注塑模具設(shè)計(jì)綜述

094 3 31N1094 3 31N1—定位圈；2—主流道襯套；3—定模座板；4—定模板;9—推板；10—拉料桿；11—推桿；12—導(dǎo)柱;10II12 1314J5第1章注塑模具設(shè)計(jì)綜述隨著塑料制品日益廣泛的應(yīng)用，在注塑成型過(guò)程中起著重要作用的模具越來(lái)越受到重視。除了塑料制品的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具的控制，所以如何高質(zhì)量，簡(jiǎn)明、快捷和規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具，成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性、擴(kuò)大注塑制品應(yīng)用的首要問(wèn)題。 在本章中將介紹注塑模具的組成、類(lèi)型和設(shè)計(jì)程序等方面的內(nèi)容。1.1注塑模具的結(jié)構(gòu)組成注塑模具由動(dòng)模和定模兩部分組成，動(dòng)模安裝在注塑成型機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注塑機(jī)的固定模板上。在注塑成型時(shí)動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模與定模分離以便取出塑料制品。圖 1-1所示為典型的單分型面注塑模具結(jié)構(gòu)，根據(jù)模具中各個(gè)部件所起的作用，一般可將注塑模具分為以下幾個(gè)基本組成部分。5—?jiǎng)幽０澹?—?jiǎng)幽０澹?—?jiǎng)幽５鬃?—推出固定板;13—型芯（凸模）；14—凹模；15—冷卻水通道1-1。型芯形成制品的內(nèi)表面形狀，凹模形成?成型部件：成型部件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內(nèi)表面形狀，凹模形成制品的外表面形狀。合模后型芯和凹模便構(gòu)成了模具的型腔，該模具型腔由件 13和件14組成。按工藝和制造要求，有時(shí)型芯或凹模由若干 拼塊組成，有時(shí)做成整

體，僅在易損壞、難加工的部件采用鑲件。，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。有時(shí)還需在動(dòng)模和定模上6.3節(jié)中會(huì)詳細(xì)講解）。為了避免，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。有時(shí)還需在動(dòng)模和定模上6.3節(jié)中會(huì)詳細(xì)講解）。為了避免?導(dǎo)向部件：為了確保動(dòng)模與定模合模時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)接在注塑模中通常采用四組導(dǎo)柱與導(dǎo)套來(lái)組成導(dǎo)向部件，分別設(shè)置互相吻合的內(nèi)、外錐面來(lái)輔助定位（第在制品推出過(guò)程中推板發(fā)生歪斜現(xiàn)象，一般在模具的推出機(jī)構(gòu)中還設(shè)有使推板保持水平運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向部件，如導(dǎo)柱和導(dǎo)套。?推出機(jī)構(gòu)：在開(kāi)模過(guò)程中，需要有推出機(jī)構(gòu)將塑件及其在流道內(nèi)的凝料推出或拉出。如圖1-1所示，推出機(jī)構(gòu)由推桿11和推出固定板8、推板9及主流道的拉料桿10組成。推出固定板和推板夾持住推桿。在推板中一般還固定有復(fù)位桿，復(fù)位桿在動(dòng)模和定模合模時(shí)使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。?調(diào)溫系統(tǒng)：為了滿足注塑工藝對(duì)模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于熱塑性塑料用注塑模，主要是設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。模具冷卻的常用辦法是在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻通道，利用循環(huán)流動(dòng)的冷卻水帶走模具的熱量；模具的加熱除可用冷卻水通道引入熱水或蒸汽外，還可在模具內(nèi)部和周?chē)惭b電加熱元件。?排氣槽：排氣槽用以將成型過(guò)程中的氣體充分排除。常用的方法是在分型面處開(kāi)設(shè)排氣溝槽。