1、注塑模具基础知识郭玉海注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式模具的分类l按成型工艺分：热作模具和冷作模具l按成型材料分：金属模具和非金属模具l按生产量来分：样件模（简易模）和量产模l按模具材料分：软模和硬模模具的分类l这里介绍以下按成型材料来分的模具类型金属材料模分为：铸造模，压铸模，冲压模（折弯，冲孔，落料，拉伸，整形，翻边等），锻造模（热锻，冷镦，滚轧，拉丝，挤压等），粉末冶金模(等静压成型粉末冶金
2、、金属喷射成型粉末冶金、粉末锻造粉末冶金、压力烧结粉末冶金)等非金属材料模分为：塑料成型模（挤塑，吹塑，注塑，压塑，气辅，真空吸塑等），橡胶模，玻璃模，陶瓷模，粉末冶金模(聚四氟乙烯)等注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式注塑原理介绍注塑原理介绍l注塑模成型原理：烘干的塑料颗粒通过成型机料斗进入成型机料筒在加热片加热和螺杆旋转产生的剪切热的共同作用下塑料颗粒成为熔融状态熔融塑胶在成型机机头部分聚集，计量螺杆停止转动，改为向前平动，挤压塑料熔体塑胶进入模具浇注系统，然后流到模具成型型腔通过模具本身热传导以及模具外加的
3、冷却系统使塑胶冷却凝固冷却完全后，打开模具，成型机的顶出系统将产品顶出，同时成型机螺杆后退开始下一次塑胶熔融计量。注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式注塑模具介绍注塑模具介绍l 注塑模七大系统：浇注系统，导向系统，成型系统，抽芯系统，顶出系统，冷却系统，排气系统。1.浇注系统：主流道，分流道，浇口，冷料井。如上页12.导向系统：导柱，导套，定位块等。如上页23.成型系统：模仁，镶块等。如上页34.抽芯系统：滑块，斜销等。如上页45.顶出系统：顶针，顶块等。如上页56.冷却系统：模具本身的散热，水路冷却。如上页67.
4、排气系统：模具各镶件的配合间隙，顶针配合间隙，外加的排气槽。如上页7注塑模具介绍浇注系统注塑模具介绍导向系统注塑模具介绍成型系统注塑模具介绍抽芯系统注塑模具介绍抽芯系统斜销运动斜销运动注塑模具介绍抽芯系统滑块运动滑块运动注塑模具介绍顶出系统注塑模具介绍冷却系统注塑模具介绍排气系统注塑模具介绍其他辅助系统l运输板：在模具的运输、吊装过程中连接公母模，不至于公母模分开的一个小板。运输板运输板(锁模板锁模板)注塑模具介绍其他辅助系统l铭牌：标识模具所有权，模具成型零件，模具制造时间，模具厂信息等。铭牌位置图铭牌位置图注塑模具介绍其他辅助系统l吊模孔：架模时需要起重设备将模具吊起，为此在模板上加工的螺
5、丝孔。单个模板都必须有吊模孔。吊模孔位置图吊模孔位置图注塑模具介绍其他辅助系统l 撬模坑：一般在模板的四个角的断差，主要为方便模具拆装，尤其是公模板一定要有，因为在模具从成形机上下来时，型腔压力会小于外接大气压，加上塑胶粘结，就必须将模具撬开注塑模具介绍其他辅助系统l挡尘板：顶出板的运动，需要一定的空间，在模具上这部分是开放的，很容易掉进其他东西，如扳手，料头等，加工模具卡死。这时在模具的上表面安装一块板遮挡以下，就是挡尘板注塑模具介绍其他辅助系统l计数器：显示模具完成多少次开合模注塑模具介绍其他辅助系统l微动开关：确认开模后，顶针板回复到位的确认开关。也可以用在油压缸行程开关。注塑模具介绍其
6、他辅助系统l顺序开模结构:有尼龙开辟器，电磁开辟器，机械开辟器等，主要应用与三板模，控制开模顺序，保证公母模不在拨料板弹开的时候打开尼龙开辟器尼龙开辟器电磁开辟器电磁开辟器机械开辟器机械开辟器注塑模具介绍其他辅助系统l先复位机构：当模具滑块下排布顶针、斜销等机构时，为防止合模过程中滑块和顶针、斜销相撞，需要先复位机构，既确保合模的时候顶针、斜销先回到合模位置，然后滑块再回到合模位置。注塑模具介绍其他辅助系统l精定位：为更好的使模具闭合到位，模具上额外加的定位机构。圆形定位圆形定位方形定位方形定位注塑模具介绍其他辅助系统l分压机构：一般情况下，模具的公母模板是不完全闭合的（为了给模仁修改留出余量
