模具设计复习资料

1、第一章 绪 论一.塑料成型模具的定义是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状的塑料制品的工具。二.模具分类：根据所用原材料不同：热塑、热固；设备的不同：卧式、立式、角式按照成型加工方法的不同：（6种）、注射成型模具、挤出成型模具、压制成型模具、压铸成型模具、吹塑成型模具、热成型模具第二章 塑料成型基础问题：下列场合取用塑料的什么特性？2.1 塑料的基本知识塑料 以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子材料。塑料和树脂的区别树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转化时

2、受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。 塑料的组成塑料 树脂 添加剂2.2 塑料成型的工艺特性收缩性、流动性、相容性、吸湿性、热敏性第3章 塑件的结构工艺尺寸和精度塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下，应尽可能设计得低一些。影响塑件尺寸精度的因素:模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级表面光洁度表面粗糙度选择：塑件的表面粗糙度一般为1.60.2 m ，而模具的表面粗糙度数值要比塑件低12级形状脱模斜度为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有

3、足够的斜度，在模具上称为脱模斜度壁厚塑件壁厚设计原则：壁厚均匀、厚薄适中 壁厚过大：原料浪费，生产周期延长，易产生表面凹陷和内部缩孔。壁厚过小：填充阻力增大，型腔难以充满；加强筋和其它防变形结构加强筋的作用： 在不增加壁厚的情况下提高塑件强度、刚度，避免翘曲变形。 在一定程度上可以改善塑料的充模流动性。支承面通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面圆角在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。圆角的作用：塑件避免应力集中；提高塑件强度；改善熔体流动情况和便于脱模；美化塑件外观；模具型腔在淬火或使用时也不至于应力集中而开裂圆角的确定：内壁圆角半

4、径应为壁厚的一半，外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上，壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径，一般圆角半径不应小于0.5mm孔的设计螺纹设计螺纹种类：1、传动螺纹：保证传动比的稳定性；2、紧固螺纹：保证可旋性和连接的可靠性；3、紧密螺纹：密封的螺纹结合。1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法 模具成型（瓣合模，螺旋结构，嵌件成型，强制脱模） 机械加工制作 在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的性能特点： 模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。 模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3级3、模塑成型方法采用成型杆或成型环在成型后拧下来瓣合模：成型阳螺纹强

5、制脱模：成型阴螺纹4、设计要点： 为减小螺距积累误差，螺纹配合长度应小于螺纹直径的1.52倍（主要考虑收缩率不均衡问题） 外螺纹直径不小于4mm，内螺纹直径不能小于2mm，螺距不小于0.7mm（相对金属件，塑件螺纹精度低，更小的螺纹只能后加工 ）为防止螺纹的始、末端崩裂或变形，螺纹的始、末端应该设有一台阶孔；螺纹尾部应设有一过渡长度l。嵌件设计嵌入塑料制品内部，有特定用途的零部件。注：生产带嵌件的塑件会降低生产效率（尤其是模塑嵌入），使塑件生产不易实现自动化，因此尽量避免使用作用：提高塑件的机械性能，如汽车方向盘、档位杆头等；起联接作用，如螺纹嵌件；起导电或绝缘作用，如电源插头；省料降价。、嵌

6、入方式：模塑嵌入 后装配、设计原则：防止嵌件在使用中被拔出或转动，应将嵌件在塑件中的部分制成设计成菱形滚花、直纹滚花加沟槽、切口、孔眼、局部扎扁、折弯等形状。嵌件安放在模具内应位置准确、定位牢固，同时能防止料流进入或溢出嵌件高度不宜超过其定位部分的两倍（防止料流冲击使嵌件弯曲）。如果要求嵌入部分较长，可设支柱（塑件上会留下工艺孔），也可在嵌件上受冲击力较强部分开孔。标记、文字、符号塑件的工艺性是塑件对成型加工的适应性塑件工艺性设计包括 :塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。第4章 注射成型模具

7、设计根据所用注射原料的不同，注射成型模具可分为热塑性注射模具和热固性注射模具4.1 概述一、 注射成型模具典型结构、浇注系统：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道。由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。、成型零部件系统：指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等、合模导向系统：动、定模合模对中机构。包括导柱、导向孔。导套等、脱模系统：在开模过程后期，将塑件从模具中脱出的机构。包括顶杆、拉料杆、顶出固定板、顶出板、回程杆等、侧分系统：用于成型塑件表面上侧凸或侧凹的机构。包括斜导柱、导向孔、滑块等。、调温系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，在模具上设置温

8、度调节系统、排气系统：在注射过程中将型腔原有的空气排出的系统。二、注射成型模具分类1、按塑料品种分类：热塑、热固、低发泡、反应型、共注射（型塑料注射模具）2、按模具型腔容量分类：习惯上，分为小型注射模具（型腔容积100cm3以下）、中型注射模具、大型注射模具（型腔容积3000cm3以上,模具质量大于2t，需锁模力约600t以上）。3.按注射件尺寸精度分类：普通注射模具、精密注射模具。4、按型腔数目分类：单型腔、多型腔5、按所用注射机分类：立式、角式、卧式6、按模具结构分类：单分型面注射模具（两板式注射模具）双分型面注射模具（三板式注射模具）带活动镶块注射模具（塑件上有模具外取出的成型零件）含有

