置②要有利于熔体的流动和补缩：当塑件壁厚不均匀时，浇口位置应开设在塑件壁最厚处，以利于塑料补缩，防止造成塑件表面凹陷或真空泡等缺陷。采用措施：应开设在塑件壁最厚处。62塑料注射模具设计课件5/8/2024（5）浇口位置③应设在熔体流动时能量损失最小的部位：熔体流程最短，流向变化最少，以减少能量损失。流动比的校核采用措施：改变浇口位置或增加制品壁厚;流程比校核侧浇口→直接浇口63塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置④有利于型腔内气体的排出采用措施：改变浇口位置最后充满部分在分型面处64塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置⑤尽量减少或避免熔接痕：熔接纹会降低塑件的强度，并有损于外观质量。采取措施：1.改变浇口类型或位置；2.增设溢料槽3.设置多浇口65塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置采取措施：大型塑件采用多点进料，对称的浇口多点浇口，缩短流程，避免产生熔接痕，还可以防止变形。66塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置⑥应避免熔体直接冲击细长型芯或嵌件：当型芯为细而长时，若采用从型芯侧向进料，容易使型芯受到熔体的冲击而产生变形，造成塑件壁厚不一致。采用措施：改变浇口位置或类型67塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置68塑料注射模具设计课件5/8/2024（4）浇口位置⑧应避免开设在影响塑件外观和有装配要求的部位。分析下图浇口的位置69塑料注射模具设计课件5/8/2024六、冷料穴与拉料杆设计贮存冷料，拉出凝料。1、带Z形头拉料杆的冷料穴（1）在冷料穴底部有一根Z形头的拉料杆，最常用的冷料穴形式。（2）拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料钩住，开模时使凝料滞留在动模一侧，拉料杆是固定在推板上的，故凝料与拉料杆一起被推出机构从模具中推出。70塑料注射模具设计课件5/8/2024变异形式→有带推杆的倒锥形和环槽形冷料穴1.开模时，倒锥和圆环槽起拉料作用。推出时，利用推杆强制推出凝料。2.取出凝料时无需横向移动，可实现自动化操作。3.倒锥和圆环槽尺寸不宜太大。4.适用于弹性较好的塑料成型。71塑料注射模具设计课件5/8/20242、带球形头拉料杆的冷料穴（1）熔体进入冷料穴后，紧包在球头上，开模时，可以将凝料从主流道衬套中拉出。（2）由于球头拉料杆固定在动模一边的型芯固定板上，并不随推件板而动，所以在推件板推动制品时就把流道凝料从球头上强行脱出。（3）主要适用于弹性较好的塑料塑件。72塑料注射模具设计课件5/8/2024变异形式→菌性拉料杆和锥形拉料杆73塑料注射模具设计课件5/8/20243.无拉料杆冷料穴在主流道末端开设一锥形凹坑，在凹坑锥壁上垂直钻一深度不大的小盲孔，开模时拉出凝料。注意：分流道应设计成S形或带有挠性的形状。74塑料注射模具设计课件5/8/2024注意：1.冷料穴应沿流道方向设计；2.一般都设在主流道正面的模板上，其直径稍大于主流道的大端直径。3.当分流道较长，塑料熔体充模的温降较大时也要求在其延伸端开设较小的冷料穴，以防止分