塑料注射模具設(shè)計(jì)與塑料制品設(shè)計(jì)

1、一、模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用：1. 模具的概念：(廣義模具) 在一定的工藝條件下，將其特定的形狀和尺寸賦予 材料的工具。2. 模制法的特點(diǎn)： 生產(chǎn)能力高； 產(chǎn)品質(zhì)量的一致性好； 原材料的利用率高，成本低； 只適用于批量生產(chǎn)。3. 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用： 3/8/20221 1. 塑料制品： 注射、擠出、吹塑、壓制、 泡沫成型、澆注、熱成型、滾塑(搪塑)2. 橡膠制品: 壓制、壓鑄、擠出、注射二、常用橡膠塑料模具：3/8/20222(從成型工藝方面來(lái)分析制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可行性)第二章 塑料制品的設(shè)計(jì)2. 型腔：3. 留模：4. 脫模方向：5. 側(cè)孔與側(cè)凸 (側(cè)凹)：1. 動(dòng)模和

2、定模： 第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)3/8/20223解決幾個(gè)問(wèn)題：1.一套模具可以在任何注射機(jī)上成型嗎？2.在設(shè)計(jì)中對(duì)塑料制品的要求可以和金 屬制品一致嗎？為什么？3.模具加工后成型的制品有誤差，怎么辦？第二節(jié) 塑料注射制品的設(shè)計(jì)分析3/8/20224(一) 塑件的尺寸： (體積、外輪廓尺寸、壁厚)1. 塑件的體積V制(與注射機(jī)的理論注射容積V注)： 0.2V0.2V注注 V V制制 0.8V 0.8V注注 LDPE PP PS ABS PC 熔/固 0.826 0.824 0.934 0.803 0.91 一、塑件的尺寸和尺寸精度：3/8/20225 成型面積S S投投塑件在模具分型面上

3、的投影面積。 F F漲漲= = S S投投p p漲漲 p p漲漲=(20 =(20 30) MPa 30) MPa oror (30 (30 40) MPa40) MPa2成型面積S S投和合模力F F合：3塑件的壁厚t t：均勻3/8/20226分型面動(dòng)模制品定模4塑件在脫模方向上的高度h與移模行程Sm：3/8/202271. 影響塑件尺寸精度的因素:1) 模具的加工精度zz：2) 模具的磨損cc： 磨損 型孔尺寸塑件的外形尺寸 磨損 型芯尺寸塑件的內(nèi)表面尺寸(二)、塑件的尺寸精度：100%)/(LM - 常溫下模腔的尺寸LS - 常溫下制品的尺寸 4) 成型零件的安裝誤差: 5) 活動(dòng)成型

4、零件的配合間隙變化引起的誤差。3) 塑料的收縮率波動(dòng)：3/8/202281) 物料：2) 制品尺寸：壁厚、表面形狀、筋的形狀等。3) 模具設(shè)計(jì)：冷卻方案、流道和澆口的幾何形狀和尺寸、澆口的數(shù)量和位置等。4) 成型條件：溫度、壓力、成型時(shí)間等。5) 注射機(jī)類型：注射速度、可達(dá)到的注射壓力、時(shí) 間、溫度和壓力的控制精度等。6) 注射機(jī)和模具的狀況。2. 影響塑料收縮率波動(dòng)的因素:3/8/202291) 物料溫度Tm： V Vm m同T Tm m熔G G制制塑件的尺寸2) 模具的溫度TM ： G G制制同T TM M結(jié)晶度 固塑件的尺寸3) 成型壓力p p：p pG G制制塑件的尺寸 4) 時(shí)間：模

5、腔中的注射壓力保持時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越小。3. 成型工藝條件對(duì)塑料收縮率的影響:3/8/2022101 注射機(jī)的選擇和所成型的塑件的體積、成型面積、高度等尺寸有關(guān)；2 對(duì)塑料制品，慎提尺寸公差；3 通常不能通過(guò)提高模具的制造精度來(lái)達(dá)到嚴(yán)格的制品的尺寸精度；4 在生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)多因素改變制品的實(shí)際尺寸，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 結(jié)論：3/8/202211三、塑件的形狀：1. 塑件上要盡量減少側(cè)孔、側(cè)凸和側(cè)凹；二、塑件的粗糙度：3/8/202212 3/8/202213 2. 塑件必須有一個(gè)有利于保證其外觀質(zhì)量的結(jié)構(gòu)；3/8/202214四、塑件上的加強(qiáng)筋和防變形結(jié)構(gòu)：A=t/2B=1.5t2or=t/