9、侧向分型抽芯系统的注射模具含有自动卸螺纹装置的注射模具定模顶出注射模具特种注射模具（无流道注射模具、热流道注射模具）三、注射成型原理注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆的推力，将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程四、注射成型工艺（背压，成型前的准备，工艺特点，工艺过程）注射成型工艺条件温度，料筒温度：在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。喷嘴温度略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。模具

10、温度：温度太低 产生较大内应力，开裂，表面质量下降，成型周期长。温度过高脱模后翘曲变形，影响尺寸精度压力，ABS树脂熔体的注射压力范围在60150MPa。注塑制品的壁厚尺寸较大、浇口规格较大时，注射压力可采用70110MPa；注塑制品的壁厚较小、熔料流程较长或是采用耐热型树脂时，注射压力可用120150MPa。保压压力一般多用6070MPa，目的是为了使制品有较小的内应力。熔体注射速度，通常都采用中低速注射塑化压力：又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MPa，它的作用是克服熔

11、体的流动阻力，保证一定的充模速率。时间成型周期： 完成一次注射模塑过程所需的时间。在整个成型周期中，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量有决定性的影响：注射时间中的充模时间与充模速率成反比，注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降，对剪切速率敏感的塑料尤其如此。冷却时间主要取决于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，一般在30120s之间注射成型特点?成型周期短对成型制件要求不高生产效率高自动化程度高设备价格高生产成本高塑件后处理退火处理：消除残余应力调湿处理：调整塑件的吸湿平衡注射过程4.2

12、注射机的校核一、最大注射量的校核Ø 国产卧式注射机的型号：Ø XSZ 30 Ø 柱塞式注射机Ø X成型Ø S塑料Ø Z注射Ø 30最大注射量30cm3Ø XSZY500Ø 螺杆式注射机Ø X成型Ø S塑料Ø Z注射Ø Y螺杆Ø 500最大注射量500cm3公称注射量的定义：在对空注射条件下，注射机柱塞或螺杆作一次最大注射行程时，注射装置所能推出熔料的最大量。也就是最大注射量，用符号Gmax表示校核条件：Gmin G(塑件料把) Gmax25%Gmax G(

13、塑件料把) 80%Gmax(最好) 实际注射量不适可能引起的后果：实际注射量小于设定注射量：塑件质地疏松，甚至充模不满。实际注射量大于设定注射量：塑件内应力大，制品溢料现象严重。、柱塞式注射机：最大注射能力（gB）：以一次注射PS塑料的最大克数为标准。 加工其它塑料，用下式进行换算。不考虑压缩比（IB）：Gmax gBD/dB (g)gB注射机规定注射量，单位：gdBPS常温下比重（1.06g/cm3）D注射塑料常温下比重，单位：g/cm3考虑压缩比（IB）：Gmax gBDIB/idB (g)IB PS塑料平均压缩比，值为i 注射塑料的压缩比、螺杆式注射机：最大注射能力（gB）：以螺杆在料筒

14、内最大推进容积（M）为标准。加工其它塑料，用下式进行换算。Gmax M×Dg (g)M注射机规定注射容积，单位： cm3Dg在料筒温度和压力下，熔融塑料的比重，单位：g/cm3Gmax M×D×C (g)D注射塑料在常温下的比重，单位：g/cm3C料筒温度和压力下，注射塑料体积膨胀率的校正系数。结晶性塑料：C0.85，例如PE、PP、PA非结晶性塑料：C0.93，例如PS、PMMA二、注射压力校核校核条件：实际注射压力(po)额定注射压力(pmax)pmaxK'po K'安全系数，为常数，值域为1.251.4po生产中所需要的注射压力，由型腔压力p

15、c、浇注系统压力降pr和注射装置中的压力降pe组成，这几个量需分别计算和推测。po大致在70100MPa之间。popi(D/ds)2pi(pmax/p) po生产过程中调用的最大注射压力，MpaD注射油缸活塞直径，mmds注射机螺杆或柱塞直径，mmpmax注射机最大注射压力，Mpap注射机油泵的额定油压，Mpapi注射过程中油压表上的最大值，Mpa注射压力不适可能会造成的后果：实际注射压力过低：充模不满，制品质地疏松，强度不够；实际注射压力过高：制品内应力大，飞边多，脱模困难。三、锁模力的校核注射机必须有一个力去抵消胀模力，也就是说要保证型腔的相对形状稳定，这个力通常称为锁模力锁模力不适可能会

