橡膠塑料模具設(shè)計范例

第一節(jié)緒論

隨著我國橡膠制品工業(yè)的發(fā)展，橡膠制品的種類日益增多，產(chǎn)量日益擴大，促使著橡

膠模具設(shè)計與制造由傳統(tǒng)的體會設(shè)計到理論運算設(shè)計。特別是橡膠生產(chǎn)設(shè)備的不斷提高與生

產(chǎn)工藝的不斷改進，橡膠模具越來越多，模具的制造水平與模具復(fù)雜程度也越來越高越精致。

高效率、自動化、精密、長壽命已經(jīng)成為橡膠模具發(fā)展的趨勢。

一、橡膠模具的分類

橡膠模具根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和制品生產(chǎn)工藝的不同分為：壓制成型模具、壓鑄成型模具、

注射成型模具、擠出成型模具四大常用模具，以及一些生產(chǎn)特種橡膠制品的特種橡膠模具，

如充氣模具、浸膠模具等。

1.壓制成型模具

又稱為普通壓模。它是將混煉過的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接放

入模具中，而后送入平板硫化機中加壓、加熱。膠料在加壓、加熱作用下硫化成型。

特點：模具結(jié)構(gòu)簡單，通用性強、使用面廣、操作方便，故在橡膠模壓制品中占有較

大比例。

2.壓鑄成型模具

又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過的、形狀簡單的、限量一定的膠料或膠塊半成

品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進入模具型腔中

硫化定型。

特點：比普通壓模復(fù)雜，適用于制作普通模壓不能壓制或?qū)⒕蛪褐频谋”凇⒓?xì)長易彎曲的制

品，以及形狀復(fù)雜、難以加料的橡膠制品。采用這種模具生產(chǎn)的制品致密性好、質(zhì)量優(yōu)越。

3.注射成型模具

它是將預(yù)加熱成塑性狀態(tài)的膠料經(jīng)注射模的澆注系統(tǒng)注入模具中定型硫化。

特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜的制品。生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)固、能

實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

4.擠出成型模具

通過機頭的成型模具制成各種截面形狀的橡膠型材半成品，達(dá)到初步造型的目的，而后經(jīng)過

冷卻定型輸送到硫化罐內(nèi)進行硫化或用作壓模法所需要的預(yù)成型半成品膠料。

特點：生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)固、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

二、成型設(shè)備

模用法模具使用平板硫化機。（蒸汽硫化機：一樣飽和蒸汽的最高壓力可達(dá)0.6?0.8Mpa,

硫化溫度在158?168范疇內(nèi)。電阻絲加熱平板、油壓平板硫化機）

壓分法模具使用壓鑄機。

法豺法模具使用注射機。（注射機工作壓力一樣為100?140Mpa,硫化溫度為140?18

5,硫化時間為1?5分）

分出法及其使用擠出機。

第二節(jié)橡膠壓制成型模具

一、壓制成型模具的設(shè)計原則

為了保證制品有正確的幾何形狀和一定的尺寸精度，在設(shè)計模具時應(yīng)遵循如下原則:

1.把握和了解橡膠制品所選用的橡膠材料（牌號）硬度（邵氏）和收縮率。

2.設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)合理、定位可靠、操作方便、易于清洗和制品修邊。

3.模具中模腔的數(shù)量適當(dāng)、便于機械加工和使用。

4.在保證模具強度和剛度情形下力求模具輕便。

5.模具設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)化。

二、壓制成型模具的結(jié)構(gòu)

1.開放式

利用上下模最終吻合時的壓力壓制制品，余外膠料從分型面益出，制品有水平方向飛邊。

適用于硬度較低，具有較大流動性的膠料和形狀簡單的制品。

結(jié)構(gòu)形式

2.封閉式

模具配合高度，壓制過程中膠料不易外溢，能充分。

封閉式模具適用于夾布、及其他織物的制品、膠料硬度較高、流動性差的制品。

結(jié)構(gòu)形式

3.半封閉式

模具一端帶有一定深度錐面配合。特點是操作安全、定位可靠、不易拉毛配合面，使用面廣。

適用于上下帶有型腔、制品同軸度要求較高的單腔模具。

結(jié)構(gòu)形式

4.較鏈?zhǔn)剑ê享撌剑?/p>

適用于制品件較小或模具中的鑲塊暴露在凸模上，操作時容易碰傷的情形。

結(jié)構(gòu)形式

5.外箍壓緊式

適用于夾布膠帶、平膠帶等帶夾織物制品。

結(jié)構(gòu)形式

第一節(jié)模具設(shè)計

一、模具設(shè)計步驟

1.模具結(jié)構(gòu)的挑選

2.分型面的挑選

3.型腔尺寸的確定

4.鑲塊及型芯安裝方法的確定

5.其它尺寸的確定。

模具結(jié)構(gòu)的形式直接關(guān)系到制品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具加工難易、使用壽命等。制品不同，