由于分型面之間存在有微小的間隔，對(duì)于較小的塑件，因排氣量不大，可直接利用分型面排氣，不必開(kāi)設(shè)排氣溝槽，一些模具的推桿或型芯與模具的配合間隙均可起排氣作用，有時(shí)可不必另外開(kāi)設(shè)排氣溝槽。?側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：有些帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被推出以前必須先進(jìn)行側(cè)向分型，抽出側(cè)向型芯后方能順利脫模，此時(shí)需要在模具中設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。1.2注塑模具分類(lèi)及簡(jiǎn)介?單分型面注塑模具又稱(chēng)為兩板式模具，它是注塑模具中最簡(jiǎn)單、最常用的一類(lèi)。占全部注塑模具的七成，如圖1-1所示。?雙分型面注塑模具以兩個(gè)不同的分型面分別取出流道凝料和塑料件，與兩板式的單分型面注塑模具相比，雙分型面注塑模具在動(dòng)模板與定模板之間增加了一塊可以移動(dòng)的中間板（又名澆口板），故稱(chēng)為三板式模具，如圖1-2所示。?帶有活動(dòng)鑲件的注塑模具。對(duì)于外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑件，由于無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的分型從模具內(nèi)取出塑料件，這時(shí)可在模具中設(shè)置活動(dòng)鑲件和活動(dòng)的側(cè)向型芯及板塊（哈夫塊），如圖1-3所示。?帶側(cè)向分型抽芯的注塑模具。當(dāng)塑件上有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，在模具內(nèi)可設(shè)置出由斜銷(xiāo)或斜滑塊等組成的側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，它能使側(cè)型芯做橫向移動(dòng)，如圖1-4所示。

52157^5215/9 1011 12 13 141—定距拉板；2—彈簧；3—限位銷(xiāo)；4—導(dǎo)柱；5—推件板；6—?jiǎng)幽０澹?—?jiǎng)幽|板；8—模底座；9—推板;10-推出固定板；11—推桿；12—導(dǎo)柱；13—中間板；14—定模板；15—主流道襯套圖1-211109K7 65 43級(jí)*911—定模板；2—導(dǎo)柱；3—活動(dòng)鑲件；4—型芯；5—?jiǎng)幽０澹?—?jiǎng)幽|板;7—模底座；8—彈簧；9—推桿；10—推出固定板；11—推板圖1-3自動(dòng)卸螺紋的注塑模具。當(dāng)要求能自動(dòng)脫卸內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件時(shí)，可在模具中設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋型芯或型環(huán)，這樣便可利用機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將螺紋制品脫出，或者用專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，將螺紋制件脫出，如圖1-5所示。

J纟I9 10111213H151617J纟I9 10111213H1516171—楔緊塊；2—斜銷(xiāo)；3—斜滑塊；4—型芯；5—固定板；6—?jiǎng)幽|板；7—墊塊；8—?jiǎng)幽Ｗ澹?—推板；10—推出固定板；11—推桿；12—拉料桿；13—導(dǎo)柱；14—?jiǎng)幽０澹?5—主流道襯套；16—定模板；17—定位圈圖1-4ts234 5 ts234 5 61—螺紋型芯；2—模座；3—?jiǎng)幽|板；4—定距螺釘；5—?jiǎng)幽０澹?—襯套；7—定模板圖1-5?推出機(jī)構(gòu)設(shè)在定模的注塑模具。由于制件的特殊要求或形狀限制，制件必須要留

在定模內(nèi)，這時(shí)就應(yīng)在定模一側(cè)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，以便將制品從定模內(nèi)脫出。定模1-6所示。1-6所示。24\II1(1IU17Hmi**II24\II1(1IU17Hmi**II5—?jiǎng)幽＃?—螺釘；7—推件板;11—型芯；5—?jiǎng)幽＃?—螺釘；7—推件板;11—型芯；12—導(dǎo)柱8—拉板；9—定模板；10—定模座板；圖1-6無(wú)流道凝料的注塑模具（簡(jiǎn)稱(chēng)為無(wú)流道注塑模具）。通過(guò)采用對(duì)流道加熱或絕熱

