塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件

塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)塑料及其工藝特性塑料制品的設(shè)計原則塑料注射成型原理注射成型模具設(shè)計概述澆注系統(tǒng)的設(shè)計成型零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計脫模機構(gòu)的設(shè)計分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)?排氣系統(tǒng)塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)塑料及其工藝特性1第四章

注射成型模具設(shè)計概述第四章

注射成型模具設(shè)計概述2目錄一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題二、注射模設(shè)計原則三、注射模具典型結(jié)構(gòu)四、注射模具的類型五、塑料模具的設(shè)計步驟目錄一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題3一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題 設(shè)計注射模具時，既要考慮塑料熔體流動行為等塑料加工工藝要求方面的問題，又要考慮模具制造裝配等模具結(jié)構(gòu)方面的問題，歸納起來大致右以下幾個方面；了解塑料熔體的流動行為，考慮塑料在流道和型腔各處流動的阻力，流動速度，校驗最大流動長度。根據(jù)塑料在模具內(nèi)流動方向(即充模順序)，考慮塑料在模具內(nèi)重新熔合和模腔內(nèi)原有空氣排出的問題?？紤]冷卻過程中塑料收縮及補縮問題。一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題 設(shè)計注射模具時，既要考慮4通過模具設(shè)計來控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力。澆點和分型面的選擇問題。制件的橫向分型抽芯及頂出的問題。模具的冷卻或加熱問題。模具有關(guān)尺寸與所用注射機的關(guān)系，包括與注射機的最大注射量、鎖模力、裝模部分的尺寸等的關(guān)系。通過模具設(shè)計來控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力5模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡單合理，模具應(yīng)具有適當?shù)木取⒐鉂嵍?、強度和剛度，易于制造和裝配。

以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的，應(yīng)綜合加以考慮。模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡單合理，模具應(yīng)具有適當?shù)木?、?二、注射模具的設(shè)計原則 單向流動

單方向的流動設(shè)計原則是保證在填充過程中，塑料應(yīng)該在一個方向上流動

,并且保持一個直的流動前沿。這導(dǎo)致單方向定位的產(chǎn)生。

流動平衡

動

所有的流動路徑應(yīng)該是平衡的

那就是，在相同時間以相同壓力進行充填

。

恒定壓力梯度

最有效率的填充方式是壓力梯度

(壓力降低對單位長度)

沿著流動路徑是固定的時候。

二、注射模具的設(shè)計原則 單向流動

7最大剪應(yīng)力

剪應(yīng)力在填充的時候應(yīng)該是小于材料臨界的最大剪切應(yīng)力，數(shù)值依賴于材料和應(yīng)用。熔接/融合位置

在最不敏感部位放置熔接和融合線

。避免滯留

僅可能避免在流體流動路徑分為厚的和薄流動路徑那里設(shè)置澆口。

避免潛流

通過澆口的設(shè)置避免潛流保證流體在最

后充填區(qū)相遇。

最大剪應(yīng)力

剪應(yīng)力在填充的時候應(yīng)該是小于材料臨界的最大剪8可控制的摩擦加熱

磨擦加熱

腔熔體溫度，這將在產(chǎn)品中獲得較低的應(yīng)力,而不引起塑料的降解因塑料長期處于較高的溫度。

流道熱閥

利用熱閥設(shè)計流道系統(tǒng),

保證澆口凍結(jié)時型腔剛好充填完畢和已充分保壓這避免在模具充填完畢后過保壓或產(chǎn)生倒流?？山邮芰鞯?型腔比

為高壓力降設(shè)計流道系統(tǒng),

使流道材料最小獲得一個低比率的流道/型腔設(shè)計。

可控制的摩擦加熱

9三、注射模具典型結(jié)構(gòu)三、注射模具典型結(jié)構(gòu)10(1)澆注系統(tǒng)

將塑料由注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng)，其由主流道，分流道，內(nèi)澆口，冷料穴等結(jié)構(gòu)組成。(2)成型零件

是直接構(gòu)成塑料件形狀及尺寸的各種零件，由型芯（成型塑件內(nèi)部形狀），型腔（成型塑料外部形狀），成型桿，鑲塊等構(gòu)成。根據(jù)各部分起作用不同分類:

