注塑模具设计方法

注塑模具设计方法内容纲要1模具设计的准备工作2浇口与流道的设计3分型面设计4抽芯设计5顶出设计6排气设计7温度调节系统设计8热流道模具9模具材料10注塑不良对策1模具设计的准备工作1.1合格的产品图1.2了解注塑材料1.3了解注塑机参数1.4模具型腔数及其排列1.5模胚类型的选择1.6基本脱模方法1.7设定缩水率1.8设定成型尺寸1.1合格的产品图1.1.1良好的产品结构。1.1.2尺寸合理。1.1.3公差合理。1.1.4表面要求合理。1.1.5明确的注塑材料。1.1.1良好的产品结构（一）产品设计要尽量避免不必要的侧凹，避免出现模具抽芯，从而简化模具结构。1.1.1良好的产品结构（二）塑料产品要具有合适的壁厚及均匀的壁厚变化。壁厚过小会造成流动阻力过大，发生缺胶现象。壁厚过大会造成原料浪费并且缩水严重。壁厚发生突变的地方，会产生应力集中，引起变形。因此产品设计时尽量壁厚一致或者变化要均匀圆滑。1.1.1良好的产品结构（三）塑料件的一些地方应设计成圆角，避免了模具加工的清角问题，同时也增加了模具的坚固性。与此同时，塑料件的另一些地方例如分型面或型芯与型腔配合处则不宜设计成圆角。否则会造成分模困难，使模具复杂化。1.1.2尺寸合理产品图尺寸要完备，并且不多不少。缺少尺寸会使模具设计者无所适从，而多余的尺寸有可能造成关键尺寸的失控。到底要以哪个尺寸为准啊？尺寸封闭！1.1.3公差合理过于严格的公差会导致模具设计难度的增加和模具成本的增加。因此，产品尺寸公差的制定应作仔细分析。这个尺寸不重要，还是放宽一点吧！1.1.4表面要求合理过高的表面要求会增大模具加工的成本，一定的蚀纹深度对应一定的拔模斜度，太大的蚀纹深度会导致产品出模拉花。原来用电火花加工就可以了现在还要抛光！1.1.5明确的注塑材料产品图上应标明使用的注塑材料，模具设计者应根据客户提供的材料确定收缩率和判断该材料的加工工艺性，以便有针对性的设计模具。同一套模具使用不同的注塑材料并不能保证注塑件的尺寸稳定性和外观质量。1.2了解注塑材料1.2.1要了解注塑材料的什么性能？1.2.2塑料是否有掺杂？1.2.1要了解注塑材料的什么性能？主要是了解注塑材料平均收缩率和流动性。塑料在充模方向上和垂直方向上的收缩率是不一样的。它们大约相差20％到30％。不同塑料的流动性是不一样的，对于ABS不跑毛刺的模具，如果用来加工尼龙，其结果会大相径庭。塑料的种类有：ABS、PC、PP、PE、PA、POM、PPS、PMMA、PS、PBT、PET、PVC、LCP等等。1.2.2塑料是否有掺杂？很多塑料为提高强度和韧度，会加入玻璃纤维或者碳纤维，加入了这些不同的组分后，塑料的收缩率和流动特性会发生很大的改变。通常加入的玻纤从15％到40％不等。也有一些塑料加入另一种塑料以取得两种塑料折中的性能。例如常用的ABS＋PC。PBT＋30％GF是很多电子产品的设计材料。1.3了解注塑机参数1.3.1最大注射量是多少？1.3.2最大注射速度和注射压力是多少？1.3.3动定模板大小、最大最小容模距、开模行程。1.3.1最大注射量是多少？注塑机最大注射量是指螺杆在回退到最远行程后一次注射的塑料重量，通常是以PS作为计量标准的。模具设计者要了解将用于注塑的机器的最大注射量，并且所需注射量最好不要超过最大注射量的80％。注意：英制国家使用盎司作单位，一盎司约等于28克。1.3.2最大注射速度和注射压力是多少？对于一些制品来说，必须有足够的注射压力和速度，才能够保证充胶完整或者不出现明显的熔接痕。例如薄壁制品的注射要使用高速才能充满。注意：很多注塑机是用相对压力和速度来表征的，这时要知道绝对数值就要查注塑机的说明书了。1.3.3动定模板大小、最大最小容模距、开模行程。动定模板大小限制模具的长度和宽度尺寸，最大最小容模距限制了模具高度，而开模行程限制了产品的最大顶出高度。合模开模1.4模腔数及其排列1.4.1确定模腔数的原则是什么？1.4.2多型腔的排列方式有哪些？1.4.1确定模腔数的原则是什么？模腔数取决于经济因素和技术因素的综合考虑。