塑膠模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1、塑膠模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、目的1. 規(guī)范本部門設(shè)計(jì)工作、統(tǒng)一設(shè)計(jì)風(fēng)格、完善設(shè)計(jì)工藝，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)生產(chǎn)并為生產(chǎn)服務(wù)；2. 實(shí)現(xiàn)本公司的模具質(zhì)量上一個(gè)新的臺(tái)階。二、內(nèi)容一、對產(chǎn)品圖的分析:工程師接到工作指令后,首先必須認(rèn)真閱讀用于開模的產(chǎn)品圖和客戶所提供的相關(guān)資料,對產(chǎn)品的材料,膠位的厚度及均勻情況,出模方向和拔模角度進(jìn)行分析,結(jié)合客戶所提供的相關(guān)資料和主管的具體要求,草擬一個(gè)簡短的報(bào)告,內(nèi)容包括產(chǎn)品能否開模,開模后有無不良現(xiàn)象產(chǎn)生,產(chǎn)品能否滿足客戶的要求等等,并將此報(bào)告于第一時(shí)間反饋給主管。二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是注射模具熔體填充模具型腔的通道和入口，由主流道、分流道、冷料井和澆口等部分組成。

2、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理與否，對制品的質(zhì)量、精度和生產(chǎn)時(shí)的效率有直接的影響。在模具設(shè)計(jì)中，構(gòu)成澆注系統(tǒng)的零件主要有定位圈（法蘭）、唧嘴、唧嘴衫套、水口套、拉料桿等。根據(jù)本部的習(xí)慣和風(fēng)格，結(jié)合客戶要求對這些零件選用作如下規(guī)定：1 設(shè)計(jì)美國公司的模具時(shí)：定位圈選用英制3.99”(內(nèi)孔徑為2”)的DME 英制NO.6501系列和英制4.99” (內(nèi)孔徑為2”)DME英制NO.6502兩個(gè)系列。唧嘴用英制DME.B-6600 SR=1/2、 B-6600 SR=3/4、 U-6600 SR=1/2、 U-6600 SR=3/4這兩個(gè)系列。2 設(shè)計(jì)歐洲客戶和升寧的模具：定位圈用125或100的公制標(biāo)準(zhǔn)。唧嘴用

3、12、16、20、SR=15.5的公制標(biāo)準(zhǔn)。3設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：a)、流道截面首選圓形，其次是半圓形和梯形，大小根據(jù)產(chǎn)品的大小和材質(zhì)的性能等確定，通常選用4、5、6、8、10或相當(dāng)尺寸，如果產(chǎn)品不大或者材料的流動(dòng)性較好時(shí)，（如POM、PP、軟PVC、PA66等）流道截面尺寸選4、5；如ABS、PS、ASA等，流動(dòng)性中等到的材料流道截面尺寸選5、6；如PC、硬質(zhì)PVC、PMMA等流動(dòng)性較差的材料，流道流道截面尺寸選用8、10或設(shè)計(jì)得更大些。b)、設(shè)計(jì)流道時(shí)，必須考慮熔體均勻填充型腔并保證制品的精度和外觀。c)、水口的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)水口時(shí)，首先考慮水口能否與產(chǎn)品自動(dòng)分離，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)；

4、其次水口位置盡可能不對產(chǎn)品的外觀造成影響；再次水口位置最好是選擇膠位較厚和有利于熔體填充型腔的位置，水口要避開正沖鑲針和較弱的鑲件。如果是潛水時(shí)，潛水的角度最好取40°50°之間，潛水口的頂針與水口入口的距離以1015mm為宜。d)、于流道的最末端設(shè)計(jì)冷料井，冷料井深度或長度為6-10mm（圖1）。e)、流道表面必須注明省光，分流道處必須設(shè)計(jì)R（圖2）。f)、唧嘴球面半徑的選擇原則是略大于客戶所提供的注塑機(jī)射嘴的球面半徑（圖3）。g)、細(xì)水口模具在設(shè)計(jì)時(shí)，從減少水口料著想，首選深唧嘴，設(shè)計(jì)深唧嘴時(shí)要著重參考客戶所提供的注塑機(jī)資料，如參考注塑機(jī)射嘴的直徑和長度來設(shè)計(jì)唧嘴的內(nèi)徑

