模具设计流程与基本构造

1、課程名稱: 模具設計流程與基本構造第一页，共一百一十四页。chap1 模具設計流程與基本構造chap2 板模機構chap3 滑塊機構chap4 斜梢機構chap5 流道系統chap6 溫度控制系統chap7 頂出機構chap8 模具鋼材與應用chap9 塑膠材質分析chap10 模具檢討注意事項chap11 成品設計在模具上應注意事項chap12 CAE-MOLD及CAV-RE對於模具開發的應用附錄課 程 大 綱 介 紹第二页，共一百一十四页。 1-1 模具設計流程 1-2基本模具 1-3兩板模三板模與熱澆道模具 1-3-1 兩板模 1-3-2 三板模 1-3-3 熱澆道模具 1-3-4 熱澆

2、道模具的優缺點 1-3-5 熱澆道模具的經濟性 1-3-6 絕緣熱澆道模具Chap.1模具設計流程與基本構造第三页，共一百一十四页。2-1 模仁:母模仁，公模仁2-2 模板輔助機構:定位塊，補強柱，排氣3-1 滑塊組:角銷，束塊，滑塊3-2滑塊補強機:壓板，耐磨板4-1 斜梢型式:直接式，二段式，斜銷拆模4-2 斜梢4-3 強制回位Chap 2 板 模 機 構Chap3 滑 塊 機 構Chap4 斜 梢 機 構第四页，共一百一十四页。 5-1 前言 5-2 澆道 5-3 冷料井(COLD SLAG WELL) 5-4 流道(RUNNER) 5-5 澆口 5-6 澆口平衡與模穴配置 5-6-1

3、澆口平衡 5-6-2 模穴配置 6-1 前言 6-2 溫度控制的必要性 6-3 冷卻水管之分部 6-4 冷卻迴路的構造與實例 Chap 5 流 道 系 統Chap 6 溫度控制系統第五页，共一百一十四页。 7-1 頂出銷種類 7-2輔助頂出機構:頂出導桿，KO孔數 7-3頂出銷設置位置與其大小 7-3-1頂出銷設置地方 7-3-2頂出銷大小 8-1 模具材料的種類和用途 8-2 模具材料選定基準的主要條件 8-2-1 耐摩耗性(HPM31.HAP) 8-2-2 鏡面研磨性(YAG,HPM38,MPM17,HPM50) 8-2-3 切削加工性(快削性硬化鋼HPM1,HPM2) 8-2-4 耐蝕用

4、模材PSL ,HPM38 8-2-5 其他精密塑膠模材HPM50,YHD50.ZX10 Chap 8 模具鋼材與應用Chap 7 頂 出 機 構第六页，共一百一十四页。 10-1 模具開發查核表 10-2 針孔與成品及水孔的孔置 10-3 鎖模力與射出容量的關係(參考值) 10-4 咬花號碼 11-1 分模面(Parting Line) 11-2 拔模斜度(draft) 11-3 肉厚 11-4 結構加強與變形防止 11-5 斜銷行程有無阻礙 11-6 Clear Pc 技術整理Chap 9 塑膠材質分析表Chap10 模具檢討注意事項Chap 11 成品設計在模具上應注意事項第七页，共一百一

5、十四页。 Chap.12CAE-Mold及CAV-RE 對於模具開發的應用 12-1 模具開發製作流程 12-2實作案例 12-3 製作流程 12-4 3D外觀比對 12-5 2D機構量測 12-5-1 A-A B-B 剖視圖 12-5-2 定位量測(A-A 剖視圖) 12-5-3 拔模斜度量測( B-B剖視圖) 12-6 2D 輪廓比對 12-6-1 掃描點資料與 2D CAD 圖檔之整理、重合 12-6-2 輪廓比對誤差值 12-7 從簡化的熔融指數到精確的流變參數 一、簡介:熔融指數(Melt Index) 二、塑料黏度特徵曲線預測塑料流變參數 三、由塑料黏度特徵曲線預測塑料變參數 四、

6、結論 五、參考資料第八页，共一百一十四页。 附 錄A.模具用語一覽表(一) 模具用語一覽表(二)B.Benq塑膠模具開發表單C.開模檢討報告書D.試模報告書E.廠商模具開發評鑑報告F.參考資料第九页，共一百一十四页。功明工業股份有限公司在職訓練教育成型製品之設計各項要求一量產月產能、總產能需求、塑膠材料、鋼料配合、進膠配合 、精度要求、外觀要求側澆口二 板熱澆道三 板SA 型DA 型SC 型SD 型DB型DC型DD 型EA 型EB型EC 型ED型SB型模具型式星型配置對稱配置直線配置模穴之配置澆口的型式潛水澆口熱澆道豎澆口PS*澆口型動有扇型、圓盤、柄型、牛角型、針點、多穴可調澆口等。熱澆道之

7、種類單 點有熱流板閥澆口(進成品)多穴針點直豎澆口針點大點小點多穴單穴多穴小點大點溫度控制方式水 溫油 溫冷卻棒電熱管常溫水冷凍水空氣頂出方式頂出套筒射梢脫中板/環空氣滑塊處理兩段頂出螺紋處理強制頂出PS*射梢種類有方梢、圓梢、扁梢、斜梢。排氣方式分模面模芯透氣栓透氣入子射梢模具處理熱處理深冷電鍍染黑鍍鈦鍍鉻PS*熱處理種類有氧化、高周波。倒勾脫模方式射梢滑塊齒輪油壓缸強制脫模模 具 設 計 流 程 基 本 構 造 1-1第十页，共一百一十四页。規格SA SBSCSD稱 呼 尺 寸A尺寸2025303540506070B尺寸2025303540506070B尺寸506070A.B板尺寸若為三位