(1)澆注系統(tǒng)

將塑料由注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng)11(3)導(dǎo)向部件

用來保證模具的動模和定模在模具閉合時的準確定位，有時也用來保證脫模機構(gòu)的運動靈活平穩(wěn)。通常由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。

(4)脫模機構(gòu)

實現(xiàn)塑件脫模的裝置。其結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的有推桿、推管和推板等脫模結(jié)構(gòu)。

(5)分型抽芯機構(gòu)

對于有側(cè)孔和側(cè)凸凹的塑件，在塑件被推出之前，模具必須先進行側(cè)向抽芯或分型，方能順利脫模，廣義來講，它也是實現(xiàn)塑件脫模的裝置。(3)導(dǎo)向部件用來保證模具的動模和定模在模具閉合時的準確12(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為了滿足塑料成型工藝對模具溫度的要求，需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具溫度進行調(diào)節(jié)。(7)排氣系統(tǒng)

為了將型腔內(nèi)的氣體排出，通常在模具的分型面上設(shè)置排氣槽，對于小型塑件．圍排氣量不大，可直接利用分型而排氣。許多模具的推桿或型芯與模板的配合間隙均可起到排氣的作用，可不必另外開設(shè)排氣槽。(8)其它零部件

包括支承、固定零件，定位和限位零件等。(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿足塑料成型工藝對模具溫度的要求，13

定模部分：一部份留于模具機座的定模板上。

動模部分：隨注射機動模板運動的部分。

定模部分與動模部分閉合則可形成型腔與澆注系統(tǒng)。根據(jù)其運動特點均可分為兩大部分： 根據(jù)其運動特點均可分為兩大部分：14〈一〉按注射機類型分

立式注射機上用的模具；

臥式注射機上用的模具；

直角式注射機上用的模具。

四、注射模具的類型〈一〉按注射機類型分四、注射模具的類型15

移動式（僅用立式注射機）

固定式注射模具?！炊蛋雌湓谧⑸錂C上的安裝方式分 〈二〉按其在注射機上的安裝方式分161、單分型面模

分流道位于分型面上，需切除流道凝料。2．雙分型面注射模（又稱：三板式注射模、點澆口注射模)

其與單分型面注射模相比，在動模與定校之間增加了一塊活動板(澆注板或中間板)。開模時活動板與定模板作定距分型，以便取出澆道凝料，如圖所示?！慈蛋醋⑸淠＞叩目傮w結(jié)構(gòu)特征分1、單分型面?！慈蛋醋⑸淠＞叩目傮w結(jié)構(gòu)特征分17塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件18 由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊要求，如帶有側(cè)孔或螺紋孔的塑件，需要在模具上設(shè)有活動的型芯或螺紋型芯或?qū)ζ唇M合式凹模等鑲塊。圖示為塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺，采用活動鑲塊3成型，開模后額件與澆道料同時留在鑲塊3上，當動模與定模開到一定距離后，頂桿墊板11碰到注射機的頂 桿，推動頂桿9使鑲塊3沿型芯4的斜面向右移動，鑲塊3和塑件一起脫離型芯4，從而先成脫離動棋動作，然后通過手工或其他裝置，使塑件與鑲塊分離。3．帶有活動鑲塊的注射模 由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊要求，如帶有側(cè)孔或螺紋孔的塑件，需要在19塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件20 當塑件帶有側(cè)凹或側(cè)凸時，在模具上常設(shè)有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。如圖所示，利用開模力使斜導(dǎo)柱帶動滑塊向外滑移而抽出型芯，而與塑件分離。4．帶側(cè)向分型抽芯的注射模 當塑件帶有側(cè)凹或側(cè)凸時，在模具上常設(shè)有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。21塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件22 對帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件要求自動卸螺紋時，在模具上設(shè)有可轉(zhuǎn)動的螺紋型芯或型環(huán)，利用注射機的往復(fù)運動或旋轉(zhuǎn)運動，或者裝置專門的原動機件(如電動機、液壓馬達等)和傳動裝置，帶動螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動，使塑件脫出。圖示為用于直角式注射機的自動 卸螺紋注射模，螺紋型芯由注射機開合模的絲桿帶動旋轉(zhuǎn)使其與塑件相脫離。5．自動卸螺紋的注射模 對帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件要求自動卸螺紋時，在模具上設(shè)有23塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件24 一般注射模開模后，塑件均留在動模一側(cè)，故頂出裝置也設(shè)在動模一側(cè)。但有時由于塑件的特殊要求或形狀的限制，開模后塑件將留在定模上(或可能留在定模上)，則在定模的一側(cè)設(shè)置項出裝置。開模時由拉板或杠桿等帶動頂出裝置頂出塑件。圖示為定模設(shè)有頂出裝置的注射模，在定模一側(cè)設(shè)有脫模板7，開模時由設(shè)在動模側(cè)的拉板8帶動，將塑件從定模型芯11上強制脫下。6．定模設(shè)頂出裝置的注射模 一般注射模開模后，塑件均留在動模一側(cè)，故頂出裝置25塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件26五、塑料模具的設(shè)計步驟一、接受任務(wù)書