的辦法來(lái)保持從注塑機(jī)噴嘴到澆口處之間的塑料保持熔融狀態(tài)。這樣在每次注塑1-7所示。1-7所示。■^12^4567K9inII1213141516厶?蒸為厶?蒸為1—?jiǎng)幽Ｗ澹?—墊塊；3—推板；4—推出固定板；5—推桿；6—?jiǎng)幽|板；7—導(dǎo)套；8—?jiǎng)幽０澹?—型芯；10—導(dǎo)柱；11—定模板；12—凹模；13—支架；14—噴嘴；15—熱流道板；16—加熱器孔道；17—定模座板；18—絕熱層；19—主流道襯套；20—定位圈；21—注塑機(jī)噴嘴圖1-71.3注塑模具設(shè)計(jì)的一般步驟1．確定型腔的數(shù)目確定型腔數(shù)目的方法的根據(jù)有鎖模力、最大注塑量、制件的精度要求、經(jīng)濟(jì)性等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定采用哪一種方法。2．選定分型面（又稱(chēng)PL面）雖然在塑件設(shè)計(jì)階段分型面已經(jīng)考慮或者選定，在模具設(shè)計(jì)階段仍應(yīng)再次核對(duì)，從模具結(jié)構(gòu)及成型工藝的角度判斷分型面的選擇是否最為合理。3．確定型腔的配置型腔的配置實(shí)質(zhì)上是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)劃和確定。因?yàn)橐坏┬颓徊贾猛戤叄瑵沧⑾到y(tǒng)的走向和類(lèi)型便已確定。冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)在配置型腔時(shí)也必須給予充分的注意，若冷卻管道與推桿孔、螺栓發(fā)生沖突，要在型腔布置中進(jìn)行協(xié)調(diào)，當(dāng)型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)的初步位置確定后，模板的外形尺寸基本上就已確定，從而可以選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。4．確定澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)中的主流道、分流道、澆口和冷料穴的設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)的平衡及澆口位置和尺寸是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是澆注系統(tǒng)決定了模具的類(lèi)型，如采用側(cè)澆口，一般選用單分型面的兩板模即可，如采用點(diǎn)澆口，往往就需要選用雙分型面的三板式模具，以便脫出流道凝料和塑料制件。5．確定脫模方式在確定脫模方式時(shí)首先要確定制件和流道凝料滯留在模具的哪一側(cè)，必要時(shí)要設(shè)計(jì)強(qiáng)迫滯留的結(jié)構(gòu)（如拉料桿等），然后再?zèng)Q定是采用推桿結(jié)構(gòu)還是推件板結(jié)構(gòu)。特別要注意確定側(cè)凹塑件的脫模方式，因?yàn)楫?dāng)決定采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，模板的尺寸就需要加大，在型腔配置時(shí)要留出側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的位置。6．冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的細(xì)化冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算詳見(jiàn)有關(guān)章節(jié)。冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)同步進(jìn)行有助于兩者的很好協(xié)調(diào)。7．確定凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式當(dāng)采用鑲塊式凹?；蛐托緯r(shí)，應(yīng)合理地劃分鑲塊并同時(shí)考慮到這些鑲塊的強(qiáng)度、可加工性及安裝固定。8．確定排氣方式由于在一般的注塑模中注塑成型時(shí)的氣體可以通過(guò)分型面和推桿處的空隙排出，因此注塑的排氣問(wèn)題往往被忽視。對(duì)于大型和高速成型的注塑模，排氣問(wèn)題必須引起足夠的重視。9．繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖在以上工作的基礎(chǔ)上繪制注塑模完整的結(jié)構(gòu)草圖，在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)切忌將模具結(jié)構(gòu)搞得過(guò)于復(fù)雜，應(yīng)優(yōu)先考慮采用簡(jiǎn)單的模具結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樵谧⑺艹尚偷膶?shí)際生產(chǎn)中所出現(xiàn)的故障，大多是由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化所引起的。結(jié)構(gòu)草圖完成后，若可能，應(yīng)與工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具制造和使用人員共同研討直至相互認(rèn)可。10．校核模具與注塑機(jī)有關(guān)的尺寸因?yàn)槊扛蹦＞咧荒馨惭b在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上，因此必須對(duì)模具上與注塑機(jī)有關(guān)的尺寸進(jìn)行校核，以保證模具在注塑機(jī)上正常工作。11．校核模具有關(guān)零件的強(qiáng)度和剛度對(duì)成型零件及主要受力的零部件都應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度及剛度的校核。一般而言，注塑模具的剛度問(wèn)題比強(qiáng)度問(wèn)題顯得更重要一些。12．繪制模具的裝配圖裝配圖應(yīng)盡量按照國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，裝配圖中要清楚地表明各個(gè)零件的裝配關(guān)系，以便工人裝配。當(dāng)凹模與型芯鑲塊很多時(shí)，為了便于測(cè)繪各個(gè)鑲塊零件，還有必要先繪制動(dòng)模和定模部裝圖，在部裝圖的基礎(chǔ)上再繪制總裝圖。裝配圖上應(yīng)包括必要的尺寸，如外形尺寸、定位圈尺寸、安裝尺寸、極限尺寸。在裝配圖上應(yīng)將全部零件按順序編號(hào)，并填寫(xiě)明細(xì)表和標(biāo)題欄。13．繪制模具零件圖由模具裝配圖或部裝圖拆繪零件圖的順序?yàn)橄葍?nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件后結(jié)構(gòu)零件。14．復(fù)核設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)按制品、模具結(jié)構(gòu)、成型設(shè)備、圖紙質(zhì)量、配合尺寸、零件的可加工性等項(xiàng)目進(jìn)行自我校對(duì)或他人審核。表1-1的模具設(shè)計(jì)檢查表中列出了一般模具設(shè)計(jì)必須檢查的事項(xiàng)和要點(diǎn)，讀者可以參照，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中需要特別注意。

工號(hào)產(chǎn)品名客戶部門(mén)設(shè)計(jì)者日期表1-1模具設(shè)計(jì)檢查表工號(hào)產(chǎn)品名客戶部門(mén)設(shè)計(jì)者日期表1-1模具設(shè)計(jì)檢查表）,縮水率：（□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□塑料（是否翻圖。模具的分模面是否與客戶要求的內(nèi)容一致。模座的規(guī)格是否正確，規(guī)格為（模仁鋼料為（機(jī)臺(tái)噸數(shù)（ ）KO孔的大?、伲ǘㄎ画h(huán)的大小①（母模導(dǎo)柱（三板模）11?公模導(dǎo)柱的大?。?/1000。),□三板?！醵迥?。），模座鋼為（ ）。Tons。模座的大小是否適合機(jī)臺(tái)生產(chǎn)。)/1000。),□三板?！醵迥！＃?，模座鋼為（ ）。Tons。模座的大小是否適合機(jī)臺(tái)生產(chǎn)。）mm，數(shù)量（ ）個(gè)，及位置是否符合機(jī)臺(tái)。）mm，是否符合機(jī)臺(tái)。的大小及長(zhǎng)度是否合適。）mm，及長(zhǎng)度是否合適。排氣的方式及位置是否適合。14.是否須加隔熱板（PC料），兩板模是否有防開(kāi)板。15?穴號(hào)位置及字樣，須凹入成品。16?螺釘大小及位置是否正確。17?公模板及承板間是否加定位梢及定位螺釘。是否與客戶要求相同。進(jìn)澆方式：□潛水式 □邊澆口□小點(diǎn)進(jìn)澆□其他（是否與客戶要求相同。澆口的殘留客戶允許（ ）mm。流道的大小是否合理：□圓形直徑，□梯形規(guī)格，是否平衡。mm，角度為（ ）。