1、塑料模具概论n模具的定义：n在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。n注塑过程说明：n模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。n工作循环：n计量、塑化、注射充模、保压增密、制品冷却、开模、顶件、取件、闭模、后加料。模具的分类:可分为塑胶模具及非塑胶模具（1）非塑胶模具有：A铸造模水龙头、生铁平台
2、 B锻造模汽车身 C冲压模计算机面板 D压铸模超合金，汽缸体（2）塑胶模具有：(热固性和热塑性）A射出成型电视机外壳B吹塑成型饮料瓶C压铸成型电木开关D吸塑成型包装外壳E挤压成型胶水管F发泡成型成型包装外壳塑料分类热塑性塑料 这类塑料的合成树脂都是线型或支链型高聚物因而受热变软甚至成为可流动的稳定粘稠液体在此状态时具有可塑性可塑制成一定形状的塑件冷却后保持既得的形状如再加热又可变软成另一种形状如此可以进行反复多次。這一过程中只有物理变化而无化学变化其变化是可逆的。（反（反复复多次成型）多次成型）种类A.聚氯乙烯(PVC)、B.聚苯乙烯(PS)、C.聚乙烯(PE)D.聚炳烯(PP)、E.尼龙(P
3、A)、F.聚甲醛(POM)、G.聚碳酸脂(PC)、H.ABS塑料、I.聚硯(PSU)、J.聚苯醚(PPO)、K.氟塑料、L.聚酯树脂、M.有机玻璃（PMMA）热固性塑料 这类塑料的合成树脂是体型高聚物因而在加热之初因分子呈线型构具有可熔性和可塑性可塑制成一定形状的塑件当继续加热时分子呈现风状结构当温度达到一定程度后树脂变成不溶和不熔的体型结构使形状固定下來不再变化。如有加热也不软化不再具有可塑性。在一定变化过程中既有物理变化又有化学变化因此变化过程中不可逆的。（一次成型）（一次成型）种类 A.酚醛塑料 PF、B.氨基塑料、C.环氧树脂 EP、D.酚醛塑料（PF）又称电木。塑塑胶胶模具的基本模具
4、的基本结构结构 塑胶模具按水口分为大水口（二板模）和细水口（三板模）。塑胶模具依总体功能结构可分为成型系统浇注系统排气系统温控系统顶出系统等 成型系统：由动、定模型腔及滑块组成。当加热的塑料通过浇口进入型腔，经注射充模、保压增密、制品冷却、开模，得到所需的产品。此过程称之为成型。浇注系统 模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其由主流道分流道浇口及冷料穴组成。根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类：（1）大水口模具 （2）细水口模具 （3）热流道模具大水口模具 流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。顶杆固定板顶杆固
5、定板顶杆垫板顶杆垫板垫板垫板顶板顶板浇口套浇口套定模板定模板动模板动模板大水口模架类型（二板模）挂脚挂脚1234细水口模具 流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。细水口模架类型（三板模）挂脚挂脚顶杆固定板顶杆固定板顶杆垫板顶杆垫板垫板垫板 定模板定模板 浇道板浇道板顶板顶板浇口套浇口套 动模板动模板12345热流道模具 此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用
6、于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加工困难，模具成本较高。热流道模具定模板定模板=500分流板分流板=5000优点改善产品质量低的压力较好的外观节约原材料（无水口）缩短成型周期（1520）主流道 1.定义：主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的这一段。2.设计上的注意事项（1）主流道的端面形状通常为园形。（2）为便于脱模主流道一般制作都帶有斜度但如果主流道同时穿过多块板子时一定要注意每一块板子上孔的斜度及孔的大小。（3）主流道大小的设计要根据塑胶材料的流动特性來定。（4）.主流道在设计上大多采用园锥形.（如图示）制作时要注意nA.小端直径D2=D1+（0.51mm）nB.