16、引起的后果：锁模力过小：塑件在分型面上产生溢料，即飞边。锁模力过大：过大的锁模力会使模具的分型面受到很大的力，严重时会使分型面变形，甚至压坏某些模板锁模力的校核：F K×A×PF注射机的额定锁模力，单位：KNK安全系数，通常取1.11.2A塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积，单位：cm2P分型面上模腔的计算压力，单位：N/ cm2在数据不足时，p通常取注射压力po的一半，即ppo四、开模行程和顶出装置的校核不同规格的注射机其开模行程是确定的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。、注射机最大开模行程与模厚无关的校核：固定不变的曲肘行程H在行程校核中与模具厚度

17、无关。单分型面开模行程校核：校核条件：H H1 + H2 + (510)mmH注射机动模板的开模行程，单位：mmH1塑件顶出距离，即脱模行程，单位：mmH2塑件与料把总高度，单位：mm(510)mm为使塑件自动脱落所预留的安全间隙。双分型面开模行程校核：校核条件：H H1 + H2 + a + (510)mma定模板和型腔板之间的分离距离，此距离应足以取出浇注系统凝料，单位：mm、注射机最大开模行程与模厚有关的校核：全液压式和机械的角式注射机的合模部件，模具行程可以在一定范围内调节。合模部件的行程H，等于动、定模之间的最大开距减去模具厚度Hm。、具有机动侧分系统的模具：（利用模具运动完成侧向分

18、型）校核条件：HHC，H1 + H2max + (510)cm 、具有机动脱螺纹装置的模具：（利用模具运动脱螺纹）校核条件：H HW，H1 + H2max + (510)cmHWn×h (设脱螺纹动作与分型同时开始)(WWhorl，螺纹)n螺纹环数h螺纹型芯旋转一周所需开模行程五、模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核1、注射机定模安装板上定位孔与模具定模底板上定位圈位置相吻合，以保证主流道中心线与注射机喷嘴中心线一致、模具厚度Hm Hmin Hm HmaxHmin注射机允许的模具最小安装厚度Hmax注射机允许的模具最大安装厚度、模脚固定螺钉孔与注射机模板上螺钉孔相吻合。、模具的长L

19、、宽W与注射机四根拉杆之间的关系，要保证模具能顺利放入注射机安装模板之间。、模具顶出系统与注射机顶出系统相吻合，目前注射机顶出系统有如下几种形式：中心顶杆机械顶出，两侧双顶杆机械顶出，中心液压与其它辅助系统顶出4.3 型腔压力分析p塑料熔体在流道中流动的压力损失 a熔体的表观粘度 L流道长度 Q熔体流量 W流道宽度 h流道深度1、充模阶段：(0t1)定义：指塑料熔体由注射机喷嘴头开始注射到型腔充满为止。在这一阶段，要求熔料的粘度低，浇注系统阻力小，这样充模速度快，料温不会有明显下降，不会在塑件表面形成明显的熔接痕这段时间内，塑料熔体与模具表面接触面冻结的表层并不发生取向，而内层塑料继续流动，由

20、于剪切作用，在靠近冻结层处产生取向，但此阶段料温较高，所以取向程度较小。 2、补料阶段（保压阶段）：(t1t2)定义：充模阶段之后，型腔已经被高压熔体充满，但由于冷却收缩，体积变小，在注射机螺杆或柱塞推动下，少量的塑料熔体通过流道和浇口继续进入型腔，一直到浇口冻结为止，这个阶段称为补料(保压)阶段。保压时间不适可能会引起的后果：保压时间不足：塑件产生缩孔、凹痕、收缩率过大等缺陷；保压时间过长：塑件内部分子链取向程度大，内应力过大，严重时导致应力开裂或翘曲变形。保压时间内，塑件内部会产生取向，在浇口尤其严重。制品取向程度：中心层最小，内层较大，外层最大，表层没有取向。3、倒流阶段：（t2t3）保

21、压阶段结束之后，型腔内部压力大于浇口处的压力，如果此时浇口尚末完全冻结，则将出现熔料从型腔经浇注系统流出的现象，称为倒流影响：倒流严重将导致制品浇口附近有气泡、凹痕。理想情况：保压结束时，浇口立即冻结，没有倒流。此时压力曲线沿t2t4变化4、冷却阶段：（t3t4）4.4 普通浇注系统设计一、概述、浇注系统：定义：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道。组成：通常由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。、影响因素：设备原材料：多为非牛顿型的假塑性流体（，a； p，a ； T，a）塑件的形状及外观质量、设计原则：浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降、流量和温度分布的均衡布置；尽量缩短流程，以降低压力损

22、失，缩短充模时间；浇口位置的选择，应避免湍流、涡流、喷射及蛇形流动，并有利于排气和补缩；避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移；浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑料件分离且切除整修容易、外观无损伤合理安排熔合缝位置，必要时配以冷料井或溢料槽；尽量减少浇注系统的用料量；浇注系统应达到所需精度和表面光洁度，其中浇口须有IT8以上精度。二、主流道设计主流道入口直径d喷嘴孔径0.5mm；原因是保证主流道轴线与喷嘴头轴线一致，使主流道凝料易脱出，有利于料流从喷嘴到主流道的流动主流道入口球面半径 R喷嘴头球面半径12mm原因是有利于料流从注射机喷嘴到模具主流道的流动，同时有利于浇注系统凝料的拔出。

