塑膠模具基礎講義

1、 模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品 零部件的一種生產(chǎn)工具。模具也是在工業(yè)生產(chǎn)中，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品的一種專用工具。模具的概念模具的分類 模具的一般分類：可分為塑膠模具及非塑膠模具： （1）非塑膠模具有：鑄造模、鍛造模、沖壓模、壓鑄模等。 A鑄造模水龍頭、生鐵平臺 B鍛造模汽車身 C沖壓模計算機機箱 D壓鑄模汽缸體 （2）塑膠模具根據(jù)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)產(chǎn)品的不同又分為： A注射成型模電視機外殼、鍵盤按鈕（應用最普遍） B吹氣模飲料瓶 C壓縮成型模電木開關、科學瓷碗碟 D轉(zhuǎn)移成型模集成電路

2、制品 E擠壓成型模膠水管、塑膠袋 F熱成型模透明成型包裝外殼 根據(jù)公司的業(yè)務范圍特點，接下來重點介紹塑膠模具的相關知識。塑膠模具的應用范圍 近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷擴大，如：家用電器、醫(yī)療器械、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。常用塑膠材料介紹1.熱固性塑料 特性：加熱冷卻成型后，再加熱不再軟話，即不可逆變化現(xiàn)象。具有流動性較差，耐高溫，抗抗沖擊性強的特點。 常用材料：電木，PBT,PE

3、T等2.熱塑性塑料 特性：加熱冷卻成型后，再加熱會軟化，即可逆變化現(xiàn)象。具有流動性好，表面處理效果優(yōu)于熱固性塑料的特點。 常用材料：ABS,PC,AS,POM,尼龍，PP，亞克力，ABS+PC等 透明材料：透明ABS，PC,AS,PMMA3D3D結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖常用兩板模形式上固定板母模板公模板下固定板模腳下頂出板上頂出板模座模仁公模仁母模仁產(chǎn)品常用兩板模結(jié)構(gòu)介紹2D結(jié)構(gòu)圖兩板模開模合模過程 當模具架到注塑機上時母模側(cè)固定在注塑機前面板上是不可動的公模側(cè)可隨注塑機一起運動。 開模過程1.公模側(cè)在注塑機的拉力作用下與母模側(cè)分開分開到設定 位置時停止不動。2.在注塑機背桿的推動作用下頂出板帶動頂出機構(gòu)

4、(頂針 頂桿斜梢)向前運動將成品頂出(自然落下或用機械手取 走)。合模過程在注塑機的推動作用下公模側(cè)向母模側(cè)運動若回位銷 (RP)沒有預先拉回回位銷最先接觸母模側(cè)在反作用力的作用下回位銷將頂出板回位。公母模側(cè)完全合聚后注塑機開始注塑。部分零部件的功能材質(zhì)介紹1.定位環(huán)定位環(huán)功能主要是保証注塑機的噴嘴注口襯套同軸心否則兩者相接處不密合出現(xiàn)漏膠現(xiàn)象,常用的定位環(huán)形式見右圖。常用材質(zhì)S55C 2. .RP(RP(回位銷回位銷) )功能在合模過程中首先接觸母模側(cè)使頂出板先回位保証頂出系統(tǒng)不會與母模側(cè)零件撞傷。常用材質(zhì)SKD61(高頻淬火) 模具在合模時首先靠大彈簧將頂出板回位并帶動頂出機構(gòu)回位，當RP

5、頂部接觸到母模板時可以確保頂出板完全回位。常用的RP形式見右圖常用RP形式123部分零部件的功能材質(zhì)介紹3 3.GPGP，GBGB( (導柱導柱, ,導套導套) ) 導柱，導套的作用是在模具開模，合模的過程中起導向的作用。導柱，導套合配得是否精確很大程度的決定了一套模具的精度，所以導柱孔，導套孔在模座加工中必須要做到準確無誤。另外，爲了防止模具組立時發(fā)生錯位的現(xiàn)象，通常會做其中一支導柱OFFSET的防呆形式。導柱導套在模具生產(chǎn)時會因爲摩擦生熱導致模具溫度升高，因此大型模具設計時應該在導柱附近排布冷卻水路。部分零部件的功能材質(zhì)介紹4. .EGP(EGP(頂板導柱頂板導柱) )功能主要是在頂出成品

