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塑料模具概论模具的定义：在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。注塑过程说明：模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。工作循环：计量、塑化、注射充模、保压增密、制品冷却、开模、顶件、取件、闭模、后加料。模具的分类:可分为塑胶模具及非塑胶模具（1）非塑胶模具有：A．铸造模——水龙头、生铁平台B．锻造模——汽车身C．冲压模——计算机面板D．压铸模——超合金，汽缸体（2）塑胶模具有：(热固性和热塑性）A．射出成型——电视机外壳B．吹塑成型——饮料瓶C．压铸成型——电木开关D．吸塑成型——包装外壳E．挤压成型——胶水管F．发泡成型——成型包装外壳塑料分类热塑性塑料﹕这类塑料的合成树脂都是线型或支链型高聚物﹐因而受热变软﹐甚至成为可流动的稳定粘稠液体﹐在此状态时具有可塑性﹐可塑制成一定形状的塑件﹐冷却后保持既得的形状﹐如再加热又可变软成另一种形状﹐如此可以进行反复多次。這一过程中只有物理变化﹐而无化学变化﹐其变化是可逆的。（反复多次成型）种类﹕A.聚氯乙烯(PVC)、B.聚苯乙烯(PS)、C.聚乙烯(PE)D.聚炳烯(PP)、E.尼龙(PA)、F.聚甲醛(POM)、G.聚碳酸脂(PC)、H.ABS塑料、I.聚硯(PSU)、J.聚苯醚(PPO)、K.氟塑料、L.聚酯树脂、M.有机玻璃（PMMA）热固性塑料﹕这类塑料的合成树脂是体型高聚物﹐因而在加热之初﹐因分子呈线型构具有可熔性和可塑性﹐可塑制成一定形状的塑件﹐当继续加热时﹐分子呈现风状结构﹐当温度达到一定程度后﹐树脂变成不溶和不熔的体型结构﹐使形状固定下來﹐不再变化。如有加热也不软化﹐不再具有可塑性。在一定变化过程中﹐既有物理变化﹐又有化学变化﹐因此﹐变化过程中不可逆的。（一次成型）种类﹕A.酚醛塑料PF、B.氨基塑料、C.环氧树脂EP、D.酚醛塑料（PF）又称电木。塑胶模具的基本结构塑胶模具按水口分为大水口（二板模）和细水口（三板模）。塑胶模具依总体功能结构可分为﹕成型系统﹐浇注系统﹐排气系统﹐温控系统﹐顶出系统等成型系统：由动、定模型腔及滑块组成。当加热的塑料通过浇口进入型腔，经注射充模、保压增密、制品冷却、开模，得到所需的产品。此过程称之为成型。浇注系统﹕模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其由主流道﹑分流道﹑浇口及冷料穴组成。根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类：（1）大水口模具（2）细水口模具（3）热流道模具大水口模具流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。顶杆固定板顶杆垫板垫板顶板浇口套定模板动模板大水口模架类型（二板模）挂脚1234细水口模具流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。细水口模架类型（三板模）挂脚顶杆固定板顶杆垫板垫板定模板浇道板顶板浇口套动模板12345热流道模具此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加工困难，模具成本较高。热流道模具定模板=500分流板=5000优点改善产品质量低的压力较好的外观节约原材料（无水口）缩短成型周期（15～20％）主流道﹕1.定义：主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起﹐到分流道为止的这一段。2.设计上的注意事项﹕（1）主流道的端面形状通常为园形。（2）为便于脱模﹐主流道一般制作都帶有斜度﹐但如果主流道同时穿过多块板子时﹐一定要注意每一块板子上孔的斜度及孔的大小。（3）主流道大小的设计要根据塑胶材料的流动特性來定。（4）.主流道在设计上大多采用园锥形.（如图示）制作时要注意﹕A.小端直径D2=D1+（0.5~1mm）B.