7、小端球半径R2=R1+（12mm）n(其中D1R1分別为注射机射出口的直径及注射头的球半径)浇口套机床噴嘴浇口套分流道：定义主流道与浇口之间的一段它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段也是浇注系统中通过断面积变化及塑料转向的过渡段能使塑料得到平稳的转换。1.截面设计：A.一般设计截面為园形。B.从加工方便性來看一般设计為U形V形梯形正 六边形。C.分流道的断面形状及尺寸大小根据塑件的成型体积塑件壁厚塑件形状所用塑料工艺特性注射速率分流道长度等因素來确定。（D1=1.4D2=1.4D3)分流道图示最好最好PL2.分流道的布置形式：有平衡式进料和非平衡式进料兩种形式。平衡式进料就是保证各个进料口同时
8、均衡地进料。非平衡式进料就是各个进料口不能同时均衡地进料一般要做模流分析來进行评估。非平衡系统AAAABBBB平衡系统AAAAAAAA浇口 1.定义 浇口又称进料口或內流道。它是分流道与塑件之间狭窄的部份也是浇注系统最短小的部份。2.作用 能使分流道输送过來的熔融塑料的流速产生加速度形成理想的流态顺序并迅速地充满型腔同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用并在成型后便于使浇口与塑件分离。3.浇口的形式：侧向浇口：普通侧浇口（边缘浇口：内、外侧浇口）扇形浇口常用來成型宽度较大的薄片状塑件平缝式浇口 点浇口：一般点浇口潜伏式浇口盘环型浇口轮幅式浇口侧向浇口1侧向浇口2范围范围点浇口1点浇口2潜伏段潜伏
9、段点浇口3点浇口4点浇口5轮幅式浇口 浇口位置的选择：（1）浇口选择在没有阻挡物且最近的距离。（2）浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动。（3）浇口应开设在塑件断面最厚处。（4）浇口位置的选择应使塑料流程最短料流变向最少。（5）浇口位置选择应有利于型腔內气体的排出。（6）浇口位置的选择应減少或避免塑件的熔接痕，增加熔 接牢度。（7）浇口位置的选择应防止料流将型腔型芯嵌件挤压变形。浇口位置冷料穴 结构 冷料穴是用來储藏注射间隔期间产生的冷料头的防止冷料进入型腔而影响塑件质量并使熔料能顺利地充满型腔冷料穴又称冷料井。拉料形式 （1）钩形（工形）拉料杆 （2）球形拉料杆 （3）园锥形拉料杆 （4
10、）拉料穴A.帶顶杆 B.不帶顶杆 冷料穴图示1冷料穴图示2最好最好好好不推荐不推荐排气系统：模具型腔在塑料充填过程中除了型腔內原有的空气外还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体尤其是在高速成型时考虑排气是很必要的。一般是在塑料充填的同时必須將气体排出模外。否则被压缩的气体所产生的高温引起塑件局部碳化烧焦或使塑件产生气泡或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低甚至阻碍塑件填充等。为了使这些气体从型腔中及时排除可以采用开设排气槽等方法。有时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料。排气槽的开设位置选择：（1）应开设在型腔最后被充满的地方。（2）最好开在分型面上。（3）应尽量开在型腔的一面。（4）最好开设在嵌件
11、或壁厚最薄处。（5）严禁开设在对著操作人员的方向。引气设计：引气对于一些大型深腔壳型塑件注射成型后整个型腔由塑料填满型腔內气体被排除此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空。当塑件脱模时由于受到大气压力的作用造成脱模困难如采用强行脱模势必破坏塑件质量。因此必须加设引气裝置。常見的引气形式有 镶拼式侧隙引气 气阀式引气（1）弹簧气阀式引气 （2）顶杆气阀式 排气形式1.0025排气形式2.001-.0025深度深度浇口浇口排气口排气口.060 Min.500.050Min.温控系统：模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。温度调节系