7、），锁模力完全靠模仁的分型面承受，当分型面比较小时，需要在模板上安装几个金属片，分担分型面上的压力。注塑模具介绍其他辅助系统l局部加热：模具中需要局部加热的时候，需要在模具上安装加热棒。注塑模具介绍其他辅助系统l模具的局部加热，还可以是，电磁脉冲加热，热蒸汽加热，冷却水路加热等。其中电磁脉冲加热，热蒸汽加热需要在合模前加热完成。冷却水路加热，需要模具有很好的热疲劳特性，加热速度比较慢。l气路：嵌件模中，嵌件在模具中的固定有时需要真空吸附，此时模具上需要开设气路，必要是使用吸盘。注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式两
8、板模两板模两板模l两板模一般是指在开模的过程中只分成了动模侧和定模侧两半的模具。l两板模的变形，如加弹跳板，控制开模顺序，实现滑块等抽芯机构的延迟开模等。如上一页图片中的5和6之间增加弹簧，在开模过程中，5和6先分开。l两板模的变形，产品需要脱料板从模芯上推出。如上一页图片中，4和5之间增加一块脱料板，将产品从型芯上推出。两板模l两板模的优点：两板模最为常见，其结构简单，形式多样，维护方便。两板模浇口形式有直接进胶，边缘浇口，潜伏式浇口，牛角式浇口，搭接浇口，圆盘浇口，扇形浇口，辐式浇口等l两板模的缺点：两板模除潜伏式和牛角式浇口外都需要后续加工去除浇口。两板模l浇口形式：牛角浇口牛角浇口三板
9、模三板模三板模l三板模就是在开模的过程中公母模先不分开，而是拨料板（上图2）先和母模板分开，拨料板将料头从产品上脱开，然后公母模分开，顶出产品的模具l两板模的一些变形，在三板模中也能够应用，不过模具相对比较复杂。l三板模的一个变形就是和两板模的流道结合起来应用。三板模l三板模的优点：三板模浇口形式只有点浇口。三板模在产品上留的浇口痕迹小。可以是无痕迹成型。三板模浇口不用额外去除。l三板模的缺点：三板模流道比较长，需要更长的冷却时间，也就是需要更长的成型周期。三板模消耗物料多。三板模相对来说结构复杂热流道热流道l热流道模具，不看流道系统和两板模基本一样，但是从流道系统来说，热流道算是另一类注塑模
10、具。l热流道分为绝热热流道系统，和加热热流道系统。绝热热流道，是在流道的周围使用热传导率很低的材料制作，周围用熔融的塑胶保温。加热热流道，在流道总体上通过感温片，加热片控制流道的温度。热流道l 热流道模具的变形：可以将热嘴进到冷流道上，转换成热转冷模式，热流道可以将顶出系统设置在母模侧，也就是倒装模具（双色模中比较常用）。l 热流道可以实现模具的叠层，既叠模。也就是两套模具头对头的叠放在一起，共用一个流道从成型机供料，开模时不同的顶出系统顶出产品。热流道l热流道的优点：热流道集合了，两板模和三板模的优点，并拥有很多不可比拟的优点。热流道模具可以做到没有流道，节省流道消耗物料，不需要冷却流道，不
11、需要等待塑料计量，大大节省成型周期。l热流道的缺点：热流道结构复杂，维修困难；需要成型机外接设备（如：温控箱；外接气管）；成本高（单只嘴价钱大概6000元左右）；只适用于大批量生产。嵌件模l 嵌件模只是在成型前在模具中放置金属件或已成型塑料件等外部零件，通过成型机将塑胶全部或部分裹覆在原零件外，生产出新零件的成型工艺。l 嵌件模的优点：嵌件模是将后续的安装工序在成型过程中完成，从而节省后续组装工序，且提高了零件之间的连接紧密性。l 嵌件模的缺点：嵌件需要精确的模内定位，嵌件与模具配合，易压伤模具本身，易跑飞边，易引起塑胶件的变形，甚至开裂。需要更为精确的模温控制，成型工艺控制。双色模双色模l双
12、色模是在一台成型机上通过旋转，平移公模部分，与不同的母模部分合模成型，成型机分别注射同一材质不同颜色或者不同材质的塑料，从而成型出多样性的产品。l双色模具也可以看成是一套普通模具外加一套嵌件模。l两种颜色模具一般都是两套母模仁，一套公模仁。双色模l双色模的优点：双色模可以成型不只两种不同的塑料，可以为多色。双色成型产品比组装件更美观，没有装配间隙。l双色模的缺点：双色成型需要专门的成型机。双色模需要更高的模具加工、定位精度。双色模需要更高的模具安装精度，以及更精准的成型工艺。IML/IMDIML/IMDlIMD（In-Mold Decoration）是把印刷好的Film薄膜制作成循环滚筒卷状带
