塑料模具設計課件

1、2022-4-26主 講 ：梁 軍第 1頁一、模具在國民經(jīng)濟中的地位和作用：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： 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. 模具在國民經(jīng)濟中的地位和作用： 第一章 緒 論2022-4-26主 講 ：梁 軍第 2頁 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：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 3頁(從成型工藝方面來分析制品結構設計的合理性和可行性

2、)第二章 塑料制品的設計2. 型腔：3. 留模：4. 脫模方向：5. 側孔與側凸 (側凹)：1. 動模和定模： 第一節(jié)第一節(jié) 預備知識預備知識2022-4-26主 講 ：梁 軍第 4頁解決幾個問題：1.一套模具可以在任何注射機上成型嗎？2.在設計中對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) 塑料注射制品的設計分析2022-4-26主 講 ：梁 軍第 5頁(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 P

3、C 熔/固 0.826 0.824 0.934 0.803 0.91 一、塑件的尺寸和尺寸精度：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 6頁 成型面積S S投投塑件在模具分型面上的投影面積。 F F漲漲= = S S投投p p漲漲 p p漲漲=(20 =(20 30) MPa30) 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2022-4-26主 講 ：梁 軍第 7頁分 型 面動 模制 品定 模4塑件在脫模方向上的高度h與移模行程Sm：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 8頁1. 影響塑件尺寸精度的因素:1) 模具的

4、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) 活動成型零件的配合間隙變化引起的誤差。3) 塑料的收縮率波動：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 9頁1) 物料：2) 制品尺寸：壁厚、表面形狀、筋的形狀等。3) 模具設計：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、成型時間等。5) 注射機類型：注射速度、可達到的注射壓力、時 間、溫度和壓力的控制精度等。6) 注射機和模具的狀況

5、。2. 影響塑料收縮率波動的因素:2022-4-26主 講 ：梁 軍第 10頁1) 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) 時間：模腔中的注射壓力保持時間越長，收縮越小。3. 成型工藝條件對塑料收縮率的影響:2022-4-26主 講 ：梁 軍第 11頁1 注射機的選擇和所成型的塑件的體積、成型面積、高度等尺寸有關；2 對塑料制品，慎提尺寸公差；3 通常不能通過提高模具的制造精度來達到嚴格的制品的尺寸精度；4 在生產(chǎn)過程中，可以通過多因素改變制品的

6、實際尺寸，以達到設計要求。 結論：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 12頁三、塑件的形狀：1. 塑件上要盡量減少側孔、側凸和側凹；二、塑件的粗糙度：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 13頁 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 14頁 2. 塑件必須有一個有利于保證其外觀質(zhì)量的結構；2022-4-26主 講 ：梁 軍第 15頁四、塑件上的加強筋和防變形結構：A=t/2B=1.5t2or=t/42022-4-26主 講 ：梁 軍第 16頁 1. 動模側的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

7、慮留模問題。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 17頁六、塑件上的孔：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 18頁Dd 1. 通孔：L/d10 2. 盲孔： L/d42022-4-26主 講 ：梁 軍第 19頁八、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. 螺紋始端和末端應有圓臺,螺牙始末端應用過渡長度。九、塑件上的嵌件：1. 必須具有防轉和防拔脫的結構;七、塑件的圓角：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 20頁十、塑件上的花紋：十一、塑件上的圖案、文字：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。

8、2022-4-26主 講 ：梁 軍第 21頁第三節(jié) 橡膠模制品的設計一、壁厚：要求：壁厚均勻，過渡圓滑。通常，t 1mm二、斜度：三、側凹：要求：一般水平分型的模具可以壓制有側凹的制品，但應有供制品取出的空間。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 22頁四、孔：五、空腔：要求：選用硬度低、彈性好的膠料，脫模時最大變形應不超過膠料的彈性范圍，且壁厚不宜過大。六、棱邊和銳角：要求：應盡量避免棱角和凹口，楞邊和銳角應做成圓形，且半徑不小于0.5mm。要求：d(1.21.5)H2022-4-26主 講 ：梁 軍第 23頁八、金屬-橡膠制品： 1.連接處應避免楞邊和銳角； 2. 橡膠閥門的膠面應凸出不大

