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塑料模具根底知识讲座l内容提要1.概述2.塑料模具的分类3.射出成型原理4.模具结构分类5.模具设计6.总结1.概述概述2.塑料模就是利用其特定形状塑料模就是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具料制品的工具3.第一、模具的普及性：第一、模具的普及性：4.在日常生活及工作我们触目所在日常生活及工作我们触目所及都经模具所制造出来的东西如：及都经模具所制造出来的东西如：、MP3、计算机、家用电器、生、计算机、家用电器、生活用品等等；有个数据在电子、活用品等等；有个数据在电子、汽车、电机、仪器、家电、仪表、汽车、电机、仪器、家电、仪表、通讯等产品中，通讯等产品中，6080的零的零部件都要依靠模具成形。用模具部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗的产品，共加工制造率和低消耗的产品，共加工制造方法目前是其他制造方法所难替方法目前是其他制造方法所难替代的。代的。5.第二、模具的重要指标性：第二、模具的重要指标性：6.1.模具工业是高新技术产业的模具工业是高新技术产业的一个组成局部如：一个组成局部如：7.a.计算器的机壳、接插件和计算器的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具密塑料模具和精密冲压模具.8.b.数字化电子产品包括通数字化电子产品包括通讯产品的开展，没有精密模具讯产品的开展，没有精密模具也不行，在航海航空领域亦是如也不行，在航海航空领域亦是如此。此。9.2.模具工业是装备工业的一个组成局部；国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一局部是用模具做出来的，各产业部门需要的装备，有许多是电子信息技术得载体，好似一个人，不仅要有聪明得脑袋和灵敏得神经系统，还要有坚强得躯干和灵敏得双手和双脚，就如同电子信息技术与模具工业的联结。3.模具工业重要地位在于模具支撑国民经济五大产业；机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业的开展与之相适应，以满足五大支柱产业开展的需要，有数据显示，中国产的塑料产品由1997年700多万吨，到2005年塑料制品将增加到1500万吨左右，足以显示塑料模具工业未来的开展态势是非常惊人，亦更显示出模具工业对未来产业开展是起得非常重要及关键的地位。二.塑料模具的分类l生产中因产品本身的多样化需求特性便造就加工工艺的多样化,最终决定模具的种类及型式必须多样化来配合整体的需求。l以下便是对模具的一个总体分类:1.热塑性塑料注射模热塑性塑料注射模2.热固性塑料注射模3.热固性塑料压塑模4.挤塑模5.吹塑模6.真空吸塑模7.其他塑料模l 以上所有模具,在其相应的生产领域中,都有其举足轻重的作用.然今天就英济是个塑料制造技术提供者得角度，我们今天得讲述主体是热塑性塑料注射模具。三.射出成型加工原理l注塑定义注塑定义：通过热和力的作用，让塑料从室外温的玻璃态，经历高弹态转变为粘流态后，压注入具有一定形状的封闭模腔，然后在模腔内逐渐冷却，再从粘流态返回高弹态转回玻璃态，最后形成与模腔形状一致的制品的过程。Tx：脆化温度 Tg：玻璃化温度 Tf：粘流温度 Td：分解温度注射成型工艺流程图成型材料漏斗供给螺杆融化混合射出保压冷却成品取出成品模具密闭区间融化加压流动，成型固化或硬化表1 常用材料的成型参考温度 材料品种 注射温度（）模具温度（）最低 推荐 最高 最低 推荐 最高 ABS 200 230 280 25 50 80 PA 12 230 255 300 30 80 110 PA 6 230 255 300 70 85 110 PA 66 260 280 320 70 80 110 PBT 220 250 280 15 60 80 PC 260 305 340 70 95 120 PC|ABS 230 265 300 50 75 100 