是注入口與機(jī)臺(tái)噴嘴配合的大 R為（）mmmm，角度為（ ）。是三板模抓料梢的尺寸及固定方式是否適當(dāng)。頂出方式及位置是否正確，是否平衡，有否做位置記號(hào)?；匚簧业拇笮。?）mm。回位彈簧的選?、?gòu)健㈤L(zhǎng)度及強(qiáng)度、偷孔大小、深度是否正確。頂板導(dǎo)柱是否已安裝，其位置及大小是否合適，最少 2支，其直徑要大過(guò)回位梢。支柱是否已安裝，其尺寸及位置是否合適。28?頂出行程是否足夠。頂針是否凹入成品，位置、大小是否合適，長(zhǎng)度是否正確，有否做防呆設(shè)計(jì)。定位束子是否已安裝。31?頂針及套筒長(zhǎng)度是否正確，套筒針在下固定板上不可使用沉頭螺釘固定。AB板水孔AB板水孔間距是否大于20mm，水栓接頭的螺紋大?。?）。O型環(huán)之規(guī)格大小、數(shù)量是否正確。模具表面處理：□咬花□噴砂□刻字□印刷□打光□電鍍考慮是否需要預(yù)留加工余量。咬花粗度（ ），是否有參改樣品，咬花范圍?？套肿指蹇蛻羰欠裼刑峁套治恢檬欠裾_。滑塊的行程是否足夠，滑座大小、斜梢大小是否適當(dāng)。斜梢的長(zhǎng)度是否足夠。續(xù)表續(xù)表□□□□□□□□□□□□□□□□□□是否有加定位鋼珠或彈簧，止動(dòng)螺釘。重要公差（外徑、平面度、偏擺度、同心度）要特別注意。注意易變形及縮水的地方。成品內(nèi)厚是否平均。UNDERCUT的處理，做滑塊、斜梢，或強(qiáng)制頂出。電極的位置及基準(zhǔn)是否明確，放電間隙及放電深度是否正確。電極圖繪制方向須與模仁圖一致，翻圖檢查須與模仁圖一致。電極放電時(shí)是否會(huì)干涉到模仁。圖面是否按標(biāo)準(zhǔn)樣板繪制，模具配件是否按標(biāo)準(zhǔn)件方式出圖。模具零件部號(hào)、名稱(chēng)、材質(zhì)、數(shù)量是否正確，是否需要熱處理。圖面是否全部放置于卷宗內(nèi)。包括成品圖、工號(hào)一覽表、組立圖、模板圖、模仁圖、電極圖?，F(xiàn)場(chǎng)出圖后均須加蓋圖章且須經(jīng)主管簽字或蓋章。圖面是否依1:1的實(shí)際尺寸繪制，并存檔于電腦中。53?圖面各零件件號(hào)與材料表是否相符?！癡”表示該項(xiàng)目通過(guò) 打“X”表示該項(xiàng)未能通過(guò)打“/”表示未涉及此項(xiàng)目“V”表示該項(xiàng)目通過(guò) 打“X”表示該項(xiàng)未能通過(guò)打“/”表示未涉及此項(xiàng)目編制/日期審核/日期批準(zhǔn)/日期1.4塑料模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?塑件形狀及壁厚特別應(yīng)考慮有利于料流暢通填充型腔，盡量避免尖角、缺口。?脫模斜度應(yīng)取大，含玻璃纖維15%的可取1°?2°含玻璃纖維30%的可取2當(dāng)不允許有脫模斜度時(shí)則應(yīng)避免強(qiáng)行脫模，宜采用橫向分型結(jié)構(gòu)。?澆注系統(tǒng)截面宜大，流程平直而短，以利于纖維均勻分散。?設(shè)計(jì)進(jìn)料口應(yīng)考慮防止填充不足，異向性變形，玻璃纖維分布不勻，易產(chǎn)生熔接痕等因素。進(jìn)料口宜取薄膜，寬薄、扇形、環(huán)形及多點(diǎn)形式進(jìn)料口可使料流亂流，玻璃纖維分散，以減少異向性，最好不取針狀進(jìn)料口，進(jìn)料口截面可適當(dāng)增大，其長(zhǎng)度應(yīng)短。?模具型芯、型腔應(yīng)有足夠剛性及強(qiáng)度。?模具應(yīng)淬硬、拋光并選用耐磨鋼種，易磨損部位應(yīng)便于修換。?頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)均勻有力，便于換修。?模具應(yīng)設(shè)有排氣溢料槽，并宜設(shè)于易發(fā)生熔接痕部位。1.5注塑模具成型零件材料選用?機(jī)械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工后能得到高精度零件的鋼種。為此，以中碳鋼和中碳合金鋼最常用，這對(duì)大型模具尤其重要。對(duì)需電火花加工的零件，還要求該鋼種的燒傷硬化層較薄。?拋光性能優(yōu)良。注塑模成型零件工作表面，多需要拋光到鏡面， Ra0.05m,需要鋼材硬度35?40HRC為宜，過(guò)硬表面會(huì)使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密，較少雜質(zhì)，無(wú)針點(diǎn)。?耐磨性和抗疲勞性能好。注塑模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱交變的溫度應(yīng)力作用。一般