塑料模具设计 重点总结(高分子材料专业)1
（只包括老师经常提到的重点，并不全面！仅供参考！王晓云）
气辅成形定义：
类型：气辅注塑成形可分为短射和满射两种，短射适用于壁厚的充模阻力不大的塑料，对于壁薄的充模阻力较大的塑料适合用满射。
采用气辅技术的优点：
1.消除厚壁塑件的表面凹陷2.气体保压压力梯度小，保压效果好，可降低制品内应力，同时减小翘曲变形
3.塑件尺寸精度和形变精度高气辅注塑适合制品范围：
1．特厚的棒状制品
2。大型板状有加强筋的制品
3。.1概述
3,。大型壁薄不均的复杂塑料
4.节约原料最高可达50%
5.减少冷却时间，使生产周期缩短
6.采用短射技术是注塑压力降低，同时所需锁模力也大幅
度降低
按注射机结构分类：
(1)立式注射机(2)卧式注射机注射成型模具的组成可分为两大部分：①定模(安装在注射机的定模板上)；
(3)90°角式注射机
②动模(安装在注射机的动模板上)。
注射模结构组成：
(1)成型零件(2)浇注系统(3)导向与定位机构(4)脱模机构(5)侧向分型抽芯机构(6)温度调节系统(7)排气系统注射模分类
1.按塑料品种分类：
①热塑性塑料注塑模具②热固性塑料注塑模具③橡胶注射模具④泡沫塑料注塑模具⑤反应注射模具⑥共注射模具2.按模具型腔容量分类①大型注射模具②小型注射模具
③中型注射模具
3.按注射件尺寸精度分类4.按注塑模具总体结构分类
①单分型面注射模，也称两板式注射模。②双分型面注塑模即三板式注射模③带活动镶件的注塑模具④带横向分型抽芯的注塑模具⑤自动卸螺纹注塑模具⑥定模一侧设顶出装置的注塑模具⑦热流道模具(或无流道模具)
1－动模底板2－螺钉3－顶出板套11－活动板12－定模底板
19＝推销
4－顶出固定板13－定距螺钉
5－垫块6－螺母7－型芯固定板8－推件板9－拉杆10－导14－螺钉15－定位圈16－浇口套17－螺塞18－弹簧
23－型芯
24－推杆
25－底板
26－螺钉20－导套Ⅱ21－型腔板22－导柱
三板式注射模(标注在上)热流道模具(或无流道模具)(标注在下)
型腔数的确定
影响最经济型腔数nw的因素，有技术参数和经济指标两个方而。技术参数－锁模力、最小和最大注射量、塑化能力、模板尺寸和流变参数。主要为注塑机锁模力和最大注射量两个主要参数。技术经济指标－制品尺寸精度和经济效果考虑。
3.3普通浇注系统设计
浇注系统设计原则
①浇注系统与塑料件一起在分型面上，应有压降、流量和温度分布的均衡布置②尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间；③浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇形流动补缩；④避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移，⑤浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑料件分离或切除整修容易，且外观无损伤⑥熔合缝位置须合理安排，必要时配以冷料井或溢料槽；⑦尽量减少浇注系统的用料量；⑧浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有IT8级以上精度。
浇注系统组成：
①主流道指由注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔体首先经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一轴线。②分流道指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔注射模中分流道中为了分配物料，通常由分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。
③浇口指分流道末端苟模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。
④冷料并通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和贮存熔料前锋的冷料。冷料并也经常起拉勾流道凝料的作用。