23、主流道入口球面半径高度 H（1/32/5）R有利于注射机喷嘴头与主流道入口球面的接触。主流道呈圆锥形，锥角6，表面光洁度7级以上（表面粗糙度小于Ra0.8m）。主流道锥角不适可能会引起的后果：过大：充模时会流道中空气不易被排出，产生涡流和湍流。同时对于小型塑件来说，过大的锥角会浪费原料。过小：充模时熔体流动阻力过大，容易造成充模不满；同时主流道比表面增大，热量损耗也大。开模时，使浇注系统凝料不易拔出，造成脱模困难。主流道长度L：设计过程要考虑减小充模时压力降和减少物料损耗。一般来说， 中小型塑料件L约为 80mm主流道出口端应该有较大圆角r0.125D原因：防止尖角崩裂，有利于熔体流动主流道大

24、端直径D V流经主流道的熔体体积，K材料常数（PS类K2.5，PE、PP的K4，PA的K5，PC的K1.5，POM的K2.1，CA的K2.25）主流道衬套的设计：主流道要与高温熔料和注射机喷嘴相接触，所以要高硬度且耐磨，常常用T8A或T10A淬火处理之后做成主流道衬套形式主流道衬套里侧端面承受熔体高压，入口端面承受喷嘴的冲撞和挤压，需要有足够的硬度和可靠紧固，通常用T8A或T10A经淬火到HRC5357。小型模具可将主流道衬套和定位环制成一体，大型模具可分开设计注射机定模底板上定位孔与模具定模板上定位环（圈）位置相吻合，以保证主流道中心线与注射机喷嘴中心线一致三、分流道的设计、分流道的尺寸和形

25、状：设计原则：保证充模时阻力小，热损失小，流动效果好，所以选用流动效率高的截面，另外还要考虑脱模容易，模具加工方便。流动效率/比表面积体积/表面积截面积/周长截面尺寸：经验公式： 其中，d圆分流道直径，或各种截面分流道当量直径，mmm流过分流道的物料质量，gL该分流道的长度，mm。分流道（当量）直径不合理可能会造成的的后果：过小：充模阻力大，制品强度不足，过早硬化等；过大：浇注系统凝料增多。表面光洁度：取决于成型塑料种类，一般要求达到Ra1.252.5m。原因：增大外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层具有较高剪切速率、分流道的布局（一模多腔）：平衡式：从主流道末端到各型腔的分流道，其长度、

26、断面形状和尺寸都对应相等。特点：保证各个型腔均匀进料，但分流道总长度较长。非平衡式：特点：制品精度较低（各个型腔进料、补料时间不均），但流程短。远离主流道的型腔最先充满 ？1.分流道的截面比浇口截面大得多，所以浇口阻力比分流道大。2.当料流通过主流道最近浇口时，料流延分流道前进，此时，第一浇口处有冻结趋势。3.下面各浇口情况与此类似，直到整个分流道被充满。这个时候，各个浇口处塑料熔体都有冻结趋势，但离主流道最远处的浇口冻结趋势最小。4.所以料流首先在此处突破，进入型腔，然后再逐渐充满其它型腔。所以，采用非平衡布局式的注射成型模具分流道，远离主流道的型腔最先充满四、冷料井的设计、冷料井的作用：贮

27、存冷料前锋 兼作拉料杆、表面光洁度：比较粗糙，为了增大摩擦力，以拉住凝料、形式：Z型头拉料杆：特点：拉料杆装配在顶出底板上，随顶出机构一起运动。同类型的还有倒锥形和圆环槽型拉料杆(要求塑件弹性较好，属强制脱模圆形头拉料杆：特点：用于带推板机构的模具中，装配在动模板上，不随顶出机构运动，属强制脱模。无拉料杆：与开模方向成一定角度作一凹坑，坑中的冷料产生所需要的拉力，用以拉出主流道凝料或拉断点浇口。特点：结构简单，设计不易 4.拉料杆的技术要求拉料杆材料：T8A或T10A 热处理：头部HRC5055配合： 拉料杆与推件板：H9/f9（间隙应小于塑料的溢料值） 拉料杆固定部分：H7/m6 表面粗糙度

28、： 配合部分：Ra0.8五、浇口设计1、总体设计原则：由于浇口尺寸小，阻力大，所以加工精度要高（浇口截面积：分流道截面积0.030.09）；另外，浇口位置的选择要有利于流体流动和塑件质量。2、浇口类型：直接浇口：浇口根部直径可达2倍壁厚，甚至更大一些。塑件上正对浇口处应设冷料井，深度为壁厚的一半，以抵消凹陷、缩孔。优点：浇注系统压力损失小，充模快，常用来生产大型厚壁长流程制品和一些高粘度原料。缺点：料把不易去除。侧浇口：重叠式浇口; 尤其适用于粘度较低的物料扇形浇口: 是侧浇口的一种改进型。特点：塑料熔体可在较大范围内注入型腔，所以适用于生产大面积薄壁型塑件；塑件上流痕很小，塑件取向程度也小。