9、于0.3mm。要求：若有內(nèi)腔，應無尖角和顯著的凸凹差異。七、承受負荷的橡膠制品：0.32022-4-26主 講 ：梁 軍第 24頁第一節(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、模具的基本構成：第三章 塑料注射模具設計2022-4-26主 講 ：梁 軍第 25頁1) 澆注系統(tǒng)2) 型腔3) 熱交換系 統(tǒng)4) 導向系統(tǒng)5) 脫模、抽芯系統(tǒng)6) 定位固定部分7) 承力構件2022-4-26主 講 ：梁 軍第 26頁第二節(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 有A2 無 B1 無 無B2 無

10、 結論：A1最好問題:截面為圓形制品怎樣成型？一、實例：A1 A2 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 27頁A1 A2 B1 B2 留模脫模 合痕頂痕側抽C1 有 C2 有 A1 無 無 無 A2 無 無 無B1 無 / 無 B2 無 / 無 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. 有側芯的制品，采用A1分型面。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 28頁留模脫模 合痕頂痕側抽C1 有 A1 無 / 無 A2 無 無 無B1 無 / 無 B2 無 / 無 結論

11、：采用結論：采用A2方案。方案。A1 A2 B1 B22022-4-26主 講 ：梁 軍第 29頁A1 A22022-4-26主 講 ：梁 軍第 30頁結論：若移模行程足夠，C1方案最佳。先抽留模脫模 合痕頂痕A1 無 無 A3 / 有 / B2 /無 / B3 有有C1 無無C3 有無D2 /無 /D3 有有 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 31頁二、確定原則：1. 盡量保證制品的外觀等要求；2. 分型面應取在垂直于脫模方向上的最大輪廓位 置；3. 確保塑件留在動模一側；4. 當有側抽時，盡量選擇抽拔距較短的方案；5. 當制品某些部位有同軸度要求時，應把相應部分設在模具的一側。 202

12、2-4-26主 講 ：梁 軍第 32頁第三節(jié) 澆注系統(tǒng)的設計 一、概述：1.澆注系統(tǒng)的作用： 1) 將來自注射機噴嘴的熔料迅速有序地充滿型腔； 2) 在澆口凍結之前將成型壓力均勻地傳到型腔的各個部位，以保證得到質(zhì)地緊密、外觀清晰的制件。 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 33頁2.澆注系統(tǒng)的基本結構：主流道：引料入模，將熔料引入模具的分型面；分流道：將來自主流道的熔料進行分流、轉向，引導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。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 34頁1) 物料通過澆注系統(tǒng)時，壓力損失要小；2) 熱損失要小

13、；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)的設計要求：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 35頁主講:梁 軍(一) 主流道和主流道襯套（澆口套）的設計：二、普通澆注系統(tǒng)的設計：設計要求：1) 進口端要與噴嘴端密合，不能漏料；R=R1+1； d=d1+12022-4-26主 講 ：梁 軍第 36頁2) 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) 工作時不能出現(xiàn)軸向竄動.0.22022-4-26主 講 ：梁 軍第 37頁dhHdhD2HHh2022-4-26主 講 ：梁 軍第

14、 38頁r=1r=1r r2 2=(1=(12)2)D(H7/m6)D(H7/m6)：由結構確定；L L：由結構確定；材料：T8AT8A，T10AT10A淬火處理，HRC50 HRC50 55555)其它：R=R1+1R=R1+1； d=d1+1d=d1+1=(2=(2o o4 4o o) )2022-4-26主 講 ：梁 軍第 39頁截面積S D2/4 D2/8 D2/2 D2周 長LdD/2+D3D4DS/L0.25D0.153D0.167D0.25D1. 設計要求: 1) 2) 3) 4) 5)同澆注系統(tǒng)的設計要求； 6)力求使各型腔同時充滿。2. 設計要點:1)截面形狀和尺寸：取決于塑