主流道设计要点：
①为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形．其锥角为2°～4°，对流动性差的塑料，也可取3°～6°，过大会造成流速减但易成涡流。内壁粗糙度为Ra0.63μm。
②主流道大端呈圆角，其半径常取r＝1~3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。
③在保证塑件成型良好的情况下，主流通的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注射成型。
④为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径r2=r1+1~2mm，其小端直径D=d+(0.5~1)mm，凹坑深度常取3~4mm。
⑤由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以使选用优质钢材单独加工和热处理。
冷料井作用：用来储藏注射间隔期间喷嘴前端的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。冷料井有两种，一种是纯为“捕捉”或贮存冷料之用；另一种是还兼有拉或顶出凝料功用。
（1）．冷料井
设置在主流道末端或各分流道转向位置，甚至在塑件型腔末端也设置冷料井。冷料井应设置在熔料流动方向的转折位置，并迎着上游的熔流。其长度通常为挠道直径d的1.5～2倍。（2）拉料杆冷料井
①顶出杆成型的“拉料”冷料井②拉料杆成型的“拉料”冷料井③凹坑拉料冷料井
浇口：是连接分流道和型腔或塑件的桥梁，使塑料熔体进入型腔的阀门，是整个浇注系统的关键部位，也是最薄点。（1）浇口形式
①直接浇口：直接浇口又称为主流道型浇口或中心浇口应用范围：用于加工热敏性及高粘度材料，成型高质量的大型塑件。②侧浇口应用范围：适用于各种塑料，可用于成形像板条之类的大面积塑件。
③重叠式浇口：侧浇口的改进形式，开设在塑料件断面的边缘。优点：避免熔体从浇口射出，产生喷射现象。
适用范围：低粘度塑料④扇形浇口⑤平缝型浇口⑥点浇口⑦潜伏式浇口⑧圆环形浇口⑨轮幅式浇口⑩爪形浇口⑾护耳式浇口
应用范围：应用大面积薄壁塑件
应用范围:有透明度和平直度要求，表面不允许有流痕的片状塑料件。
应用范围：具备点浇口的一切优点，广泛应用于多型腔小零件模具以及成型弹性体材料。应用范围：适合于圆筒形塑件和中间带孔的塑件。应用范围：适合于圆筒形塑件和中间带孔的塑件。适用
应用范围：适用于制造透明度高和要求无内应力的塑件。
②塑料种类及性能；④制品形状及尺寸；
（2）浇口形式的选择①型腔数；③制品外观及性能
⑤制品的形状、位置和尺寸的精度要求；
⑥制品的后加工；⑦减小制品中残余应力；⑧模具的结构，⑨浇口凝料消耗；⑩成型周期的缩短。（5）浇口的位置的选择
1）具有合理的充模流程
①浇注系统和型腔的流程比校核。②各种浇口位置的塑料流
2）具有良好的充模流动状态
①避免喷射和蛇形流动，防止塑料件产生内部缺陷。②有利
动状况。于流动、排气和补缩。3）减小塑件翘曲变形
①对称盒盖类壳体、圆筒形塑件，采用中心直接浇口、圆环形浇口或轮辐式浇口及爪式浇口较为适宜。②对于矩形薄片塑件，采用平缝形浇口为好；对于圆形薄片塑件，采用扇形浇口较有效。
③对于较大圆盘形壳体若采用多点浇口，以塑件重心为中心取等边三角形顶点，设置三个点浇口④对于较大矩形箱体塑件，取对角线位置上的四个点浇口，翘曲变形最小⑤对带有嵌件的塑料件,应注意与塑件的有效包紧粘合.4)防止型芯变形
3.4无流道浇注系统设计
热塑性塑料的无流道凝料注射成型，是对模具的浇注系统采用绝热或加热方法，使其塑料熔体始终保持熔融状态，从而避免产生浇注系统凝料。
热塑性塑料无流道注射成型模具分为绝热流道注射模和热流道注射模。热固性塑料的无流道凝料注射主要是温流道注射模。优点：
①节省流道内的材料及人工剪料把；
②成型周期短，省脱料把时间，冷却时间不受无流道影响,注塑机喷嘴始终在注射位置不动：
③浇注系统不再产生反作用力，减小主机开模行程，有效的利用小型注塑机；
④浇口位置可任意选择，熔体芯流直径远大于流道熔体芯流直径，故无冷料，所以压力降很小，保压持续时间长，在温度控制下可平衡各型腔同时充满。⑤容易实现自动化生产。