六、模具總裝圖的技術(shù)要求二、收集分析吸收原始資料

七、繪制全部零件圖

三、影響模具結(jié)構(gòu)因素

八、校對、審圖、描圖、送曬

四、繪制模具圖

九、試模及修模五、模具總裝圖

十、整理資料進行歸檔五、塑料模具的設(shè)計步驟一、接受任務(wù)書 271、接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計者提出，其內(nèi)容如下：

1.

經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。

2.

塑料制件說明書或技術(shù)要求。

3.

生產(chǎn)產(chǎn)量。

4.

塑料制件樣品。

通常模具設(shè)計任務(wù)書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務(wù)書提出，模具設(shè)計人員以成型塑料制件任務(wù)書、模具設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計模具。1、接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計者提出，282、收集、分析消化原始資料

收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計模具時使用。1.

消化塑料制件圖

了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。2、收集、分析消化原始資料

收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工292.

消化工藝資料

分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當，能否落實。成型材料應(yīng)當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。3.

確定成型方法

采用直壓法、鑄壓法還是注射法。4、選擇成型設(shè)備

2.

消化工藝資料30 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)格方面應(yīng)當了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。

5.

具體結(jié)構(gòu)方案

（一）確定模具類型

如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。

根據(jù)成型設(shè)備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性31（二）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)

選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟的要求。對塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。（二）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)

選擇理想的模具結(jié)構(gòu)32三、影響模具結(jié)構(gòu)因素1.

型腔布置

根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。

對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4-6個；塑料制件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結(jié)晶材料，型腔數(shù)可取16-20個；塑料制件重量為12-16克，型腔數(shù)取8-12個；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數(shù)取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續(xù)增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件，最多型腔數(shù)較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。三、影響模具結(jié)構(gòu)因素1.

型腔布置332.

確定分型面

分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。3.

確定澆注系統(tǒng)

（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。

4.

選擇頂出方式

（頂桿、頂管、推板、組合式頂出）決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。

2.

確定分型面345.

決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。

6.

根據(jù)模具材料、強度計算或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。

7.

確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。

8.

考慮模具各部分的強度，計算成型零件工作尺寸。

5.

決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件35 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準備。 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時36四、繪制模具圖

要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結(jié)合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。

在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標寫注明"工藝尺寸"字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。

在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。

1.

繪制總裝結(jié)構(gòu)圖

繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。四、繪制模具圖

要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結(jié)合37五、模具總裝圖

1.

模具成型部分結(jié)構(gòu)

2.

澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。

3.

分型面及分模取件方式。

4.

外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。

5.

標注型腔高度尺寸（不強求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。

6.

輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。

7.

按順序?qū)⑷苛慵蛱柧幊?，并且填寫明細表?/p>

8.

標注技術(shù)要求和使用說明。

五、模具總裝圖 1.

模具成型部分結(jié)構(gòu)

2.

澆注38六、模具總裝圖的技術(shù)要求

1.

對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。

2.

對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。

3.

模具使用，裝拆方法。

4.

防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。

5.