8、數時，僅寫前二位既可。 上、下夾板及導梢之式樣S標準型類，導梢組立在公模上Y標準型類，導梢組立在母模上M D C 1518 大 水 口功明工業股份有限公司在職訓練教育1-2 基 本 模 座第十一页，共一百一十四页。小 水 口功明工業股份有限公司在職訓練教育1-2 基 本 模 座第十二页，共一百一十四页。規 格DADBDCDDEA EBECED稱呼尺寸A尺寸2025303540506070B尺寸2025303540506070C尺寸506070A.B板尺寸若為三位數，僅寫前二位既可。 上、下夾板及導梢之式樣S標準型類導梢組立在公模板上Y標準型類導梢組立在母模板上 拉 桿 之 式 樣 IH拉桿在內

9、側有導套裝置IN拉桿在內側無導套裝置DH拉桿在外側有導桿裝置DN拉桿在外側無導桿裝置 拉 桿 之 長 度130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320330340350360MDC1825功明工業股份有限公司在職訓練教育1-2基 本 模 座第十三页，共一百一十四页。 1上固定板(TOP CLAMPING PLATE) 2母模板(CAVITY PLATE) 3公模板(CORE PLATE) 4間隔板，模腳(SPACER BLOCK) 5下固定板，(BOTTOM CLAMPING PLATE) 6母模仁(CAVITY INS

10、ERT) 7公模仁(CORE INSERT ) 8上頂出板(EJECTOR RETAINER PLATE) 9下頂出板(EJECTOR PLATE) 10 導桿(GUIDE PIN) 11導套(GUIDE BUSHING) 12回位銷(RETURN PIN) 13 彈簧(SPRING) 14頂柱(SUPPTORT PILLAR) 15輔助導銷(EJECTOR GUIDE) 16輔助導銷襯套(EJECTOR GUIDE BUSHING) 17停止銷(STOP PIN) 18頂出孔K孔（EJECTOR ROD HOLD) 19零度定位塊（SIDE LOCKS) 20斜度定位塊（TAPERED IN

11、TER LOCKS) 21滑塊（SLIDE) 22耐磨板（WEAR PLT) 23傾斜銷（ANGULAR PIN) 24扁銷（EJECTOR BLADE) 25頂出銷（EJECTOR PIN) 26斜銷（LIFTER) 27頂針套筒（EJECTOR SLEEVE) 28定位環（LOCATING RING) 29套筒銷 30斜梢支撐耐磨板 31打板早回頂出墊塊 32冷卻水路（COOLING)功明工業股份有限公司在職訓練教育兩 板 模第十四页，共一百一十四页。 1上固定板(TOP CLAMPING PLATE) 2脫料板（STRIPPER PLATE) 3母模板（CAVITY PLATE) 4公模

12、板（CORE PLATE) 5間隔板，模腳（SPACER BLOCK) 6下固定板（BOTTOM CLAMPING PLATE) 7開閉器（PARTING LOCK) 8母模仁（CAVITY INSERT) 9公模仁（CORE INSERT) 10上頂出板（EJECTOR RETAINERE PLATE) 11下頂出板（EJECTOR PLATE) 12導桿（GUIDE PIN) 13導套（GUIDE BUSHING) 14限動桿（PUSHEER BOLT) 15限動螺絲（STOP BOLT) 16拉桿（SUPPORT PIN) 17導套（GUIDE BUSHING) 18回位銷（RETURN

13、 PIN) 19彈簧（SPRING) 20頂柱（SUPPTORT PILLAR) 21輔助導銷（EJECTOR GUIDE ) 22輔助導銷襯套（EKECTPR GUIDE BUSHING) 23雙節頂出銷（SHDVLDER LEADER PINS) 24頂出銷（EJECTOR PIN) 25斜度定位塊（TAPERED INTER LOCKS) 26停止銷（STOP PIN) 27頂出孔，K孔（EJECTOR ROD HOLE) 28定位環（LOCATING RING) 29澆道抓銷（RUNNER PULLER PIN) 30澆道襯套（SPRVE BUSHING) 31冷卻水路（COOLING

14、) 32 33 34功明工業股份有限公司在職訓練教育三 板 模第十五页，共一百一十四页。 1上固定板（TOP CLAMPING PLATE) 2 間隔板（SPACER BLOCK) 3 母模板（CAVITY PLATE) 4 公模板（CORE PLATE) 5間隔板，模腳（SPACER BLOCK) 6下固定板（BOTTOM CLAMPING PLATE) 7流道板（HOT MANIFOLD) 8母模仁（CAVITY INSERT) 9公模仁（CORE INSERT) 10上頂出板(EJECTOR RETAINER PLATE) 11下頂出板(EJECTOR PLATE) 12導桿(GUIDE

15、 PIN) 13導套(GUIDE BUSHING) 14滑塊(SLIDE) 15滑塊銷心(CORE PIN) 16回位銷(RETURN PIN) 17彈簧(SPRING) 18頂柱(SUPPTORT PILLAR) 19輔助導銷(EJECTOR GUIDE) 20輔肋導銷襯套(ECECTOR GUIDE BUSHING) 21雙節頂出銷 (SHOULDER LEADER PINS) 22頂出銷(EJECTOR PIN) 23停止銷(STOP PIN) 24頂出銷,K孔(EJECTOR ROD HOLE) 25斜銷(LIFTER) 26頂針套筒(EJECTOR SLEEVE ) 27套筒銷 28

16、斜銷滑桿 29斜銷底部滑座 30熱澆道(HOT RUNNER) 31熱排氣溝 32隔熱板 33定位環(LOCATING RING) 34冷卻水路(COOLING)功明工業股份有限公司在職訓練教育熱 澆 道第十六页，共一百一十四页。二片構造式模具三片構造式模具熱流道模具功明工業股份有限公司在職訓練教育模 具 構 造 分 類第十七页，共一百一十四页。功明工業股份有限公司在職訓練教育三片式模具(針孔形澆口)之動作第十八页，共一百一十四页。1、優點: (1)注澆道、澆道之損失，尤其是對於無法再粉碎使用之成形品，其效果更大(尤其是強化塑 膠場合， 其效果大)。 (2)沒有因再粉碎樹脂之滲入而使原料不齊、

