塑胶成型与模具设计

1、塑胶成型与模具注射模具定义1.注塑模的慨念 物料受热呈熔融状态,然后,在螺杆或活塞的推动下,经噴嘴和模具的进料系統进入型腔,经充分冷却后,物料于型腔內硬化定型.这个成型过程所需的用来直接成型产品的工具就叫注射模.2.注塑模的基本构成模模 具具 組組 成成A. 母母模模 部分部分B. 动动模模 部分部分C. 頂出頂出 部分部分D. 导导向向 部分部分E. 冷冷却却 部分部分F. 流道流道 部分部分G. 支支撑撑 部分部分 注塑模具的构造成型模具基本结构及类型 模具就外表而言可分为三板模及两板模，从产品成型又分为标准型与滑块型,而就其料道特性可分为冷浇道或热浇道等等. 而模仁的结构就千变万化了，除

2、取决于产品的特性外，还要考虑模具零件加工的精度，稳定性，时效性，寿命及成本等。也要考虑成型生产的效率，品质，以及修模的方便性，维修成本等。总之,模具的设计是比较复杂的。 多模穴和热流道模具是提高成型效率的主要措施.。 导柱 4支导套 4支分模线冷却水道模穴模仁流道定模固定板A板B板支承板模脚动模固定板顶出板顶出底板回位销射出成型机顶出孔顶针二层构成模具（潜进胶，边进胶）浇道成形品分模线顶出板射出成型机顶出孔顶针二层构成模具（直进胶）流道抓料钉限位螺钉定距拉杆支承柱开闭器成形品分模面流道分模面流道流道板三层构成模具（点进胶）热流板流道热流嘴成形品分模线热流道模具 两板模两板模 侧浇口侧浇口,扇形

3、浇口扇形浇口,潜进潜进胶式浇口胶式浇口,不论模穴数多不论模穴数多寡寡,皆可使用皆可使用. 二板模的成品与流二板模的成品与流道道副料副料根根据据浇浇口口形式形式可以可以同同时取出时取出(例如侧进胶例如侧进胶),也可以不同时取出也可以不同时取出(例如例如潜进胶潜进胶).两板模结构图上固定板母模板公模板公模辅助板模脚下固定板顶针板顶针底板导柱导套回位梢弹簧推板导柱推板导套标准侧向型模具结构图(可动侧)标准侧向型模具结构图(固定侧)如图:滑块模: 1.应注意侧向滑块承受射出压力大小的问题. 2.滑块的驱动方式. 3.斜导梢的作用是驱动滑块外滑的位移.与制品是否产生毛头无关. 4.压块与滑块密合的程度直

4、接与毛头的产生有关.一般压块有一体式 与分割式二种,前者加工困难,但强度较佳. 5. 5.设计标准化设计标准化. . 三板模1.一般用在针点浇口,成品及流道副料分别在不同的模面取出. 2. 一般先取出流道副料,再取出成品. 3.因母模板在导柱上滑动,因此须加强导柱的精度及强度热流道模具浇口套定位环支承销芯型熔料辅助衬套塑胶制品匣式加热器热流道板空气间隙A板冷卻水道B板頂出销热流道模具的优缺点 优优点点: 1. 节节约约冷冷料料 回回 收收 费费用用与与 人人 工工 2.节节约切约切 除除 冷冷 料料 的的 修修 整整 工工 序序 3. 缩缩 短短 注注 射射 总总 周周 期期 , 有有 利利

5、於於 快快 速速 注注 射射 成成 型型 工工 艺艺的的发发 展展. 4. 减减 少少压压 力力损损 失失 , 利利 于于 保保 证证 品品 质质 缺缺点点: 1. 结结构构复复杂杂 2. 要要 求求 严严格格的的温温度度控控制制 . 3. 制制 造造 成成 本本 高高 , 不不 适适于于 小小 批批 量量 生生 产产成型零件设计考量点 塑件的任何拐角处应尽量是圆角,尖角在成型过程中都阻碍塑料流动,并产生剪切张力. 孔大肉薄的塑件易变形,应在适当位置加加强筋,塑件的肉厚应尽量均匀,但不易太厚,肉厚太厚会浪费塑料,增加成型周期,易产生缩水，模具上应保留修正的余地 总的说来,塑件设计力求结构合理,