有關(guān)試模及檢驗方面的要求。六、模具總裝圖的技術(shù)要求 1.

對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。39七、繪制全部零件圖

由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。

1.

圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。

2.

標注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。

七、繪制全部零件圖

由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：40 3.

表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余3.2”。其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。

4.

其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 3.

表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角41八、校對、審圖、描圖、送曬

(1)自我校對的內(nèi)容是：

1.

模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系

模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要求。

2.

塑料制件方面

塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計有無不足，加 工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。

3.

成型設(shè)備方面

注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。八、校對、審圖、描圖、送曬

(1)自我校對的內(nèi)容是：

42 4.

模具結(jié)構(gòu)方面

1）.

分型面位置及精加工精度是否滿足需 要，會不會發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑料制 件留在有頂出裝置的模具一邊。

2）.

脫模方式是否正確，推廣桿、推管的 大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會不會被型芯 卡住，會不會造成擦傷成型零件。

3）.

模具溫度調(diào)節(jié)方面。加熱器的功率、 數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動線路位置、大小、數(shù)量是 否合適。

4）.

處理塑料制件制側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹 的機構(gòu)是否恰當，例如斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)中的滑塊 與推桿是否相互干擾。

5）.

澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰 當。 4.

模具結(jié)構(gòu)方面

43

5.

設(shè)計圖紙

1).

裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當， 表示得是否清楚，有無遺漏

2).

零件圖上的零件編號、名稱，制作數(shù)量、 零件內(nèi)制還是外購的，是標準件還是非標準件， 零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處 的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、 表面處理、表面精加工程度是否標記、敘述清 楚。

3).

零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合 尺寸。尺寸數(shù)字應(yīng)正確無誤，不要使生產(chǎn)者換 算。

4).

檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置， 投影是否正確，畫法是否符合制圖國標，有無遺 漏尺寸。

5.

設(shè)計圖紙

1).

裝配圖上各模具零件安44 6.

校核加工性能

（所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫法、尺寸 標注等是否有利于加工）

7.

復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸（2）.專業(yè)校對原則上按設(shè)計者自我校對項目進行；但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理、工藝性能及操作安全方面。

描圖時要先消化圖形，按國標要求描繪，填寫全部尺寸及技術(shù)要求。描后自校并且簽字。

（3）.把描好的底圖交設(shè)計者校對簽字，習(xí)慣做法是由工具制造單位有關(guān)技術(shù)人員審查，會簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。（4）.編寫制造工藝卡片 6.

校核加工性能

（所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫45 由工具制造單位技術(shù)人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準備。

在模具零件的制造過程中要加強檢驗，把檢驗的重點放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗員根據(jù)模具檢驗表進行檢驗，主要的是檢驗?zāi)＞吡慵男阅芮闆r是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質(zhì)量。 由工具制造單位技術(shù)人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做46雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時，在預(yù)想的工藝條件下進行模具設(shè)計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進行排除錯誤性的修模。

塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應(yīng)當根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。

修理模具更應(yīng)慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀。九、試模及修模雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時，在預(yù)想的工藝條件下進行47十、整理資料進行歸檔 模具經(jīng)試驗后，若暫不使用，則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關(guān)到保管場所保管。

把設(shè)計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號進行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對以后修理模具，設(shè)計新的模具都是很有用處的。

十、整理資料進行歸檔 模具經(jīng)試驗后，若暫不使用，則應(yīng)該完全48塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)塑料及其工藝特性塑料制品的設(shè)計原則塑料注射成型原理注射成型模具設(shè)計概述澆注系統(tǒng)的設(shè)計成型零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計脫模機構(gòu)的設(shè)計分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)?排氣系統(tǒng)塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)塑料及其工藝特性49第四章