PC|PBT 250 265 280 40 60 85 PE-HD 180 220 280 20 40 95 PE-LD 180 220 280 20 40 70 PEI 340 400 440 70 140 175 PET 265 270 290 80 100 120 PETG 220 255 290 10 15 30 PMMA 240 250 280 35 60 80 POM 180 225 235 50 70 105 PP 200 230 280 20 50 80 PPE 240 280 320 60 80 110 PS 180 230 280 20 50 70 PVC 160 190 220 20 40 70 SAN 200 230 270 40 60 80 常用塑料设定之料管温度常用塑料设定之料管温度()原料名称射嘴料管头中段后段ABS203195220195210190180210AS205240190235180230180210PS195225180225160220150200HIPS220240210230200230190215PP200220190215190210185200PMMA215250215235215235210230PA235265235245210240195230POM185215190200175190170190PC275305270275265275250270PVC185180175165PET280295270275265275250270PBT250245235230LDPE150190150200150195150180HDPE210200200195四.模具结构分类注射模具可分为以下几种:l1.标准模具(两板模.三板模.拼合型腔模具,推板脱模模具).l2.热流道模具l3.迭层模具l4.双色模具l5.冷流道模具l6.特殊设计模具.1.标准模具：以模胚的结构可分为三大类,以下为典型的模胚结构图大水口结构因为大水口模具较为简单，加工方便，本钱较其他结构低廉，但要后加工去除GATE人工本钱增加,且外观有明显痕迹，常用于可以直接进胶和侧进胶的单穴或多穴的内部装配件和外观件。细水口结构细水口结构常用于侧面不能进胶及需要多点进的产品，它较大水口结构稍为复杂，本钱更高原料本钱、机台吨数、模具行程，但它有自动切GATE的优点，只留下很浅的痕迹，免去后加工，节约了人工本钱和时间本钱，应用于大件产品和有真圆度要求的产品。热流道模具一些大件薄壁产品为了要能够保证塑料的融熔和温度而选择热流道模具结构，这种结构注塑成型条件中可微调控制、生产稳定，并且没有成型条件中可微调控制、生产稳定，并且没有水口料，节约了原料尤其对于一些大型模具及结构复杂，必须多个浇口水口料，节约了原料尤其对于一些大型模具及结构复杂，必须多个浇口注塑成型生产的模具，使用热流道系统可大大降低原料的使用量。然模注塑成型生产的模具，使用热流道系统可大大降低原料的使用量。然模具其价格昂贵，因为模具结构复杂，具其价格昂贵，因为模具结构复杂，但越来越多的厂家为了提高效率和竞争力，热流道模具已经被普遍选用。热流道 目前浇注系统开展和改进的一个重要方向，就是开发热流道模具它与一般注射模具的主要区别就是注射成型过程中，浇注系统内之塑料不会冷却拟固，也不会形成浇道与产品一起脱模因此也称无流道模具，在大型和精密模具设计中，应用已越来越广泛它有以下优点:缩短成型周期，省去剪浇口，修整产品，破碎回收等工序，节约人力，物力，提高生产效率因无冷胶，可减少材料消耗因生产中温度严格控制，显著提高产品质量，降低次品产生因浇注系统中塑料始终处于融熔状态，有利于压力传递，可 降低注射压力，利于成型因无浇道产生，所以可缩短开模行程，有利于模具和机台寿命 但热流道模具结构复杂，温度控制要求严格，需要精密的温控系统，制造本钱较高，不适合小批量生产。热流道迭层模 迭层模迭层模是热流道的一种，它的生产效率有目共睹，但结构复杂，价格昂贵，注塑机台也较特殊，所以让不少厂家望而步。双色模具l根本原理:l 双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按l 先后次序经两次成型制成双射产品.l工作步骤:l 1.A原料经A料管射入1次成型模制成单射产品A.l 2.