多型腔带来高效率和效益，但给模具设计和制造者带来了难度，因为不同型腔的产品尺寸并不能保证一致，产品外观质量一不尽相同。多出几个多赚点吧！可是质量保证不了了！1.4.2多型腔排列的方式有哪些？（一）双型腔1.4.2多型腔排列的方式有哪些？（二）三型腔1.4.2多型腔排列的方式有哪些？（三）四型腔1.4.2多型腔排列的方式有哪些？（四）六型腔1.4.2多型腔排列的方式有哪些？（五）八型腔1.5模胚类型的选择1.5.1大水口模胚1.5.2小水口模胚1.5.1大水口模胚1.5.2小水口模胚1.6基本脱模方法确定基本脱模方法，例如推杆顶出、推管顶出、推板顶出、气动顶出、手动取出等。确定模胚类型后，如果再能确定脱模方法，就可以根据型腔数确定模胚具体尺寸了。至此，就可以向供应商定购模胚了！1.7设定缩水率塑料的缩水率可以参考以下图表，但最重要的是垂询材料供应商获得准确的数据。1.8设定成型尺寸对于自由尺寸，以其公称尺寸为目标尺寸。对于控制尺寸，以其下差尺寸加上总公差的75％或25％（取决于模具磨损方向）为目标尺寸。产品上10±0.1的胶位，模具设计时的目标尺寸可确定为9.95，因为模腔越磨损越大。产品上10±0.1的孔位，模具设计时的目标尺寸可确定为10.05，因为模芯越磨损越小。2浇口与流道设计2.1浇口位置的选择2.2平水口2.3潜水口2.4点浇口2.5流道的形状和尺寸2.1浇口位置的选择浇口位置选择的原则有：•保证模具充模完整。•有利于排气。•减少熔接痕的数量和降低熔接痕的影响。•分子取向的影响。2.2平水口（一）平水口是指浇口位置处于主分模面上的浇口，根据浇口形状的不同，又分为矩形浇口、扇形浇口、平缝式浇口等。浇口高度和宽度可以按照经验或下表确定：制品质量（g）浇口高度（mm）浇口宽度（mm）0～50.250.755～400.501.5040～2000.752.25200～1.003.002.2平水口（二）为方便水口料从制品上脱离，平浇口也可以设计成斜度，如下图，浇口在三个方向上有斜度。2.2平水口（三）一些透明产品较多的采用扇形浇口，通常在注塑成型后用五金模具进行裁剪，获得比较的美观的产品。2.3潜水口（一）潜伏式浇口是一种广为使用的浇口，开模时，制品和水口被强制剥离，便于自动化生产，较脆的塑料不适合于潜水口。使用潜伏式浇口，注意浇口前端要加工成圆台形，以便于制品与水口剥离彻底。2.3潜水口（二）这是另一种潜伏式浇口,用于较软的塑料。2.4点浇口点浇口是指入水方式是从制品顶面垂直进入，同时，水口料和制品从不同的分型面取出。模具使用小水口模胚，也叫三板模。一些较脆的塑料不适合使用小水口。2.5流道的形状和尺寸①圆形：比表面积最小，热量不易散失，阻力小。但要同时开在前后模上，故加工困难。直径φ5～φ10。②U形：加工易，效果好，常采用。③梯形：加工易，效果不错，也常采用。④半圆形：比表面积大，不常采用。⑤矩形：比表面积最大，很少采用。3分型面设计3.1什么是分型面？3.2封胶方式3.3分型面的选择原则3.1什么是分型面？为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离的接触表面，统称为分模面。3.2封胶方式（一）前模镶件和后模镶件相配合时，配合面与运动方向垂直。3.2封胶方式（二）前模镶件和后模镶件相配合时，配合面与运动方向垂直，并且小镶件插入大镶件，目的是使小镶件定位准确并防止移位。3.2封胶方式（三）前模镶件和后模镶件相配合时，配合面与运动方向不垂直。模具设计时，应尽量避免分模面与运动方向平行的靠破！3.3分型面的选择原则3.3.1模具结构考虑3.3.2制品质量考虑3.3.3模具制造难易性考虑3.3.1模具结构考虑（一）分型面选择的最重要的原则是：必须开设在制品断面轮廓最大的地方。否则，制品只能强脱。用CAD检查脱模方向的倒勾Analysis。3.3.1模具结构考虑（二）为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留在公模，只要使塑件与公模的结合力大于塑件与母模的结合力即可。