合适：PE，PP、PS和ABS。1.无流道系统的种类1）绝热流道模具
缺点：
①模具没计、制造和维护要有较高技术。②在成型生产前需很长的调试时间。③模具成本高，不适合小批量生产。
④不适用某些塑料品种和注塑周期长的塑料件。无流道注塑成型对塑料的要求：
①熔融温度范围宽，粘度变化小，热稳定性好。
②熔体粘度对压力敏感，在低温低压下也能有效控制流动
③物料的热变形温度高，固化快。
④塑料的比热容低，易于熔化和固化。
有困难：PA和PC。不合适：POM和PVC
①井坑式喷嘴
②多型腔绝热流道注射模2）热流道注射模
凹模是成型塑料件外表面的成型零件。
(1)整体式凹模：适合于形状简单的中小型塑料件。(2)整体嵌入式凹模：适用于小型塑料件的多型腔模。(3)组合式凹模(4)镶拼式凹模
①单型腔热流道模具－延伸式喷嘴②多型腔热流道模具
3。.5凹模结构设计
2.凸模和型芯结构设计(1)组合式凸模(2)圆柱型芯结构(3)异形型芯结构(4)镶拼型芯结构
在凹模的结构设计中，采用镶拼结构有如下好处：
①简化凹模型腔加工，将复杂的凹模内形体的加工变成镶件的外形加工。降低了凹模整体的加工难度。
②镶件用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形放小，可用专用磨床研磨复杂形状和曲面。凹模中使用镶件的局部型腔有较高精度，经久的耐磨性并可置换。
③可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型模具更是如此。④有利于排气系统和冷却系统的通道的设计和加工。分型面的形状
3．6合模导向机构设计
导向机构的功用：(1)定位作用。(2)导向作用。(3)承受一定仍压力。(4)支承定模型腔板或动模推件板。
1.导柱导向机构的总体设计
(1)导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。
(2)根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2～4个导柱。(3)出于塑件通常留在动模，所以为了便于脱模导柱通常安装在动模。
(4)为了保证分型面很好地接触，导柱和导套在分型面处应设有承屑槽，一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角。(5)各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。(6)在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件损坏。(7)当动定模板采用合并加工时，导柱装配处的直径应与导套外径相等。(8)导柱与导套的配合形式。
2．锥面定位机构作用
对于薄壁、精密注塑模，大型、深型腔注塑模和生产批量大的注塑模，仅用导杆导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，以满足精密定位和同轴度的要求。3。.7
设计要求
a.尽可能让塑料件留在动模，使脱模机构易于实现；
b.不损坏塑料件，不因脱模而使塑料件质量不合格；
c.塑料件被顶出位置应尽量在塑料件内例，以免损伤塑料件外观；d.脱模零件配合间隙合适，无溢料现象；e.脱模零件应有足够的强度和刚度；
f.脱模机构要工作可靠，运动灵活，制造容易，配换方便。
为实现注塑生产的自动化．不但塑料件要实现自动坠落，还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。优秀的设计还应以简单易行结构达到以上要求。脱模机构分类(1)按动力来源分类①手工脱模②机动朋模③液压脱模④气动脱模
(2)按结构分类①简单脱模机构
②双向脱模机构③顺序脱模机构④二级脱模机构
⑤浇注系统凝料的脱出和自动坠落机构
1、椎杆(顶杆)脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便，顶出效果好等特点。但因顶出面积一般较小，容易引起应力集中而顶坏塑件致使塑件变形．不适于脱模斜度小和顶出阻力大的管形或箱形塑件。在布置推杆时应遵循以下原则：