6、及頂板回位過程中對頂板起導向的作用。常用材質(zhì)SUJ2 EGP的導向作用可以保證頂出板和各頂出機構(gòu)的動作準確，順暢，避免頂出機構(gòu)運動中有卡死的現(xiàn)象。EGP常用的兩種形式見右圖。EGP常用形式部分零部件的功能材質(zhì)介紹5.SPSP和和模腳( (支撐柱支撐柱) )功能支撐公模板使公模板在注射壓力下不會發(fā)生下凹等變形。常用材質(zhì)S55CSP在排布時應遵循以下原則： 1.應避開斜銷，頂針等頂出系統(tǒng)。 2.在射壓較大的正下方應盡量多排SP. 并且SP盡量取大。 3.在滑塊的正下方排布SP.SP的形式部分零部件的功能材質(zhì)介紹6. .STP(STP(停止銷停止銷) )功能減少頂出板與下固定板的接觸面積易調(diào)整頂出板

7、的平面度。常用材質(zhì)S45C(HRC40-50)7.注口襯套注口襯套功能將熔融塑料從注射機噴嘴導入模仁。常用材質(zhì)SKD61(HRC52)注口襯套的常用形式注口襯套的常用形式STPSTP的常用形式的常用形式部分零部件的功能材質(zhì)介紹滑塊系統(tǒng)后跟塊壓板壓板滑塊座耐磨板耐磨板斜撐梢 滑塊是倒勾處理的一種方式，一般是借助注射機開模力與合模力計進行側(cè)向分型、抽芯及復位動作的機構(gòu)，這種機構(gòu)經(jīng)濟性好，動作可靠，實用性強。常用有斜撐梢及撥桿抽芯。澆澆注系統(tǒng)注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)在幾大系統(tǒng)中最為重要。設計澆注系統(tǒng)的基本原則在滿足塑料制品質(zhì)量的同時還應有利于提高成型

8、速度來縮短成型周期。構(gòu)成如下圖所示, 有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。從注射機噴嘴至模具模穴的熔融塑膠路徑稱之為流道,其中,澆口套內(nèi)塑膠流動稱之為主流道,其余部分稱之為分流道。分流道末端通向模穴的節(jié)流孔稱之為澆口,在不通向模穴的分流道的末端設置冷料井(穴)。 產(chǎn)產(chǎn)品品產(chǎn)產(chǎn)品品產(chǎn)產(chǎn)品品產(chǎn)產(chǎn)品品主流道主流道冷料井冷料井分流道分流道澆口澆口冷料穴冷料穴概述概述主流道主流道( (豎流道豎流道) )分流道分流道( (橫流道橫流道) )澆口澆口泠料井泠料井澆澆注系統(tǒng)圖示注系統(tǒng)圖示 分流道的截面形狀分流道的截面形狀圓形圓形矩形矩形半圓形半圓形梯形梯形澆道截面澆道截面 說說 明明 圓形圓形 冷卻速率最慢冷

9、卻速率最慢, 低熱量損耗及摩低熱量損耗及摩擦損失擦損失, 但是加工困難。但是加工困難。正方形正方形 流動阻力大流動阻力大, 較少采用較少采用. 半圓形半圓形 離模性佳離模性佳. 適用于分模面較復雜適用于分模面較復雜之模具之模具.但是但是 流動阻力大流動阻力大, 較少較少采用采用. 矩形矩形 優(yōu)缺點近于半圓形澆道優(yōu)缺點近于半圓形澆道 梯形梯形 容積高出圓形澆道容積高出圓形澆道 較易加工較易加工, 脫模脫模.適用于多板模具適用于多板模具 廢料較廢料較 多。多。常見澆口形式常見澆口形式1.直接澆口或豎澆道式澆口直接澆口或豎澆道式澆口圖示說明特點由注入口或分注入口直接進料。優(yōu)點成型品尺寸精確，質(zhì)量佳，