17、或混入異物。 (3)沒有再粉碎以及買賣討價還價等之調合、調整費用。 (4)沒有澆道部份之形成，所以節省其成形能量。 (5)成形循環變短，其理由如下: (a)因無澆道，因此可縮短可塑化時間及射出時間。 (b)因不必考慮澆道之固化時間，所以成形品之固化及冷卻時間短。避厚薄之成形品場合， 大成形品而澆道特別粗場合，其效果大。 (c )三層板模具而使用針點澆口時，沒有澆道下落確認時間及取出機之取出時間損失。 (d)無澆道之壓力損失。 (e)比冷澆道方式，可降低模溫。功明工業股份有限公司在職訓練教育熱 澆 道 模 具 的 優 缺 點第十九页，共一百一十四页。功明工業股份有限公司在職訓練教育 熱 澆 道

18、模 具 的 優 缺 點11、缺點: (1)歧管中會滯留熔融樹脂，有分解、劣化、變質等危險。 (2)澆口設計，沒有冷澆道方式那樣的自由度。 (3)開放式澆口場合，為防止澆口有剩留物及有拉絲現象發生，對於成形條件有某種限制， 如此成形條件就沒有冷澆方式那樣的自由度。 (4)模具價格會高起來。如何將上述無澆道之好處換算成金額，如何將模具價格上昇份量， 以多少數量之成形品本端償還問題，有必要在製造模具前充分檢討。 (5)熱澆道場合，更換顏色或更換樹脂需要時間，所以有更換顏色或樹脂時，需加以考慮 (檢討絕緣澆道)。 (6)成形完成時間比冷澆道方式長，因此不適合於模具需時常更換者。第二十页，共一百一十四页

19、。項 目冷 澆 道熱 澆 道備 註模腔取數成形品重量成形循環澆道回收損失成形機運轉單價模具價格原料價格nm ( g ) s1 ( sec )r ( % )D ( 日 幣 )a1 ( 日 幣 )b (日幣/kg)nm ( g )s2 ( sec )無D ( 日 幣 )a2 ( 日 幣 )b (日幣/kg)當為同樣當為同樣每1個當為同樣當為同樣澆口損失(每一個)=mr100b100 x冷澆道場合之成形費用P n x3600S1=PS1n x 3600熱澆道之好處=(1)+(2)-(3)=mrbx10-5+P(S1-S2)3600n熱澆道可能採算之最低數量N=(a2-a1)/ mrb x10-5+P

20、(S1-S2)3600n 熱澆道場合之成形費用=P n x 3600S1=PS2nx3600功明工業股份有限公司在職訓練教育熱 澆 道 模 具 的 經 濟 性第二十一页，共一百一十四页。例，n=4,m=15g,r=3%,p=2500(日幣),b=200(日幣)，s1=15sec,s2=10sec, a1=3,000,000 (日幣)，a2=3,800,000(日幣)時，熱澆道之好處15x3x200 x10-5+2500(15-10)3600 x4=0.09+0.86=0.95(日幣)模具之回收=3,800,000-3,000,000N=8,00,000N 熱澆道可能回收之最低數量N=800,0

21、00= 842,000(個)0.95仍將上述例子之生產數與熱澆道好處作成圖形表示的。功明工業股份有限公司在職訓練教育生產性與總成本之關係熱 澆 道 模 具 的 經 濟 性第二十二页，共一百一十四页。1、優點:(1)構造簡單，模具價格比熱澆道便宜。與三層板構造的針點澆口方式之模具相比，價格卻 稍高。(2)澆道部份之樹脂可簡單取出，所以使用需作樹脂更換，顏色更換者。2、缺點:(1)受限於適用樹脂，需有熱安定性之樹脂及固化速度慢之樹脂，所以很適合於PE及PP。 AS(苯乙 稀Aeryl Styrene)也有可能，但因固化速度快，所以比PE、PP困難。(2)中止成形時，澆道部份會固化，所以必須拆卸固定

22、模取出固化之澆道部份。3、設計應注意事項: 分佈器之澆道徑為16mm以上至25mm程度，成形循環長者，需將澆道徑加粗，成形品之澆口部份，也有不加熱者，如圖使用魚雷管者較安全，現在差不多採用這種設計較多，魚雷管及澆口部份之設計，完全與熱澆道場合一樣。 其次需加以考慮設計者為如何在成形中止，再開始時，如何將固化澆道在短時間內取出。 分配器部份在模具上分成2部份，藉鎖模力而模具不分開。射出時模腔內平均壓力會降低到射出壓力之1/21/3，但在分配器可考慮其仍接受全部之射出壓力。如果分佈器之投影面積為Acm2, 射出壓力為p(kg/cm2), 成形機之鎖模力為P(kg)時，必須滿足A=60mm。 (2)

23、鑲入型，適用較小成品如圖(2-1，1),之模仁需高於母模板0.2mm。 (3)為模穴深度，C+D=模仁深度，D.=C。圖2-1圖2-1.1功明工業股份有限公司在職訓練教育第二十四页，共一百一十四页。板 模 機 構 22.公模仁:一般必為鑲入型，適用於各種產品，如圖(2-1.2)A為入模穴深度A+B=公模板高度 大型模具:BA*1.5如 Pancel 一般模具:BA 如lens等圖2-1.2功明工業股份有限公司在職訓練教育第二十五页，共一百一十四页。2-2 模 板 輔 助 機 構1.定位塊:減少模具合模時所產生之誤差，讓錯模及模仁摩擦降至最低 (1)規格型:為標準化之產品，其配合斜度為10度 (