经周期开模,产品A留于公模,成型机动模板旋l 转至B合模.l 3.B原料经B料管射入2次成型模制成双射成品,l 开模顶出.双色成型示意图双色模具实物双色成型机台双色产品(按钮已很多用到这种技术)模具设计一套完整的模具，它函盖有多个相关系统，它们之间相辅相成只有当各系统到达一最正确组合，才能保证模具的正常使用和精度因模具的结构必须符合产品的要求，不同的产品有不同的要求，而产品存在变化性和多样性，这就决定了模具的多样性为了便于理解，我们将对各系统设计原那么进行分述众所周知，模具业为一专业性和经验性极强的行业，模具界也深切体会到模具设计之重要，往往因设计不良，重那么造成一套模具的开发失败，轻那么造成加工延误，本钱增加等不良效果因此模具设计人员专业与否对于模具制造成功与否，是关键而重要的。一般来说，典型之塑料模具包括：浇注系统，顶出系统，温控系统，排气系统，抽芯系统等l塑料模具设计考虑重点：塑料模具设计考虑重点：l1.模具规格选择l2.模具材料的选定l3.分模面l4.拔模角l5.流道系统l6.冷却系统l7.脱倒勾机构l8.顶出系统l9.排气系统模座规格模座规格跟胶件的体积，穴数和排位还有结构的复杂度关。模具大优点：强度好，不易变形，维修系数少，模具寿命高。缺点：模具本钱高，需要较大机台成型，提高注塑本钱，成 品单价提高。模具小优点：体积小，运输方便，可以用较小机台生产，减低注塑 本钱，模具本钱较低。缺点：强度下降，容易变形，空间小结构布置困难，修模机 率增加。因此一个合格的模具设计师，一定要能精确的设计出结构精密，强度合宜，同时能够掌握质量及本钱。模仁材料产品的材质和模具的寿命要求将影响模仁材料的选择。产品材质：a.一般性材料，非防火级 P20、NAK80、SKD61 b.防火级，加玻纤材料 420系列 c.高模温材料 SKD61,H13模具寿命考虑：1.实验模5000模次以下、P20国产 2.10 万模次 P20特级版 3.30 万模次 NAK80 4.50 万模次 SKD61,8407 5.100 万模次 S136分模面 为使产品从模具中取出，模具必须分成公母模侧两局部，此分界为使产品从模具中取出，模具必须分成公母模侧两局部，此分界面称之为分模面它有分模和排气的作用，但因模具精度和成型之面称之为分模面它有分模和排气的作用，但因模具精度和成型之差异，易产生毛边，结合线，有碍产品外观及精度，选择分模面时差异，易产生毛边，结合线，有碍产品外观及精度，选择分模面时注意四项：注意四项：1.不损及成品外观及工能的位置。不损及成品外观及工能的位置。2.在容易做出成品精度位置防止在图弧面局部。在容易做出成品精度位置防止在图弧面局部。3.在成型材料容易流动的位置上。在成型材料容易流动的位置上。4.在产品脱模容易的位置。在产品脱模容易的位置。不可位于明显位置而影响产品外观不可位于明显位置而影响产品外观 一般概念开模时应使产品留在有脱模机构的一侧一般概念开模时应使产品留在有脱模机构的一侧 位于模具加工和产品后加工容易处位于模具加工和产品后加工容易处 对于同轴度要求高的产品，尽可能将型腔设计在同一侧对于同轴度要求高的产品，尽可能将型腔设计在同一侧l防止长抽芯，考虑将其放在公模开模方向，如一定要有应防止长抽芯，考虑将其放在公模开模方向，如一定要有应将抽芯机构尽量设在公模侧将抽芯机构尽量设在公模侧l般不采用圆弧局部分模，这样会影响产品外观般不采用圆弧局部分模，这样会影响产品外观l对于流动性好易溢边之塑料，应采用插破方式分型可防治对于流动性好易溢边之塑料，应采用插破方式分型可防治毛边产生毛边产生l对于高度高，脱模斜度小之产品，可取中间分模，型腔分对于高度高，脱模斜度小之产品，可取中间分模，型腔分两边以有利于脱模两边以有利于脱模l一套模具的分模面，可能有一个或多个，在确定分模面时，一套模具的分模面，可能有一个或多个，在确定分模面时，还应考虑如下因素：还应考虑如下因素：l产品的形状，尺寸，壁厚详加研究分析，找最正确方向来产品的形状，尺寸，壁厚详加研究分析，找最正确方向来分模，俗称分模，俗称“拆模拆模l了解塑料性能和成型性以及浇注系统的布局了解塑料性能和成型性以及浇注系统的布局l注意排气和脱模，简化模具结构，操作方便，加工容易注意排气和脱模，简化模具结构，操作方便，加工容易l它的形式有多种：水平，阶梯，斜面，垂直，曲面等它的形式有多种：水平，阶梯，斜面，垂直，曲面等拔模角 为使产品容易从模具中脱出，模具上必须设置脱模斜度其大小视产为使产品容易从模具中脱出，模具上必须设置脱模斜度其大小视产品形状，塑料，模具结构，外表精度和加工方式不同而异一般为品形状，塑料，模具结构，外表精度和加工方式不同而异一般为，目前尚无确切数值和公式，大多是依经验值。