10、充填性良好，壓力損失少，不需加工流道。缺點注入品與成型品分離不易，容易留下明顯的澆口疤，且澆口附近余應力大，零件易產(chǎn)生變形，一次只能成型一個塑件。用途多用于敏感性及高粘度塑料，以及具有厚截面及可用此種澆口或可用于大型模具。2.邊緣澆口或側(cè)面澆口邊緣澆口或側(cè)面澆口圖示說明特點由模穴側(cè)面或邊緣進澆，最通用型之澆口，以矩形較多，特稱矩形澆口。優(yōu)點易加工，成型品尺寸精確，澆口尺寸易加工修改，分離容易，可防止塑料在射出過程中發(fā)生逆流，澆口部份之磨擦粘滯生熱可幫助充填進行。缺點澆口移除后加工較麻煩，成型品表面常有澆口先鋒隊所留下之痕跡，較不美觀，壓力損失大，充填性不佳。用途適用于大部份塑料。常見澆口形式常

11、見澆口形式3.邊緣模式澆口或薄膜澆口邊緣模式澆口或薄膜澆口圖示說明特點可看作長的矩形邊緣澆口，通?？缭侥Ｑǖ恼麄€寬度（或窄邊的整個寬度）。優(yōu)點提供較大的流動面積，充填時間快且充填均勻，翹曲現(xiàn)象小，特別適用于翹曲變形量大之塑料，成品質(zhì)量佳，尺寸精確無熔接線。缺點澆口移除困難。用途適用于大型薄膜塑件如板、片等，以及易因充填材料（如玻璃纖維）流動配向而變形之塑件。4.扇形澆口扇形澆口圖示說明特點邊緣澆口的另一變體，在模穴處的澆口寬度較大。優(yōu)點使塑料進入模穴后在橫向之分配較平均而能均勻填滿模穴，減少塑件之熔接線及其他表面缺陷，成型品外觀良好。缺點澆口殘痕較大，澆口切除較困難，成型品須加以整修。用途適用

12、于成型大面積之薄壁塑件。常見澆口形式常見澆口形式6.針點澆口針點澆口5.耳式澆口或凸片澆口耳式澆口或凸片澆口圖示說明特點在模穴一側(cè)設置耳槽，然后在耳槽上設一普通之矩形邊緣澆口。優(yōu)點由于塑料進入模穴前須先拐90的彎角，因此可防止直接進料所產(chǎn)生之噴效應，熔料可平穩(wěn)而均勻地進行充填，此外還可緩和澆口附近流動產(chǎn)生之應力，減少澆口附近之凹痕及表面流痕。缺點澆口殘痕較大，壓力損失較大。用途選用于平面之薄壁塑件，以及硬質(zhì)PVC、PC、亞克力等流動性較差之成形材料。圖示說明優(yōu)點開模時自動斷料，殘余痕跡小。開模時自動斷料，殘余痕跡小。 缺點加工困難，壓力損失較大。加工困難，壓力損失較大。 常見澆口形式常見澆口形

13、式8.牛角澆口牛角澆口7.潛伏澆口潛伏澆口圖示說明優(yōu)點開模時自動斷料，殘余痕跡小。開模時自動斷料，殘余痕跡小。 缺點加工困難，壓力損失較大。加工困難，壓力損失較大。 圖示說明優(yōu)點開模時自動斷料，殘余痕跡小。開模時自動斷料，殘余痕跡小。 缺點加工困難，壓力損失較大。加工困難，壓力損失較大。 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)概述概述 模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200C左右而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60C以下。熱塑性塑料在注射成型后必須對模具進行有效的冷卻使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。成型周期中

14、50%60%的時間用來對制品的冷卻。 模具冷卻有水冷和壓縮空氣冷卻水冷被普遍采用因為水的熱容量大傳熱系數(shù)大成本低水冷即在模具模仁周圍或模仁內(nèi)部開設冷卻水通道利用循環(huán)水將熱量帶走。 模具冷卻系統(tǒng)包括模具冷卻系統(tǒng)包括: :冷卻水道冷卻水道, ,模具溫度控制器及加熱組件等模具溫度控制器及加熱組件等。 設置冷卻水路的作用1.控制模溫控制模溫 控制模溫以提高塑件質(zhì)量主要表現(xiàn)在對表面光潔度殘余應力結(jié)晶度熱彎曲的影響。2.縮短成型周期縮短成型周期成型周期80%要用于冷卻模具設計良好的冷卻系統(tǒng)對提高生產(chǎn)率十分必要。3.冷卻大型滑動件避免卡死冷卻大型滑動件避免卡死冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)a.a.盡量保証塑件收縮均勻維持