模具結(jié)構(gòu)不同；制品相同，使用的設(shè)備不同、加工工藝不同，模具結(jié)構(gòu)也不同。

二、分型面的挑選

1.分型面：分開模具，取出制品的面。

2.分型面挑選位置的不同直接影響到膠料的填充、制品質(zhì)量、模具加工、模具使用、制品

修邊等。

3,分型面設(shè)計原則

⑴保證制品順利取出與脫模

具體結(jié)構(gòu)見下圖。

⑵模具的分型面應(yīng)盡量閉開制品的工作面

具體結(jié)構(gòu)見下圖。

⑶同一類型制品不同分型面的挑選

同一類型制品的分型面挑選必須考慮到制品的取出。制品能否取出決定于制品厚度、

斷面與內(nèi)徑的大小。

具體結(jié)構(gòu)見下圖。

⑷分型面挑選的最大特點

分型面的挑選在制品的非工作面上，或者在制品的邊角、圓弧突出點的面上。突出點

在邊角或圓弧相交的制品，分型面一樣設(shè)置在邊角或圓弧相交處為宜。如圖所示。

⑸夾布、夾織物制品的分型面

夾布、夾織物制品的分型面的挑選，既要考慮膠料與夾布織物的安放與填充，又要考

慮膠料與織物的壓緊和壓實，因此，分型面必須有適當(dāng)?shù)蔫偳兜纳疃?。常用的鑲嵌深度H=

3?6mm。如圖所示。

⑹橡膠制品中各類套管、防塵罩、橡膠軸承分型面的挑選

上述制品分型面的挑選應(yīng)根據(jù)工廠的實際情形考慮，但一定要保證模具導(dǎo)熱平均，制

品取出方便。分型面可分為立式、臥式。具體見下圖。

對于一樣細(xì)長套管（兩頭大、中間小，或帶有臺階的各類保護套），當(dāng)立式分型面加料困難,

且模具閉合高度超過模具寬度而影響導(dǎo)熱時，通常采用臥式分型面的模具結(jié)構(gòu)。如圖。

對于波浪形的防塵罩，分型面采用臥式兩瓣模結(jié)構(gòu)。模芯由多件（5?6塊）鑲塊組

合。如圖所示。

如果防塵罩臺階較少，其中一端口徑較大，制品厚度小于1.5mm,也可采用整體模

芯結(jié)構(gòu)。這樣模具加工容易，操作方便。也可采用圓片形拼合模芯結(jié)構(gòu)。如圖所示。

另外，橡膠軸承制品分型挑選應(yīng)根據(jù)制品高度確定。當(dāng)制品高度超過60mm時，模

具應(yīng)采用臥式分型面。如圖所示。

常用。型圈分型面的挑選，一樣按使用要求可分為180。和45。分型面的結(jié)構(gòu)。如

圖所示。

180。分型面一樣適用于固定（靜態(tài)）密封的場合，45。分型面一樣適用往復(fù)直線、旋轉(zhuǎn)運

動的動態(tài)密封場合（固定密封也可使用）。

三、模具定位

模具型腔一樣由多塊模板組成，要確保制品在型腔中獲得準(zhǔn)確的形狀與位置,必須采用不同

的方式的定位，不然難以壓制出準(zhǔn)確的制品。

模具定位的結(jié)構(gòu)方式：

1.圓柱面定位

結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

特點：通用性強，加工方便，定位可靠。

設(shè)計要求：

（1）定位配合長度h應(yīng)大于制品的高度H,否則易壓壞模具。

（2）圓柱面定位有單向定位、雙向加強定位結(jié)構(gòu)。

單向定位：如圖。

合理結(jié)構(gòu)因為制品在硫化時會鉆縫，導(dǎo)致出模時制品邊緣拉傷以及鉆縫殘留飛邊，影響制品

外觀質(zhì)量。

雙向定位：適用于長壁管類的制品。

特點：雙向定位加料方便、并具有良好的定位性能、制品壁厚平均、型芯不易歪斜等。

定位方式有球面定位和圓錐面定位，如圖所示。

2.圓錐面與斜面定位

結(jié)構(gòu)形式：

特點：性能可靠，精度高，加工較難，操作方便，斜面配合不易傷害、拉毛，模具使用壽命

長。

技術(shù)要求：

（1）圓錐面、斜面定位采用6。?15。，常用10。。配合定位高度為6?10mm。

3.導(dǎo)柱、導(dǎo)套定位

結(jié)構(gòu)形式：

特點：適用于多腔模具。

技術(shù)要求：

（1）導(dǎo)柱排列方式：三孔丁字形排列（比后者好，因此應(yīng)用較多））；一大一小對角排列。

（2）導(dǎo)柱直徑：6、8、12、16mm；長度：24、28、34、38、44、48mm,比模具閉

合后短1?2mm。也可視模具高度而定。

（3）配合精度：見圖:

4.鑲塊與V形擋板定位：適用于壓制異形膠管、護套、空芯嵌條等臥式模具，它既解決了

模具加工困難，又能拉緊模具。

結(jié)構(gòu)形式：

特點：能解決加料后型芯的定位問題，從根本上防止上下模或型芯壓壞的現(xiàn)象。

5.螺釘定位

形式較多，特點是既可起調(diào)劑作用，又可起拉緊、定向作用。

（1）螺釘調(diào)劑高度定位

帶有金屬嵌件活門的雜件制品，由于嵌件尺寸誤差不相一致，如嵌件為上偏差，導(dǎo)致壓膠時

嵌件高度變形；如嵌件為下偏差，導(dǎo)致制品缺膠或顯現(xiàn)微孔不致密狀態(tài)；如增加膠料，則制

品飛邊增厚。用螺釘調(diào)劑嵌件高度，可以避免壓膠時造成的飛邊增厚、變形、缺膠等現(xiàn)象。

用螺釘調(diào)劑嵌件定位高度，操作比較麻煩。壓膠前必須先壓緊上模，待螺釘高度（壓

緊嵌件狀態(tài)）調(diào)整后，再卸下壓緊螺釘，而后加料、加壓硫化。否則嵌件與模具高度H必

須作到一致，將比較困難。如圖所示。

（2）騎縫螺釘定位

帶方形或異形的型芯要求定位時，可用騎縫螺釘或騎縫圓柱銷定位，如圖所示。

（3）嵌件或型芯螺釘定位

此方法適用于制品中帶有鑲件制品，或用臥式模具成型的制品中型芯用螺釘拉緊定位的情

形。如圖所示。

四、膠料收縮率的確定

（1）膠料收縮率的定義

膠料在壓制、加熱硫化過程中，膠料內(nèi)部發(fā)生變形和交聯(lián)，由此產(chǎn)生熱膨脹力，硫化膠料在

冷卻過程中，應(yīng)力趨于排除。膠料的線性尺寸成比例縮小。因此，在模具設(shè)計中，成型部分

的尺寸需相應(yīng)地加大。收縮率比例一樣采用百分比表示。

（2）影響膠料收縮率的因素

橡膠的熱膨漲、制品的結(jié)構(gòu)形式如端面壁厚、有無金屬非金屬嵌件、制品的含膠率、硫化溫

度、膠料的致密程度、硫化工藝等。

①制品收縮率隨所用膠料量的增加而增大。如圖所示。

②制品收縮率隨硫化后的橡膠硬度增加而成馬鞍形變化。如圖所示。

③制品收縮率隨硫化溫度的變化曲線。如圖所示。

④半成品膠料重量與收縮率的關(guān)系

（3）膠料收縮率的一樣規(guī)律

①硫化溫度越高（超過正硫化溫度），收縮率越大。在一樣情形下，溫度每升高10。（：，其

收縮率就增加0.1%?0.2%。

②膠料壓延方向和在模具中流動方向的收縮率大于垂直方向的收縮率；流動距離越長，收縮

率越大。

③半成品膠料量越多，制成品致密度越高，其收縮率越小。

④膠料的可塑性越大，收縮率越??；膠料的硬度越高，收縮率越小。（高硬度例外，據(jù)實驗

測定，膠料硬度超過邵氏90度以上，其收縮率有上升的趨勢）

⑤填充劑用量越多，收縮率越??；含膠量越高，收縮率越大。

⑥多型腔模具中，中間模腔壓出制品的收縮率比邊沿模腔制品的收縮率略小。

⑦注射法制品比模壓法制品的收縮率小。

⑧薄形制品（斷面厚度小于3mm）比厚制品（10mm以上）的收縮率大0.2%?0.6%.

