塑膠模具設計標準

1、塑膠模具設計標準一、目的1. 規(guī)范本部門設計工作、統(tǒng)一設計風格、完善設計工藝，真正實現(xiàn)設計指導生產(chǎn)并為生產(chǎn)服務；2. 實現(xiàn)本公司的模具質(zhì)量上一個新的臺階。二、內(nèi)容一、對產(chǎn)品圖的分析:工程師接到工作指令后,首先必須認真閱讀用于開模的產(chǎn)品圖和客戶所提供的相關資料,對產(chǎn)品的材料,膠位的厚度及均勻情況,出模方向和拔模角度進行分析,結(jié)合客戶所提供的相關資料和主管的具體要求,草擬一個簡短的報告,內(nèi)容包括產(chǎn)品能否開模,開模后有無不良現(xiàn)象產(chǎn)生,產(chǎn)品能否滿足客戶的要求等等,并將此報告于第一時間反饋給主管。二、澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是注射模具熔體填充模具型腔的通道和入口，由主流道、分流道、冷料井和澆口等部分組成。

2、澆注系統(tǒng)設計得合理與否，對制品的質(zhì)量、精度和生產(chǎn)時的效率有直接的影響。在模具設計中，構(gòu)成澆注系統(tǒng)的零件主要有定位圈（法蘭）、唧嘴、唧嘴衫套、水口套、拉料桿等。根據(jù)本部的習慣和風格，結(jié)合客戶要求對這些零件選用作如下規(guī)定：1 設計美國公司的模具時：定位圈選用英制3.99”(內(nèi)孔徑為2”)的DME 英制NO.6501系列和英制4.99” (內(nèi)孔徑為2”)DME英制NO.6502兩個系列。唧嘴用英制DME.B-6600 SR=1/2、 B-6600 SR=3/4、 U-6600 SR=1/2、 U-6600 SR=3/4這兩個系列。2 設計歐洲客戶和升寧的模具：定位圈用125或100的公制標準。唧嘴用

3、12、16、20、SR=15.5的公制標準。3設計澆注系統(tǒng)時要注意以下幾個方面：a)、流道截面首選圓形，其次是半圓形和梯形，大小根據(jù)產(chǎn)品的大小和材質(zhì)的性能等確定，通常選用4、5、6、8、10或相當尺寸，如果產(chǎn)品不大或者材料的流動性較好時，（如POM、PP、軟PVC、PA66等）流道截面尺寸選4、5；如ABS、PS、ASA等，流動性中等到的材料流道截面尺寸選5、6；如PC、硬質(zhì)PVC、PMMA等流動性較差的材料，流道流道截面尺寸選用8、10或設計得更大些。b)、設計流道時，必須考慮熔體均勻填充型腔并保證制品的精度和外觀。c)、水口的設計：設計水口時，首先考慮水口能否與產(chǎn)品自動分離，實現(xiàn)自動生產(chǎn)；

4、其次水口位置盡可能不對產(chǎn)品的外觀造成影響；再次水口位置最好是選擇膠位較厚和有利于熔體填充型腔的位置，水口要避開正沖鑲針和較弱的鑲件。如果是潛水時，潛水的角度最好取40°50°之間，潛水口的頂針與水口入口的距離以1015mm為宜。d)、于流道的最末端設計冷料井，冷料井深度或長度為6-10mm（圖1）。e)、流道表面必須注明省光，分流道處必須設計R（圖2）。f)、唧嘴球面半徑的選擇原則是略大于客戶所提供的注塑機射嘴的球面半徑（圖3）。g)、細水口模具在設計時，從減少水口料著想，首選深唧嘴，設計深唧嘴時要著重參考客戶所提供的注塑機資料，如參考注塑機射嘴的直徑和長度來設計唧嘴的內(nèi)徑

5、和深度。冷料井分流道 （ 圖1） （ 圖2） （ 圖3）h)、細水口模的流道截面一般設計成梯形，兩側(cè)斜度取5°15°，并在適當位置加水口扣針和流道推塊，以保證水口被拉斷定和被彈出（圖4）。水口推塊水口扣針冷料井流道截面 （ 圖4） i)、熱流道結(jié)構(gòu)的設計：為了保證制品的質(zhì)量，縮短注塑時間和減少水口料，有些模具必須選擇熱流道系統(tǒng)。設計熱流道結(jié)構(gòu)時，我們盡可能的選用標準的熱唧嘴、熱流道系板和其標準件配件，以縮短訂購周期和節(jié)約成本；一些特殊情況下需要訂制此類零件的非標準件時，必須充分考慮其裝配尺寸，加熱均勻性等等。同時，對其電源引線和感應器的引線布置也要美觀合理，切不可讓此等線從