24、2)自然型:如圖之公模板必為PDS-3級以上之鋼材，其配合斜度視情況發揮使用下列情況 者必使用: ( A )模穴配置偏心。 ( B )多處插破。 ( C ) 不對稱性滑塊。2.補強助:幫助公模不因射壓而產生變形，其外徑越大及數量越多，模具壽命越長使於中大 型模具如PANEL&DOOR模具，及模穴配置偏心。功明工業股份有限公司在職訓練教育圖2-2第二十六页，共一百一十四页。排 氣 孔 的 設 置 排 氣 孔 的 設 置(1)不產生毛邊的排氣孔深度成形材料排氣孔深度(mm)PE PPPSSB ABSSANPPOPOMPMMAPAPPSPCPBT0.020.010.020.020.030.030.0

25、30.030.010.030.030.0050.0150.010.030.010.030.0050.015(A)流道的排氣孔(B)杯蓋類的排氣孔深肋的排氣孔(D)頂出梢的排氣孔(E)凸殼處的排氣孔(F)梢類的配合間隙當排氣孔3.排氣:排氣乃為將殘留於模具腔內之空氣及由成型材料發生之揮發物等排出而設置者。功明工業股份有限公司在職訓練教育第二十七页，共一百一十四页。Chap 3 滑 塊 機 構滑塊機構:滑塊機構一般用於成品無法直接脫模時。3-1滑塊組: 1.角 銷:其目的為將滑塊向前推，且讓滑塊不受射出壓力而退後。 2.滑 塊:一般都為成品無法直接脫模部份，角度B=A+23公模若有滑塊槽必不能開口

26、， 避免降低公模板壽命。 3.定位塊:其目的為將滑塊向前推，且讓滑塊不受射出壓力而退後。圖3-1功明工業股份有限公司在職訓練教育(1)鑲入型:若使用於受力面積小時其定位塊 可不必與公模板靠破受力面積大一 定得與公模板靠破如圖(3-1)(2)自然型:用於受力面積大之滑塊組圖 (3-1,1),如PANEL跑整面滑塊。 圖3-1.1第二十八页，共一百一十四页。3-2 滑 塊 補 強 機 構 因滑塊是動件，且受力所以在滑動的過程會產生摩擦力，故加裝壓板和耐磨板，來增加模具壽命，尤其PANEL上有大滑塊時為必要之機構如圖(3-2):壓板及耐磨板。滑塊補強機構圖3-2功明工業股份有限公司在職訓練教育第二十

27、九页，共一百一十四页。斜 梢 與 束 塊D.滑塊厚度過厚束塊須插入公模螺絲由上面固定，如圖示C.束塊兼斜角梢採嵌入方式螺絲由正面固定如圖示 B.束塊採嵌入方式螺絲由正面固定如圖示 A.(束塊留自然)滑塊背部與母模板相靠處，母模板留自然斜面，如圖示 功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十页，共一百一十四页。斜 銷 機 構 斜銷機構使用時機，是成品無法直接脫模且滑塊無法使用時。4-1斜銷型式: 1.直接式: (1)角度A介於315之間，A越大其斜銷磨損越大。 (2)加裝襯套，幫助頂出時之穩定性必須於公模板下，若不加裝襯套其公模也必 須和公模仁組合一起線割。 (3)回位銷下裝彈簧輔助斜銷回定位如圖4

28、-1圖4-1功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十一页，共一百一十四页。斜 銷 機 構 22.二段式: (1)拉桿必須埋入公模裡，避免頂出時拉桿受剪力斷裂如圖4-1.1。 (2)注意頂出高度，必要時需做限高柱。 (3)拉桿頭應如圖4-1.2只削兩道槽，以增強頭部之強度。圖4-1.1圖4-1.2功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十二页，共一百一十四页。斜 銷 機 構 33.斜銷拆模:應將卡勾肉全部在斜銷上，如圖4-1.3角度A-3 5角度B-0. 5 1。圖4-1.3功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十三页，共一百一十四页。4-2 斜 銷:4-2斜銷:1.斜銷材質=DH2F，斜度3 9特殊可

29、以10(大面積斜銷)表面氮化處理，結構如圖所示。2.公模板與承板:斜銷經過處採取鑽圓孔方式除非特殊才採取鑽斜孔或線割。3.斜銷耐模板:公模板式承板斜銷經過處需有耐板，厚度=15mm，材質=P5(2311)表面氮化處理。4.斜銷座:斜銷不可直接與下頂出板，材質=DH2F表面氮化處理功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十四页，共一百一十四页。傾 斜 式 滑 動 模 芯功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十五页，共一百一十四页。4-3 強 制 回 位1.在下列情況下必使用: (1)斜銷上有靠破或插破。 (2)滑塊與頂出銷有干涉。2.目前使用強制回位機構方式有下列: (1)頂出板鎖上成形機之頂出桿，由

30、成形機拉回。 (2)加裝外購強制回位機構。功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十六页，共一百一十四页。流 道 系 統5-1前言 流道系統的功用，是在導引從成形機的噴嘴所射出的熔融材料，進入成形空間(模穴)中成形，流道系統由下示部份構成: (噴嘴) 澆道 流道 澆口 (成形空間) 排氣孔 冷料井 冷料井(附註)*經過適當排氣能防止“出料不全”以及 防止在工件上產生燒蝕的小點，並能 形成完美的熔接。 *此系統的設計是否適當，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形週期。功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十七页，共一百一十四页。流 道 系 統5-2澆道 成型機能量與澆道口直徑之關係成形機能量OZ

31、澆道口直徑mm 2以下 3 38 4 12以上 5 使 用 例 摘 要 使 用 例 摘 要噴嘴端面r與澆道襯套前端R之關係:r R一般情形R=r 1+(00.1)澆道襯套前端D與噴嘴端面d 之關係:d D一般情形:D=d+(0.51.0)功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十八页，共一百一十四页。流 道 系 統 3一般所使用的豎澆口尺寸例小 形(約80g以下)中 形(約349g 以下)大 形 d D d D d D聚苯乙烯聚乙烯ABC 樹脂聚碳酸 2.5 2.5 2.5 3 4 4 5 5 3 3 3 3 6 6 7 8 3 3 4 5 8 7 8 10成形重量豎澆口直徑材料成形重量:1個射出