注射成型模具設(shè)計概述第四章

注射成型模具設(shè)計概述50目錄一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題二、注射模設(shè)計原則三、注射模具典型結(jié)構(gòu)四、注射模具的類型五、塑料模具的設(shè)計步驟目錄一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題51一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題 設(shè)計注射模具時，既要考慮塑料熔體流動行為等塑料加工工藝要求方面的問題，又要考慮模具制造裝配等模具結(jié)構(gòu)方面的問題，歸納起來大致右以下幾個方面；了解塑料熔體的流動行為，考慮塑料在流道和型腔各處流動的阻力，流動速度，校驗最大流動長度。根據(jù)塑料在模具內(nèi)流動方向(即充模順序)，考慮塑料在模具內(nèi)重新熔合和模腔內(nèi)原有空氣排出的問題?？紤]冷卻過程中塑料收縮及補縮問題。一、設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題 設(shè)計注射模具時，既要考慮52通過模具設(shè)計來控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力。澆點和分型面的選擇問題。制件的橫向分型抽芯及頂出的問題。模具的冷卻或加熱問題。模具有關(guān)尺寸與所用注射機的關(guān)系，包括與注射機的最大注射量、鎖模力、裝模部分的尺寸等的關(guān)系。通過模具設(shè)計來控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力53模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡單合理，模具應(yīng)具有適當?shù)木?、光潔度、強度和剛度，易于制造和裝配。

以上這些問題，并非孤立存在，而是相互影響的，應(yīng)綜合加以考慮。模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡單合理，模具應(yīng)具有適當?shù)木?、?4二、注射模具的設(shè)計原則 單向流動

單方向的流動設(shè)計原則是保證在填充過程中，塑料應(yīng)該在一個方向上流動

,并且保持一個直的流動前沿。這導(dǎo)致單方向定位的產(chǎn)生。

流動平衡

動

所有的流動路徑應(yīng)該是平衡的

那就是，在相同時間以相同壓力進行充填

。

恒定壓力梯度

最有效率的填充方式是壓力梯度

(壓力降低對單位長度)

沿著流動路徑是固定的時候。

二、注射模具的設(shè)計原則 單向流動

55最大剪應(yīng)力

剪應(yīng)力在填充的時候應(yīng)該是小于材料臨界的最大剪切應(yīng)力，數(shù)值依賴于材料和應(yīng)用。熔接/融合位置

在最不敏感部位放置熔接和融合線

。避免滯留

僅可能避免在流體流動路徑分為厚的和薄流動路徑那里設(shè)置澆口。

避免潛流

通過澆口的設(shè)置避免潛流保證流體在最

后充填區(qū)相遇。

最大剪應(yīng)力

剪應(yīng)力在填充的時候應(yīng)該是小于材料臨界的最大剪56可控制的摩擦加熱

磨擦加熱

腔熔體溫度，這將在產(chǎn)品中獲得較低的應(yīng)力,而不引起塑料的降解因塑料長期處于較高的溫度。

流道熱閥

利用熱閥設(shè)計流道系統(tǒng),

保證澆口凍結(jié)時型腔剛好充填完畢和已充分保壓這避免在模具充填完畢后過保壓或產(chǎn)生倒流?？山邮芰鞯?型腔比

為高壓力降設(shè)計流道系統(tǒng),

使流道材料最小獲得一個低比率的流道/型腔設(shè)計。

可控制的摩擦加熱

57三、注射模具典型結(jié)構(gòu)三、注射模具典型結(jié)構(gòu)58(1)澆注系統(tǒng)

將塑料由注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng)，其由主流道，分流道，內(nèi)澆口，冷料穴等結(jié)構(gòu)組成。(2)成型零件

是直接構(gòu)成塑料件形狀及尺寸的各種零件，由型芯（成型塑件內(nèi)部形狀），型腔（成型塑料外部形狀），成型桿，鑲塊等構(gòu)成。根據(jù)各部分起作用不同分類:

(1)澆注系統(tǒng)

將塑料由注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng)59(3)導(dǎo)向部件

用來保證模具的動模和定模在模具閉合時的準確定位，有時也用來保證脫模機構(gòu)的運動靈活平穩(wěn)。通常由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。

(4)脫模機構(gòu)

實現(xiàn)塑件脫模的裝置。其結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的有推桿、推管和推板等脫模結(jié)構(gòu)。

(5)分型抽芯機構(gòu)