小端球半径R2=R1+（1~2mm）(其中D1﹑R1分別为注射机射出口的直径及注射头的球半径)浇口套机床噴嘴浇口套热浇口冷浇口分流道：定义﹕主流道与浇口之间的一段﹐它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段也是浇注系统中通过断面积变化及塑料转向的过渡段﹐能使塑料得到平稳的转换。1.截面设计：A.一般设计截面為园形。B.从加工方便性來看一般设计為U形﹐V形﹐梯形﹐正六边形。C.分流道的断面形状及尺寸大小根据塑件的成型体积﹐塑件壁厚﹐塑件形状﹐所用塑料工艺特性﹐注射速率﹐分流道长度等因素來确定。（D1=1.4×D2=1.4×D3)分流道图示最好较好不好PL2.分流道的布置形式：有平衡式进料和非平衡式进料兩种形式。平衡式进料就是保证各个进料口同时均衡地进料。非平衡式进料就是各个进料口不能同时均衡地进料﹐一般要做模流分析來进行评估。非平衡系统AAAABBBB平衡系统AAAAAAAA浇口1.定义﹕浇口又称进料口或內流道。它是分流道与塑件之间狭窄的部份﹐也是浇注系统最短小的部份。2.作用﹕能使分流道输送过來的熔融塑料的流速产生加速度﹐形成理想的流态﹐顺序﹐并迅速地充满型腔﹐同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用﹐并在成型后便于使浇口与塑件分离。3.浇口的形式：1侧向浇口：普通侧浇口（边缘浇口：内、外侧浇口）扇形浇口﹕常用來成型宽度较大的薄片状塑件平缝式浇口2点浇口：一般点浇口潜伏式浇口盘环型浇口轮幅式浇口侧向浇口1浇口长度最大为0.030英寸侧浇口侧向浇口2冷料井范围扇形浇口点浇口1直接浇口直浇口产品浇口长度0.0200.05090点浇口点浇口2产品主浇口分型线浇口剪切顶杆平面部分至少要有2度斜度剪切顶杆尾部需定位防止转动潜伏浇口X.250x“X”潜伏段剪切顶杆点浇口3RR浇口弯曲潜伏浇口点浇口4盘型浇口点浇口5轮幅式浇口3浇口位置的选择：（1）浇口选择在没有阻挡物且最近的距离。（2）浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动。（3）浇口应开设在塑件断面最厚处。（4）浇口位置的选择应使塑料流程最短﹐料流变向最少。（5）浇口位置选择应有利于型腔內气体的排出。（6）浇口位置的选择应減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。（7）浇口位置的选择应防止料流将型腔﹐型芯﹐嵌件挤压变形。浇口位置冷料穴结构﹕冷料穴是用來储藏注射间隔期间产生的冷料头的﹐防止冷料进入型腔而影响塑件质量﹐并使熔料能顺利地充满型腔﹐冷料穴又称冷料井。拉料形式﹕（1）钩形（工形）拉料杆（2）球形拉料杆（3）园锥形拉料杆（4）拉料穴﹕A.帶顶杆﹔B.不帶顶杆冷料穴图示1流动方向冷料井冷料井长度较短，一般为浇道直径的1.5倍。冷料井冷料穴图示2最好好一般不推荐排气系统：模具型腔在塑料充填过程中﹐除了型腔內原有的空气外﹐还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体﹐尤其是在高速成型时﹐考虑排气是很必要的。一般是在塑料充填的同时﹐必須將气体排出模外。否则﹐被压缩的气体所产生的高温﹐引起塑件局部碳化烧焦﹐或使塑件产生气泡﹐或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低﹐甚至阻碍塑件填充等。为了使这些气体从型腔中及时排除﹐可以采用开设排气槽等方法。有时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料。排气槽的开设位置选择：（1）应开设在型腔最后被充满的地方。（2）最好开在分型面上。（3）应尽量开在型腔的一面。（4）最好开设在嵌件或壁厚最薄处。（5）严禁开设在对著操作人员的方向。引气设计：引气对于一些大型深腔壳型塑件﹐注射成型后﹐整个型腔由塑料填满﹐型腔內气体被排除﹐此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空。当塑件脱模时﹐由于受到大气压力的作用造成脱模困难﹐如采用强行脱模﹐势必破坏塑件质量。因此必须加设引气裝置。常見的引气形式有﹕镶拼式侧隙引气气阀式引气（1）弹簧气阀式引气（2）顶杆气阀式排气形式1清除周围的堵塞顶杆.0025排气形式2分型面排气.001-.0025深度浇口排气口.060Min..500.050Min.