⑨一樣制品的收縮率隨制品內(nèi)外徑和截面的增大而減小。不同類型橡膠的收縮率大小依次為

氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙膠、天然膠、丁晴膠、氯丁膠。（以上橡膠類型按膠種而言，不

是按膠種配方牌號）。

⑩常用的橡膠制品的收縮率

?棉布經(jīng)涂膠后與橡膠分層貼合的夾布制品,其收縮率一樣在0~0.4%；

?夾滌綸線制品,其收縮率一樣在0.4?1.5%；

?夾錦綸絲、尼龍布制品,其收縮率一樣在0.8?1.8。/。；

?夾層織物越多，收縮率越小。

?襯有金屬嵌件的橡膠制品收縮率小，且朝金屬方向收縮,其收縮率一樣在。?0.4。/。；

?單向粘合制品其收縮率一樣在0.4?1.0%；（如骨架油封結(jié)構(gòu)中嵌件粘合部分其收縮率一

樣在0.4。/。；唇口部分（純膠部分）收縮率為階梯形式,離嵌件一端越近,其收縮率越

小,反之越大。）

?硬質(zhì)橡膠（邵氏硬度大于90度），含膠量約在20。/。時,制品其收縮率一樣在1.5。/。；

?橡膠與塑料拼用像塑制品的收縮率一樣在1.1。/。?1.6。/。；約比同類橡膠制品小0.1%?

03%：

?帶槽方形制品,由于橡膠壓制時擠壓方向關(guān)系,B向比A向收縮率大0.2。/。?0.4。/。,如

（4）膠料收縮率的運算方法

膠料收縮率隨膠種、模具、工藝條件等因素的不同而不同，現(xiàn)在還沒有一個準(zhǔn)確的、完美且

具有實用價值的運算公式。有體會的設(shè)計人員常憑體會數(shù)據(jù)估量和積存實際測定數(shù)據(jù)為參

考。

常用的橡膠收縮率運算公式如下。

1.橡膠制品與模腔相應(yīng)尺寸運算公式：

C=(L2-L1)/LIX100%

c一制品膠料的收縮率：

L1一室溫時測得的橡膠制品尺寸；

L2一室溫時測得的模具型腔尺寸。

2.以邵氏硬度運算制品膠料收縮率的體會公式：

C=（2.8—0.02K）X100%

K一橡膠的邵氏硬度。（查《橡膠模具設(shè)計制造與使用》，虞福榮編。）

3.以橡膠硫化溫度運算制品膠料的收縮率的一樣公式：

C=（a-p）AT-RX100%

a一橡膠的線形膨脹系數(shù)；

B一模具材料的線形膨脹系數(shù)，

△T一硫化溫度與測量溫度差，

R一生膠、硫磺、有機配合劑在橡膠中的體積百分?jǐn)?shù)（%）。

a、［3常見值見下表

五、模具型腔尺寸運算

收縮率對制品成型尺寸影響很大，另外，制品尺寸的波動還取決于合模壓

力、硫化過程中的工藝條件，也取決于模具結(jié)構(gòu)和工藝過程。所以考慮模具尺寸時應(yīng)綜合

考慮，并配以體會數(shù)據(jù)，以得到合理的成型尺寸。

運算模具型腔尺寸的方法有以下幾種。

1.厚、薄制品模具型腔內(nèi)外徑尺寸運算

制品厚、薄、斷面寬度對膠料收縮率有一定影響。實踐證明：制品越厚，收縮率越小；

斷面寬度越大，相對收縮率也越小。制品厚度、斷面寬度對膠料收縮率的影響（又稱補償值）

見表。

表制品厚度H、斷面寬度W對膠料收縮率S補償值S

厚度范疇H<3>3?66?1010-2020?3030?40>50

斷面寬度W

收縮率S補償值SSS-0.1S-0.2S-0.3S-0.4S-0.5S-0.6

(%)

在上表中，當(dāng)H、W不在同一數(shù)值范疇內(nèi)時，S值取H、W中尺寸范疇小者為補償

值。如：H=3、W=25時，應(yīng)取H=3相對補償值S=(S-0.1)%。

厚、薄制品的模具型腔外徑尺寸按下式運算：

D=D+(DxS)

式中：D一型腔外徑尺寸：

D一制品外徑尺寸；

S一膠料收縮率補償值。

厚、薄制品的模具型腔內(nèi)徑尺寸按下式運算：

d=d+(dxS)

式中：d一型腔內(nèi)徑尺寸；

d—制品內(nèi)徑尺寸；

S一膠料收縮率補償值。

2.襯有金屬嵌件制品的收縮率

襯有金屬嵌件橡膠制品，其收縮率較小，且朝金屬嵌件方向收縮。對一樣帶有金屬嵌

件的制品，可以按下列體會公式運算其自由收縮值。

制品形狀如圖所示。

雙向制品時：U?+(W-S)

單向制品時：U?H-C+(W-S)

式中：U一自由收縮最深深度；

H一制品膠料厚度(嵌件粘接高度)；

S一膠料收縮率；

W一制品斷面寬度。

3.橡膠0形圈模具型腔內(nèi)徑及斷面尺寸運算

3.10型圈型腔內(nèi)徑尺寸及公差的運算，可按下列公式運算：

d=d(1+S)±A

式中：d一型腔內(nèi)徑尺寸；

d—制品內(nèi)徑尺寸；

S—內(nèi)徑收縮率；

△一型腔內(nèi)徑公差(提高精度后公差，其值約等于0形圈制品內(nèi)徑公差的0.3倍)。

3.2型腔斷面尺寸及公差，可按下列公式運算：

W=W(1+S)±A

式中：W一型腔斷面直徑；

W-0型圈斷面直徑；

△一模具型腔斷面公差取±0.05(包括上、下模合攏后型腔斷面錯位量)。

型腔尺寸運算應(yīng)遵循的原則：

1.差表以硬度為基準(zhǔn)，運算收縮率近似值;

2.提高型腔的加工精度，一樣制品要求提高2?3級，其公差值約等于制品公差的0.3倍

左右。

3.在新開的模具，盡可能留有修模的余地。

第三章橡膠模壓制品的廢、次品分析

其原因主要有：

1.橡膠收縮率運算不準(zhǔn)。

2.成型、硫化工藝不正確。

3.模具結(jié)構(gòu)不合理。

4.膠料本身有缺陷。

5.制品尺寸公差過小。

橡膠模壓制品的廢、次品分析見下表

序號廢品類型廢品特點產(chǎn)生的原因

1尺寸不準(zhǔn)制品厚度不均，外形尺寸超差，1.設(shè)備、模具平行度不良

其尺寸不符合圖樣要求

2.橡膠收縮率運算不準(zhǔn)

