塑料注射模具设计专家讲座

8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第1页8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第2页8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第3页4（2）型腔布置标准①

考虑料流平衡和热平衡。②浇口开设部位应力争对称。③尽可能使型腔排列得紧凑，以减小模具外形尺寸

二、相关知识（一）型腔（cavity）数量确实定及布局2.多型腔排列

（a）不合理（b）合理（a）不合理（b）合理图3-2型腔布置力争对称图3-3型腔布置力争紧凑8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第4页第二节塑件在模具中位置设计一、分型面定义及表示方法——模具上用以取出塑件和浇注系统凝料可分离接触表面称为分型面，也叫合模面。分型面图4-1分型面图4-1分型面8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第5页二、分型面形状(a)平面(b)斜面(c)阶梯面(d)曲面第二节塑件在模具中位置设计图4-2分型面形状8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第6页三、分型面选择标准1、有利于脱模2.有利于确保塑件质量3.有利于简化模具结构4.有利于模具成型零件加工

第二节塑件在模具中位置设计8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第7页三、分型面选择标准有利于塑件脱模分型面要取在塑件最大截面处第二节塑件在模具中位置设计图4-3分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第8页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量分型面选择要满足塑件表面质量要求

第二节塑件在模具中位置设计图4-4分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第9页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量分型面位置要有利于模具排气

第二节塑件在模具中位置设计图4-5分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第10页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量尽可能降低塑件在分型面上投影面积

第二节塑件在模具中位置设计图4-6分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第11页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量要满足塑件精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等

第二节塑件在模具中位置设计图4-7分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第12页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量分型面Ⅰ、Ⅱ哪个更能确保双联齿轮同轴度要求？第二节塑件在模具中位置设计图4-8分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第13页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量分型面选择也要有利于确保塑件尺寸精度

第二节塑件在模具中位置设计图4-9分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第14页三、分型面选择标准有利于确保塑件质量要考虑飞边在塑件上位置第二节塑件在模具中位置设计图4-11分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第15页三、分型面选择标准分型面选择要有利于简化模具结构尽可能防止侧向分型或者抽芯第二节塑件在模具中位置设计图4-13分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第16页三、分型面选择标准尽可能地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧

分型面选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中位置设计图4-14分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第17页三、分型面选择标准塑件不止有一个抽芯时候，在选择分型面时要使较大型芯与开模方向一致

分型面选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中位置设计图4-15分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第18页三、分型面选择标准使塑件尽可能留在动模一侧

分型面选择要有利于简化模具结构第二节塑件在模具中位置设计图4-16分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第19页三、分型面选择标准要有利于模具成型零件加工

斜分型面型腔部分比平直分型面型腔更轻易加工第二节塑件在模具中位置设计图4-17分型面选择8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第20页实例：灯罩模具设计第二节塑件在模具中位置设计图4-18灯罩模具设计8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第21页5.3普通浇注系统设计任务导入：浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出塑料进入型腔流动通道。作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以取得组织紧密塑件。分析如图所表示防护罩塑件，材料为ABS,大批量生产，要求塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。试设计其浇注系统。塑料注射模具设计专家讲座第22页5.3普通浇注系统设计一、系统组成二、浇注系统设计标准三、主流道设计四、分流道设计五、浇口设计六、冷料穴和拉料杆设计七、排气与引气系统设计塑料注射模具设计专家讲座第23页5.3普通浇注系统设计普通浇注系统：冷流道无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道普通浇注系统分为：直浇注系统：主流道轴线⊥分型面→卧式、立式注射机横浇注系统：主流道轴线∥分型面→角式注射机（动画集）一、系统组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。塑料注射模具设计专家讲座第24页二、相关知识（三）浇注系统设计1.普通浇注系统组成与设计标准（1）普通浇注系统组成浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间进料通道。浇注系统作用：充满型腔，压力传递。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等部分组成