32、數的射出重量(g)d.D豎澆入口及未端直徑(mm)5-3冷料井(COLD SLAG WELL) 射出成型機的噴嘴前端在射出後，仍有少量熔融的材料殘留，此殘留材料在下次的射出成形前可能已經固化，若不設法收集此種已固化的材料，就可能引起流道或澆口的阻塞，即使進入成形空間，也會造成成形品外觀不良。冷料井就是用來收集這些已固化的材料，冷料井通常設在澆道未端與流道末端兩處，一般流道冷料井長為流道直徑之1.5倍。圖(a)與(b)為一般常用形，圖( c ) 適用於軟質塑膠材料功明工業股份有限公司在職訓練教育第三十九页，共一百一十四页。流 道 系 統 4 流道為成形材料從澆道到成形空間的主通路，依材料的流動性

33、、成形品的重量及投影面積來決定形狀及大小。圓形流道體積最大而接觸面積最小，有助於熔融材料的流動和減少其溫度傳到模具中，廣泛應用一般場合，但在加工上，模具必須兩面切削加工，故較費時是其缺點。U形流道因為中在模具單側加工，較省時，所以常被使用，尤其是三板式點狀澆道口之模具，大都使用U形流道。U形流道唯一之缺點為與同一斷面積之圓形流道比較，有較大之接觸面積。標稱尺寸45(7)8(9)1012d457891011單位:mm註:( )內值避免使用 (a)圓形流道標稱尺寸45(7)8(9)1012R233.544.556M467891012單位:mm (b)U形流道標稱尺寸45(7)8(9)1012W46

34、7891012H34.055.56.078單位:mm (C)梯形流道510功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十页，共一百一十四页。流 道 系 統 5 流道的斷面尺寸過大時，一來浪費材料，二來冷卻時間增長，成形週期亦隨之增長，形成成本上之浪費。斷面尺寸過小，則材料的流動阻力不易造成充填不足，或者必須增高射出壓力始能充填，故流道斷面大小應適合成形品之重量或投影面積。流道長度宜短，因為長的流道不但會造成壓力損失，不利於生產性，同時亦浪費材料。但是，材料以低溫成形時，為增高成形空間的壓力來減少成形品收縮下陷時，或欲得肉厚較厚的成形品而延長保壓時間，減短流道長度並非絕對可行。因為流道過短，則成形品的殘

35、留應力增大，且易生毛邊，材料的流動不均，所以流道長度也應適合成形品之重量。 標 稱 尺 寸成形品重量(OZ)43612812以上1012大型 標 稱 尺 寸成形品重量(OZ)610以下750(7.5)20085009800101200 成形品重量模腔取數10g1030g3060g80g12483445645566856881066810-功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十一页，共一百一十四页。各種成形材料的 L/t與射出壓力的關係射出壓力(Kg/cm2)L/t材料樹脂名射出壓力L/t各種成形材料的 L/t與射出壓力的關係1.5006001.2007009009001.00028025014

36、0100280240200300260360200210110硬質PVC硬質PVC硬質PVC軟質PVC軟質PVC聚碳酸酯聚碳酸酯酚 樹 酯1.3009007009007001.3009001.0001701301401001107028020024016018012013090180100各 種 成 形 材 料 的 L/t 與 射 出 壓 力 的 關 係L/T的圖解流動比=L1+L2+L3 t1 t2流動比=L1+L2+L3+L4+Lt1t2t3t功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十二页，共一百一十四页。澆 口 形 狀 及 使 用 要 點澆 口 形 狀適 用 材 料優 點缺 點(1)直接澆口

37、(DIRECT GATE)硬質PVCPEPPPCPSPAPOMASABSPPMA1.節省流道加工2.壓力損失少3.可成型大或深度較深之成品1.澆口殘留痕跡影響外觀 及增加後加工2.平而淺的成品易產生翹曲，扭曲3.澆口附進殘留應力4.一次只可成形一個成品， 除非使用多噴嘴成形機(2)側狀澆口(SIDE GATE)硬質PVCPEPPPCPSPAPOMASABSPPMA1.澆口與成形品分離容易2.可防止塑膠逆流3.澆口部產生磨擦熱，可再次提 昇塑膠溫度，促進充填1.壓力損失大2.流動性不佳的塑膠容易造 成充填不足或半途固化3.平板狀或面積大的成形品， 由於膠口狹小易造成氣泡 或流痕的不良現象(3)重

38、疊澆口(OVER LAP GATE)硬質PVCPOMASABSPPMA1.可防止成形品產生流痕2.具側狀澆口之各項優點1.壓力損失大2.澆口切離稍因難(4)凸片澆口(TAB GATE)硬質PVCPOM AS ABSPPMA1.澆口附近的收縮下陷可消除2.可排除過剩充填所致的應變， 以流痕的發生3.可緩和澆口附近的應力集中4.澆口部產生磨擦熱可再次提昇塑膠溫度1.壓力損失大2.澆口切離稍困難(5)膜狀澆口(FILM GATE)與扇形澆口(FAN GATE)平板狀或面積較大之成品使用此種澆口PPPOM ABS 等較多使用此種澆口1.可均勻充填防止成品變形2.可得良好外觀之成形品，幾無不良現象發生1

39、.澆口切離稍困難功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十三页，共一百一十四页。澆 口 形 狀 適 用 材 料優 點缺 點(6)環形澆口POMABS 圓筒狀之成形品常使用此種澆品1.可防止流痕發生1.澆口切離稍困難(7)盤型澆口(DISK GATE)用於成形品中央有較注道直徑大的貫穿孔的場合PSPAASABS1.可防止流痕發生2.節省流道加工3.具直接澆口之功用，壓力損失少1.澆口切離稍困難2.一次只能成形一個 成品3.成形品之孔中心必 須與注道對應(8)點狀澆口(POINT GATE)PEPPPCPSPAPOMASABS1.澆口痕跡不煩顯著，可不必後加工2.澆口位置可自由選擇3.澆口可從數點注入