6、易于成型,模具制造方便,外形美观塑件零件设计时应避免倒勾 成型模具零件材料的选择选择材料的标准是：依据所设计零件的功能要求来选择相应性能的材料。模座 一般常用S55C来作MOLDBASS，但常有特殊条件需求时，亦会用较高级之钢材。 如：特别要求公母模板强度与寿命时，会选用P20等。模仁 一般厂内的模具较常用SKD61，若有特殊要求。如： 需高韧性则用VIKING。 需高镜面性则用STAVAX。 需高耐摩耗性则用V4。 需高耐腐蚀性则用RAMAX;S136;2344。 需快速制模只作小量生产则用FDAC,P20一般标准件： 模具中常用到一些业界的标准件其材质若非特别指定，通常为定位环：S45C。

7、 引料接头：SKS3，SKD61。 顶针：SKH51，SKD61。 导柱：SUJ2。 导套：SUJ2。模具设计步骤A. 检检视塑视塑胶胶蓝蓝图图(视视图位正确性与图位正确性与线条线条.文字的擬清文字的擬清);B. C.A.E的投入的投入(分析分析进进胶胶点点.排气位置排气位置.热热应力应力.翘翘曲等流曲等流动动状状态态);C. 规规划模具划模具LAYOUT(CAV数数.进进胶方式胶方式.顶顶出方式出方式.加工性加工性);D.成型成型机台大小机台大小与与周周边边设设备备选选用用; E.模具模具设设计工具的计工具的选选用用(AUTOCAD.PRO/E,UG等等电电脑脑画画图图软软件件);F.缩缩水

8、值的水值的确确认认(不同塑不同塑胶胶有不同的有不同的缩缩水率水率,X.Y.Z轴轴方向方向并并不同不同)G.模座形式模座形式选选用用(三板模三板模,二板模或二板模或热热流道等流道等);H.模具模具LAYOUT摆摆置置确确认认(以以专专案方式研案方式研讨讨,零件零件編編号号并确并确认认标标准准化的化的运运用用);I.分解模分解模具具成成型型零件零件J.标注标注尺寸尺寸K.出出图图再再确确认认流道系统A.由主流道由主流道,分流道分流道,浇浇口及冷料穴組成口及冷料穴組成B.流道設計之好流道設計之好坏坏对成品之精度对成品之精度,外外观观,生生产产周期周期等等均均有有影响影响.浇口 常见的浇口形式有下列九

9、种:1.侧浇口(Side Gate)2.搭接浇口(Over lap Gate)3.直接浇口(Direct Gate)4.针点浇口(Pin Point Gate)5.耳式浇口(Tab Gate)6.扇状浇口(Fan Gate)7.环状浇口(Ring Disc Gate)8.膜状浇口(Film Gate)9.潜进式浇口(Submarine Gate)流道流道设设计计应满足应满足下列四下列四点点要求要求a.低低 流流 动动 阻阻 抗抗 b.成成 型型 周周 期期 短短c.均均 一一 的的 填填 充充 d.后后 处处 理理 容容 易易流道流道状状态的态的选选择择 下下图图所示所示为为各各种种流道之流道

10、之断断面形面形状状,一般以一般以流道截面流道截面积与积与流道周流道周长长比比值值來表示流道之效率來表示流道之效率,由由图图知以知以圆圆形形之效率最高之效率最高,但基但基于于加工性的加工性的考考虑虑,则则以梯形以梯形,半半圆圆形之使用形之使用较较广广.形状圆形 半圆 变形半圆 梯形 正六角形 U形 示意图断面积 外周流动效率比较圆形U形(变形半圆)正六角形梯形半圆成品排列 形状,大小,滑块结构 浇口位置加工方法成品取出方法,取出方向脱模深度 外观面分模线及分模面设计1)投影面积大小比较2)外观面要求3)R位置,R有无4)成型方向5)成品附着,顶出问题6)滑块结构7)靠破面,插破面设计8)加工方法

11、9)接触面大小,压力,硬度,精度(防止毛头产生)10)研磨保养方法流道平衡 指在多模穴模具中由引料指在多模穴模具中由引料接接头头入口至多模穴入口至多模穴 的尾端的尾端所造成的所造成的压压力力损损失均相失均相 同同,压压力力损损失相同才可使各模失相同才可使各模穴同時被穴同時被填填满满,如此可避如此可避免免因因 不同時不同時饱饱模而造成之过模而造成之过饱模之饱模之现现象象,有助有助于于成品品成品品质质之改善之改善. 成成型型模模具的核心技术就是具的核心技术就是如何控制温度场与流动力如何控制温度场与流动力场的平衡场的平衡.产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品产品流道流道导向机构 模具中的导柱