6、43/8/202215 1. 動(dòng)模側(cè)的A 100mm A=1/60五、塑件的脫模斜度A：3. 有裝配公差要求的塑件，斜度值必須在公差 帶范圍內(nèi)；4. 本身有脫模斜度的制品需考慮留模問(wèn)題。3/8/202216六、塑件上的孔：3/8/202217Dd 1. 通孔：L/d10 2. 盲孔： L/d43/8/202218八、塑件上的螺紋： 1.螺紋的斷面形狀為梯形或半圓形； 2.不常拆卸的、d=2.56mm采用自攻螺紋; 3. 螺紋始端和末端應(yīng)有圓臺(tái),螺牙始末端應(yīng)用過(guò)渡長(zhǎng)度。九、塑件上的嵌件：1. 必須具有防轉(zhuǎn)和防拔脫的結(jié)構(gòu);七、塑件的圓角：3/8/202219十、塑件上的花紋：十一、塑件上的圖案、文

7、字：2. 包容的物料必須具有足夠的壁厚;3. 受力的金屬嵌件一定要倒圓或倒角。3/8/202220第三節(jié) 橡膠模制品的設(shè)計(jì)一、壁厚：要求：壁厚均勻，過(guò)渡圓滑。通常，t 1mm二、斜度：三、側(cè)凹：要求：一般水平分型的模具可以壓制有側(cè)凹的制品，但應(yīng)有供制品取出的空間。3/8/202221四、孔：五、空腔：要求：選用硬度低、彈性好的膠料，脫模時(shí)最大變形應(yīng)不超過(guò)膠料的彈性范圍，且壁厚不宜過(guò)大。六、棱邊和銳角：要求：應(yīng)盡量避免棱角和凹口，楞邊和銳角應(yīng)做成圓形，且半徑不小于0.5mm。要求：d(1.21.5)H3/8/202222八、金屬-橡膠制品： 1.連接處應(yīng)避免楞邊和銳角； 2. 橡膠閥門的膠面應(yīng)凸

8、出不大于0.3mm。要求：若有內(nèi)腔，應(yīng)無(wú)尖角和顯著的凸凹差異。七、承受負(fù)荷的橡膠制品：0.33/8/202223第一節(jié) 概 述一、模具的基本功能：1. 接受熔體，并完成熔體的分布；2. 物料的成型與冷卻；3. 完成制品的脫模。二、模具的基本構(gòu)成：第三章 塑料注射模具設(shè)計(jì)3/8/2022241) 澆注系統(tǒng)2) 型腔3) 熱交換系 統(tǒng)4) 導(dǎo)向系統(tǒng)5) 脫模、抽芯系統(tǒng)6) 定位固定部分7) 承力構(gòu)件3/8/202225第二節(jié) 塑件在模內(nèi)成型位置 和分型面的選擇21A12B 留模脫模 合痕頂痕A1 無(wú) 有A2 無(wú) B1 無(wú) 無(wú)B2 無(wú) 結(jié)論：A1最好問(wèn)題:截面為圓形制品怎樣成型？一、實(shí)例：A1 A2

9、 3/8/202226A1 A2 B1 B2 留模脫模 合痕頂痕側(cè)抽C1 有 C2 有 A1 無(wú) 無(wú) 無(wú) A2 無(wú) 無(wú) 無(wú)B1 無(wú) / 無(wú) B2 無(wú) / 無(wú) 討論：1. 制品有圓角，不可采用A1;2. 若制品透明，不允許有頂痕，可采 用A2，采用推板頂出；3. 扁平狀制品采用A1，有一定深度的 采用A2；12A1C21B24. 有側(cè)芯的制品，采用A1分型面。3/8/202227留模脫模 合痕頂痕側(cè)抽C1 有 A1 無(wú) / 無(wú) A2 無(wú) 無(wú) 無(wú)B1 無(wú) / 無(wú) B2 無(wú) / 無(wú) 結(jié)論：采用結(jié)論：采用A2方案。方案。A1 A2 B1 B23/8/202228A1 A23/8/202229結(jié)論：若移