40、，應力及應便變較少4.適合多數成形品之成形5.具限制澆口之優點1.壓力損失大(9)潛形澆口(SUBMARINE GATE)PSPAPOMABS1.澆口自動切斷，免除後加工2.成形品的外側或內側可自由設定澆口位置1.壓力損失大功明工業股份有限公司在職訓練教育澆 口 形 狀 及 使 用 要 點第四十四页，共一百一十四页。5-6-1 澆 口 平 衡 與 模 穴 配 置5-6-1澆口平衡與模穴配置: 熔融的材料到達二個以上的澆口時間各不相同，到達第一澆口的材料已經開始充填成形空間，而其他的澆口可能材料尚未到達，因此成形壓力不高。在最後的成形空間接近充填完成之瞬間，則成形壓力會驟然上昇，此時，通過第一澆

41、口的材料因冷卻而進行固化，此固化之材料會被壓入或引起充填不足的現象，這在一次成形多個成形品的場合會形成流痕或收縮下陷或充填不足現象。 若欲使熔融的材料同時完成充填，則遠離注道的澆口要比接近的澆口大些，而且澆口尺寸微小的差異，不只對充填時間大有影響，也影響澆口的封閉時間，致使成形品重量或成形收縮不同，因而尺寸相同的成形空間會得到尺寸不同成形品。因此欲得到同重量同尺寸，品質均勻的成形品，則有於澆口平衡之計算，通常是在一定長度的澆口間調整其寬與深。5-6-2模穴配置 1.多穴模一定必為配置平衡且澆口平衡，如圖。 2.單穴模其模穴配置可能偏心，但其澆口位置應依然在模板中心，如圖。功明工業股份有限公司在

42、職訓練教育第四十五页，共一百一十四页。溫 度 控 制 系 統 在射出成形中，射出於模具內約200C的樹脂固化，從約60 C的模具取出成形品。此溫度差是樹脂傳到模具的熱被冷卻水奪去所致。此時，模具各部溫度不均勻，成形空間各部溫度也不均勻不過，至少在固化的終點，成形空間內樹脂溫度若不均勻，一定發生熱應力，這會造成變形、破裂。 使模具內的樹脂提早固化，取出成形品，可縮短成形週期，提高生產力。在成形的品質，生產性兩方面，都須調整模具溫度，不過，實際上，很難正確把握熔融樹脂充填後對模具傳熱而冷卻固化狀態，有很多複雜因子，不易在理論上究明，只能敘述概念。澆口起的流動距離與熱傳導的關係可考慮下列三要素: (

43、1)熔融樹脂的射出壓力與溫度。成型(3)模具的構造及溫度。第(2)要素的樹脂一定，故考慮(1)(3)兩項目。調整這些溫度而左右充填速度和冷卻速度，冷卻速度及開模時期為重點之一。增快冷卻速度、開模，有助於提高成形效率，但太快的話，成形品可能變形。為了改善成形性，需要最適模具溫度與其分佈，成形時收縮未必均勻，造成殘留應變，經日應變，所以冷卻效果要使固化中的模具溫度均勻。 結晶性樹脂、耐隆、POM、PP等在固化時保持高模具溫度，調節結晶化程度，改良機械性性質。功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十六页，共一百一十四页。模具溫度調節方法的適否，如後所述對於成形性、成形效率、製品品質等皆有很大影響，因此

44、在模具設計開始，就該事先做詳細檢討。 1.與成形性、成形效率的關係 模具溫度愈高則模穴內的材料流動性愈佳，因而填充狀態良好，但相反冷卻時間長，從成形效率(成形循環時間)來看並不好。 冷卻方法不適當，則模穴的各部分無法適當地冷卻，不僅無法使模溫下降，而結果無法縮短循環時間，因此製品的各部分冷卻速度需均一。 2.與製品品質的關係 (1)從製品的光澤等外觀方面來看 一般模具溫度太低的話，製品的光澤不良，而在玻璃纖維強化塑膠的場合，模具溫度高則可以防止製品表面纖維的浮出，而且可得光澤佳的製品，另外除此之外，也可防止流痕及結合線的發生。 (2)成形收縮率方面來看 在相同射出壓力條件下來比較的話，一般模具

45、溫度愈高成形收縮率愈大，同時也會助長製品發生收 縮下陷、翹曲、彎曲變形等。 (3)由製品變形發生的注意點來看 製品的肉厚大，冷卻不完全則表面發生收縮下陷現象。另外雖然肉厚適當，但製品的各部分未能均 一冷卻，則各部分的冷卻速度不同，因此熱收縮的量也不一樣，而使製品發生彎曲、翹曲等變形現象。 因此模具溫度需配合製品肉厚及所使用的塑膠材料，各部分保持適當溫度，使各部分的冷卻速度均一。 (4)從製品的特性方面來看 溶融材料往模穴填充時，模具溫度低的話，很快即固化，因此必需提高射出壓力。這種現象製品肉 厚薄的時候特別顯著。因於此時所加壓力而使製品內部發生應力，待製品冷卻固化後殘留於內部，此 即所謂的殘留

46、應力。模溫愈低，則材料需以較大射出壓力來成形，因此殘留應力大。 種殘留應力是使製發生龜裂、彎曲變形的原因。應力龜裂的現象在聚碳酸酯(PG)與變性PPO等溶融時 粘度高的材料較易發生。功明工業股份有限公司在職訓練教育溫 度 控 制 的 必 要第四十七页，共一百一十四页。冷 卻 水 管 之 分 部 欲提高成形效率，獲得變少的成形品時，模具構造須能對應於成形空間的形狀或肉厚，進行均勻的高效率冷卻。在模具加工冷卻管路時，管路的數目、大小配置極其重要。 另外，為了避免模具的局部的冷卻，有關冷卻孔徑與製品面的距離及孔的間隔等，J,、D.Robinson發生了下圖所示的相對關係。但是有關厚肉部，當然冷卻溝配