15、件大小、模具結構和物料。(二) 分流道的設計:2022-4-26主 講 ：梁 軍第 40頁常用截面形狀：(圓形)、梯形W W：塑件重量(g)L L：分流道長度(mm)尺寸：D=smax+1.52)長度：在結構允許的前提下，盡量短；3)布置：總的要求型腔同時充滿，且用料要少。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 41頁均衡布置非均衡布置： 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 42頁(三) 澆口的設計: 1. 澆口的位置選擇： 選擇標準：1) 有利于型腔的排氣；2022-4-26主 講 ：梁 軍第 43頁2) 盡量選在（或靠近）壁最厚的部位；3) 盡量設在無損制品外觀的位置；4) 要有利于物料在

16、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，首先應分析制件的受力方向，設計時讓料流方向與其一致。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 44頁1) 直澆口： 2. 澆口的形式與尺寸：特點：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。設計：與主流道的設計一樣，同時一定要注意軸向定位(校核螺釘，不要產(chǎn)生軸向竄動)。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 45頁2) 側澆口(邊緣澆口)： 特點：加工修整簡單、去除容易、制件上留有明顯痕跡；常用于多型腔或一腔多

17、點進料。適用：所有料；板條類的大型制品。設計：面長：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+1.001.003.003.002022-4-26主 講 ：梁 軍第 46頁A：模具凹模的表面積例如：盒形制品，PE，計算澆口尺寸。解：取 c = c = 0.8材料材料PE,PSPOM,PC,PP CA,PA66,PMMAHPVCn0.60.60.70.70.80.80.90.9h = n h = n .

18、.t th = n h = n . .t = 0.6t = 0.61.3 = 7.81.3 = 7.82022-4-26主 講 ：梁 軍第 47頁3)搭接式澆口: 特點：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。設計：面長c：小制品 0.50.8 大制品 122022-4-26主 講 ：梁 軍第 48頁4)盤形澆口: 特點：塑件無熔合線，對強度無影響。適用：單型腔、管狀薄壁制品。設計：面長c：0.7512022-4-26主 講 ：梁 軍第 49頁傘形澆口清除麻煩，需用切刀。= 45o90o2022-4-26主 講 ：梁 軍第 50頁5)點澆口(菱形澆口)： 特點

19、：留痕小，不需清除，二次加工少；位置選擇比較自由；成本高。適用：多型腔中心進料/一腔多點進料。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 51頁6)潛伏澆口(隧道式澆口)： 特點：澆口沒有位于分型面處，解決了點澆口必須三板的結構和頂部進料的問題。適用：多型腔模具、成型彈性材料。2502.5)(0.76)(3130)(1050)(2020)(52022-4-26主 講 ：梁 軍第 52頁外側進料 內(nèi)側進料2022-4-26主 講 ：梁 軍第 53頁4.冷料井的設計：(P48-49)2022-4-26主 講 ：梁 軍第 54頁第四節(jié) 成型零件的設計 一、概述：總要求：使用可靠、易于加工、經(jīng)濟。核心：根據(jù)

20、現(xiàn)有的加工手段和條件，解決模具的加工問題。二、成型零件的結構設計：（一）凹模的設計： 1.整體式凹模：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 55頁 2.局部鑲嵌式：設計要點：1）合理地分割成易于加工的幾何形狀；2022-4-26主 講 ：梁 軍第 56頁2）鑲嵌后使用可靠，無松動、位移和溢料；3) 嵌件安裝后無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）mm2022-4-26主 講 ：梁 軍第 57頁4）若成型部位有方位要求，采用齊縫銷鉆鉸后磨平裝入。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 58頁 3.整體鑲嵌式： 2022-4-26主 講 ：梁 軍第 59頁1.整體式:(二）凸模：2022-4-26主 講 ：梁 軍第 60頁2.沉孔式:2022-4-26主 講 ：梁 軍第 61頁3.鑲嵌式:2022-4-26主 講 ：梁 軍第 62頁(三)螺紋成型零件: (書 P87)從操作方式分：自動脫螺紋、隨制品脫模兩種。基本要求：1.安裝牢固可靠；2.易于脫模；3.不溢料。2022-4-26主 講 ：梁 軍第 63頁三、成型零件共尊尺寸的計算（平均收縮率法）： (一)