12、统根据不同的情况可以分为冷却系统和加热系统两种。冷却系统：一般注射到模具內的塑料温度为200攝氏度左右而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60攝氏度以下。热塑性塑料在注射成型后必需对模具进行有效的冷却使熔融塑料的热量尽快传给模具以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘度较低流动性较好的塑料如聚乙烯PE尼龙PA聚苯乙烯PS等若塑件是薄壁而小型的则模具可利用自然冷却若塑件是厚壁而大型的则需要对模具进行人工冷却以便塑件很快在模腔內冷凝定型缩短成型周期提高生产效率。冷却介质有冷却水和压缩空气但用冷却水普遍得多。这是因为水的热容量大成本低且低于室温的水也容易获得。用水冷
13、却即在模具型腔周围或型腔內开设冷却水道利用循环水将热量带走维持恒温。冷却装置冷却的基本结构形式：（1）简单流道式（2）螺旋式（3）隔片导流式（4）喷流式简单流道式螺旋式隔片导流式喷流式冷却装置设计的基本考虑：（1）尽量保证塑件收缩均勻维持模具热平衡。（2）冷却水孔的数量越多孔径越大对塑件冷却越均勻。（3）水孔与型腔表面各处应有相同的距离。（4）浇口处应加强冷却。（5）降低入水与出水温温差。（6）要结合塑料的特性和塑件的结构合理考虑冷却通道的排列形式。（7）冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位以免熔接不牢 影响强度。（8）保证冷却通道不泄漏。（9）防止与其他部位发生干涉。（10）冷却通道的进出口
14、要低于模具的外表平面。（11）冷却水通道要利于加工和清理。加热系统：（1）电加热：电加热为最常用的加热方式其优点是设备简单,紧凑投资少便于安裝维修使用温度容易调节易于自动控制。其缺点是升温缓慢并有加热后現象不能在模具中交替地加热和冷却。（2）煤气和天然气加热：成本低但温度不容易控制。劳动条件差且污染严重。模具温度调节系统的外围设施：主要为了确保温度调节系统的正常工作服务于模具的温度调节系统。主要包括以下几种装置：（1）循环冷却水塔（2）压缩空气系统（3）模温控制器（4）模温速冷机顶出系统：分类：（1）推块顶出机构。（2）利用成型零件顶出机构。（3）多元件综合顶出机构。（4）气压脱出机构。（5）
15、斜滑块脱出机构。（6）液压抽芯机构。（一）推块顶出机构：平板狀帶凸缘的塑件如用推板顶出会粘附模具时则应使用推块顶出机构。因推块是型腔的组成部分所以它应具有较高的硬度和较低的表面粗糙度。（二）利用成型零件顶出机构：有些塑件由于结构形状和所用塑料关系不宜采用顶杆顶管推板推块等顶出机构此时可采用成型镶件或凹模帶出塑件。前面讲的推块顶出属于成型镶块顶出机构。（三）多元件综合顶出机构：它是指将前面所讲的几种顶出机构综合起來实现顶出的目的。常用的有顶杆加顶板顶管加顶板。（四）气压脱出机构：使用气压脱模要设置压缩空气通路和气門加工较简单适用于轻的薄的软性塑料脱模。（五）斜滑块脱出机构：当塑件上具有与开模方向
16、不同的內外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时必须采用斜滑块脱模机构。即将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的型芯。在塑件脱模时先将活动型芯抽出再从模中顶出塑件完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。斜滑块抽芯机构的三种基本形式：抽芯方向与开模方向垂直。抽芯方向与定模偏一定的角度。抽芯方向与动模偏一定的角度。（六）液压抽芯机构：其工作原理与斜导柱相同，只是采用液压动力抽出滑块。Plastic型芯钉型芯钉型芯孔型芯孔Core型腔型腔产品产品液压缸液压缸模具设计要点：熔体的流动情况:流动阻力,速度,重新融合,排气。熔体冷却收缩与补缩。模具的冷却与加热。模具的相关尺寸与注射机关系。模具的总体结构与零部件的结构