47、置會有所變化，而成圖所示的關係。功明工業股份有限公司在職訓練教育第四十八页，共一百一十四页。模仁之徑1 3mm1.僅在模具開時流動空氣2.使用邏輯封2 5mm1.放戶鋼棒2.依吸熱管冷卻3 8mm噴流式4擋片5扭式擋片6雙螺紋方式之冷卻12-5標準品(HASCO)7由中央噴流，通過螺絲而出8空氣閒隙等常有之形內噴流式外側雙渦旋式9 3mm使用鈹銅模仁功明工業股份有限公司在職訓練教育細 模 仁 之 冷 卻第四十九页，共一百一十四页。有關冷卻孔的大小，是以射出成形機的大小(鎖模力)為基準，採用以下的經驗值。 鎖模力100ton止模具 直徑5 8 mm 鎖模力300ton止模具 直徑8 10 mm

48、鎖模力500ton止模具 直徑1012mm 鎖模力500ton以上的模具 直徑1216mm 平均肉厚迄2mm 8 10mm 平均肉厚迄4mm 1012mm 平均肉厚迄6mm 1014mm 這裡要注意的是，再怎麼大的模具也不要使用14mm以上的徑，因為如此不易造成 亂流，而使熱效率降低。6-4 冷卻迴路的構造與實例冷卻機構:適當的冷卻循環機環機構可有效降低成形時間。 (1)冷卻方式如6-4圖，大型模具如Panel之快速接頭，應埋入模板內，以方便未來模具 之保養維修。 (2)冷卻水道直徑 快速接頭為PT1/4:水道直徑於為10mm 快速接頭為PT1/8:水道直徑於為6.0mm圖 6-4功明工業股份

49、有限公司在職訓練教育6-4 冷 卻 迴 的 構 造 與 實 例第五十页，共一百一十四页。冷卻回路實例(一)鑽孔法圓筒成形品外周冷卻方法。沿成形品的外周對接鑽孔，以塞堵住不要部份。冷卻回路實例(二)溝槽法成形品的形狀淺而寬時，在可動側型模板設渦旋式的冷卻溝槽。冷卻回路實例(三)隔板法細小的心型銷或使用套筒頂出之模具，其冷卻管用鑽孔法或構槽法均不易加工，可在心型銷細端，作階段式的冷卻孔，內裝隔板，使冷卻水路分隔。冷卻回路實例(四)套管法圓筒形成形品，對直接澆口附近的冷卻，使用套管作主要之冷卻。成形品外周則並用環狀管路作冷卻。冷卻回路實例(五)間接法細長之心型銷，無法使用套管噴水式冷卻之場合，可使用

50、導熱管(heat pipe)作間接冷卻，效果尤佳。冷 卻 迴 路 實 例 1功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十一页，共一百一十四页。Chap 7 頂 出 機 構讓成品順利離模，方便取出。7-1 頂出銷種類:如下1.徑 銷:大量應用於各種模具2.雙層徑銷:徑梢直徑小於2.0時，即改換雙層徑銷。3.頂出套筒:應用於深長Boss頂出，若心銷直徑小於2.5時，公模則必須做火山口， 火山口製作與否應以成品不縮水為原則。4.扁 銷:應用於深長RIB頂出，且有逃氣作用可幫助成形充填。5.頂 出 塊:應用於成品外型側壁頂出。功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十二页，共一百一十四页。7-2 輔 助 頂 出

51、 機 構頂出導桿使用時機如下:(1)模具配置偏心。(2)頂出銷直徑小於2.0數量多時。(3)斜銷數量眾多。2.KO孔數正常情況下為1孔但有下列情況時最少為2孔，保持頂出平衡 (A) 模具配置偏心。 (B) 斜銷數量眾多。 (C) 模具尺寸大時如Panel模具。功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十三页，共一百一十四页。7-3 頂 出 銷 設 置 位 置 與 其 大 小 成形作業時之脫模(成形品頂出)，為左右成形品品質，成形作業能率之要素之一依成形材料之不同，澆口方式不同等而種種方法，其代表式方法有圓銷、角銷、套筒銷，及脫料板等。使用任一方法，並不能完全確保成形品品質。因此有必要設計問題少，且萬

52、一有故障，容易修理之方法。7-3-1頂出銷設置地方 設計時應先確認殘留頂出銷痕跡是否會影響大局。組合後，會出現於表面的地方或作測定、組合基準的地方，這些地方大部份會影響成形品機能而不能設置較多。其他可設置的地方，有深加強筋或突面，或為維持精度而無法設置脫模斜度的地方，可考慮其為脫模阻力大的地方。 又在易於存積氣體之深處，需設置兼有排氣效果的頂出銷。7-3-2頂出銷大小頂出銷因下理由，應盡量取外徑大之銷，使其相當於單位面積之脫模力及壓力變小。 1.防止因射出壓力而彎曲。 2.防止因脫模阻力而彎曲、破損。 3.防止白化。功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十四页，共一百一十四页。模 具 鋼 材 與

53、 應 用材質SKD-61NAK-80TDACP-20PDS-5PDS-3S55CSK3REMARK硬度HRC48-50HRC3640HRC3640HRC2832HRC2830HRC2324HRC1214HRC1012Ps:SKD-61為熱處理後之硬度，TDAC為氮化處理後之硬度，SK3為滲碳處理後之硬度模 座*母模板*母模仁*公模板*公模仁*定位塊*滑 塊*束 塊*壓 板*耐磨板*斜銷*頂出銷*REMARK 功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十五页，共一百一十四页。功明工業股份有限公司在職訓練教育塑 膠 模 具 零 件 常 用 材 料 表第五十六页，共一百一十四页。模 具 材 料 的 種 類