15、模具熱平衡。盡量保証塑件收縮均勻維持模具熱平衡。b.冷卻水孔的數(shù)量越多徑越大則對塑件冷卻越均勻。(水孔徑一般取值為8或10)c.水孔與模仁成型表面各處最好有相同的距離L當塑膠壁厚不均勻時壁厚處水管應盡量靠近成型部分。一般水孔邊緣距離模仁成型面不得于近成型部分。一般水孔邊緣距離模仁成型面不得于10mm,10mm,一般取一般取(22.5)d (22.5)d 且相鄰兩水孔與產(chǎn)品三者間距離盡量取相近（即A1與A數(shù)值盡量取相近）。如下圖所示。 d.澆口處要加強冷卻因為塑料填充模仁型腔時澆口附近溫度最高距澆口越遠溫度越低因此澆口附近要加強冷卻。冷卻裝置設計時的考慮要點冷卻裝置設計時的考慮要點冷卻系統(tǒng)冷卻系

16、統(tǒng) e.要結(jié)合塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)合理考慮冷卻通道的排列方式。例如對于收縮大的塑件應沿其收縮方向開設冷卻通道。 f.冷卻水通道要盡量避免接近塑件的熔接痕部位以免熔接不牢影響強度。 g.保証冷卻通道不泄露密封性能好。 h.冷卻系統(tǒng)要考慮避免與模具結(jié)構(gòu)中其他部分干涉的現(xiàn)象例如要避免與螺絲孔頂針孔等干涉。冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式a.簡單流道式 簡單流道式即通過直接在模具上打孔并形成進出循環(huán)通以冷水進行冷卻。ininoutout簡單流道式幾種常見形式：(1)(1)(2)(2)ininoutoutininoutout(3)(3)ininininininininoutoutoutoutout

17、outoutout冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)b.隔片導流式 隔片導流式是一種用于多型芯的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻裝置的零部件介紹 a. .密封圈 密封圈用在模板與模仁相接的地方防止水泄露。密封圈有OP10,OP12等等多種規(guī)格所述兩種為常用規(guī)格。OP10用于8的水路OP12用于10的水路。其在模板上的尺寸標識如下圖 8 8 1010冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) b.水塞 水塞是用來堵塞模仁上為了加工而打穿的側(cè)壁的水孔防止水外瀉。8的水路用8的水塞10的水路用10的水塞。 c.水管接頭 水管接頭有1/4PT 1/8PT3/8PT幾種規(guī)格常用1/4PT。d.隔水板隔水板常采用的材料為黃銅或鋁。 模具的頂出系統(tǒng)即制

18、品的脫模裝置。制品頂出是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié),當制品在模具中固化后需要有一套有效的方式將其從模具中頂出頂出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量。在頂出中不能使制品變形頂白破裂等損壞制品的現(xiàn)象。因此制品的頂出是不可忽視的。 頂出機構(gòu)主要組成零部件有上下頂出板、回位桿頂出機構(gòu)主要組成零部件有上下頂出板、回位桿RP、 輔助導柱EGP、彈簧、頂出元件(如頂針、頂桿)等如下圖所示。頂出系統(tǒng)頂出系統(tǒng)概述概述頂出系統(tǒng)頂出系統(tǒng)在設計頂出系統(tǒng)時應遵守下列原則:(1). 為使制品不致因頂出產(chǎn)生變形破裂,穿孔等,推力點應作用在制品能承受力最大的部位,即剛性好的部位,如筋部,突緣,殼體形制品的壁緣等處. (2). 為

19、避免頂出痕跡影響制品外觀,頂出裝置應設在制品的隱蔽面或非裝飾表面.對于透明制品尤其要注意頂出位置及頂出形式的選擇.(3)頂出行程一般在制品脫離模具510mm對于簡單大型的制品可頂出行程是制品深度的2/3。(4)回位桿(RP) 在頂桿頂出制品后其頂端會高出模穴許多避免在下次合模前撞壞模仁必須有保護機構(gòu)所以設置回位桿(RP)也可設置拉回機構(gòu)和彈簧助其復位。(5)頂桿端面一般會低或高于模穴面0.050.1mm。是高或是低由要與產(chǎn)發(fā)人員協(xié)商。幾種常見頂針形式幾種常見頂針形式1 1. .圓頂針圓頂針 圓頂針:為最普遍最簡單的頂出裝置圓頂針及頂針孔都易于加工,因此已被作為標準件而廣泛使用。在加工較長的頂針孔時可采用距公模入子表