5、和深度。冷料井分流道 （ 圖1） （ 圖2） （ 圖3）h)、細(xì)水口模的流道截面一般設(shè)計(jì)成梯形，兩側(cè)斜度取5°15°，并在適當(dāng)位置加水口扣針和流道推塊，以保證水口被拉斷定和被彈出（圖4）。水口推塊水口扣針冷料井流道截面 （ 圖4） i)、熱流道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：為了保證制品的質(zhì)量，縮短注塑時(shí)間和減少水口料，有些模具必須選擇熱流道系統(tǒng)。設(shè)計(jì)熱流道結(jié)構(gòu)時(shí)，我們盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)的熱唧嘴、熱流道系板和其標(biāo)準(zhǔn)件配件，以縮短訂購周期和節(jié)約成本；一些特殊情況下需要訂制此類零件的非標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，必須充分考慮其裝配尺寸，加熱均勻性等等。同時(shí)，對其電源引線和感應(yīng)器的引線布置也要美觀合理，切不可讓此等線從

6、溫度較高的地方繞過或像蜘蛛網(wǎng)一樣分散于模具之間。二、 成形零件的設(shè)計(jì)成形零件通常指那些參與封膠的零件，如前后模仁，內(nèi)模中的鑲件，鑲針及側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中的行位、斜頂?shù)鹊?，這些零件對保證制品的外觀精度都起著決定性作用。設(shè)計(jì)這些零件時(shí)要特別注意以下幾點(diǎn)：分模線（面）的選擇：首先,分模線會(huì)直接在制品的外觀上留下痕跡，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前必須仔細(xì)閱讀客戶的資料，了解客戶對產(chǎn)品外表面的要求；其次，分模面的設(shè)計(jì)合理與否會(huì)直接影響產(chǎn)品的成形；再次，分模面將直接關(guān)系到模具的加工成本。合理選擇分模面，就要求工程師對塑膠模具的設(shè)計(jì)有豐富的經(jīng)驗(yàn)。對一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)也許有多種設(shè)計(jì)方案，但最合理的方案只有一種。通常選擇模

7、具的分型面要從以下幾個(gè)方面考慮：在滿足客戶要求的前提下，分型面有利于保證制品的質(zhì)量、有利于熔體填充型腔、易于加工和降低模具成本等等。A）模仁（內(nèi)模）的設(shè)計(jì)1、須充分考慮模仁的強(qiáng)度和剛度，防止其在生產(chǎn)中炸裂和變形，這是模具設(shè)計(jì)中最重要的一步。要合理把握其強(qiáng)度和剛度必須充分掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所選用鋼材的特性，必要時(shí)需進(jìn)一步對其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算和推理。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般模仁邊沿與型腔壁的距離取2080MM，如果產(chǎn)品較小時(shí)取偏小值，如果產(chǎn)品較大時(shí)取偏大值，特別大的產(chǎn)品還必須加大或原身留。除此之外還必須考慮運(yùn)水，螺絲，定位柱等輔助機(jī)構(gòu)有足夠的安裝位置，加工時(shí)有足夠的裝夾余量等。2、選擇模具鋼料時(shí)必須參照

8、客戶的要求、產(chǎn)品材料的性能和產(chǎn)品的生產(chǎn)批量：a) 產(chǎn)品材料無腐蝕性，客戶對產(chǎn)品無特別要求且生產(chǎn)批量不大的模具,鋼料用P20、738或718等即可；b) 生產(chǎn)批量大的模具選用鋼料時(shí)要考慮鋼料的熱處理性能，如S136、2083、8407、M310等等；c) 對透明度較高的產(chǎn)品（如PMMA、PS、透明PC）的模具選用S136（或S136H）、NAK80等拋光性好的鋼料；d) 對產(chǎn)品材料有腐蝕性（如PVC、POM）的模具選用S136（或S136H）、2316等抗腐蝕性的鋼料；e) 對成型溫度高的產(chǎn)品（如PET、電木），要選用抗熱疲勞性能較好的模具鋼如8407、2344等等。3、選擇鋼材的規(guī)格時(shí)，要求參