8/29/2023塑料注射模具设计专家讲座第25页塑料模具浇注系统塑料注射模具设计专家讲座第26页1.主流道：把塑料熔体引入模具。2.分流道：平稳地转向和分流3.浇口：流道中最狭小部分作用：①调整、控制料流速度②调整、控制补缩时间③防倒流4.冷料穴：储存冷料，预防冷料进入型腔。①堵塞浇口②影响塑件质量浇注系统设计是否适当，直接影响成型品外观、物性、尺寸精度和成型周期。塑料注射模具设计专家讲座第27页二、浇注系统设计标准1.适应塑料工艺性2.排气良好3.流程要短4.防止料流直冲型芯或嵌件5.修整方便，确保制品外观质量6.预防塑料制品变形7.浇注系统在分型面上投影面积应尽可能小，容积也应尽可能少8.浇注系统位置尽可能与模具轴线对称，浇注系统与型腔布置应尽可能减小模具尺寸。塑料注射模具设计专家讲座第28页三主流道设计作用：是连接注射机喷嘴和模具桥梁，是熔料进入型腔最先经过部位。设计关键点:（1）截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r是注射机喷嘴与型腔或与分流道连接这一段进料通道，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。塑料注射模具设计专家讲座第29页四、主流道设计与制造主浇道穿过两块模板时应呈阶梯状，或采取浇口套第三节浇注系统设计图4-26主流道(a)(b)塑料注射模具设计专家讲座第30页四、主流道设计与制造定位环与浇口套关系第三节浇注系统设计图4-27定位环与浇口套塑料注射模具设计专家讲座第31页（4）浇口套常采取标准件，材料取45钢，装配后加工。塑料注射模具设计专家讲座第32页四分流道设计作用：使塑料熔体流向得到平稳转换并尽快地充满型腔。分流道截面形状分流道尺寸分流道布置分流道设计关键点塑料注射模具设计专家讲座第33页流道截面形状会影响到塑料在浇道中流动以及流道內部熔融塑料体积。1.分流道截面形状塑料注射模具设计专家讲座第34页圆形截面优点：阻力最小，热量损失最小，熔体降温也最慢，热塑性塑料易用缺点：制造较困难矩形截面流动阻力最大，传热最快，热量损失最大，热固性塑料宜用。塑料注射模具设计专家讲座第35页梯形截面加工轻易，且热量损失和流动阻力也不大塑料注射模具设计专家讲座第36页六角形截面其面积仅为圆形流道82%，是最理想浇道，不过制造不易，通常不考虑使用。U形截面加工轻易，且热量损失和流动阻力也不大加工轻易，且热量损失和流动阻力也不大塑料注射模具设计专家讲座第37页2.分流道尺寸设计B=1.25D

流动性好塑料（如聚乙烯、尼龙等）应取较小截面流动性差塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）应取较大截面塑料注射模具设计专家讲座第38页