3.模具加工不良

2缺膠制品沒有明顯的輪廓，其形狀不1.裝入的膠料重量不足

符合圖樣要求

2.壓制時上升太快，膠料沒有充滿型腔而溢

制品有明顯的輪廓，但存在局部出模外

凹陷、欠缺

3.排氣條件不佳

3飛邊增厚制品在模具分型面處有增昭現(xiàn)象1.裝入的膠料超量過多

2.模具沒有必要的余料槽或余料槽過小

3.壓力不夠

4氣泡制品的表面和內(nèi)部有鼓泡1.壓制時型腔內(nèi)的空氣沒有全部排出

2.膠料中含有大量的水分或易揮發(fā)性的物質(zhì)

3.模具排氣條件不佳

4.裝入的膠料重量不夠

5凸凹缺陷制品表面有凸凹痕跡1.模具加工時留下的加工痕跡

2.膠料本身有缺陷（如黏度大或超期）

3.模具排氣條件不佳

6裂口制品上有破裂現(xiàn)象1.啟模時取出制品時，制品被劃傷

2.因型腔內(nèi)涂刷隔離劑過多而造成膠料分層

現(xiàn)象

3.模具結(jié)構(gòu)不合理

4.膠料成型方法不合理（特別是氟橡膠與高

硬度丁晴橡膠）

7皺折裂紋、離層制品表面皺折1.型腔內(nèi)裝入了臟污的膠料

制品表面和內(nèi)部有裂紋、離層的2.型腔內(nèi)所涂的隔離劑過多

現(xiàn)象

3.不同膠料相混

4.工藝操作（成型、加料方法）不正確

5.膠料超期

8雜質(zhì)制品表面和內(nèi)部混有雜質(zhì)1.膠料在塑煉、混煉及保管、運輸中混有雜

防

2.模具沒有清理干凈（包括飛邊、廢膠未清

理干凈）

9分型面錯位制品在分型面處有較大的錯位1.模具制造精度誤差和加工精度不夠

2.45度分型膠圈由于飛邊增厚

3.模具定位不良

10卷邊制品在分型處有明顯的向內(nèi)收縮1.膠料加工性能差（如氟橡膠）

的現(xiàn)象

2.模具結(jié)構(gòu)不合理（厚制品應(yīng)采用封閉式結(jié)

構(gòu)模具和合理開置余料槽）

11粗糙度不夠制品表面粗糙度不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1.模具粗糙度不夠

的相應(yīng)要求

2.鍍銘層有部分脫落

3.有些膠料腐蝕模具表面

12結(jié)合力不強金屬嵌件與橡膠結(jié)合不好1.金屬嵌件鍍銅或吹砂質(zhì)量不好

2.沒有嚴(yán)格執(zhí)行涂膠工藝規(guī)程（包括使用超

期鍍銅件、膠粘劑或混煉膠）

3.壓制地點的相對濕度太大

4.膠料與金屬粘接劑挑選不當(dāng)

13孔眼制品有孔眼缺陷1.雜質(zhì)脫落

2.氣泡破裂

3.裝入的膠料重量不足

14接頭痕跡制品有接頭痕跡1.成型、加料不正確

2.模具結(jié)構(gòu)不合理

3.膠料流動、結(jié)合性差

幾種常用膠料易產(chǎn)生的缺陷及特點

序號常用膠料易產(chǎn)生的膠料及特點

1天然膠易產(chǎn)生粘模、卷邊、悶氣現(xiàn)象，扯斷力差、

伸長率大，易于取出制品、硫化流動性好

2丁晴膠易悶氣，結(jié)合力差，在接頭處易產(chǎn)生痕跡而

影響制品的強度

3氯丁膠因黏度大，制品表面易產(chǎn)生凹痕（如低洼麻

點），制品取出過程中變形量大（特別是熱模，

強制拉出制品）

4丁苯膠該膠料（特別是3160膠料）對模具型腔腐

蝕性大，型腔表面易發(fā)黑，因而制品表面光亮

度差

5硅橡膠收縮率不易把握，因而制品尺寸較難保證。6

144膠料粘模、硬度低、飛邊薄，而且扯斷力

差，制品取出比較困難

6氟橡膠收縮率變化范疇大；與其他膠料相比，加工

工藝性差（如硬度大、流動性小、結(jié)合性能差）、

不易變形、硫化定性快，在分型處易卷邊（縮

邊）和產(chǎn)生裂痕（縫）

7乙丙橡膠三元乙丙橡膠（1023膠料）硫化啟模后，氣

味難聞、制品易撕裂，所以有的制品采用冷卻

后取出

8聚氨脂橡膠混煉、成型、硫化加工工藝性差，易起泡、

發(fā)粘、開裂、流動性差

9丁鋰橡膠該膠料（2840膠料）硫化啟模后氣味難聞，

易粘模，硬度偏低，膠邊（飛邊）易卷邊和粘

4

第三節(jié)橡膠擠出模具

1、橡膠擠出模具的特點

橡膠擠出成型是橡膠制品生產(chǎn)工藝過程中的一個環(huán)節(jié)，它為下一個工序提供所需的半

成品或預(yù)成品。按提供給擠出機膠料的不同可分為冷喂料和熱喂料，使用的擠出機亦分別稱

為冷喂料擠出機和熱喂料擠出機。

擠出原理就是膠料在擠出機中進行加熱和塑化，并在螺桿和機筒間受到強烈的剪切，并通過

螺桿的旋轉(zhuǎn)不斷地向前輸送，然后在一定的壓力作用下通過擠出模具（亦稱口模）擠出而得

到所需的制品形狀。

1.1橡膠擠出成型的特點:

膠料通過擠出機螺桿的旋轉(zhuǎn)得到進一步的混煉和塑化，保證擠出的半成品膠料質(zhì)量更致密、

平均；

應(yīng)用面廣，通過變換口型模，可以擠出各種斷面形狀的橡膠型材和供壓制模具使用的預(yù)成型

半成品；

擠出成型的制品速度快，生產(chǎn)效率高，有利于自動化生產(chǎn)；

擠出成型不受長度限制，可以滿足由于設(shè)備的限制而不能采用模壓制造的超長制品。

5.通過擠出模具膠料的變形與膨脹規(guī)律。

膠料通過擠出機口模時間非常短，膠料在離開口模的瞬時壓力得到開釋，因此膠料具有瞬時

應(yīng)力放松的特點，這種應(yīng)力放松導(dǎo)致膠料在離開口模后長度方向收縮、斷面方向膨脹，這種

變形通常稱為膨脹變形。

橡膠擠出膨脹變形有以下規(guī)律：

①硬度較低的橡膠（邵氏硬度50?60度），膨脹變形大，擠出尺寸不穩(wěn)固；硬度較高（邵

氏硬度70度以上）的膠料擠出變形小，擠出制品形狀尺寸比較穩(wěn)固；

②可塑性較好的膠料，擠出后膨脹變形較小，擠出尺寸穩(wěn)固；

③硅橡膠擠出的型材和半成品尺寸形狀一樣不膨脹，反而有所收縮；

④擠出型材的膨脹與制品大小有關(guān)，相同斷面形狀在相同工藝條件下，膨脹率與型材尺寸成

正比。

⑤擠出型材膨脹與制品斷面形狀有關(guān)，一樣圓斷面的制品擠出后斷面形狀不變，尺寸因膨脹

會增大；矩形或其它異形斷面形狀的制品，擠出后膨脹變形，其斷面形狀發(fā)生改變。因此設(shè)