6、溫度較高的地方繞過或像蜘蛛網(wǎng)一樣分散于模具之間。二、 成形零件的設計成形零件通常指那些參與封膠的零件，如前后模仁，內(nèi)模中的鑲件，鑲針及側(cè)抽芯機構(gòu)中的行位、斜頂?shù)鹊?，這些零件對保證制品的外觀精度都起著決定性作用。設計這些零件時要特別注意以下幾點：分模線（面）的選擇：首先,分模線會直接在制品的外觀上留下痕跡，所以在進行設計之前必須仔細閱讀客戶的資料，了解客戶對產(chǎn)品外表面的要求；其次，分模面的設計合理與否會直接影響產(chǎn)品的成形；再次，分模面將直接關系到模具的加工成本。合理選擇分模面，就要求工程師對塑膠模具的設計有豐富的經(jīng)驗。對一個產(chǎn)品進行模具設計時也許有多種設計方案，但最合理的方案只有一種。通常選擇模

7、具的分型面要從以下幾個方面考慮：在滿足客戶要求的前提下，分型面有利于保證制品的質(zhì)量、有利于熔體填充型腔、易于加工和降低模具成本等等。A）模仁（內(nèi)模）的設計1、須充分考慮模仁的強度和剛度，防止其在生產(chǎn)中炸裂和變形，這是模具設計中最重要的一步。要合理把握其強度和剛度必須充分掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和所選用鋼材的特性，必要時需進一步對其強度和剛度進行計算和推理。根據(jù)經(jīng)驗，一般模仁邊沿與型腔壁的距離取2080MM，如果產(chǎn)品較小時取偏小值，如果產(chǎn)品較大時取偏大值，特別大的產(chǎn)品還必須加大或原身留。除此之外還必須考慮運水，螺絲，定位柱等輔助機構(gòu)有足夠的安裝位置，加工時有足夠的裝夾余量等。2、選擇模具鋼料時必須參照

8、客戶的要求、產(chǎn)品材料的性能和產(chǎn)品的生產(chǎn)批量：a) 產(chǎn)品材料無腐蝕性，客戶對產(chǎn)品無特別要求且生產(chǎn)批量不大的模具,鋼料用P20、738或718等即可；b) 生產(chǎn)批量大的模具選用鋼料時要考慮鋼料的熱處理性能，如S136、2083、8407、M310等等；c) 對透明度較高的產(chǎn)品（如PMMA、PS、透明PC）的模具選用S136（或S136H）、NAK80等拋光性好的鋼料；d) 對產(chǎn)品材料有腐蝕性（如PVC、POM）的模具選用S136（或S136H）、2316等抗腐蝕性的鋼料；e) 對成型溫度高的產(chǎn)品（如PET、電木），要選用抗熱疲勞性能較好的模具鋼如8407、2344等等。3、選擇鋼材的規(guī)格時，要求參

9、考供應商所提供鋼材的標準花式，以避免浪費和增加加工余量。一般原則是：硬模精料單邊留余量0.20.5mm，粗料單邊留余量1.53mm。 4、螺絲的選用：優(yōu)先選擇M8、M10、M12或相當?shù)拿乐疲ɑ蛴⒅疲┮?guī)格。5、模仁四角的R大小參照LKM精框R值的大小即H<50時R=13，H>50時R=16.5或根據(jù)本公司現(xiàn)有的刀具規(guī)格設計；6、成型零件的公差一般取產(chǎn)品公差的1/41/3，出口模取產(chǎn)品公差的1/10（RAIN BIRD和CAL MOLD標準）；與之相關的配件（如鑲針）的選用原則，美國客戶選用DME標準或英制，歐洲客戶選用Hasco 標準（公制），升寧選用宏達公制標準。7、成形零件設計