流道直径过大：不但浪费材料,而且冷却时间增加,成型周期也随之增长,造成成本上浪费。

流道直径过小：材料流动阻力大,易造成充填不足,或者必须增加射出压力才能充填。所以流道直径应适合产品重量或投影面积。普通比主流道大端小1-2mm流道直径(mm)产品重量(g)49563758375以上1012大型流道直径(mm)投影面积(cm2)410以下6200850010120012大型塑料注射模具设计专家讲座第39页3.分流道布置平衡式分布同时均衡进料，同时充满型腔。能够实现对个型腔塑件压实和保压，取得尺寸相同、物理性能良好塑件。有圆形排列和H形排列塑料注射模具设计专家讲座第40页3.分流道布置非平衡式分布不能同时均衡充满型腔。不能实现同时压实和保压，塑件尺寸正确性低、物理性能差。有直线形排列和H型排列。塑料注射模具设计专家讲座第41页4.分流道设计关键点①分流道设计尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口距离相等。②每一节流道要比下一节流道大10～20％③分流道截面厚度要大于制品壁厚。塑料注射模具设计专家讲座第42页五浇口设计1.浇口作用浇口：连接分流道和型腔通道,是浇注系统中最微弱最关键步骤。熔料经狭小浇口增速、增温，利于填充型腔。注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件变形和破裂。狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。塑料注射模具设计专家讲座第43页浇口位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过大：浇口周围产生过剩残余应力,造成产品变形或破裂,且浇口去除加工困难等。浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上缺点,且成型收缩会增大。塑料注射模具设计专家讲座第44页2.浇口类型及特点:1）直接浇口（主流道型浇口）：特点：浇口由主流道直接进料，故熔体压损小，成型轻易，所以适合用于任何塑料缺点：浇口处固化慢，成型周期较长；轻易产生残余应力，浇口处易出现裂纹或翘曲变形；去除浇口不便，制品有显著浇口痕迹。应用：广泛应用于单型腔模具，惯用于成型大而深塑件。主要参数：小端直径d、斜度、长度、大端直径D直接浇口广泛应用于单型腔模具塑料注射模具设计专家讲座第45页直接浇口变异形式：→中心浇口①盘形浇口：内侧有开口圆柱体、圆形塑件②环形浇口：熔料沿着环状浇口中心向下流动③轮副浇口：易产生熔接痕④爪形浇口：自动定位作用塑料注射模具设计专家讲座第46页环形浇口熔料自由地沿着环状浇口中心部分流动，然后熔料向下流动充填模具。应用：内侧有开口圆柱体、圆形塑件环形浇口塑料注射模具设计专家讲座第47页轮副浇口又称四点浇口或十字浇口。适合用于管状、扁平、浅环形或带孔塑料制品，且浇口轻易去除和节约材料。缺点：易产生熔接痕，且熔接痕数量可能较多。轮副浇口塑料注射模具设计专家讲座第48页圆盘浇口经惯用于成型内侧有开口圆柱体或圆形制品。这类浇口适用同心、且尺寸要求严格、及不允许有熔接痕生成塑料制品。爪形浇口又称雨伞状浇口，含有自动定位作用。适合用于高管形或同轴度要求较高，且中心孔直径较小制品成型。圆盘浇口爪形浇口塑料注射模具设计专家讲座第49页2）侧浇口：塑料熔体从塑件一侧进料特点：侧浇口普通开设在分型面上，浇口去除方便；但压损大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。应用：应用广泛，适合于多型腔模主要参数：厚度H为0.4-6.4mm,宽度W为16-12.7mm,表5-6塑料注射模具设计专家讲座第50页2）侧浇口塑料注射模具设计专家讲座第51页侧浇口变异形式：扇形浇口、薄片浇口扇形浇口特点：适合用于面积较大平板件、薄壁件和透明件。扇形浇口前端宽度较大，轻易使塑料熔体平稳均匀填充，得到质量较高塑件；缺点：剪切较普通浇口困难。经典浇口尺寸：厚度0.25-1.6mm塑料注射模具设计专家讲座第52页扇形浇口塑料注射模具设计专家讲座第53页薄片浇口特点：浇口厚度减薄，宽度同塑件宽度做成一致。这类浇口，塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，防止了使用侧浇口时轻易在塑件上产生熔接痕；但浇口去除较困难，浇口痕迹显著。应用：适合用于薄板状或长条状塑件。