13、,安装到注塑机和注塑模具内,标签Label贴到前模面上全自动地循环带移动式的生产;即人称之为IMD(在模具内转印注塑）。lIML（In-Mold Label）是把Film薄膜印刷好经过成型机Forming成型，再经过剪切后放置到注塑模具内生产出来的;即称之为IML（在模具内贴膜注塑）。模压成型l模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业.l模压成型可兼用于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料.模压成型l 模压成型一般分为溢料式和半溢料式，不溢料式。l 溢料式不需要进行精确的计量，只需要大概，成型产品密度低，不溢料式
14、需要精确计算用料，成型密度高。半溢料式需要大致计量，一开始溢料，到一定阶段时不再溢料，产品密度较好把握。模压成型l模压成型的优点：生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；产品尺寸精度高，重复性好；表面光洁，无需二次修饰；能一次成型结构复杂的制品；因为批量生产，价格相对低廉。l模压成型的缺点：模具制造复杂，投资较大受压机限制橡胶模l橡胶成型一般有两种形式：注塑和模压成型。l注塑和一般塑料模具相似。l模压成型，多用粉料（直接使用橡胶粉）或块料（预先压制成橡胶垫）。注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式模具设计流程客户产品
15、客户产品产品评估产品评估模具排位模具排位模仁拆分模仁拆分模仁装配模仁装配模座调用模座调用顶针调用顶针调用斜销座调用斜销座调用滑块座调用滑块座调用标准件调用标准件调用模板裁切模板裁切开水路开水路细节处理细节处理2D出图出图OKNG模具报价模具报价产品评估l 产品评估是对产品结构，肉厚，拔模，分型线，顶针排布，风险等的预先评估，是和客户沟通的书面形式。l 对产品结构来说：可以提供第三方检查图纸的机会，可以给结构设计一个很好的学习机会。确认模具结构信息，模具设计人员可能不了解产品功能，需要确认那些地方不能有分型线，不能有顶针。减少模具样件认证时间l 会增加开模前准备时间模具排位模具排位l模具排位是根
16、据客户产量、成型机等要求迅速地将模具结构，模具大小等在2D图纸上画出来而形成的图纸。模具排位图是模具设计的大纲模具排位图是模具报价的依据产品结构的变更可以很快的在模具排位图上进行修改产品结构确定后，模具厂可以依次进行模具的前期准备l对结构设计人员来说，如果能够排布出模具排位图对把握模具报价将会很有帮助。模具排位宁波华塑机械制造有限公司宁波华塑机械制造有限公司HS-1250注塑机，成型机参数。注塑机，成型机参数。模具排位，需要考虑的是成型机合模具排位，需要考虑的是成型机合模力，格林柱间距（上图红色线标模力，格林柱间距（上图红色线标识的尺寸），注射量，注射压力，识的尺寸），注射量，注射压力，最大模
17、厚，最小模厚，顶出行程。最大模厚，最小模厚，顶出行程。模具排位l模具排位步骤：1.了解产品信息，分型面是否为台阶的，有没有侧抽芯等。2.分型面的位置确定。考虑分型线痕迹，产品粘模等。3.斜销滑块位置和大小的确定。4.顶针位置的排布，到后来可以大致修改。5.水路的确定，锁模螺丝的确定6.以上确定了即可确定模仁大小7.模仁大小确定后，模座大小就可以确定出来。模具设计l 模具设计，这里推荐一本书模具工程（加H.瑞斯 著 朱元吉等译 化学工业出版社），非常细致的说明了整个模具设计，生产的过程。以下是该书的大纲：第一篇 模具工程l 第一部分 有关模具、注塑机、塑料原料及其制品的基础知识l 第二部分 模具
18、设计的一般指导原则l 第三部分 模具设计者要考虑的特殊问题第二篇 模具性能模具设计l 产品壁厚：产品壁厚尽可能均匀，但不追求绝对均匀。只要壁厚不是急剧变化，一般情况都不会出现成型缺陷。l 拔模：拔模角度的大小是跟产品的表面要求直接相关的。抛光部分，拔模角度可以为0，有花纹要求，就需要依据最小拔模角给出拔模。下表是原公司（手机模）推荐放电花纹和拔模角度对应表。（VDI 德国工程师协会标准）放电花放电花纹纹VDI15VDI18VDI21VDI24VDI27VDI30拔模角度11.522.533.5模具设计l分型面选择原则：1.长筒件分型面尽量放置在产品中，可以减小拔模角度。2.尽量将产品留动模3.
