模具设计常识-2

第八章模具设计常识§8-4注塑模具结构设计常识

1.注塑模的基本结构

⑴根据其运动的特点可分为：前模部分和后模部分；⑵根据组成的结构可分为：成型零件、浇注系统、排气系统、冷却系统、顶出系统、模架（胚）、辅助机构等。

§8-4注塑模具结构设计常识

1.注塑模的基本结构

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2.成型零件

⑴成型零件构成通常由前后模仁（肉）、镶件（针）、滑块（行位）、斜顶等构成，在工作中说的“分模”就是设计这些零件。

§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑵胶件排位

按胶件分有：一模出一种多件和一模出多种胶件两种类型；按浇道分有：平衡式、非平衡式、两种混合式三种类型。排位原则a.首先应考虑胶件的用量及尺寸大小和精度要求，确定一模是否出多件；b.优先采用中心对称或轴对称的平衡式布置,当必须采用非平衡式时,应考虑模具的压力平衡，流动平衡性(考虑流动性及胶件尺寸精度)；c.便于模具的加工，如:共同枕位;共同镶件等(从模具成本考虑)；d.考虑胶件入水的要求，避免胶件变形等；e.考虑胶料的流动比，保证能充满模腔；f.一模出多种胶件时，要考虑材料和颜色要一致，产量需求不太大，各胶件尺寸大小不能相差太悬殊（一般体积不超过2：1）。g.模仁满足封胶要求和强度要求，满足行位、斜顶、冷却水和螺丝等空间要求。模具整体长宽比要协调，同时也要考虑注塑机的安装要求。§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑵胶件排位

平衡式混合式多种混合式非平衡式（不好）平衡式（好）§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑶模仁的强度

①模仁尺寸的经验值●浅型腔(一般h/l<0.2且h<50mm)，模仁四边枕位m一般取

：

m=20~40mm(投影面积大取大值) ●深型腔(一般h/l>0.2，且h>50mm)，模仁四边枕位m一般取：

m=h

(圆形模仁可取小些）注：模仁尺寸也要与模架尺寸匹配，必要时需进行强度校核，深型腔还需进行刚度校核。大型模具需根据成本校核来决定是否设计镶嵌式模仁。§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑶模仁的强度

②模仁强度校核:●充填时所需最小锁模力Fmin：

Fmin=S1xp(T)

式中：S1----胶件+流道投影面积in²，p-----塑胶材料充模压力系数T/in²

塑胶材料充模压力系数值：塑胶材料pT/in²塑胶材料pT/in²ABS2.0~3.0(2.0)PP1.5~2.5(2.5)HIPS1.0~2.0(1.7)PC3.0~5.0(5.0)PMMA2.0~4.0(3.0)PA6(PA66)4.0~5.0(4.0)SAN2.5~3.0(2.5)PA11(PA12)1.5~2.0(2.0)POM3.0~5.0(4.0)PVC2.0~3.0(3.0)GPPS3.0~4.0(3.0)PE2.0~3.0(2.5)注：括号内为推荐值。§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑶模仁的强度

②模仁强度校核:●模仁能承受的最大锁模力Fmax：

Fmax

=S2x[]（T）

式中：S2----模仁承压面面积in²，[]=3.5T/in²，钢材许用应力T/in²，●选择注塑机：a)必要条件：

Fmin/0.8＜

F注塑机＜0.75FmaxF注塑机----注塑机额定锁模力，在满足必要条件下按机型靠近并尽量取小值。

●强度校核：模肉实际承受的最大应力=F注塑机

/S2

满足

1.5≤≤3.5

则安全合理，否则修正S2。§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑷分模面与自锁分模面选择原则

①胶件外观质量：分模线应尽可能不影响外观，而且分模面处所产生的披峰应易于加工。胶件上披峰方向不影响使用。②留模方式：为便于胶件脱模，应使胶件在开模时留在后模，应保证胶件不粘定模，碰穿孔尽量碰前模，易于脱模。