10、模行程足夠，C1方案最佳。先抽留模脫模 合痕頂痕A1 無(wú) 無(wú) A3 / 有 / B2 /無(wú) / B3 有有C1 無(wú)無(wú)C3 有無(wú)D2 /無(wú) /D3 有有 3/8/202230二、確定原則：1. 盡量保證制品的外觀等要求；2. 分型面應(yīng)取在垂直于脫模方向上的最大輪廓位 置；3. 確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)；4. 當(dāng)有側(cè)抽時(shí)，盡量選擇抽拔距較短的方案；5. 當(dāng)制品某些部位有同軸度要求時(shí)，應(yīng)把相應(yīng)部分設(shè)在模具的一側(cè)。 3/8/202231第三節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、概述：1.澆注系統(tǒng)的作用： 1) 將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的熔料迅速有序地充滿型腔； 2) 在澆口凍結(jié)之前將成型壓力均勻地傳到型腔的各個(gè)部位，以保證得到

11、質(zhì)地緊密、外觀清晰的制件。 3/8/2022322.澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：主流道：引料入模，將熔料引入模具的分型面；分流道：將來(lái)自主流道的熔料進(jìn)行分流、轉(zhuǎn)向，引導(dǎo)各型腔或型腔的各部分；澆 口：熔料由分流道流入型腔的通道；冷料井(端)：容納兩次注射間歇中噴嘴頭部的冷料。3/8/2022331) 物料通過(guò)澆注系統(tǒng)時(shí)，壓力損失要小；2) 熱損失要??；3) 便于模具的加工、脫模及清除料把；4) 在制品上產(chǎn)生的工藝缺陷要少；5) 用料要少。3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：3/8/202234(一) 主流道和主流道襯套（澆口套）的設(shè)計(jì)：二、普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)要求：1) 進(jìn)口端要與噴嘴端密合，不能漏料；R=R1

12、+1； d=d1+13/8/2022352) 出口端要與所在面齊平；3) 流道要有脫模斜度和足夠的粗糙度； =(2=(2o o4 4o o) ) 4) 工作時(shí)不能出現(xiàn)軸向竄動(dòng).0.23/8/202236dhHdhD2HHh3/8/202237r=1r=1r r2 2=(1=(12)2)D(H7/m6)D(H7/m6)：由結(jié)構(gòu)確定；L L：由結(jié)構(gòu)確定；材料：T8AT8A，T10AT10A淬火處理，HRC50 HRC50 55 555)其它：R=R1+1R=R1+1； d=d1+1d=d1+1=(2=(2o o4 4o o) )3/8/202238截面積S D2/4 D2/8 D2/2 D2周 長(zhǎng)

13、LdD/2+D3D4DS/L0.25D0.153D0.167D0.25D1. 設(shè)計(jì)要求: 1) 2) 3) 4) 5)同澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求； 6)力求使各型腔同時(shí)充滿。2. 設(shè)計(jì)要點(diǎn):1)截面形狀和尺寸：取決于塑件大小、模具結(jié)構(gòu)和物料。(二) 分流道的設(shè)計(jì):3/8/202239常用截面形狀：(圓形)、梯形W W：塑件重量(g)L L：分流道長(zhǎng)度(mm)尺寸：D=smax+1.52)長(zhǎng)度：在結(jié)構(gòu)允許的前提下，盡量短；3)布置：總的要求型腔同時(shí)充滿，且用料要少。3/8/202240均衡布置非均衡布置： 3/8/202241(三) 澆口的設(shè)計(jì): 1. 澆口的位置選擇： 選擇標(biāo)準(zhǔn)：1) 有利于型腔的排