對于有側(cè)孔和側(cè)凸凹的塑件，在塑件被推出之前，模具必須先進行側(cè)向抽芯或分型，方能順利脫模，廣義來講，它也是實現(xiàn)塑件脫模的裝置。(3)導(dǎo)向部件用來保證模具的動模和定模在模具閉合時的準確60(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為了滿足塑料成型工藝對模具溫度的要求，需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具溫度進行調(diào)節(jié)。(7)排氣系統(tǒng)

為了將型腔內(nèi)的氣體排出，通常在模具的分型面上設(shè)置排氣槽，對于小型塑件．圍排氣量不大，可直接利用分型而排氣。許多模具的推桿或型芯與模板的配合間隙均可起到排氣的作用，可不必另外開設(shè)排氣槽。(8)其它零部件

包括支承、固定零件，定位和限位零件等。(6)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿足塑料成型工藝對模具溫度的要求，61

定模部分：一部份留于模具機座的定模板上。

動模部分：隨注射機動模板運動的部分。

定模部分與動模部分閉合則可形成型腔與澆注系統(tǒng)。根據(jù)其運動特點均可分為兩大部分： 根據(jù)其運動特點均可分為兩大部分：62〈一〉按注射機類型分

立式注射機上用的模具；

臥式注射機上用的模具；

直角式注射機上用的模具。

四、注射模具的類型〈一〉按注射機類型分四、注射模具的類型63

移動式（僅用立式注射機）

固定式注射模具?！炊蛋雌湓谧⑸錂C上的安裝方式分 〈二〉按其在注射機上的安裝方式分641、單分型面模

分流道位于分型面上，需切除流道凝料。2．雙分型面注射模（又稱：三板式注射模、點澆口注射模)

其與單分型面注射模相比，在動模與定校之間增加了一塊活動板(澆注板或中間板)。開模時活動板與定模板作定距分型，以便取出澆道凝料，如圖所示?！慈蛋醋⑸淠＞叩目傮w結(jié)構(gòu)特征分1、單分型面?！慈蛋醋⑸淠＞叩目傮w結(jié)構(gòu)特征分65塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件66 由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊要求，如帶有側(cè)孔或螺紋孔的塑件，需要在模具上設(shè)有活動的型芯或螺紋型芯或?qū)ζ唇M合式凹模等鑲塊。圖示為塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺，采用活動鑲塊3成型，開模后額件與澆道料同時留在鑲塊3上，當動模與定模開到一定距離后，頂桿墊板11碰到注射機的頂 桿，推動頂桿9使鑲塊3沿型芯4的斜面向右移動，鑲塊3和塑件一起脫離型芯4，從而先成脫離動棋動作，然后通過手工或其他裝置，使塑件與鑲塊分離。3．帶有活動鑲塊的注射模 由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊要求，如帶有側(cè)孔或螺紋孔的塑件，需要在67塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件68 當塑件帶有側(cè)凹或側(cè)凸時，在模具上常設(shè)有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。如圖所示，利用開模力使斜導(dǎo)柱帶動滑塊向外滑移而抽出型芯，而與塑件分離。4．帶側(cè)向分型抽芯的注射模 當塑件帶有側(cè)凹或側(cè)凸時，在模具上常設(shè)有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。69塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件70 對帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件要求自動卸螺紋時，在模具上設(shè)有可轉(zhuǎn)動的螺紋型芯或型環(huán)，利用注射機的往復(fù)運動或旋轉(zhuǎn)運動，或者裝置專門的原動機件(如電動機、液壓馬達等)和傳動裝置，帶動螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動，使塑件脫出。圖示為用于直角式注射機的自動 卸螺紋注射模，螺紋型芯由注射機開合模的絲桿帶動旋轉(zhuǎn)使其與塑件相脫離。5．自動卸螺紋的注射模 對帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件要求自動卸螺紋時，在模具上設(shè)有71塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件72 一般注射模開模后，塑件均留在動模一側(cè)，故頂出裝置也設(shè)在動模一側(cè)。但有時由于塑件的特殊要求或形狀的限制，開模后塑件將留在定模上(或可能留在定模上)，則在定模的一側(cè)設(shè)置項出裝置。開模時由拉板或杠桿等帶動頂出裝置頂出塑件。圖示為定模設(shè)有頂出裝置的注射模，在定模一側(cè)設(shè)有脫模板7，開模時由設(shè)在動模側(cè)的拉板8帶動，將塑件從定模型芯11上強制脫下。6．定模設(shè)頂出裝置的注射模 一般注射模開模后，塑件均留在動模一側(cè)，故頂出裝置73塑料注射模具設(shè)計CAI系統(tǒng)課件74五、塑料模具的設(shè)計步驟一、接受任務(wù)書