③模具加工：分模面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。④胶件同轴度要求：应使有同轴度要求的部分全部留在模具同一侧（最好后模）内成型，防止合模时前后模错位。⑤排气的影响：分模面的选择应有利于排气，一般分模面应与熔体流动的末端重合；能合理安排浇注系统，特别是浇口位置。

⑥模具的分模面一般取前模模肉的最高位,这样可以节省模肉的材料;⑦分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要行位成形，力求行位结构简单，尽量避免前模行位.。⑧满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上。另外，分模面是斜面或曲面时，应加斜面锁紧块。§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑷分模面与自锁

分模面常见问题及解决

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2.成型零件

⑷分模面与自锁

分模面常见问题及解决

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2.成型零件

⑸行位和斜顶常见行位和斜顶结构及问题解决

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2.成型零件

⑸行位和斜顶常见行位和斜顶结构及问题解决

§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑸行位和斜顶常见行位和斜顶结构及问题解决

§8-4注塑模具结构设计常识

2.成型零件

⑸行位和斜顶常见行位和斜顶结构及问题解决

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2.成型零件

⑸行位和斜顶常见行位和斜顶结构及问题解决

§8-4注塑模具结构设计常识

3.浇注系统

⑴浇注系统（流道）组成：一般冷流道包括主流道、分流道、冷料井和浇口组成。

⑵常用流道结构：①主流道---由浇口套（唧嘴）组成，一般分二板模唧嘴和三板模唧嘴。§8-4注塑模具结构设计常识

3.浇注系统

⑵常用流道结构：②分流道---常用的截面形式有圆形和梯形。圆形截面D一般在φ3～8之间选取，超过

φ8对改善流动情况影响很小。梯形截面d一般在4～10之间选取。

一般来说为减少分流道压力损失和保压要求：在流道分支时，截面面积要适当减小，否则不应有很大的突变；b.流道中的最小横断面面积大于浇口处的最小截面面积。三板模的分流道结构和尺寸特别要注意上面两点。§8-4注塑模具结构设计常识

3.浇注系统

⑵常用流道结构：③冷料井---冷料井是为除去因喷嘴与低温模具接触而在料流前锋产生的冷料进入型腔而设置。它一般设置在主流道的末端和分流道的末端。其长度为(1~1.5)倍的流道直径。§8-4注塑模具结构设计常识

3.浇注系统

⑵常用流道结构：④浇口§8-4注塑模具结构设计常识

3.浇注系统

⑵常用流道结构：④浇口实例浇口与胶料的关系

ABS/HIPS/PA：充填特性好,流动性较好，适合各种浇口；镜片类最好用护耳浇口。POM/PE/PP：剪敏性塑料，熔料温度窄，收缩率大，可采用侧浇口或潜伏点浇口，入水直径大于1.0mm，不宜采用直接浇口和弧形浇口。PC/PMMA：流动性不好，冷却快，浇注系统以短而粗为原则，浇口取大些，适合侧浇口，扇形浇口。PVC/TPU：熔料温度窄，易烧料且流动性较差，宜采用侧浇口，不宜太小，不适合搭底。§8-4注塑模具结构设计常识

4.排气系统

⑴排气的概念模具内的气体不仅包括型腔里空气，还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时，这些气体都应顺利的排出。否则会产生如下危害：●在胶件表面形成烘印、气花、明显的接缝（夹水纹），使表面轮廓不清；

●充填困难，甚至充不满或压力太大局部飞边；严重时在表面产生焦痕；

●降低充模速度，延长成型周期。甚至调校困难。

排气的位置一般开在前模仁流道的冷料井、型腔的水尾等地方，可以通过第一次试模后调整位置。⑵常用的排气设计方法§8-4注塑模具结构设计常识

4.排气系统

⑵常用的排气设计方法各种胶料的排气槽深度树脂名称排气槽深度h(mm)树脂名称排气槽深度h(mm)PE0.02PA(含玻纤)0.03~0.04PP0.02PA0.02PS0.02PC(含玻纤)0.05~0.07ABS0.03PC0.04SAN0.03PBT(含玻纤)0.03~0.04ASA0.03PBT0.02POM0.02PMMA0.04§8-4注塑模具结构设计常识