14、氣；3/8/2022422) 盡量選在（或靠近）壁最厚的部位；3) 盡量設(shè)在無(wú)損制品外觀的位置；4) 要有利于物料在模內(nèi)分流后的熔合；5) 要防止產(chǎn)生充模噴射的現(xiàn)象；6) 盡量減小型芯的變形；7) 采用纖維狀的填充料時(shí)，首先應(yīng)分析制件的受力方向，設(shè)計(jì)時(shí)讓料流方向與其一致。3/8/2022431) 直澆口： 2. 澆口的形式與尺寸：特點(diǎn)：充模速度快、壓力損失小、清除澆口難、且制件上留有大塊痕跡；適用：用于加工熱敏性及高粘度物料,成型大型薄壁容器型制品；常用于一模一件。設(shè)計(jì)：與主流道的設(shè)計(jì)一樣，同時(shí)一定要注意軸向定位(校核螺釘，不要產(chǎn)生軸向竄動(dòng))。3/8/2022442) 側(cè)澆口(邊緣澆口)： 特

15、點(diǎn)：加工修整簡(jiǎn)單、去除容易、制件上留有明顯痕跡；常用于多型腔或一腔多點(diǎn)進(jìn)料。適用：所有料；板條類的大型制品。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)：小制品 0.50.8大制品 12制品尺寸制品尺寸質(zhì)量質(zhì)量(g)高度高度h寬度寬度b很小很小050.250.250.750.75小小5400.500.501.501.50中中402 0002 000.750.752.252.25大大200+1.001.003.003.003/8/202245A：模具凹模的表面積例如：盒形制品，PE，計(jì)算澆口尺寸。解：取 c = c = 0.8材料材料PE,PSPOM,PC,PP CA,PA66,PMMAHPVCn0.60.60.70.70.80

16、.80.90.9h = n h = n . .t th = n h = n . .t = 0.6t = 0.61.3 = 7.81.3 = 7.83/8/2022463)搭接式澆口: 特點(diǎn)：可防止粗大制品的重摸噴射現(xiàn)象，但加工、修整、去除困難、制件上留有明顯痕跡。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)c：小制品 0.50.8 大制品 123/8/2022474)盤形澆口: 特點(diǎn)：塑件無(wú)熔合線，對(duì)強(qiáng)度無(wú)影響。適用：?jiǎn)涡颓弧⒐軤畋”谥破?。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)c：0.7513/8/202248傘形澆口清除麻煩，需用切刀。= 45o90o3/8/2022495)點(diǎn)澆口(菱形澆口)： 特點(diǎn)：留痕小，不需清除，二次加工少；位置選擇比較自由；成

17、本高。適用：多型腔中心進(jìn)料/一腔多點(diǎn)進(jìn)料。3/8/2022506)潛伏澆口(隧道式澆口)： 特點(diǎn)：澆口沒有位于分型面處，解決了點(diǎn)澆口必須三板的結(jié)構(gòu)和頂部進(jìn)料的問(wèn)題。適用：多型腔模具、成型彈性材料。2502.5)(0.76)(3130)(1050)(2020)(53/8/202251外側(cè)進(jìn)料 內(nèi)側(cè)進(jìn)料3/8/2022524.冷料井的設(shè)計(jì)：(P48-49)3/8/202253第四節(jié) 成型零件的設(shè)計(jì) 一、概述：總要求：使用可靠、易于加工、經(jīng)濟(jì)。核心：根據(jù)現(xiàn)有的加工手段和條件，解決模具的加工問(wèn)題。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（一）凹模的設(shè)計(jì)： 1.整體式凹模：3/8/202254 2.局部鑲嵌式：設(shè)計(jì)要點(diǎn)

18、：1）合理地分割成易于加工的幾何形狀；3/8/2022552）鑲嵌后使用可靠，無(wú)松動(dòng)、位移和溢料；3) 嵌件安裝后無(wú)與脫模方向垂直的拼縫；d d：H7/m6H7/m6D=d+D=d+(6(68)8)D1=D+D1=D+1 1H H：根據(jù)嵌件大小定。 中小型模具（5 56)6)mm 大型模具（8 81010）mm3/8/2022564）若成型部位有方位要求，采用齊縫銷鉆鉸后磨平裝入。3/8/202257 3.整體鑲嵌式： 3/8/2022581.整體式:(二）凸模：3/8/2022592.沉孔式:3/8/2022603.鑲嵌式:3/8/202261(三)螺紋成型零件: (書 P87)從操作方式分：自動(dòng)脫螺紋、隨制品脫模兩種?；疽螅?.安