19、保证产品外观质量4.有利于排气5.保证同轴度6.有侧孔时尽量避免侧抽芯7.保证产品精度8.壁厚均匀的薄壁件一般采用阶梯式分型面。模具设计l滑块斜销：滑块斜销同属于侧抽芯机构，滑块很好理解，大部分滑块都是在产品外侧，对产品结构影响不是很大。斜销大部分情况在产品内部运动，对产品结构有很大的影响。l在结构设计过程中，一般都会将斜销拆出来计算行程空间。模具设计l滑块：滑块可分为公模滑块，母模普通滑块，母模隧道式滑块。滑块大部分成型面在公模，且随公模运动的滑块为公模滑块滑块随母模运动的为母模滑块。当产品的侧壁存在侧抽芯孔且外表面不允许有分型线时，滑块分型线只能沿孔的外缘分型，需要在母模仁从侧面挖出一个孔
20、来跑滑块，为隧道式滑块。l母模滑块都必须在公母模分开前开模。模具设计l 斜销A=斜销行程安全距离斜销行程倒扣尺寸*缩水率安全距离安全距离11.5mm安全距离为一般生产必须，若模具加工精度满足要求，斜销运行平稳，此安全距离可以放到0.5mm斜销角度tan(斜销行程/开模行程），圆整为整数。A肋位肋位模具设计模具设计l产品的表面的分类；消费者直接看到的面为一级面，不能有成型缺陷，如:缩痕、烧焦、浮纤等；尽量不要有分型线；若无法避免，则不允许有飞边。消费者偶尔（拆开）能够看到的面为二级面，不能有明显的成型缺陷；允许分型线存在，允许有较小的飞边。消费者看不到的面为三级面，不能有影响功能的成型缺陷。l结
21、构设计人员尽量提供一份详细的表面要求文件。模具设计l模具刻字：NOKIA的一般产品上尺寸允许的情况下都要求刻年月章，材料（PC/ABS），产品图号(810200041)，环保标识，模穴号(T1-1)，版本号(V1.0)。l我们为了追踪产品，是否也需要这些标识？年月章年月章环保标识环保标识模具公差模具公差一般都是比塑料产品公差高一个等级。模具公差一般都是比塑料产品公差高一个等级。模具设计时间l右表是精英模具厂的标准时间，实际需要根据产品复杂情况再评估的。注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式模具加工工艺l塑胶模具常用加
22、工及处理方法:车，镗，铣，磨，钻，锯，仿形加工，CNC，电火花，线切割，热处理，表面处理，抛光等模具加工工艺l车床：加工精度一般0.02mm。加工模具上的导柱，销钉，圆型芯，冲子等。传统车床传统车床车床原理图车床原理图模具加工工艺l镗床：和车床工作原理相同，车床转动的是工件，镗床转动的是刀具。l镗床加工精度：0.02mml加工模具上的导柱导套孔等大型通孔。模具加工工艺l铣床：加工精度一般0.02mml模具上的抓正角，粗加工，倒角等，也可用于小零件的下料。模具加工工艺l磨床：有圆磨床和平面磨床。l一般加工精度在0.010.02mm。l圆磨床加工导柱，销钉，顶针，圆型芯等，也可用于下料。l平面磨床
23、，模板的平面度，模仁的平面度。模具加工工艺l钻床：钻床加工精度，一般都只要求在0.1mm。l主要加工水路，顶针过孔，螺丝过孔，螺丝底孔等。模具加工工艺l锯床：主要用于大零件的下料。模具加工工艺l在产品表面有非常细致的修饰花纹时，需要仿形雕刻等仿形加工。l有些模具会先制作蜡模或木模等简易模具，然后加工成批量模时也有可能用到仿形加工。模具加工工艺lCNC：计算机控制机床（Computer numerical control）。通常说的CNC是数控铣床和数控车床。严格的说电火花机也算是CNC。现在常用的都是加工中心（带刀库和自动换刀装置的数控机床）。模具加工工艺lCNC加工精度：0.005mm。lC