29、平缝式浇口：（薄膜型浇口）由扇形浇口演变而来,特点：充模更为均衡，适合生产大型平板件，缺点是系统凝料增多，且料把不易却去除。点浇口：全称针点式浇口，是典型的限制型浇口。点浇口优点：提高塑料熔体剪切速率，使粘度降低，流动性好，充模容易；摩擦生热，熔体温度升高，粘度下降，充模容易；有效控制补料时间，防止倒流，降低浇口附近内应力；缩短成形周期，提高生产效率；浇口与制品易自动分离，容易实现自动化生产；浇口痕迹小，料把易切除，外观漂亮；在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，提高塑件质量；能自由选择浇口位置。点浇口缺点：必须采用双分型面模具结构；不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体；不适合厚壁塑件成型

30、；要求采用较高的注射压力。潜伏式浇口：（隧道浇口或剪切浇口）优点：具有点浇口的一切优点，而且可把三板式模具改为两板式模具，浇口位置可开设在制品内部隐蔽处，所以广泛应用。缺点：加工费用较高。圆环形浇口：适用于生产圆筒形制品或中间有孔的塑件，分流道呈圆环形布置，断面形状为圆形或矩形，浇口为环形缝。优点：进料均匀，排气容易，制品各向性能均匀；缺点：浇口不易切除，需用冲裁模冲切。轮辐式浇口：是圆环形浇口的改进。优点：浇口去除方便，浇注系统凝料减少，且增加了型芯的稳定性；缺点：制品上可能带有若干条熔合缝，影响塑件的力学性能。爪形浇口：是轮辐式浇口的改进。分流道与浇口不在同一平面上, 适用于内孔较小和管状

31、制品及同心度要求较高的塑件。增加了型芯的稳定性，但塑件上同样有冷接缝。护耳式浇口优点：避免喷射、熔体破裂、内应力过大等现象。一般用于生难于成型的或有光学性能要求的塑件。缺点：浇注系统凝料增加。一般先选定浇口形式，设计成较小的尺寸，然后试模修正。3、塑件上浇口开设部位的选择比较下列塑件在不同位置开设浇口时，会对塑件质量产生什么影响？结论1、浇口的应开设壁厚最大处，便于熔体流动和补缩。结论2、浇口的开设应避免熔体断裂。喷射产生原因：浇口尺寸过小，料流通过浇口时受较高剪切应力，产生喷射和蛇形流动等熔体破裂现象。解决办法：1.大浇口面积；2.采用冲击型浇口。结论3、浇口的开设应尽量避免塑件出现熔接痕结

32、论4、浇口的开设应有利于排气结论5、考虑高分子取向对塑料件性能的影响。结论6、浇口应开设在不影响型芯稳定性的部位结论7、尽量缩短流动距离结论8、避免浇口开设在承受载荷的部位结论9、浇口应开设在不影响塑件外观的部位。如何实现分流道人工平衡布局?(试模，估算)4.5 成型零部件系统设计成型零部件系统：指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等。 一、型腔分型面的设计、型腔分型面的形状设计：分型面 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。§ 思考1：下面两图可能采用的分型面有哪几种？比较其优缺点？思考2：下面两图的

33、分型面选择会使塑件在分型后在留在哪一模？对脱模有何影响？1、按a图分型，塑件收缩后包在定模型芯上，分型后会留在定模一侧，这样就必须在定模部分设置推出机构，增加了模具结构的复杂性。2、按b图分型，分型后塑件会留在动模，利用注射机的顶出装置和模具的推出机构很容易的推出塑件。结论2：分型面的选择要考虑有利于留模方式，便于塑件顺利脱模。思考3：下图可能采用的分型面有哪几种？比较其优缺点？1、按a图分型，两部分齿轮分别在动、定模内成型，则因全模精度的影响，将导致塑件的同轴度不能满足要求。2、按b图分型，则能保证两齿轮的同轴度要求结论3：分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量思考4：下图的塑件可采用斜

34、、直两种分型面，请从模具方面考虑比较其优缺点？1、按a图分型，因型芯头部和型腔不对称，型芯和型腔加工很困难。2、按b图采用倾斜分型面，则加工容易。结论4：分型面的选择应有利于模具的加工。思考5：下图的塑件采用的两种分型面，请从锁模方面考虑比较其优缺点？1、按a图分型，塑件在合模方向的投影面积较大，锁模的可靠性较差。2、按b图分型，投影面积较小，保证了锁模的可靠性。结论5：分型面的选择应考虑成型面积和锁模力思考6：下图的塑件采用的两种分型面， b图较a图合理，请你从型腔排气角度解释原因。1、按a图分型，排气效果较差。2、按b图分型，对注射过程的排气有利。结论6：分型面的选择应有利于排气根据前面的