計擠出模具時，應(yīng)充分考慮膨脹變形的因素，力求設(shè)計出符合制品要求的斷面形狀。

按膠料硬度擠出型材膨脹率見表lo

表1

膠料硬度（邵氏A型）膨脹范疇

5015%?20%

6010%?22%

>705%?20%

2、擠出模具設(shè)計

橡膠擠出模具總體結(jié)構(gòu)與塑料擠出模具結(jié)構(gòu)大致相同。但又有其設(shè)計特點。幾種常見

的橡膠擠出模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。

虞P218,221,222圖。

對于形狀簡單且類似的制品，由于使用同一臺擠出機生產(chǎn)，為提高效率、降低成本，可設(shè)計

出能更換口型模的擠出模具。這樣對不同的制品要求只需更換口型模而不必更換整套模具。

如上圖中的口型模、口型模套筒。

對擠出模具的結(jié)構(gòu)要求：

模具內(nèi)腔呈流線型

為使膠料能沿著模具的流道平均地擠出，同時避免膠料發(fā)生過熱硫化，模具內(nèi)部不能存在滯

留膠料留存的死角。

有足夠的壓縮比

為使橡膠制品質(zhì)量致密和排除因分流器造成的料流結(jié)合線，擠出模具應(yīng)有足夠的壓縮比。壓

縮比通常在1：1.2?1.4之間。

2.1口型模設(shè)計

根據(jù)制品形狀的不同可分為圓形擠出口型模和扁平形擠出口型模?？谛湍＝Y(jié)構(gòu)見圖2

圖2P215

2.1.1口型?？趶匠叽?/p>

圓形口型模口徑尺寸一樣為擠出機螺桿直徑的1/3?3/4。

口型?？趶竭^大會導(dǎo)致擠出的膠料壓力不足，使擠出不平均，膨脹率變化不定，斷面形狀產(chǎn)

生波動，擠出的制品致密性差；口型?？趶竭^小，容易引起膠料焦燒。

擠出機螺桿直徑與口型模尺寸的相互關(guān)系見表2?

表2

擠出機螺桿直徑306585115

口徑尺寸20以下20?4030?6040?80

扁平形口型?？趶匠叽?/p>

扁平形的制品由于斷面壁薄，一樣擠出寬度為螺桿直徑的2.5?3.5倍。但其總擠出

量也應(yīng)在螺桿直徑的1/3?3/4。扁平形制品的擠出寬度與擠出機螺桿直徑的關(guān)系見表3。

表3

擠出機螺桿直徑306585115

口徑最大寬度90180250300

膠料通過口模后，由于壓力排除，顯現(xiàn)膨脹變形現(xiàn)象，使制品斷面積增大，而由于牽

引收縮的因素，斷面積也有縮小的趨勢。這種膨脹和收縮的大小與橡膠種類、性質(zhì)、機頭溫

度、擠出速度、壓力、口型模結(jié)構(gòu)等有直接的關(guān)系。復(fù)雜的口型模尺寸的運算目前多由體會

確定。簡單制品的口型模尺寸可按下式運算：

d=D-KD

d一口型?？趶剑╩m）；

D-制品斷面尺寸

K一膨脹率，見表1或體會數(shù)據(jù)。

2.1.2口型模擠出錐度

口型模擠出錐度一樣不超過90°,流道較長形狀簡單的口型模擠出錐度一樣在30?6

0。。如圖2所示。

2.1.3口型模厚度

口型模厚度越大，膨脹率越??；口型模厚度越小，膨脹率越大。

在設(shè)計口型模時，可先將口型模的厚度加大，通過試模檢查擠出制品的情形。如不合

適再作修改。

對硬度較高的膠料，形狀復(fù)雜且焦燒溫度較低的制品，口型?？杀∫恍?。

為保證膠料能順利通過口型模，口型模與口型模套筒的過渡角厚度越小越好，一樣在

0.5?1mm左右。見圖2。

對擠出機容量與擠出容量相差過大或擠出制品形狀不對稱時，可適當(dāng)開設(shè)一些排膠

口，以免顯現(xiàn)制品焦燒、自硫或口型模因強度不足而損壞的情形。排膠口形式見圖3。

圖3P216

2.2型芯與支架

帶有型芯與支架的擠出模具見圖4。

圖4P228

型芯有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是帶中心孔結(jié)構(gòu)，它與支架加強筋外接孔相通，擠出過程

中利用壓縮空氣吹入滑石粉，使空芯制品的內(nèi)徑保持不粘合狀態(tài)；另一種是無孔結(jié)構(gòu)，用于

擠出膠料硬度較高或厚壁制品。

支架起支撐型芯的作用，它與擠出模具的內(nèi)孔配合定位。支架一樣有2?3根支撐筋。

第四節(jié)橡膠注射模具的特點

橡膠注射硫化工藝是橡膠制品生產(chǎn)中的一項新型加工技術(shù).其最大特點是：縮短硫化

時間，減小生產(chǎn)中的準(zhǔn)備工序，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

橡膠注射硫化的原理是橡膠的線形大分子在硫化交聯(lián)劑的作用下交聯(lián)成網(wǎng)狀或體形

結(jié)構(gòu)的過程，其過程是一種化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)完成的時間隨著反應(yīng)溫度的增加而縮短。橡

膠硫化過程每當(dāng)溫度升高10。達(dá)到同一硫化程度所需要的時間就縮短約一半。當(dāng)然，橡膠

在硫化過程中的化學(xué)、物理性能的變化是與溫度和時間有關(guān)的，挑選合理的硫化時間和溫度

是保證注射硫化制品的性能的關(guān)鍵。

塑料模具設(shè)計

緒論

一、橡塑模具在國民經(jīng)濟中的地位

模具是工業(yè)生產(chǎn)中用來成型制品的重要工業(yè)裝備，是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。

模具直接影響著新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品的質(zhì)量的提高和經(jīng)濟效益的

增加。美國工業(yè)界認(rèn)為模具工業(yè)是工業(yè)的基石。日本則稱模具是促進社會繁榮富裕的動力.