17、,考虑模具安装与加工强度,精度。模具与注塑机的关系:注塑机的技术规范:类型,最大注射量,最大注射压力,最大锁模力、最大成型面积、最大最小模厚、最大开模引程、定注孔尺寸、嘴喷的球面半径、注射机动模板的顶出孔、机床模板安装螺钉孔或丁字槽的位置与尺寸。1、类型:卧式、立式、直角式。2、最大注射量的选择。注射机一次注射聚苯乙烯的最大熔料的重量或容积的量为注射机公称注射量。塑件十浇口的总量=0.8 公称注射量3、注射面积核定。最大注射面积指模具分型面上 允许的塑件最大投影面积.作用于该面积上的型腔总压力小于注射机允许的锁模力,否则会产出溢料。4、注射机引程与模具的关系。Hmin H Hmax Hmax=
18、Hmin+L其中 H-模具的闭合高度Hmin-注射机最小闭合高度Hmax-注射机最大闭合高度L-螺杆可调长度S H1+H2+(510cm)-卧式立式注射机其中 H1-脱模距（塑件高度浇口高度）H2模具高度S-注射机允许开模行程5、模具安装及顶出形式：可安装模具外形最大尺寸,取决于注射机模板尺寸和 拉杆距离。产品设计需要考虑的设计事项好的产品好的产品产品设计n设计经济的模具能力n理解怎样的产品设计会影响注塑成型，模具和生产成本，避免不必要的费用，减少模具的复杂性。n冷却效率的优化n避免深的型芯n避免高的筋和柱n型芯外部壁厚的部分n设计产品时要避免在模具上有薄的铁片产品设计孔或狭槽流动差不被推荐流
19、动差不被推荐!浇口浇口 熔化进入点熔化进入点产品设计孔或狭槽浇口浇口 熔化进入点熔化进入点较好的流动被推荐较好的流动被推荐产品设计l统一的壁厚l在角处要有统一的壁厚l半径设计l模具的刻字l扣l柱的设计l筋设计壁厚冷却水管冷却水管应力集中点应力集中点分模线分模线不一致不一致一致一致冷却水管冷却水管差差较好较好好好壁厚壁厚可供选择的方法可供选择的方法R=r+t外径(R)内径(r)壁厚(t)在角处壁厚的一致性角的设计l锐角应力集中l外角园/内角锐引起收缩不均匀：翘曲l内角园/外角锐引起收缩不均匀：凹陷和空洞角的设计指导原则l设计要求l内、外径的圆心一致l外径=内径+壁厚l注意:l内、外径的圆心一致以
20、避免角处的壁有厚薄l薄壁的角处会限制流动和易引起产品破裂l壁厚的角处冷却慢，应力易集中及扭曲变形的可能角处的应力集中应力集中系素应力集中系素00.20.40.60.81.01.21.43.53.02.52.01.51.0Radius/Thickness壁厚T力半径RR/T常用值角处的半径设计l设计要求l建议的半径:60%到 75%壁厚l最小的半径:0.5倍最小的壁厚模具的刻字=30o宽度半径深度=30o宽度深度选择选择 A选择选择 B模具刻字的设计指导原则l设计要求l半径=0.25 mml深度=0.25 mm 最大值l注意:l过大的深度会引起美学上的问题，例如流动旋涡或泪状物样的结果筋的设计筋
21、的锥度高度(H)厚度(t)加强筋的厚度筋的厚度要比壁厚薄过分的筋厚会引起凹陷和空洞筋的设计指导原则n设计要求n厚度(t):0.5-0.6Tn高度(H):3T （MAX:5T)n锥度:1o-1.5o 每侧，如有皮纹锥度要求更大n筋之间的距离应大于2T，最好是3倍或以上。n筋底部的半径：0.25T to 0.5T or 0.38 mm 最小值n注意:n过分的厚度会要求凹陷n过分高的筋及锥度会引起薄壁，以致于为打满产品需较大的注射压力n长筋的设计考虑放在材料流动方向脱模角度要求皮纹在每一皮纹在每一.001”(0.025mm)皮纹深度至少有皮纹深度至少有1度斜度度斜度 扣的设计锁扣底部厚度锁扣宽度锁扣
22、壁长度钩的宽度钩的长度锁扣厚度锁扣设计的指导原则l设计要求l锁扣壁长度和偏斜在锁扣设计时是非常重要的要素l锁扣偏斜必需能回到原点且没有应力松驰l锁扣底部厚度:1/2 to 2/3 壁厚l注意l锁扣底部厚度设计考虑凹陷和应力最小l在宽度方向有斜度的锁扣应力比没有斜度的要好l锁扣壁和钩的长度对配合有重要影响l需要材料的弹性系数以获得拉紧力l达到材料屈服应变最大值的 75%柱的设计IDT加强筋加强筋高度高度0.6T MaxH半径半径:0.25 mm Min半径半径:0.25-0.5T(0.38 mm Min)OD柱的设计指导原则n设计要求n具代表性的：OD/ID=2n底部厚度:0.6T 最大值n高度