(1)考虑脱模力的平衡，尽量避免产生附加倾侧力矩。(2)不要让浇口对准推杆端而，过高压力会损伤推杆。
(3)推杆应该设在排气困难的位置。
(4)只要不损伤塑件表观，尽可能地多设顶杆，以减轻塑件的脱模接触应力。2、推管脱模机构
推管又称空心推杆或顶管，特别适用于圆环形、圆筒形等中心带扎的塑件脱模，具有推顶平稳可靠；整个周边推顶塑件，塑件受力均匀，无变形、无推出痕迹：同轴度高等优点。
对于壁厚过薄的塑件(壁厚＜1．5mm)不易采用推管推出，固其加工困难且易变形。/
3、推板也称脱模板或推件板。在分型面处从壳体塑件的周边推出，推出力大且均匀。
适用于对侧壁脱模阻力较大的大筒形塑件、薄壁容器及各类罩壳形塑件。尤其适合透明塑件。
椎板脱模的特点是顶出均匀、力量大，运动平稳，塑件不易变形，表面无顶出痕迹，结构简单，勿需设置复位装置；复位机构
目前常用的复位形式主要有复位杆复位、弹簧复位。
复拉杆又称回程杆或反顶杆。复位杆必须装在与固定推杆同一的固定板上．且各个复拉杆的长度必须一致，复位杆端面常低于模板平面0.02～0.05mm。复位杆一般设2～4根，位置在模具型腔和浇注系统之外。
定模脱模机构的特点，是利用开模运动牵引定模上的脱模机构。因此，有效脱模行程较大，牵引行程也较长。常用牵引机构有链条、拉钧、拉板和齿轮齿条等。双脱模机构
塑料件留在定模和动模可能性都存在；或者塑料件留在定模但取件不方便，需定模上设置脱模元件迫使塑料件滞留在动模一侧，再用动模边的脱模元件使塑料件脱出。浇注系统凝料的脱出标准模架：7块……
3．8侧向分形与抽芯机构
侧向分形与抽芯机构的分类1．手动侧向分型抽芯
生产塑件数量少，可以简化模具结构。
2．机动式侧向分型与抽芯
常用的机构，适用大批量生产。包括弹簧、斜导柱、弯销、斜导槽、楔块、斜滑块、斜槽、齿轮齿条等八种。3．液压或气动侧向分型与抽芯
侧向抽拔队较大时，可以采用此机构.
2.斜导柱侧向分型抽芯机构的结构形式
(1)斜导柱在定模、滑块在动模(2)斜导柱在动模、滑块在定模(3)斜导柱和滑块同在定模(4)斜导柱和滑块同在动模
斜导柱的斜角：1520°
3.9.3冷却系统设计
1.设计准则
(1)要优先考虑冷却管道的位置，而后综合处理脱模机构零件布置和镶块结构。并要首先保证型芯的冷却。
通常对凹模和型芯采用两条回路。(2)要保证实现管道冷却水湍流状态的流速和流量，还要保证足够的水压。
冷却管道总长总在15m以下；弯头数目不要超过15个。
(3)管道直径经湍流计算确定，一般取d=8~25mm。
水管接头孔径应与管道孔径一致。进水和出水接头尽可能在模具一侧，并置于不妨碍注塑操作的方向。(4)冷却管道布置应以均匀为前提。
(5)注塑模的浇注系统，如主流道的末端等处需加强冷却，可利用较冷的进水。
塑料制品局部的厚壁及转角等处，需减小间距h和b。(6)从冷却效果来选取模具材料。
挤出成型机头的分类
1.按机头用处分类：可分为挤管机头、吹膜机头、挤板、挤棒材、电缆包层、单丝、造粒及异型材等。
2.按制品出口方向分类：分为直向机头和横向机头。
直向机头内料流方向与挤出机螺杆轴向一致，如硬管机头。横向机头内料流方向与挤出机螺杆轴向成某一角度，如电缆机头。3.按机头内压力大小分类：分为低压机头(料流压力为4MPa)、中压机头(料流压力为4～10MPa)、高压机头(料流压力在10MPa以上
管材挤出成型机头（三种:直管机头，弯机头，旁侧式）
上图为：挤出成型机头的典型结构
1.口模和芯棒口模和芯棒的定型部分决定制品的横截面形状。
2.多孔板和过滤网多孔板和过滤网能阻止未塑化的塑料及杂质进入机头。多孔板起到支撑过滤作用，同时使螺旋运动的料流变成直线运动，增加阻力，密实制品。
3.分流器和分流器支架
分流器又叫鱼雷头。塑料通过分流器变成薄环状，便于进一步加热和塑化。分流器支架主要起支撑分流器及芯棒。
计算1．浇口的设计
点浇口的圆柱孔长L＝0.5～0.75mm。
直径d常见为0.5~1.8mm。或根据经验公式（前提熔体剪切速率：32Qd3105s-1dnc
2．型腔成形尺寸的计算：由产品的精度，计算模具的精度
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