主要参数：厚度为0.25-0.63mm,其长度必须短，约为0.63mm。塑料注射模具设计专家讲座第54页3）点浇口特点：浇口位置选择灵活，浇口残留痕迹小，易取得浇注系统地平衡，也利于自动化操作；但因为浇口截面积小，流动阻力大，需提升注射压力，宜用于成型流动性好塑料；开模时点浇口自动脱落。应用：适合用于多型腔、三板式模具。惯用于成型各种壳类、盒类塑件。塑料注射模具设计专家讲座第55页3）点浇口注意：点浇口成型薄壁塑件，易在点浇口附近出产生变形甚至开裂。将浇口对面壁厚增加并以圆弧R过渡，还有能够储存冷料。塑料注射模具设计专家讲座第56页点浇口变异形式→潜伏式浇口特点：又称剪切浇口，开设在分型面以下，推出时能实现浇口自动切断；脱模后浇口处平整，无需后加工。缺点：加工较困难，不易推出。应用：多用于塑件外观不允许有浇口痕迹。适合用于软性塑料，如聚乙烯。（动画）塑料注射模具设计专家讲座第57页4）护耳浇口：侧浇口+耳槽特点：又称分接式浇口。浇口周围产生高剪切应力局限于辅助凸片，而凸片将在射出成型后去除。浇口去除较麻烦应用：专用于透明度高和要求无内应力制品。塑料注射模具设计专家讲座第58页（4）浇口截面形状及尺寸形状：截面惯用矩形和圆形，也有三角形（爪形浇口）尺寸：a/浇口截面积/分流道截面积=0.03-0.09b/流动性差塑料和尺寸较大、壁厚制品，尺寸取较大值。c/常在设计时选择较小尺寸，经过试模逐步修改增大塑料注射模具设计专家讲座第59页（5）浇口位置选择标准①应防止制品缺点：预防浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。采取办法：加大浇口尺寸；改变浇口类型→采取冲击型浇口塑料注射模具设计专家讲座第60页（4）浇口位置②要有利于熔体流动和补缩：当塑件壁厚不均匀时，浇口位置应开设在塑件壁最厚处，以利于塑料补缩，预防造成塑件表面凹陷或真空泡等缺点。采取办法：应开设在塑件壁最厚处。塑料注射模具设计专家讲座第61页（5）浇口位置③应设在熔体流动时能量损失最小部位：熔体流程最短，流向改变最少，以降低能量损失。流动比校核采取办法：改变浇口位置或增加制品壁厚;流程比校核侧浇口→直接浇口塑料注射模具设计专家讲座第62页（4）浇口位置④有利于型腔内气体排出采取办法：改变浇口位置最终充满部分在分型面处塑料注射模具设计专家讲座第63页（4）浇口位置⑤尽可能降低或防止熔接痕：熔接纹会降低塑件强度，并有损于外观质量。采取办法：1.改变浇口类型或位置；2.增设溢料槽3.设置多浇口塑料注射模具设计专家讲座第64页（4）浇口位置采取办法：大型塑件采取多点进料，对称浇口多点浇口，缩短流程，防止产生熔接痕，还能够预防变形。塑料注射模具设计专家讲座第65页（4）浇口位置⑥应防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件：当型芯为细而长时，若采取从型芯侧向进料，轻易使型芯受到熔体冲击而产生变形，造成塑件壁厚不一致。采取办法：改变浇口位置或类型塑料注射模具设计专家讲座第66页（4）浇口位置塑料注射模具设计专家讲座第67页（4）浇口位置⑧应防止开设在影响塑件外观和有装配要求部位。分析下列图浇口位置塑料注射模具设计专家讲座第68页六、冷料穴与拉料杆设计贮存冷料，拉出凝料。1、带Z形头拉料杆冷料穴（1）在冷料穴底部有一根Z形头拉料杆，最惯用冷料穴形式。（2）拉料杆头部侧凹能将主流道凝料钩住，开模时使凝料滞留在动模一侧，拉料杆是固定在推板上，故凝料与拉料杆一起被推出机构从模具中推出。塑料注射模具设计专家讲座第69页变异形式→有带推杆倒锥形和环槽形冷料穴1.开模时，倒锥和圆环槽起拉料作用。推出时，利用推杆强制推出凝料。2.取出凝料时无需横向移动，可实现自动化操作。3.倒锥和圆环槽尺寸不宜太大。4.适合用于弹性很好塑料成型。塑料注射模具设计专家讲座第70页2、带球形头拉料杆冷料穴（1）熔体进入冷料穴后，紧包在球头上，开模时，能够将凝料从主流道衬套中拉出。（2）因为球头拉料杆固定在动模一边型芯固定板上，并不随推件板而动，所以在推件板推进制品时就把流道凝料从球头上强行脱出。（3）主要适合用于弹性很好塑料塑件。塑料注射模具设计专家讲座第71页变异形式→菌性拉料杆和锥形拉料杆塑料注射模具设计专家讲座第72页3.无拉料杆冷料穴在主流道末端开设一锥形凹坑，在凹坑锥壁上垂直钻一深度不大小盲孔，开模时拉出凝料。注意：分流道应设计成S形或带有挠性形状。塑料注射模具设计专家讲座第73页