的確，沒有高水平的模具工業(yè)，就沒有高水平的機電工業(yè)。

塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運產(chǎn)生的。自40年代研制出聚氯乙烯、聚苯乙烯、

聚乙烯等塑料產(chǎn)品以來，塑料工業(yè)的發(fā)展日新月異，新材料、新工藝、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)

品產(chǎn)量不斷翻番。塑料已經(jīng)成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。以

塑料代替金屬材料、木材等材料已經(jīng)成為塑料發(fā)展的趨勢。近幾年來，由于生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的

提高和發(fā)展，橡膠產(chǎn)品也已不只是單純的壓制產(chǎn)品，注射產(chǎn)品等也越來越多的應(yīng)用于工業(yè)、

家電等各行業(yè)。這些橡塑產(chǎn)品的應(yīng)用，提高了工業(yè)產(chǎn)品的附加值。

事實上，儀器外表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等行業(yè)的產(chǎn)品零件中，絕大多數(shù)是采用

模具加工而成的。沒有模具加工業(yè)，就沒有橡塑制品。就塑料加工業(yè)而言，塑料產(chǎn)品的不斷

開發(fā)與應(yīng)用，就不斷地向模具設(shè)計、研制和生產(chǎn)提出更高的要求，這又極大地促進了模具的

發(fā)展。在許多發(fā)達(dá)國家，模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過或接近機床工業(yè)的產(chǎn)值。我國也已經(jīng)把模

具工業(yè)作為重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要部分。

二、塑料橡膠模具概述

在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如塑料制品使用的塑料模具，橡膠制品使

用的橡膠模

具，金屬壓力加工使用的金屬模具，陶瓷、玻璃制品使用的陶瓷、玻璃模具，金屬鑄造成型

使用的砂型模具等等。

模具是利用特定的形狀和尺寸成型一定制品的工具。成型橡塑制品的模具就是橡塑模

具。

隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多橡塑產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國

防、家電等各行業(yè)。特別是塑料材料己成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四

大材料。許多形狀復(fù)雜、尺寸精度高的產(chǎn)品不斷顯現(xiàn)，這些產(chǎn)品的產(chǎn)生勢必帶動模具工業(yè)的

發(fā)展，同時對模具工業(yè)也提出了更高的要求。CAD/CAM/CAE已經(jīng)成為模具加工、設(shè)計的

主流。生產(chǎn)高效率、自動化、大型、微型、精密、壽命長的模具已經(jīng)成為模具發(fā)展的趨勢和

判定一個國家模具行業(yè)制造水平高低的主要因素。近幾年來，隨著我國不斷引進國外的先進

的模具加工設(shè)備與運算機軟硬件，我國模具的設(shè)計制造水平不斷提高。性能穩(wěn)固的設(shè)備、合

理的生產(chǎn)工藝、高質(zhì)量的模具是生產(chǎn)高質(zhì)量制品的必備條件。

三、塑橡模具的結(jié)構(gòu)類別及使用設(shè)備

（一）、塑料橡膠模具分類

不同成型方法成型的制品使用的模具結(jié)構(gòu)與成型原理是不同的。按成型加工方法的不同，橡

塑成型模具

可分為以下幾大類。

1.注射成型模具

在注射機的料筒內(nèi)加入物料，物料在注射機螺桿或柱塞的作用下，向前輸送，經(jīng)螺桿和外部

加熱裝置的作用，由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，然后在注射機螺桿或柱塞的作用經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)

注入型腔中定型。塑料中熱塑性塑料多用注射模具生產(chǎn)，橡膠制品中也越來越多的使用注射

模具生產(chǎn)。

特點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用于生產(chǎn)大型、厚壁、薄壁、形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制品；生產(chǎn)

效率高、質(zhì)量穩(wěn)固、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

圖2-3-1注射模具結(jié)構(gòu)

2.壓制成型模具

將物料直接加入敞開的模具型腔內(nèi)，然后合模施壓。物料在模具中經(jīng)熱和壓力的作用成為熔

融狀態(tài)，經(jīng)過

物理或化學(xué)變化物料硬化定型。橡膠制品目前多采用壓制成型的方法生產(chǎn)。

特點：模具結(jié)構(gòu)簡單，通用性強、使用面廣、操作方便0

圖2-3-2壓制模具結(jié)構(gòu)

3.擠出成型模具

擠出成型模具又稱機頭。在擠出機中的物料經(jīng)螺桿旋轉(zhuǎn)向前輸送，在料筒加熱裝置的作用下,

由固態(tài)變?yōu)?/p>

熔融狀態(tài)，經(jīng)擠出機機頭擠出成型。隨著機頭斷面形狀的改變可生產(chǎn)不同斷面形狀的連續(xù)制

品。

特點：生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)固、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

圖3-2-3擠出模具結(jié)構(gòu)

4.塑料中空吹塑成型模具

塑料中空吹塑成型根據(jù)成型工藝方法可分為擠出成型和注射成型等多種。擠出成型就是將擠

出機擠出的熔

融管胚放入模具中，模具閉合夾緊，然后在管胚中通入壓縮空氣，使料胚膨脹貼緊模具定型

成型。注射成型就是把注射機生產(chǎn)的型材放入模具中加熱并使之軟化，然后通入壓縮空氣，

使料胚膨脹貼緊模具定型成型。

特點：模具受力小，模具結(jié)構(gòu)相對來講簡單，可成型用其他方法不能成型的制品。

圖3-2-4塑料中空吹塑模具結(jié)構(gòu)

除以上常用的模具外，還有壓鑄成型模具，塑料真空或壓縮空氣成型模具，塑料發(fā)泡

模具等等。

圖3-2-5壓鑄模具結(jié)構(gòu)

圖3-2-6塑料真空或壓縮空氣模具

（二）、設(shè)備簡介

1.注射成型機

2.平板硫化機

3.擠出成型機

4.塑料中空成型機

第一節(jié)概述

利用塑料注射成型機成型塑料制品的模具就是塑料注射模具，其結(jié)構(gòu)由制品的形狀及注射機

形式?jīng)Q定的。

注射機成型的原理及特點在第二章中已有表述。塑料注射模具是塑料制品中應(yīng)用最廣的，由

注射模具生產(chǎn)的制品已占塑料產(chǎn)品的80%以上。注射模具在結(jié)構(gòu)上也是塑料模具中最復(fù)雜

的。把握注射模具的基本結(jié)構(gòu)，其它模具也就觸類旁通了。注射模具安裝在注射機上生產(chǎn)，

因此模具設(shè)計要和注射機的規(guī)格相聯(lián)系，同時也與制品的要求、生產(chǎn)要求有關(guān)。

圖3-1-1為單分型面塑料注射模具的結(jié)構(gòu)形式。它主要由六部分組成。

圖3-1-1單分型面塑料注射模具

（一）、澆注系統(tǒng)