4.排气系统

⑵常用的排气设计方法§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑴冷却水道设计要求①冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等，一般取8~20mm；冷却水道数量尽可能多，而且要便于加工。一般水道直径选用6.0，8.0，10.0，两平行水道间距取40~60mm。②所有成型零部件均要求通冷却水道，除非无位置。热量聚集的部位强化冷却，如电池兜、喇叭位、厚胶位、浇口处等。A板、B板、水口板、浇口套部分则视情况决定。③降低入水口与出水口的温差。入水，出水温差会影响模具冷却的均匀性，故设计时应标明入水，出水方向，模具制作时要求在模坯上标明。运水流程不应过长，防止造成出入水温差过大。④尽量减少冷却水道中“死水”(不参与流动的介质)的存在。冷却水道应避免设在可预见的胶件熔接痕（夹水纹）处。⑤保证水孔周边的最小钢位厚度，要求当水道长度小于150mm时，钢位厚大于

3mm；当水道长度大于150mm时，钢位厚大于5mm。⑥冷却水道连接时要由“O”型胶密封，密封应可靠无漏水。⑦对冷却水道布置有困难的部位应采取其它冷却方式，如铍铜、热管等。⑧合理确定冷却水进出接头位置，避免影响模具安装、固定。§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑵冷却水道设计实例密封圈规格密封槽尺寸要求ØDØdØD1HW13.02.58.01.83.216.011.019.014.016.03.59.02.74.719.012.025.018.0减少温差§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑵冷却水道设计实例电池盒镶件，采用水缸冷却前模运水为了使冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等可以钻斜孔此处有“死水”存在，应隔断§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑵冷却水道设计实例采用“O”型密封圈密封标注出水口入水口后模运水§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑵冷却水道设计实例冷却水道采用“水缸”形式§8-4注塑模具结构设计常识

5.冷却系统

⑵冷却水道设计实例型芯用导热率较高的铍铜制作由铍铜将热量传到冷却介质，由冷却介质将热量带出模外。由于铍铜冷却快只需在铍铜底部冷却即可。§8-4注塑模具结构设计常识

6.顶出系统

顶针和扁顶针面针板底针板回针回位弹簧顶针有托顶针防转销顶位斜面扁顶针回针接触前模板或低于0.1mm顶针布置要求●布在包紧力大、叉骨、柱子附近且胶位较厚处；●足够的顶出面积和平衡分布；●避免与冷却水道发生干涉；●不能影响外观；●超过20mm高的BOSS柱子要用司筒顶出；●尽量不在行位下布置，否则要加先复位机构，保证合模时不与行位干涉。§8-4注塑模具结构设计常识

6.顶出系统

顶针装配尺寸端面齐平配合段长10-15mm间隙单边0.02mm斜面上加R槽与避免前模碰面e≤0.1顶针高出顶针固定方式大司筒针固定方式垫块小司筒针固定方式§8-4注塑模具结构设计常识

6.顶出系统

推板顶出回针推板边钉推板型芯推板与型芯的配合先复位机构闭模状态开模状态摆块复位杆压块导向块挡销§8-4注塑模具结构设计常识

7.模架选用

⑴根据模仁的长L和宽W，按经验数值选取模架的长和宽尺寸。§8-4注塑模具结构设计常识

7.模架选用

⑴根据模仁的长L和宽W，按经验数值选取模架的长和宽尺寸。大水口模架选用表§8-4注塑模具结构设计常识

7.模架选用

⑴根据模仁的长L和宽W，按经验数值选取模架的长和宽尺寸。细水口模架选用表§8-4注塑模具结构设计常识

7.模架选用

⑶根据胶件高度或柱子、骨位等的最大深度推算出最大顶出高度：最大顶出高度H1=胶件最大深度+10