，目前尚无确切数值和公式，大多是依经验值。注注:1.:1.母模侧脱模斜度可较公模侧大些，以利于脱模母模侧脱模斜度可较公模侧大些，以利于脱模 2.2.在不影响产品功能及外观，拔模角尽量放大。在不影响产品功能及外观，拔模角尽量放大。流道系统流道系统设计流道系统设计 流道系统的功能，是在引导从成型机喷嘴流道系统的功能，是在引导从成型机喷嘴(Nozel)所所射出的熔融材料进入成型空间射出的熔融材料进入成型空间(模穴模穴)中成型，流道系中成型，流道系统由下示局部所构成：统由下示局部所构成：(喷嘴喷嘴)注道注道 流道流道 浇口浇口(模穴模穴)(排气排气/溢料道溢料道)(注注)适当的排气及溢料道设计，能防止缺料以及适当的排气及溢料道设计，能防止缺料以及在工件上产生烧蚀的小点，并能形成完美的熔接在工件上产生烧蚀的小点，并能形成完美的熔接(Weld Line)，流道系统的设计是否适当，直接影响，流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。GATE 浇口是位于流道与成形空间的小信道，浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜，直接影响到成形品的外观、尺寸精度、物性和成形效率。浇口大小之决定，需视成形品之重量、成形材料特性及浇口之形状而定，在不影响成产品机能及成形效率下，浇口应尽量缩减其长度、深度及宽度。假设浇口过小，那么易造成充填缺乏、收缩下陷、熔合线等外观上的缺陷，且成形收缩会增大。假设浇口过大，那么浇口周边产生过剩的残留应力，导致成形品变形或破裂，且浇口之去除加工困难等。浇口设计有以下要点考虑：1.进胶口应开设在产品肉厚局部，保证充模顺利和完全2.其位置应选在使塑料充模流程最短处，以减少压力损失，有利于模具排气，可通过模流分析或经验，判断产品因浇口位置而产生之结合线处，是否影响产品外观和功能，可加设冷料穴加以解决3.在细长型芯附近防止开设浇口，以免料流直接冲击型芯，产生变形错位或弯曲4.大型或扁平产品，建议采用多点进浇，可防止产品翘曲变形和缺料尽量开设在不影响产品外观和功能处，可在边缘或底部处浇口尺寸由产品大小，几何形状，结构和塑料种类决定，可先取小尺寸再根据试模状况进行修正5.一模多穴时，相同的产品采用对称进浇方式，对于不同产品在同一模具中成型时，优先将最大产品放在靠近主流道的位置在浇口附近之冷料穴，尽端常设置拉料杆，以利于浇道脱模流道的形式和分类l主流道 垂直式 倾斜式 冷料穴 (Cold Slag Well)让最先注入流道的先前料进入冷料穴，而不会充填入产品部位造成外观不良。分流道:1.无流道进胶(热嘴进胶);2.直接胶口;3.侧胶口(直接 搭接 扇形 护耳)4.潜伏(Cavity&Core 香蕉形)胶口5.针点胶口6.薄膜 平缝胶口7.轮辐 盘形 爪形 环形胶口Filmgate薄膜浇口insulatedrunner/hotrunner热流道Fangate扇形浇口SidegateMaingate直接浇口Submarunegate潜伏浇口Pinpointgate点浇口冷却系统注射成型时，模具温度直接影响塑料的填充及塑料制品的质量，也影响到注射周期。因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模具温度保持在一定范围内。要使模具有效冷却却并提高模具的热传导效率，就应做好冷却通道的设计工作。根据经验来保证模具有效冷却，其冷却通道孔的中线离外表的距离约为冷却通道直径的12倍，冷却通道的中心距约为冷却通道直径的35倍，此外，冷却还与制模材料的导热性能有关，模具冷却方法有空气冷却和油冷却等，但常用的是水冷却法。