將塑料熔體由注射機引向模具成型部分的通道稱為澆注系統(tǒng)。它分為普通澆注系統(tǒng)和

熱流道澆注系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。圖3-1-1為普通

澆注系統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)。

（二）、成型零部件

成型制品的部分，它由型腔和型芯組成。是模具設(shè)計好壞的關(guān)鍵，它涉及到模具的結(jié)

構(gòu)設(shè)計、成型零部件的尺寸運算、強度運算等。

（三）、導(dǎo)向部分

導(dǎo)向裝置的作用是確保動模與定模在生產(chǎn)過程中閉合的準(zhǔn)確性，從而保證制品的質(zhì)

量。由導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔組成。大型模具或頂出零件比較多的模具在頂出板上也設(shè)有導(dǎo)向部分，

目的是保證頂出過程中的準(zhǔn)確性。

（四）、頂出部分

塑料注入模具經(jīng)冷卻定型后，由模具的頂出裝置頂出。實現(xiàn)模具的下一次注射。根據(jù)

制品的結(jié)構(gòu)形式頂出結(jié)構(gòu)有簡單頂出、二次頂出結(jié)構(gòu)等。

（五）、排氣系統(tǒng)

在注射過程中把型腔內(nèi)氣體排出模具以外。保證制品的完整成型。

（六）、冷卻加熱系統(tǒng)

為了保證注射工藝對模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻加熱系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)的模具設(shè)冷卻

系統(tǒng)；熱流道模具的澆注系統(tǒng)設(shè)加熱裝置，成型部分設(shè)冷卻系統(tǒng)。

第二節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計

一、概述

澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的流動通道，它分為普通澆注系統(tǒng)和熱流

道澆注系統(tǒng)。

澆注系統(tǒng)對制品性能、外觀質(zhì)量和成型難易程度都有直接影響，因此在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)

綜合考慮以

上因素。

設(shè)計塑料模具時必須遵循塑料熔體的流動規(guī)律，這樣才能使所成型的塑料制品獲得最

佳的質(zhì)量。塑料在注射過程中可分為三個區(qū)段。第一區(qū)段是塑料在螺桿（柱塞）與料筒壁之

間進行的輸送、壓縮、熔融和塑化，并將塑化好的塑料熔體儲備在料筒的前端，這方面的理

論主要研究塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程；第二區(qū)段是儲存在料筒前端的塑料熔體經(jīng)螺桿

（柱塞）作用，經(jīng)注射機噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進入型腔；第三區(qū)段是塑料熔體進入模具型腔

過程中的流動、相變和固化。注塑過程的研究主要集中在第二區(qū)段，它涉及到熔體通過澆注

系統(tǒng)時所受到的剪切力及熔體表觀粘度的變化，這些都直接影響到澆注系統(tǒng)的尺寸大小、制

品的質(zhì)量等。下面就從理論上簡要討論塑料熔體在此區(qū)段的流動特性。

（一）、熔體流變方程的基礎(chǔ)概念

當(dāng)塑料熔體在外力作用下經(jīng)澆注系統(tǒng)流動時，由于各點的流速不同存在著剪切力。設(shè)

有剪切力T于定溫下施于相距dy的兩平行液層，使兩平行液層以du的相對速度移動。du

/dy稱為剪切速率或速度剃度（）。對牛頓液體來說，剪切力T與剪切速率du/dy成正

比。

T=q（3-2-1）

比例常數(shù)n稱為牛頓粘度，它是液體流動難易程度的量度。

當(dāng)塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)固流動時，如圖3-2-1,設(shè)在長為L半徑為R的圓形流道兩端

的壓力差為AP，其任意半徑r處的熔體所受的剪切力為：

T=（3-2-2）

圖3-2-1塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流動情形

在管壁處其剪應(yīng)力為：

T=（3-2-3）

矩形流道剪應(yīng)力為：

對于牛頓液體在圓管橫截面內(nèi)各點流速呈拋物線分布（圖3-2-1b所示），在中心的流速

最大，在管壁處流速為零，其剪切速率在中心為零，在管壁處最大，其值為：

(3-2-4)

式中Q：單位時間的流量，厘米

故在管壁處有：

r)=(3-2-5)

Q=

但大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，剪應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系不符合式3-2-1的正比關(guān)系,

恒溫下，在一定的剪切速率范疇內(nèi)，可近似地用下面的指數(shù)定律描述它：

T=K(3-2-6)

式中n：非牛頓指數(shù)，表示該流體與牛頓流體的偏離程度，對牛頓流體，n=l

非牛頓流體其粘度已不在是一個常數(shù)。在圓管內(nèi)流動時，其各點流速分布不再呈拋物

線分布，因此管壁處的剪切速率為乘以校正系數(shù)。

(3-2-7)

為了討論方便，將叫做非牛頓流體在管壁處的表觀剪切速率，管壁處的剪應(yīng)力與表觀剪切

速率之比叫做表觀粘度。表觀粘度隨剪切速率的變化而變化。

所以(3-2-8)

(3-2-9)

矩形流道：

式中：W：矩形流道寬度

h：矩形流道深度

由上面的公式可以看出：

1.澆口斷面尺寸

增大澆口斷面尺寸，有利于Q值的提高。從式中可知，Q值隨或成正比。但澆口斷面尺

寸的增加，

熔體在澆口處的流速減慢，其表觀粘度相應(yīng)提高，Q值反而下降，所以澆口斷面尺寸的增

大有個極限值，就是大澆口尺寸的上限。超過此值，會取得相反的成效。

而小尺寸澆口，由于絕大多數(shù)塑料熔體的表觀粘度是剪切速率的函數(shù)。熔體流率越快，越

低，越有利于充模。另外，由于熔體流徑小澆口，部分動能因高速摩擦而轉(zhuǎn)換成熱能，提高

了澆口處的局部溫度，熔體的粘度再次降低，Q值增加。但當(dāng)剪切速率達(dá)到極限值時（一樣

為1/s）,剪切速率于表觀粘度便失去了依存關(guān)系，稱之為''剪切速率效應(yīng)”。超過此極限值,

剪切速率在增加，表觀粘度也不在降低。此時澆口的斷面尺寸就是點澆口的極限尺寸。

2.澆口長度

當(dāng)注射壓力恒定時，則澆口處的壓力保持不變。澆口長度短，熔體流經(jīng)澆口的阻力毫秒年兆

升毫秒度減小，

也就使?jié)部诘娜肟谟诔隹陂g的壓力降減小，從而使塑料熔體在澆口處的流速增大，Q值得到

提高。反映在注射螺桿上，螺桿向前推進的速度加快，也即注射速度加快。因此縮短澆口長

度，在不增加澆口截面的條件下，就能提高注射速率Q值。同時由于熔體在澆口中速率的

提高，也即剪切速率增加，熔體的表觀粘度相應(yīng)降低。此外，短澆口可保持常開，有利于

補縮。由上可知，在設(shè)計澆口長度時，挑選其最小值最好。

3.剪切速率的挑選

由于絕大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，其表觀粘度與剪切速率的函數(shù)關(guān)系不是線形關(guān)系