35、结论，分析下面几图分型面的合理性：分型面的选择原则1.选在塑件外形最大轮廓处2、有利于脱模3.有利于保证塑件尺寸精度和表面质量4.有利于模具成型零件的加工 5.有利于锁模6.有利于排气 、排气系统的设计：设计原因：充模过程中，若型腔内空气不能及时排出，会影响塑件质量）排气不良的危害增加熔体充模阻力，使充模不满；塑件表面有流动痕和熔合缝，使力学性能下降；滞留气体使塑件产生银纹、气孔、剥层等表面质量缺陷；滞留气体在充模时被压缩产生瞬间高温，使熔体分解变色，甚至碳化烧焦；降低充模速度，延长成型周期）排气系统设计方法利用分型面间隙排气（排气效果与分型面的接触精度有关）； 利用顶杆或成型杆与孔的配合间隙

36、排气（顶杆与孔之间的间隙一般在0.030.05mm，必要时可对顶杆作些结构上的处理）利用球状合金烧结金属块排气（必须在金属块后面开设排气通道，但通道不能太大）在熔合缝位置开设冷料井(贮存冷料前可以贮存少量气体。这样做，有压缩空气存在，会增加熔体内部压力。在分型面上开设专用排气槽（最可靠有效的办法）大型模具可利用零件间隙排气二、成型零件的钢材选用型腔要有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性。表面要有足够的精度和光洁度（以上）、选用要求：机械加工性能良好；抛光性能优良；耐磨性和抗疲劳性能好；具有耐腐性能、注塑模具用钢种：模块和模板供应常用钢号：50或55调质处理。实际生产中常用20和45。Ø

37、预硬钢：常用钢号P20(3Cr2Mo)、SM1(55CrNiMnMoVS)；Ø 镜面钢（属于时效硬化钢）：Ø 常用钢号PMS(10Ni3CuAlVS)、SM2(20CRNi3AlMnMo)Ø 耐腐蚀钢：常用钢号Ø CR(6Cr16Ni4Cu3Nb)三、成型零件的结构设计、凹模：）整体式凹模：由一整块金属加工而成，牢固、不易变形。适用条件：形状简单，容易制造）局部镶嵌式凹模：适用条件：型腔中某一部分易坏，常加工成嵌件，以备经常更换或用高硬度耐磨金属加工。 ）整体嵌入式凹模：凹模被加工成镶块，多型腔模具可保持形状相同。适用条件：一模多腔塑件。 ）大面积镶嵌组

38、合式凹模：便于模具的加工、研磨、抛光、热处理。注意事项：组合面必须仔细磨平，侧壁与底板接合处的锐棱不能损伤，底板应有足够厚度）四壁拼合的组合式凹模：大型和形状复杂的凹模，难于加工，可分块加工，然后组合装到一个模套中。注意事项：侧壁相互之间采用扣锁连接以保证连接的准确性，连接处外侧做成0.30.4mm的间隙，使内侧接缝紧密。、成型杆、型芯和凸模：成型杆、型芯并无严格区分，通常来说，成型杆成型小孔，型芯则稍大一些，凸模则更大些。它们都是用来成型内表面，所以受料流冲击力较大，常用优质钢材制造，然后镶到模具上。四、成型零件工作尺寸的计算注射成型模具零件工作尺寸：是指零件上直接成型塑料件的型腔、型芯和孔

39、的尺寸模具和塑件的尺寸符号-尺寸类型 包容尺寸：孔类 被包容尺寸：轴类 中心距尺寸 单边位置尺寸：凸台、孔、槽等局部结构的中心线至某一型面的尺寸模具和塑件的尺寸符号-偏差 包容尺寸：取单向正偏差 被包容尺寸：取单向负偏差 中心距尺寸：取双向等值偏差 单边位置尺寸：同上模具和塑件的尺寸符号 D、d塑件的包容与被包容尺寸,径向, H、h塑件的包容与被包容尺寸,高度及深度, L、l塑件的中心距与单边位置尺寸, D、d模具的包容与被包容尺寸, H、h模具的包容与被包容尺寸,高度及深度, L、l模具的中心距与单边位置尺寸,、按平均收缩率计算的成型零件尺寸（ ）（）型腔与型芯径向尺寸计算：型腔径向尺寸计算

40、公式的推导：五、模板厚度及侧壁厚度尺寸计算1、按强度条件计算：1）模板侧壁厚度尺寸计算 整体式圆筒形型腔侧壁厚度 -模具强度计算许用应力，MPa，（160或300）r-型腔内半径，mmp-型腔压力，MPa,(3050)2）模板厚度计算整体式圆筒形型腔模板厚度 2、按刚度条件计算：1）模板侧壁厚度尺寸计算 整体式圆筒形型腔侧壁厚度 E-模具钢材弹性模量，MPa，(2.1e5,2.2e5)-模具刚度计算许用变形量，mm(经验或公式)h-型腔深度，mmW-影响模具变形的最大尺寸2）模板厚度计算整体式圆筒形型腔模板厚度 r-型腔内半径，mm已知条件：原料选用ABS，平均收缩率scp=0.55%；设型腔