水路的形式(见图7)用于小型模具(见图7b)用于成品模腔很深的模具(见图7c)抽芯机构 当塑料制品侧壁带有通孔凹槽，侧壁带有通孔凹槽，凸台时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型孔，凹槽及凸台的成型零件做成活动的，称为活动型芯。活动型芯。完成活动型抽出和复位的机构叫做抽芯机构抽芯机构。抽芯机构的分类 1.机动抽芯 开模时，依靠注射机的开模动作，通过抽芯机来带活动型芯，把型芯抽出。机动抽芯具有脱模力大，劳动强度小，生产率高和操作方便等优点，在生产中广泛采用。按其传动机构可分为以下几种：斜导柱抽芯，斜传动机构可分为以下几种：斜导柱抽芯，斜滑块抽芯，齿轮齿条抽芯等滑块抽芯，齿轮齿条抽芯等。2.手动抽芯 开模时，依靠人力直接或通过传递零件的作用抽出活动型芯。其缺点是生产，劳动强度大，而且由于受到限制，故难以得到大的抽芯力、其优点是模具结构简单，制造方便，制造模具周期短，适用于塑料制品试制和小批量生产。因塑料制品特点的限制因塑料制品特点的限制，在无法采用机动抽芯时，就必须采用手动抽芯。3液压抽芯 活动型芯是依靠液压筒进行，其优点是根据脱模力的大小和抽芯距的长短可更换芯液压装置，因此能得到较大的脱模力和较长的抽芯距，由于使用高压液体为动力，传递平稳。其缺点是增加了操作工序，同时还要有整套的抽芯液压装置增加机台吨数，因此，它的使用范围受到限制，一般很小采用。滑块滑块斜导柱翻盖转轴孔的抽芯脱倒勾的另一种结构：斜顶在制品的底部的一些卡勾和盲孔常用这种卡勾和盲孔常用这种结构，结构，它还起顶出制品的作用。顶出系统 产品完成一个成形周期后开模，产品会包裹在模具的一边，必须将其从模具上取下来，此工作必须由顶出系统来完成它是整套模具结构中重要组成局部。一、按动力来分手动顶出:当模具开模后，由人工操纵顶出系统顶出产品它可使模具结构简化，脱模平稳，产品不易变形但工人劳动强度大，生产率低，适用范围不广一般在手动旋出螺纹型芯时使用机动顶出:通过注射机动力或加设之马达来推动脱模机构顶出产品，它可通过机台上的顶杆推顶针板，来到达脱模目的也可在公母模板上安装定距拉杆或链条，靠开模力拖动顶出机构顶出产品，调模时必须注意控制开模行程，适用于顶出系统在母模侧之模具液压顶出:在模具上安装专用油缸，由注射机控制油缸动作，其顶出力速度和时间都可通过液压系统来调节，可在合模之前顶出系统先回位气动顶出:利用压缩空气在模具上设置气道和细小的顶出气孔，直接将产品吹出产品上不留顶出痕迹，适用于薄件或长筒形产品二、按模具结构分类：二、按模具结构分类：一次顶出机构、二次顶出机构、母模顶出机构、浇注系统一次顶出机构、二次顶出机构、母模顶出机构、浇注系统顶出机构，顶出机构，螺纹顶出机构等。螺纹顶出机构等。顶出设计原那么顶出设计原那么:1.选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边，选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边，2.顶出力和位置平衡，确保产品不变形，不顶破顶出力和位置平衡，确保产品不变形，不顶破 3.顶针须设在不影响产品外观和功能处顶针须设在不影响产品外观和功能处 4.尽量使用标准件，平安，可靠有利于制造和更换尽量使用标准件，平安，可靠有利于制造和更换三、按顶出形式分类，顶杆，顶管，推板，顶出块，气压，三、按顶出形式分类，顶杆，顶管，推板，顶出块，气压，复合式顶出等复合式顶出等排气系统为了在注射过程中将型腔内原有的空气排出注射过程中将型腔内原有的空气排出,常在分型面处开设排气槽,但有时小型塑件排气排气量不大,可直接利用分型面排气.许多模具的顶杆或入子与模具的配合间隙,均可起排气作用.排气不良会造成哪些不良：1.产品不饱2.产品烧焦3.产品结合线4产品断裂 因此排气系统，在模具设计时就必须根据产品结构，标示排气的部位，便于模具制造者按图施工。THEENDTHANK!
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