12、,回位梢,推板导柱等主要作用就是导向作用,以便于公.母模合模,顶针顺利顶出及复位冷却系统 模具的有效模具的有效冷冷却却,就是將就是將热热熔融熔融状状态的塑料态的塑料传传给模给模具的具的热热量量,尽尽可能迅速地全部可能迅速地全部导导出出冷冷 却却 方方 法法 A.水冷水冷却却 B.空空气气冷冷却却 C.冷冷冻冻水冷水冷却却 D.油冷油冷却却顶出机构 开开模時能使塑件模時能使塑件从从公公模上模上顺顺利而利而迅速地全部迅速地全部顶顶出出,并完并完全脱离模具全脱离模具 顶顶出方式出方式 A.一段一段顶顶出出 B.二段二段顶顶出出 C.延延迟迟动作动作顶顶出出顶顶出出类类型型 A.顶顶板板顶顶出出 B.

13、顶顶套套顶顶出出 C.顶顶杆杆顶顶出出注塑的相关知识注塑的相关知识成型机：（成型机：（MACHINE） 塑胶零件大量生产的品质稳定性与精密度取决于成型机的每次注射各项成型参数稳定性，再者一些特殊的成型法亦取决于成型机功能(例如INSERT MOLDING与OVERMOLDING)。成型技术：（MOLDING） 有了良好的硬体，也必需有良好的软体来搭配，而成形技术就是我们的软体，有时硬体的不良尚可由优良的软体来解决,比如模温,注射时间,压力,保压时间,注射行程等,如何找到它们最佳组合,是成型的永恒问题。产品设计：（MANUFACTURING） 虽然制造技术的好坏非常重要，但一个产品的源头设计却已

14、主宰了生死大关(例如产品厚薄不均.直角等都会造成结构性的翘曲与缩水).射出成型的原理射出成型的原理 射出成型法范围极广，但就其原理而言是以熔融，流动，固化熔融，流动，固化三个基本过程来变化。射出成型法是塑胶成型法中最具代表性的加工方式，因其最具合理化，且生产性高,是可生产高品质成型品的方法。 成型工艺流程图合合 模模高压锁模高压锁模顶 出（脱模）（塑胶）射出（塑胶）射出熔熔 胶胶保保 压压开开 模模松松 退退冷冷 却却产品成型三个阶段工程工程熔融流 动凝 固螺杆回转螺杆回转射出射出保压保压冷却冷却取出取出主要主要条件条件料管温度料管温度螺杆转速螺杆转速螺杆背压螺杆背压射出速度射出速度射出压力射

15、出压力模具温度模具温度保压压力保压压力保压时间保压时间模具温度模具温度冷却时间冷却时间材料材料特性特性粘度的温度依粘度的温度依存度存度粘度的速度粘度的速度依存度依存度成形收缩成形收缩固化速度固化速度结晶化速度结晶化速度不允许龟裂不允许龟裂模具模具构造构造 排排 气气 浇浇 口口 研研 磨磨表面温度热表面温度热传导率不对传导率不对称之变形防称之变形防止止冷却水管路构造冷却水管路构造脱模角度脱模角度不良不良现象现象强强 度度银银 条条流痕流痕熔合线熔合线光泽度光泽度短短 射射凹凹 陷陷尺尺 寸寸毛毛 边边浇口裂痕浇口裂痕变变 形形脱模不良脱模不良擦擦 伤伤白白 化化（顶白）（顶白）影响成型的五大因素压力压力 储料时的背压 射出时的射压力 冷却时的保压 顶出与开关模时的压力速度速度 储料时的螺杆转速 射出时的射速 顶出与开关模时的速度温度温度 原料的干燥温度 原料的成形温度 模具的使用温度 时间时间 射出的时间 保压时的时间 冷却时的时间 整个cycle的时间行程行程 储料时的计量位置 射出时的压力切换位置 顶出与开关模时的位置 上述五项条件的应用技术深深地影响到成型品的“成本”与“品质”。 注塑材