41、压力为p50MPa。设塑件精度等级为4级（SJ1372-78)；模具制造精度为9级（GB/T 1800-1998)；估计成型零件的磨损对塑件尺寸的影响c 0.02mm。设采用整体式型腔，凹、凸模材料均选用45调质钢，弹性模量E2.1×105MPa，许用应力160MPa。4.6 脱模系统的设计一、开模力与脱模力、开模力：在开模过程中，沿主分型面打开模具的力称为开模力。、脱模力：脱模力是注塑件从动模边的主型芯上分离时所需施加的外力。它包括型芯包紧力、真空吸力，粘附力和脱模系统本身的运动阻力二、脱模系统的设计要求 、脱模系统的组成：、设计要求：尽可能使塑料件留在动模一边，使脱模过程易于实现

42、；不损坏塑料件，造成使塑料件质量不合格；塑料件被推出位置应尽量在塑料件内侧，保护塑件外观； 模零件配合间隙合适，无干涉或溢料现象； 脱模零件应有足够的强度和刚度；模系统要工作可靠，运动灵活，容易制造，配换方便。三、脱模系统分类、按动力来源分类：手工脱模机动脱模液压脱模气动脱模、按结构分类：简单脱模系统双脱模系统顺序脱模系统二级脱模系统 注系统凝料四、简单脱模系统、推杆：这是目前最简单也是应用最广泛的脱模系统。优点：推杆位置设置有较大选择余地，推杆和与之相配合的孔容易加工到较高精度，且圆柱形推杆已有国家标准，更换方便。缺点：推杆作用的面积小，塑料件表面有凹坑痕迹，设计不当会引起推顶发白或裂纹等现

43、象，推杆与孔长期过度磨损，会造成溢料。） 推杆形式 单节式推杆： 阶式推杆： 入式台阶推杆 形推杆 形推杆） 推杆的安装：通常用凸肩沉压在推出固定板的凹坑和推出板之间。也可用推出板与固定板的平面夹固凸肩，也可用螺钉吊紧推杆。所有推杆，包括回程杆的凸肩高度均对沉坑深度放出余量。推杆的工作段配合常用H7/f7，对于低粘度熔体和直径较大的推杆采用H7/g6（防止塑料熔体的渗漏）。推杆的工作段配合常用H7/f7，对于低粘度熔体和直径较大的推杆采用H7/g6（防止塑料熔体的渗漏）。许推杆的工作端面超出型芯或型腔表面0.1mm一般不允许推杆端面低于型芯或型腔表面。）推杆的布置原则：考虑脱模力的平衡，尽量避

44、免产生附加倾力矩；不要让浇口正对推杆端面，以防过高压力损伤推杆端面；推杆应该设在排气困难的位置；只要不损伤塑料件表观，尽可能地多设推杆，以减轻塑料件的脱模接触力、推管：用于圆筒状塑料件的推出。优点：它提供了均匀脱模力（避免了推杆局部推出时压力过大的情况，有利于保护塑料件的质量）可保证圆筒状塑料件内外表面的同心度（用推管结构的脱模系统可将型腔和型芯都设在要求推管内外表面都能顺利滑动推管在推出位置与型芯有810mm的配合长度，推管壁厚应在1.5mm以上、推板：也称脱模板或推件板。适用条件：当推杆或推管都无法完成安全脱模时，可根据塑料件外形特点，考虑推板。优点：推出力大且均匀，推出后外观几乎不留痕迹

45、。推板不需要回程杆复位；由模具的导柱导向系统导向定位推板与型芯之间要有高精度的间隙、均匀的动配合。、组合、导向和复位：组合：形体复杂的塑料件，可用两种或两种以上的多元件组合脱模系统。导向：对于大尺寸的推出板，为防止脱模过程中出现歪斜倾侧，须附设导向系统，大中型注射模具的此种导柱可兼起支承作用。复位：加粗加长的回程杆，可兼起导向作用。回程杆端面仅允许稍低分型面0.05mm，且一般会将回程杆端面局部淬火。五、定模脱模系统有时因塑料件形状特殊或为了使浇口处于塑料件内侧，有意将塑料件在脱模后留在定模一边。此时，必须利用开模运动牵引定模上的脱模系统来完成脱模过程。定模脱模系统的有效脱模行程较大，牵引行程

46、也较长。 六、简单脱模系统推杆和推板尺寸计算1、简单脱系统推杆尺寸计算：简单估算法计算脱模力：脱模力由两部分组成，Fc克服塑料件对型芯包紧的脱模阻力，NFb 一端封闭壳体需克服的真空吸力，NFb=0.1N/mm2·AbAb 型芯的横断面面积，mm2在脱模力的计算中t/dcp1/20，即= rcp/t10为薄壁塑料件。t为塑料件壁厚；dcp和rcp为型芯的平均直径值和半径（mm）薄壁圆筒塑件的包紧脱模阻力估算式： E塑料材料的拉伸弹性模量，MPas 塑料的平均成型收缩率 塑料材料的泊松比t塑料件壁厚，mmh型芯脱模方向高度，mmKf脱模斜度修正系数脱模斜度修正系数计算：f 塑料件与模具