六、模具總裝圖的技術(shù)要求二、收集分析吸收原始資料

七、繪制全部零件圖

三、影響模具結(jié)構(gòu)因素

八、校對、審圖、描圖、送曬

四、繪制模具圖

九、試模及修模五、模具總裝圖

十、整理資料進行歸檔五、塑料模具的設(shè)計步驟一、接受任務(wù)書 751、接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計者提出，其內(nèi)容如下：

1.

經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。

2.

塑料制件說明書或技術(shù)要求。

3.

生產(chǎn)產(chǎn)量。

4.

塑料制件樣品。

通常模具設(shè)計任務(wù)書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務(wù)書提出，模具設(shè)計人員以成型塑料制件任務(wù)書、模具設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計模具。1、接受任務(wù)書 成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計者提出，762、收集、分析消化原始資料

收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計模具時使用。1.

消化塑料制件圖

了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。2、收集、分析消化原始資料

收集整理有關(guān)制件設(shè)計、成型工772.

消化工藝資料

分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當，能否落實。成型材料應(yīng)當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。3.

確定成型方法

采用直壓法、鑄壓法還是注射法。4、選擇成型設(shè)備

2.

消化工藝資料78 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)格方面應(yīng)當了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。

5.

具體結(jié)構(gòu)方案

（一）確定模具類型

如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。

根據(jù)成型設(shè)備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性79（二）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)

選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟的要求。對塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。（二）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)

選擇理想的模具結(jié)構(gòu)80三、影響模具結(jié)構(gòu)因素1.

型腔布置

根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。

對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4-6個；塑料制件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結(jié)晶材料，型腔數(shù)可取16-20個；塑料制件重量為12-16克，型腔數(shù)取8-12個；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數(shù)取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續(xù)增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件，最多型腔數(shù)較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。三、影響模具結(jié)構(gòu)因素1.

型腔布置812.

確定分型面

分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。3.

確定澆注系統(tǒng)

（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大?。?/p>

4.

選擇頂出方式

（頂桿、頂管、推板、組合式頂出）決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。

2.

確定分型面825.

決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。

6.

根據(jù)模具材料、強度計算或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。

7.

確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。

8.

考慮模具各部分的強度，計算成型零件工作尺寸。

5.

決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件83 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準備。 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時84四、繪制模具圖

要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結(jié)合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。

在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標寫注明"工藝尺寸"字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。

在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。

1.

繪制總裝結(jié)構(gòu)圖

繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。四、繪制模具圖

要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結(jié)合85五、模具總裝圖

1.

模具成型部分結(jié)構(gòu)

2.

澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。

3.

分型面及分模取件方式。

4.

外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。

5.

標注型腔高度尺寸（不強求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。

6.

輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。

7.

按順序?qū)⑷苛慵蛱柧幊?，并且填寫明細表?/p>

8.

標注技術(shù)要求和使用說明。

五、模具總裝圖 1.

模具成型部分結(jié)構(gòu)

2.

澆注86六、模具總裝圖的技術(shù)要求

1.

對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。

2.

對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。

3.

模具使用，裝拆方法。

4.

防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。

5.

有關(guān)試模及檢驗方面的要求。六、模具總裝圖的技術(shù)要求 1.

對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。87七、繪制全部零件圖

由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。

1.

圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當。為了使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。

2.

標注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。

七、繪制全部零件圖

由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：88 3.

表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，如標注“其余3.2”。其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。

4.

其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 3.

表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角89八、校對、審圖、描圖、送曬

(1)自我校對的內(nèi)容是：

1.

模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系

模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要求。

2.

塑料制件方面

塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計有無不足，加 工是否簡單，成型材料的收縮率選用是否正確。

3.