54、 和 用 途1.模具材料 塑膠成型對不同特性塑膠成型製程中所衍生的應力問題，不僅是模具製造時的考慮要點，也是模具材料選擇的依據。由於鋼材的性能可藉著合金元素的添加，特殊生產方法及熱處理而調整其應力值，故成為一極佳的模具材料。況且，更可利用表面處理技術以改善鋼材表面性能，使其具有較長的使用壽命與經濟性生產法。 模具材料選用的最重要條件，需具塑膠成型溫度下的高壓縮強度:耐磨耗性，特別是增加充填料使用時:適當的韌性與耐腐蝕性; 最後便是良好的熱傳導。除此之外，模具加工合乎經濟性，模具製作商當然希望其加工性良好，如某種情況下需具有冷滾齒能力; 熱處理的尺寸穩定性也是必要的，表面材質的良好拋光也需要考慮

55、。最後，因需時常於短時間要取得適合不應力的模具，因此不同類型鋼材的尺寸標準也是要求之一。 模具材料之選擇是否適當，對模具壽命、加工性、精度等大有影響。其要求內容因模具的構造、使用的成形材料，成形品的機能、外觀、尺寸精度、物性、機能而異，一般為滿足這些因素，模具材料的要求條件如下: (1)容易取得 (2)切削加工性良好 (3)加工面美觀 (4)耐磨耗性大 (5)無針孔等內部缺陷 (6)熱處理容易，熱變形少 特別要求尺寸精度者使用已熱處理的材料或應變少的空冷模具鋼。近年因生產批量大，塑膠用模具也要求淬火，故常後者的材質。 功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十七页，共一百一十四页。模 具 材 料

56、的 種 類 和 用 途模具材料的種類很多，常用的有下列幾件: ( 1 )一般構造用壓延鋼材(SS)較少用 ( 2 )機械構造用碳素鋼(SC,SCK) ( 3 )碳素工具鋼(SK) ( 4 )合金工具鋼(SKS,SKD) ( 5 )軸承用高碳鉻鋼(SUJ) ( 6 )不銹鋼(SUS) ( 7 )鎳鉻鋼(SNC) ( 8 )鎳鉻鉬鋼(SNCM) ( 9 )鉻鉬鋼(SCM) (10)鋁鉻鉬鋼(SACM)(1)、(2)通常鍛造、壓延、抽製狀態使用，(3)(10)通常在退火後使用，茲分述如下: (1)般構造壓鋼材SS41、SS50廉價價而易購得，但質軟多針孔，用於不需強度、硬 度之零件，不適於製作型模板

57、。 (2)機械構造用碳素鋼S25C、S50C、S55C，廉價而易購得，加工性良好可在鍛造、 壓延狀態或正常化、淬火、回火後使用。功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十八页，共一百一十四页。模 具 材 料 選 定 基 準 的 主 要 條 件一般均依以下原則 1.容易取得 2.機械加工性良好 3.表面性良好 4.強度、韌性和耐磨性大 5.無針孔和沉澱雜質 6.可悍接性 7.熱處理容易、熱變形小 8.耐熱性好、熱膨脹係數低功明工業股份有限公司在職訓練教育第五十九页，共一百一十四页。耐 摩 耗 性耐摩耗性是模具材料要求條件中最重要的性質，對於模具壽命、精度保持、溢料去除等的後加工等有相當的影響。耐摩耗

58、性依合金元素的多少，內部應力的有無而有些變化，一般硬度成比例。因此，模具的分模面的硬度增加，可解決耐摩耗問題(有關加入玻璃纖維等的強化塑膠，必需考慮樹脂材料與模具材料的摩耗性)在塑膠中，以玻璃纖維強化的方法有尼龍精密齒輪與IC的塑膠模鑄皆已一般化，而且可以加入金屬纖維成為導電性塑膠，用防護電波千擾，也有與亞鐵鹽磁鐵(ferritemagnet)複合而成的塑膠磁鐵，其用途日益擴大，今後加入各種添加劑的塑膠勢必增加。這些加入添加劑的複合塑膠在成形中最大的問題是複合物質中的各種纖維在模穴內的摩擦，造成的模具摩耗。因此，欲提高模具耐久性，必需使用耐摩性高的模材。功明工業股份有限公司在職訓練教育第六十页

59、，共一百一十四页。鏡面研磨性(YAG,HPM38,MPM17,HPM50) 其次在射出成模具中最重要的是模具表面、模具的加工面會反映於表面，當要求美麗的塑膠成形品時，模具材料研磨性便成了主要問題。在研磨性方面，模具所要求的性質是: 1.無針孔(PIN HOLE) 2.無擦傷 3.非金屬介在物極少 4.均一的組織(無偏析等) 5.微細的結晶粒度(無粗的組織) 6.適當的硬度 7.適當的機械性質模具材料的鏡面研磨，必需熟習下列舉的研磨技術。 1.必需使用研磨能力高的鑽石膏。氧化鉻與鋁的研磨能力低，使用易讓嵌於模材的研磨 膏，則易發生針孔(PIN HOLE) 2.不均一的研磨力量將發生在橘子皮的表面

60、 3.因放電加工，線切割放電加工所發生的變質異常層可用研光方式完全除去。 4.精密光學凹凸透鏡用YAG(麻淬火鋼) 在精密塑膠模材中最高的鏡面加工性，最適作為光學凹陷透鏡用模材。 5.耐蝕、鏡面加工用HPM38具有適合於光盤用鏡面研磨性，而且，不需施予鍍鉻防銹處理，也能保護模具。功明工業股份有限公司在職訓練教育第六十一页，共一百一十四页。切削加工性(快削性預硬化鋼HPM1,HPM2) 塑膠成形用模具，由於對於射出壓力的強度及外觀上的問題點等大部分不得不採用一體彫刻方式，而切削加工性、塑性加工性成了模具製作上的重大因素。從切削加工性來考慮其模具材料的話，最好採用切削時可自由機械加工的低硬度材料，