47、钢表面的静摩擦因数脱模斜度推杆直径d（mm）设计公式： n推杆数目K安全系数，K=2长度系数l 推杆长度，单位mmE推杆材料的弹性模量，Mpa2、简单脱系统推板尺寸计算：首先计算驱动推板运行的推杆尺寸。推件板会由于刚度不足引起挠曲变形，影响塑料件尺寸精度。因此，应按刚度条件计算推板厚度。推板厚度尺寸计算公式为： R推杆轴线到推件板中心距离，单位mm（根据模板尺寸，取其估算的最大值。）E推板钢材弹性模量推板允许变形量，取塑料件高度尺寸公差的1/5CR/r比值有关的计算系数r型芯的半径，mm4.7 合模导向系统设计在注射模具中，指引动、定模之间按一定方向闭合和定位的装置，称为合模导向机构。一、合模

48、导向机构的作用1、定位作用：使型腔在工作过程中保持正确的形状和位置2、导向作用：引导动、定模按正确的位置和方向合模3、承受一定侧压力：高温熔体进入型腔时，对模具壁产生产生单向的侧压力；型腔不对称；模具重心与分型面的几何中心不一致4、支撑定模型腔板或动模推件板：指的是双分型面模具；脱模机构中的导柱也有此作用。二、导柱导向机构的设计1、导柱的设计：带头导柱（除安装部分有凸肩外，其余部分直径相同）有肩导柱（除安装部分有凸肩外，使安装的配合部分直径比外伸的工作部分直径大三、注塑模标准模架4.8 侧向分型抽芯系统设计侧向分型抽芯系统简称为侧抽系统或侧分系统（机构）。用来成型塑料件内外的与开模方向不同的侧

49、凹、侧凸或孔。侧向分型：与开模方向成一定角度的分型。抽芯机构：完成活动型芯抽出和复位的机构。一、 侧抽机构分类：1、按分型和抽芯的动力来源分类：1）手动分型2 ）机动分型3 ）液压分型4 ）气动分型2、按分型和抽芯方式分类：1）外侧分型：指以两个对合滑块来成型塑料件整个侧向外形，也称瓣合模。用于成型塑件外螺纹或线轴类塑料件。 注意外侧成型的塑料件在外形上会留下拼合缝，即分模线，所以要求模具的制造精度要高一些2）外侧抽芯：用于成型塑料件外侧的侧凹、侧凸和孔。3）内侧局部型腔成型：用于成型塑料件内侧的侧凹、侧凸。二、斜导柱驱动侧抽机构：1、组成：斜导柱、侧滑块、导滑槽、定位装置、锁紧楔2、临界抽拔

50、距Sc ：定义：把侧滑块从合模位置移动到与塑料件外形在模板上的投影不相重合的位置所走过的距离。1）实际抽拔距的设计 SSc23mm侧滑块的实际抽拔距S：指从成型位置起始，将滑块移到不妨碍塑料件脱模顶出的位置时滑块所走过的距离2）避免侧滑块与顶杆干涉：与侧型芯的高度、顶杆的顶出距离、回程杆的长度、斜导柱的长度和角度等因素有关。3、外侧分型结构设计：）斜导柱Ø 材料：T8、T10、45渗碳或20渗碳处理之后淬火，硬度达到HRC55以上。Ø 表面光洁度：7以上Ø 安装倾角（12º25º）不合适可能引起的后果。Ø 过大：侧型芯的开模力大，抽拔

51、速度快，但斜导柱受力过大易折断；过小：斜导柱提供的侧向锁模力增大，但容易形成侧型芯的自锁状态，难以开模2） 侧滑块整体式：强度好，但加工不方便，浪费原料。组合式：强度不好，但加工容易，大量采用。材料：T8、T10或45淬火处理，硬度比斜导柱略低（为了保护导柱不受损害）导滑槽（T形槽）滑块在导滑槽中滑动要平稳，不应发生卡滞、跳动等现象。Ø 要求：保证滑块运动平稳，无窜动和卡紧现象。Ø 材料：T8、T10或45淬火处理，硬度比滑块略高。Ø 长度：滑块停留在导滑槽内的长度不小于滑块总长度的2/3。（防止重力倾斜） 4） 定位装置滑块向上：挡块加弹簧加螺钉 滑块向下：挡块滑块向左（向右）：挡块加弹簧加销钉或挡块加弹簧加钢珠 滑块限位装置要灵活可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动。）锁紧楔（压紧楔）Ø 作用：抵消侧压力Ø 要求：有足够的刚性。Ø 楔角稍大于斜导柱倾角23（使在开模时，锁紧楔能先脱离侧滑块）Ø 形式：整体式, 可承受较大侧压力，但切削钢材多；镶嵌式, 结构紧凑、刚性好，但要求模板面积较大；装配式, 加工容易，但易松动，刚性差4.9 模具温度调