温控系统：模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。温度调节系统根据不同的情况可以分为冷却系统和加热系统两种。冷却系统：一般注射到模具內的塑料温度为200攝氏度左右﹐而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60攝氏度以下。热塑性塑料在注射成型后必需对模具进行有效的冷却﹐使熔融塑料的热量尽快传给模具﹐以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模﹐提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘度较低﹐流动性较好的塑料﹐如聚乙烯PE﹐尼龙PA﹐聚苯乙烯PS等﹐若塑件是薄壁而小型的﹐则模具可利用自然冷却﹔若塑件是厚壁而大型的﹐则需要对模具进行人工冷却﹐以便塑件很快在模腔內冷凝定型﹐缩短成型周期﹐提高生产效率。冷却介质有冷却水和压缩空气﹐但用冷却水普遍得多。这是因为水的热容量大﹐成本低﹐且低于室温的水也容易获得。用水冷却即在模具型腔周围或型腔內开设冷却水道﹐利用循环水将热量带走﹐维持恒温。冷却装置冷却的基本结构形式：（1）简单流道式（2）螺旋式（3）隔片导流式（4）喷流式简单流道式螺旋式隔片导流式喷流式冷却装置设计的基本考虑：（1）尽量保证塑件收缩均勻﹐维持模具热平衡。（2）冷却水孔的数量越多﹐孔径越大﹐对塑件冷却越均勻。（3）水孔与型腔表面各处应有相同的距离。（4）浇口处应加强冷却。（5）降低入水与出水温温差。（6）要结合塑料的特性和塑件的结构﹐合理考虑冷却通道的排列形式。（7）冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位﹐以免熔接不牢影响强度。（8）保证冷却通道不泄漏。（9）防止与其他部位发生干涉。（10）冷却通道的进出口要低于模具的外表平面。（11）冷却水通道要利于加工和清理。加热系统：（1）电加热：电加热为最常用的加热方式﹐其优点是设备简单,紧凑﹐投资少﹐便于安裝﹐维修﹐使用﹐温度容易调节﹐易于自动控制。其缺点是升温缓慢﹐并有加热后現象﹐不能在模具中交替地加热和冷却。（2）煤气和天然气加热：成本低但温度不容易控制。劳动条件差且污染严重。模具温度调节系统的外围设施：主要为了确保温度调节系统的正常工作﹐服务于模具的温度调节系统。主要包括以下几种装置：（1）循环冷却水塔（2）压缩空气系统（3）模温控制器（4）模温速冷机顶出系统：分类：（1）推块顶出机构。（2）利用成型零件顶出机构。（3）多元件综合顶出机构。（4）气压脱出机构。（5）斜滑块脱出机构。（6）液压抽芯机构。（一）推块顶出机构：平板狀帶凸缘的塑件﹐如用推板顶出会粘附模具时﹐则应使用推块顶出机构。因推块是型腔的组成部分﹐所以它应具有较高的硬度和较低的表面粗糙度。（二）利用成型零件顶出机构：有些塑件由于结构形状和所用塑料关系﹐不宜采用顶杆﹐顶管﹐推板﹐推块等顶出机构﹐此时可采用成型镶件或凹模帶出塑件。前面讲的推块顶出属于成型镶块顶出机构。（三）多元件综合顶出机构：它是指将前面所讲的几种顶出机构综合起來实现顶出的目的。常用的有顶杆加顶板﹐顶管加顶板。（四）气压脱出机构：使用气压脱模要设置压缩空气通路和气門﹐加工较简单﹐适用于轻的﹐薄的软性塑料脱模。（五）斜滑块脱出机构：当塑件上具有与开模方向不同的內外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时﹐必须采用斜滑块脱模机构。即将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的型芯。在塑件脱模时先将活动型芯抽出﹐再从模中顶出塑件﹐完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。斜滑块抽芯机构的三种基本形式：抽芯方向与开模方向垂直。抽芯方向与定模偏一定的角度。抽芯方向与动模偏一定的角度。（六）液压抽芯机构：其工作原理与斜导柱相同，只是采用液压动力抽出滑块。Plastic型芯钉型芯孔Core型腔产品液压缸模具设计要点：1熔体的流动情况:流动阻力,速度,重新融合,排气。2熔体冷却收缩与补缩。3模具的冷却与加热。4模具