达到塑件与公模的结合力大于塑件与母模的结合力的方法有很多种。塑料件留在母模的后果是压模！直接导致生产事故！3.3.1模具结构考虑（三）通过分型面的选择，尽量避免侧抽芯机构。左图产品需要抽芯吗？3.3.1模具结构考虑（四）若塑件有侧孔时，应尽可能将抽芯设在公模部份，避免母模抽芯，应为母模抽芯会比公模抽芯困难很多。大家看看左图产品的分型面。3.3.1模具结构考虑（五）由于斜滑块合模时锁紧力较小，对于投影面积较大的大型塑件，可将塑件投影面积大的分型面放在公母模合模的主平面上，而将投影面积较小的分型面作为侧向分模面，否则斜滑块的锁紧机构必须做得很庞大，或由于锁不紧而溢边。大圆为主分型面，小圆抽芯。3.3.2制品质量考虑（一）同轴度要求高的部份应在公模或母模内成型，若分别在公母模内成型，会因合模不准确而难于保证同轴度。3.3.2制品质量考虑（二）为确保塑件表面要求，分型面尽可能选择在不影响塑件外观的部位。3.3.3模具制造难易性考虑尽量简化分型面设计，多采用平面并且尽量使用较少的分型面。从而简化模具设计，降低模具制造难度。3.4常见分型面设计（一）高低分模面3.4常见分型面设计（二）斜分模面3.4常见分型面设计（三）曲面分模面3.4常见分型面设计（四）侧面穿孔分模面的靠破和枕出3.4常见分型面设计（五）侧面穿孔分模面3.4常见分型面设计（六）平面穿孔分模面3.4常见分型面设计（七）斜面方孔分模面3.4常见分型面设计（八）斜面柱位分模面3.4常见分型面设计（九）侧面方位分模面4抽芯设计4.1什么是抽芯机构？4.2抽芯的计算4.3常见的抽芯机构4.4斜导柱的固定方式4.5压块的固定方式4.6滑块的固定方式4.7滑块与型芯的连接方式4.8滑块的导滑方式4.1什么是抽芯机构？当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时﹐必须采用斜滑块抽芯机构。抽芯是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﹐再从模具中顶出塑件﹐完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。4.2抽芯计算β=α+2°～3°(防止合模产生干涉以及开模减少磨擦)α≦25°(α为斜导柱倾斜角度)L=1.5D(L为配合长度)S=T+2～3mm(S为滑块需要水平运动距离，T为成品倒勾)δ为斜导柱与滑块间的间隙,一般为0.5MM斜导柱全长可以由CAD软件测量得到4.3常见抽芯机构（一）普通抽芯机构4.3常见抽芯机构（二）前模抽芯机构4.3常见抽芯机构（三）抽芯保险机构4.3常见抽芯机构（四）内缩机构4.3常见抽芯机构（五）前模斜滑块机构4.3常见抽芯机构（六）异向多滑块机构4.3常见抽芯机构（七）后模斜滑块机构4.3常见抽芯机构（八）内滑块机构4.3常见抽芯机构（九）液压抽芯机构，抽芯距离大，动作时间灵活。4.3常见抽芯机构（十）双内抽芯机构4.3常见抽芯机构（十一）拨块抽芯机构4.3常见抽芯机构（十二）连杆抽芯机构4.3常见抽芯机构（十三）哈夫块抽芯机构4.3常见抽芯机构（十四）内滑块机构4.3常见抽芯机构（十五）前模强制斜顶机构4.3常见抽芯机构（十六）防粘滑块机构4.4斜导柱的固定方式（一）适宜用在模板较薄且上固定板与母模板不分开的情况下，因其配合面较长，故稳定较好。4.4斜导柱的固定方式（二）适宜用在模板厚、模具空间大的情况下且两板模、三板模均可使用，配合面L≧1.5D(D为斜导柱直径），稳定性较好。4.4斜导柱的固定方式（三）适宜用在模板较厚的情况下且两板模、三板模均可使用，配合面L≧1.5D(D为斜导柱直径)稳定性不好,加工困难.4.4斜导柱的固定方式（四）适宜用在模板较薄且上固定板与母模板可分开的情况下，配合面较长，稳定较好。4.5压块的固定方式（一）滑块采用镶拼式锁紧方式,通常可用标准件，结构强度好，适用于锁紧力较大的场合。4.5压块的固定方式（二）采