10、特別注意點：在滿足客戶要求的前提下，首先考慮生產(chǎn)要求，其次是模具加工工藝，再次是模具成本的控制；B) 螺紋抽芯機構(gòu)的設計螺紋抽芯機構(gòu)在塑膠模結(jié)構(gòu)中屬于旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)，常用的傳動機構(gòu)有齒輪齒條傳動，鏈條鏈輪傳動和螺旋傳動等等。設計螺紋抽芯結(jié)構(gòu)時要注意以下幾個方面：1 動力是否能提供足夠的轉(zhuǎn)矩；2 開合模時具有相對運動且接觸面較大的兩零件選用不同的材料或有足夠的硬度差（HRC以上）；3 零件要有足夠的強度和剛度，并且要有利于加工和拆裝；4 齒輪磨數(shù)選用第一系列，最好是標準齒輪，一般主動齒輪的負載比從動齒輪要大，所以主動齒輪節(jié)圓直徑可選大一些；5 計算傳動比時要充分考慮傳動效率和有效抽芯長度（有效抽芯

11、長度為產(chǎn)品實際螺紋圈數(shù)另加圈螺紋所對應的軸向長度）；6 齒輪與軸如用銷或鍵連接時，必須對這些零件進行可靠性和穩(wěn)定性分析；7 螺紋軸要設計輔助基準供加工與裝配參考；8 必須設計定位機構(gòu)以保證每次注塑后螺紋軸能嚴格定位和復位。9 選用標準軸承,軸套材料用青銅。10. 如果結(jié)構(gòu)要求螺紋軸既轉(zhuǎn)動又作軸向運動時，用做動力的螺紋的螺距必須與產(chǎn)品的螺距一致且方向相反。C) 鑲件和鑲針：模具上之所以要設計鑲件（針）主要有兩個原因：(1) 有利于加工和熔膠填充型腔（排氣）; (2). 便于易損零件更換。但鑲件（針） 的設計往往會降低模具的強度和剛度，并造成局部應力集中，所以于模具上設計鑲件時要遵從以下幾點：首先

12、，滿足客戶對外觀的要求，其次，考慮模具的整體使用壽命，避免或消除局部應力集中（如在兩連接面處設計R等），對可鑲可不鑲的地方以不鑲為原則（圖5）。D) 插穿位和枕位：由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣性，在塑膠模具設計中，插穿位與枕位是經(jīng)常涉及的結(jié)構(gòu)，設計這些結(jié)構(gòu)時，要注意以下幾個方面：首先，這些結(jié)構(gòu)的插穿面要設計3°或以上的斜度，或采用兩硬度不同的材料（HRC5°左右）（圖6）；其次，插穿位深度較大或結(jié)構(gòu)易損壞時，一般設計成鑲拼結(jié)構(gòu)；再次，要盡可能加強這些地方結(jié)構(gòu)的強度和剛度。此處設計R此零件一般鑲出兩相互插穿的零件 （ 圖5a） （ 圖5b） （ 圖6） E) 行位與斜頂?shù)脑O計：行位和斜

13、頂屬于側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)過程中，這些結(jié)構(gòu)的運動方向與開模方向不一致，需要設計相應的機構(gòu)來約束其運動，這無疑增加了模具結(jié)構(gòu)的復雜性，對設計和制造都增加了相應的難度。對這些結(jié)構(gòu)的設計要注意以下幾個方面：、行位的設計：1、行位分模線的設計要考慮客戶對產(chǎn)品的要求；2、行位的行程要大于扣位最大深度3-5mm;3、行位的運動要平穩(wěn)順暢（行位座的寬高比2/3）（圖7）；4、行位T槽通常設計成鑲拼結(jié)構(gòu)，且需淬硬（與行位的硬度差在5HRC左右，這一條為出口模要求）（圖7）；5、行位壓條與滑塊的有效配合高度要行位高度的2/3（特殊情況須經(jīng)主管同意），行位座與壓條之間的配合優(yōu)先選用H7/f6（圖7）；6、行位較大時

14、，要求增加導向槽來保證其運動的平穩(wěn)性（圖7）；7、行位座底部以及鏟機與行位座接觸面要設計硬塊（出口模要求）（圖7）；輔助導向機構(gòu)耐磨塊反鏟壓條 （ 圖6） （ 圖7） 8、大面封膠的行位在選料時要充分考慮運水的布局；9、Half行位要設計咬位或其它對中機構(gòu)；10、前模行位要設計控制開合模次序的機構(gòu)；前模Half行位要于后模設計輔助開行位機構(gòu)；11、斜導柱的斜度一般在10°25°之間，大小可選用12（1/2）、16（5/8）、20（3/4）、25（1）等等，如行位的動力要求較大時也可采用斜T槽的方式；斜導柱與孔之間一般避空1mm每邊；12、用油缸抽忒時，一般選用標準油缸，且行