24、NC加工范围：形状复杂的零件的加工，高阶曲面的加工，定位盲孔的加工等。模具加工工艺l 电火花：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM l 电火花加工精度：可控制在0.005mml 主要加工范围：表面花纹，CNC无法加工的立角，异型盲孔等模具加工工艺l 线切割：原理和电火花加工相同。l 线切割一般分慢走丝和快走丝两种机床。慢走丝主要使用铜线加工，铜线加工一次之后既报废不再使用，走丝速度慢，加工速度慢，精度高。快走丝主要是钼丝，是我国自主产品。钼丝的耐蚀性好，可重复利用，走丝速度快，加工速度快，精度低。模具加工
25、工艺l线切割加工精度：慢走丝可达0.002mm。l线切割加工范围：异型零件的下料。异型通孔，锥形通孔，定位要求高的通孔等。模具上的镶块孔一般都要线切割加工。模具加工工艺l热处理：模具中常用的热处理方式有：调质，淬火，回火，表面渗碳，表面渗氮等l表面处理：主要是对应与产品表面的花纹处理l抛光：模具上的抛光主要应用与产品表面要求的抛光位置；深肋位，产品脱模不顺的地方等l此外，模具的处理还有喷砂，喷丸等。模具加工工艺l以模仁为例,加工方法：锯床下料锯床下料铣床抓正角铣床抓正角钻床加工水路，钻床加工水路，螺丝孔，顶针过孔螺丝孔，顶针过孔热处理热处理铣床粗加工铣床粗加工磨床磨平面度磨床磨平面度CNC粗加
26、工粗加工线切割线切割CNC精加工精加工电火花电火花抛光抛光注塑模具基础知识l模具的分类l注塑原理介绍l注塑模具介绍l常见注塑模具类型l模具设计过程l模具加工工艺l模具修改方式模具修改方式l 在以下情况下需要修模正常生产中模具零件的磨损生产异常造成的撞机塑料碎屑压溃模具零件l 在以下情况下需要设计变更模具厂的设计错误或者是加工错误产品的设计变更l 在以下情况下模具需要报废模具主要零件损坏严重，维修费用超出了实际产出模具到了设计生命周期产品不再生产模具修改方式l 主要的修模方式：修补焊，线割入子（镶块），局部放电减铁料，整体减铁料，更换零件。修补焊：零件需要加铁料，用激光补焊，或者是氩弧焊焊接铁料
27、上去。线割入子：通过线切割机，从模仁上割掉一块铁料，重新制作一个镶块装配到模具上。局部放电减铁料：模具上只需要减少铁料就可以满足产品要求的地方。整体减铁料：将模仁，入子，斜销，滑块，顶针等全部加工去除一部分铁料。更换零件：原来就是入子的地方，更换新的入子模具修改方式l主要的修模方式的应用范围：修补焊：补焊机头能够伸进去，或者焊条能够伸进去，不会碰到模具其他地方的地方，修补焊面积不能太大，经常受力的地方建议不用修补焊。线割入子：产品表面允许有分型线，模具上没有水路、气路的地方局部放电减铁料：几乎可以在任何情况下使用。整体减铁料：在产品整体尺寸超差，模具表面花纹有更改时需要整体减铁料，同时模板上需要留有减铁料的间隙，否则模板也同样需要减铁料。注塑模具基础知识