23、:3 x OD 最大值n加强筋高度:2/3 柱高度n出模斜度:0.25o 最小值（内径）,0.5o 最小值（外径）n注意n柱的位置远离侧壁以避免凹陷n加强筋能增加柱的强度和分散外加应力厚度:过分的厚度会引起凹陷高度:使用短柱装配时间少低的拉出力使用长柱需要多的装配/拆卸时间 相应的拉出力较大需多次装配时长柱能提供较长的螺纹长度和增加拉拔力柱设计时的处理对薄壁产品设计的指导原则筋筋柱柱加强筋加强筋常规的常规的 薄壁薄壁薄壁薄壁0.08-0.125”0.05-0.08”0.05”(2.0-3.2mm)(1.2-2.0mm)(1.2mm)t rib 0.6 t wall t rib 0.6 t wa
24、ll 1.0 t wall t rib 1.0 t wall h 4 t wallh 4 t wallh 0.375mmr 0.375mm 0.6 t wall r 0.6 t wall q q 0.50q q 0.50 10q q 10 t boss 0.6 t wallt boss 0.6 t wall 1.0 t wallt boss 1.0 t wallh 4 t wallh 4 t wall h 0.375mmr 0.375mm 0.6 t wall r 0.6 t wall q q 0.50q q 0.50 10 q q 10 OD 2 x IDOD 2 x ID OD 2 x I
25、D t gusset 0.6 t wallt gusset 0.6 t wall 1.0 t wall t gusset 1.0 t wallh 4 t wallh 4 t wall h 0.375mmr 0.375mm 0.6 t wall r 0.6 t wall q q 0.50q q 0.50 10 q q 10 设计时的避免事项设计时的避免事项设计时的避免事项塑 料允 许 间 隙（mm）PA/PE0.02PP0.03POM0.04PS/AS0.05ABS0.06PMMA0.065PVC/PC0.07塑胶材料的壁厚值小型塑件中型塑件大型塑件推荐壁厚推荐壁厚推荐壁厚聚酰胺PA0.450.
26、751.62.4 3.2聚乙烯PE0.61.251.62.4 3.2聚苯乙烯PS0.751.251.63.2 5.4改性聚苯乙烯HIPS0.751.251.63.2 5.4有机玻璃PMMA0.81.52.24 6.5硬聚氯乙烯PVC1.151.61.83.2 5.8聚丙烯PP0.851.451.752.4 3.2聚碳酸酯PC0.951.82.33 4.5聚苯醚PPO1.21.752.53.5 6.4醋酸纤维素EC0.71.251.93.2 4.8聚甲醛POM0.81.41.63.2 5.4聚砜PSF0.951.82.33 4.5ABS0.751.523 3.5塑料最小壁厚出模斜度的选择聚酰胺（
27、尼龙）PA聚乙烯PE聚苯乙烯PS聚甲基丙烯酸甲酯PMMAABS聚碳酸酯PC聚甲醛POM热固性塑料塑料名称斜度型腔型芯25 4020 4025 4520 4535 13030 135 13030 140 12035 135 130 5025 120 5035 13030 1n1.个人坠落防护系统是用来把工作人员与固定挂点连接起来所必需的一整套产品，可完全防止出现从高处坠落的情况或是能完全地制止这种情况的发生。n2.单独使用这些产品不能对坠落提供防护。但是，如果这些构件能够良好的组合在一起，那么它们将形成一种对工作场所的安全和整体的坠落防护计划都极其重要的个人坠落防护系统。n3.如果安全绳没有垂直
28、地固定在工作场所上方，发生坠落时将使得工人在空中出现摇摆，并可能撞到其他物体上或撞到地面造成伤害。n4.一个有才能的领导者会给所在的团队或组织带来成功的希望，使人们对他产生一种敬佩感。敬佩感是一种心理磁铁，它会吸引人们自觉去接受影响力。n5.老虎型给他明确方向的语言、让他知道做这件事对他的好处，说话中要给他很肯定的感觉，不要怀疑他或不放心，直接说明不要拐弯抹角，请他记录彼此沟通的内容。n6.孔雀型先聊轻松的话题再进入主题、运用图画方式进行沟通，对于事情就事论事不责骂当事人，给他赞扬及鼓励，多运用一些肢休语言，可到热闹场合进行洽谈。n7.无尾熊型不要强势与他沟通，沟通中运用一些温馨的语言，可聊聊天再进入主题，交待任务不要一次太多，让他知道你会协助他，经常寻问这事情的进展，让他知道在沟通中不要有所忌讳。n8.猫头鹰型不要强势与他沟通，交待任务最好自行确认后再说，不讲不实际的事不说没有凭证的话，说话要完整化，任务分配时可分解数项告知，让他知道事情做完的成败会有人负责，对事不对人，不要批评他的专业。