15、程要大于最大扣位深度的1020mm左右，外接的油缸座要定位準確穩(wěn)定，在油缸軸與行位座之間設計一活動塊，以便裝配；13、為保證行位能承受較大的注射壓力，行位鏟雞一般要求設計得厚實些；14、鏟雞定位必須嚴格（與A板配合選用H7/m6），配合深度10mm,配合面與A板邊最薄20mm;15、大行位的鏟機要求設計反鏟來增加其承受力（圖7）；16、鏟機與行位的配合面斜度大于斜導住斜度2°3°（圖7）。、斜頂?shù)脑O計：1、 斜頂分模線的設計要考慮客戶對產(chǎn)品的要求；2、 斜頂?shù)男倍纫话闳?°15°之間；斜頂?shù)拇笮「鶕?jù)扣位的大小確定，如果位置允許兩斜面之間的距離8mm（如圖

16、8）；3、 斜頂于扣位側(cè)要設計直身位，深度為612mm，（如圖8）；4、 斜頂與內(nèi)模配合部分一般要求設計導向機構(gòu)來增加斜頂運動的穩(wěn)定性。（如圖9）；5、 斜頂不大時，一般設計成整條，如果較大，可于底部設計推桿，此時斜頂配合高度要大于設計頂出高度1015mm;6、 斜頂?shù)男谐桃笥诋a(chǎn)品扣位最大深度1.0mm;7、 斜頂?shù)撞恳O計斜頂座，面針板周圍要避空足夠距離,于B板底部與斜頂配合處設計的耐磨塊厚度10mm，此耐磨塊與斜頂斜面的配合選H7/f6(如圖8)；8、 斜頂設計完成時，要做干涉檢驗和頂出行程分析。H大于頂出行程1520mm分段式斜頂斜頂較大時的結(jié)構(gòu)整體式斜頂斜頂直身位 耐磨塊( 圖8)E

17、) 冷卻系統(tǒng)的設計冷卻系統(tǒng)設計的合理與否，直接關系到制品的形成周期和制品的質(zhì)量等，設計冷卻系統(tǒng)時要注意以下幾點：1水道分布均勻，既要考慮生產(chǎn)效率，又要考慮其負面影響；2水道直徑通常取6、8、10、12；3水道直徑、間距、與型腔之間的關系：兩水道之間距3d5d 水道與型腔之間距：.5d3d，膠位較厚處加強冷卻（如圖10）；導向用 圖9 圖10a 圖10b4封膠面較大的零件都要求設計冷卻水，如前后模仁、行位、鑲件、斜頂?shù)鹊?5熱嘴水口附近四周要求設計冷卻水；6堵塞與喉嘴選用：管徑為6、8時喉嘴分別用18NPT或18NPS，0時喉嘴用14 NPT或14 NPS；時喉嘴用38 NPT或38 NPS。堵

18、塞規(guī)格全部用NPT，材料一律用青銅；管徑為6、8時堵塞用18NPT，10時用堵塞14NPT；時堵塞38NPT。7隔水片厚度一般用mm，如水井較大時，（）厚度用3mm，材料一律用青銅；8無法加工運水但又必須加強冷卻的地方必須鑲鈹銅冷卻；9膠圈均按DME規(guī)格設計,一般選線徑為2、2.5、3的規(guī)格;10喉嘴不能露出模胚四周，且中心距要38mm(或1.5)(出口模要求);11冷卻水管壁與其它零件壁之距離4mm；12水路要容易加工且避免循環(huán)太長； 13每個冷卻水路要標明IN*、OUT*。F) 頂出系統(tǒng)的設計：在制品注塑完成之后，將制品從型芯上頂脫的機構(gòu)，設計時，必須注意：1. 合理選擇頂出方式，對客戶不允許有頂針痕跡的產(chǎn)品，（特別是透明產(chǎn)品），首先考慮推板或推塊頂出2. 用頂針頂出時，頂針大小要合理，不能小產(chǎn)品大頂針，大產(chǎn)品小頂針，頂針布局要合理，產(chǎn)品對呵包得較緊的地方著重考慮頂出;3. 頂出行程要足夠并且首先考慮產(chǎn)品在頂出后自動脫落;4. 用推板或推塊頂出時，配合面要設計足夠斜度（°）;5. 二次頂出和強脫模結(jié)構(gòu)必須設計動作分解圖;6. 深柱位（0mm）要設計司筒，深骨位（mm）要考慮鑲拼或用扁頂針頂出;7.