（如式

3-2-6）?由實驗知，在較低的剪切速率范疇內(nèi)，剪切速率的微小變化會引起表觀粘度的很

大變化。這將使注射過程難于控制。導(dǎo)致制品表面不光滑，沖模不均，密實性差，內(nèi)應(yīng)力高,

翹曲變形等缺陷。因此，挑選一段剪切速率，使其的變化對表觀粘度的影響最小，這樣有利

于注射過程的控制。一樣來說，剪切速率取最高值，對粘度的影響最小。所以，注射過程的

剪切速率通常取?（1/s）,而且盡可能提高。

4.表觀粘度的控制

在注射過程中，當(dāng)沖模不滿，除增大注射量和提高注射速度等工藝條件外，降低塑料熔體的

表觀粘度是比

較好的方法。降低粘度的方法之一是升高溫度。而升高溫度則帶來熱量損耗的增加和冷卻時

間的延長，溫度過高還會引起塑料的分解。二是提高剪切速率。但剪切速率的提高也不能超

過其極限值。提高剪切速率的方法，一是提高注射壓力，二是減小澆口尺寸。

綜上所述，一樣情形下，薄壁、小型等制品采用小澆口尺寸對制品的沖模及制品質(zhì)量

是有利的；而大型、厚壁、粘度高的熔體則采用大尺寸澆口。

二、普通澆注系統(tǒng)

(一)、普通澆注系統(tǒng)的組成

普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。它的作用就是使注射機噴嘴射出的熔

融塑料流入型腔。澆注系統(tǒng)組成部分如圖3-2-2。

1一主流道2—分流道3—澆口4一冷料井

圖3-2-2澆注系統(tǒng)

主流道是指緊接注射機噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔融的塑料進入模具時先經(jīng)

過它。

分流道是指把主流道的融料?引入各個型腔的流道。對普通澆注系統(tǒng)而言，它開設(shè)在分

型面上。

澆口是指在分流道的末端將融料引入型腔的流道。

冷料井就是為了避免冷料堵塞澆口或進入型腔而設(shè)置的。在每次注射中，前鋒的料流

第一與溫度較低的模具接觸，從而造成料流前端存在一些低溫料，常稱冷料。冷料井一樣開

設(shè)在主流道或分流道的末端。

(~)普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計

1.主流道的設(shè)計

由于主流道第一與高溫、高壓的融料以及和注射機的噴嘴反復(fù)接觸，為增加主流道的

耐磨性和耐腐蝕性主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，又稱澆口套。對于模板尺寸較

小的模具可直接在模板上加工主流道。大型模具中為了主流道加工的方便；另外有些模具的

定模板有幾塊板組成，為了防止開模時模板的縫隙留有溢料無法使主流道順利脫出，也設(shè)計

有主流道襯套。澆口套與定模板的配合一樣取過渡配合(H7/k6)或過盈配合(H7/m6)。

常用的主流道襯套的結(jié)構(gòu)如圖3-2-3所示。

圖3-2-3主流道襯套結(jié)構(gòu)

在主流道結(jié)構(gòu)中，為了使凝料順利脫出，主流道設(shè)計成圓錐形，具有2。?6。的錐角，澆口

套長度長，其夾角小些，澆口套長度小,其夾角可大些，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度值一樣在

以下，小端直徑應(yīng)大于注射機噴嘴直徑1毫米。主流道與噴嘴接觸處一樣成半球形，為使

兩者緊密配合，避免注射時的融料溢出，球面半徑應(yīng)比噴嘴半徑大1?2毫米。在小端直徑

和錐角一定的情形下，大端直徑也就確定了。然而，有些情形下要確定大端直徑的大小，以

滿足熔體體積流率的充模要求。大端直徑可由下列公式運算。

D=2()(cm)

Q—流經(jīng)該流道的熔體體積流率，cm/s；

Q=

D一圓形流道截面直徑，cm；

g一熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s,圓形截面流道g=5xl0；

為滿足注射成型的需要，注射機最大熔體體枳流率必須大于注射該制品的熔體體積流

率。

2.定位環(huán)的設(shè)計

定位環(huán)起模具與注射機定模板定位孔定位的作用。目的一是支撐模具，二是使模具中

心與注射機噴嘴中心一致。澆口套與定位環(huán)相配合的結(jié)構(gòu)見圖3-2-4。當(dāng)定位環(huán)尺寸較小

時，可把定位環(huán)與主流道襯套做成一體。定位環(huán)用螺釘使之與模具連接。當(dāng)澆口套在注射過

程中受力很大時，為減少螺釘?shù)氖芰?，可把定位環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計成如圖3-2-5所示。

圖3-3-4定位環(huán)結(jié)構(gòu)

圖3-2-5定位環(huán)的另一種結(jié)構(gòu)

定位環(huán)外徑為注射機定模板定位孔直徑，定位環(huán)與澆口套的配合一樣取間隙配合，常

用的有H7/f6..定位環(huán)凸出定模板的高度一樣在20毫米以下。緊固定位環(huán)的螺釘一樣選M

6、M8,數(shù)量2?3個。

3.分流道的設(shè)計

分流道是連接主流道與型腔的通道。分流道的形狀有圓形、半圓形、梯形、U形等，

從壓力傳遞的角度講：要求流道截面積最大；從熱傳導(dǎo)的角度講：要求流道外周長度最小。

判定分流道形狀優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是流道的比表面積。比表面就是流道的截面積與外周長之比。比

表面積小，熱量損耗小。常用的分流道的斷面形狀與尺寸見表2-1所示。

表2-1

分流道斷面尺寸尺寸數(shù)據(jù)(mm)

d56789101112

R2.533.544.555.56

H56789101112

W56789101112

H3.5455.56789

U形、梯形分流道中，當(dāng)H=(?2)R及H=(?)W時，流道的比表面積較小。

分流