9、考供應(yīng)商所提供鋼材的標(biāo)準(zhǔn)花式，以避免浪費(fèi)和增加加工余量。一般原則是：硬模精料單邊留余量0.20.5mm，粗料單邊留余量1.53mm。 4、螺絲的選用：優(yōu)先選擇M8、M10、M12或相當(dāng)?shù)拿乐疲ɑ蛴⒅疲┮?guī)格。5、模仁四角的R大小參照LKM精框R值的大小即H<50時(shí)R=13，H>50時(shí)R=16.5或根據(jù)本公司現(xiàn)有的刀具規(guī)格設(shè)計(jì)；6、成型零件的公差一般取產(chǎn)品公差的1/41/3，出口模取產(chǎn)品公差的1/10（RAIN BIRD和CAL MOLD標(biāo)準(zhǔn)）；與之相關(guān)的配件（如鑲針）的選用原則，美國客戶選用DME標(biāo)準(zhǔn)或英制，歐洲客戶選用Hasco 標(biāo)準(zhǔn)（公制），升寧選用宏達(dá)公制標(biāo)準(zhǔn)。7、成形零件設(shè)計(jì)

10、特別注意點(diǎn)：在滿足客戶要求的前提下，首先考慮生產(chǎn)要求，其次是模具加工工藝，再次是模具成本的控制；B) 螺紋抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)螺紋抽芯機(jī)構(gòu)在塑膠模結(jié)構(gòu)中屬于旋轉(zhuǎn)抽芯機(jī)構(gòu)，常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪齒條傳動(dòng)，鏈條鏈輪傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)等等。設(shè)計(jì)螺紋抽芯結(jié)構(gòu)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：1 動(dòng)力是否能提供足夠的轉(zhuǎn)矩；2 開合模時(shí)具有相對運(yùn)動(dòng)且接觸面較大的兩零件選用不同的材料或有足夠的硬度差（HRC以上）；3 零件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，并且要有利于加工和拆裝；4 齒輪磨數(shù)選用第一系列，最好是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，一般主動(dòng)齒輪的負(fù)載比從動(dòng)齒輪要大，所以主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑可選大一些；5 計(jì)算傳動(dòng)比時(shí)要充分考慮傳動(dòng)效率和有效抽芯長度（有效抽芯

11、長度為產(chǎn)品實(shí)際螺紋圈數(shù)另加圈螺紋所對應(yīng)的軸向長度）；6 齒輪與軸如用銷或鍵連接時(shí)，必須對這些零件進(jìn)行可靠性和穩(wěn)定性分析；7 螺紋軸要設(shè)計(jì)輔助基準(zhǔn)供加工與裝配參考；8 必須設(shè)計(jì)定位機(jī)構(gòu)以保證每次注塑后螺紋軸能嚴(yán)格定位和復(fù)位。9 選用標(biāo)準(zhǔn)軸承,軸套材料用青銅。10. 如果結(jié)構(gòu)要求螺紋軸既轉(zhuǎn)動(dòng)又作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，用做動(dòng)力的螺紋的螺距必須與產(chǎn)品的螺距一致且方向相反。C) 鑲件和鑲針：模具上之所以要設(shè)計(jì)鑲件（針）主要有兩個(gè)原因：(1) 有利于加工和熔膠填充型腔（排氣）; (2). 便于易損零件更換。但鑲件（針） 的設(shè)計(jì)往往會(huì)降低模具的強(qiáng)度和剛度，并造成局部應(yīng)力集中，所以于模具上設(shè)計(jì)鑲件時(shí)要遵從以下幾點(diǎn)：首先

12、，滿足客戶對外觀的要求，其次，考慮模具的整體使用壽命，避免或消除局部應(yīng)力集中（如在兩連接面處設(shè)計(jì)R等），對可鑲可不鑲的地方以不鑲為原則（圖5）。D) 插穿位和枕位：由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣性，在塑膠模具設(shè)計(jì)中，插穿位與枕位是經(jīng)常涉及的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意以下幾個(gè)方面：首先，這些結(jié)構(gòu)的插穿面要設(shè)計(jì)3°或以上的斜度，或采用兩硬度不同的材料（HRC5°左右）（圖6）；其次，插穿位深度較大或結(jié)構(gòu)易損壞時(shí)，一般設(shè)計(jì)成鑲拼結(jié)構(gòu)；再次，要盡可能加強(qiáng)這些地方結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。此處設(shè)計(jì)R此零件一般鑲出兩相互插穿的零件 （ 圖5a） （ 圖5b） （ 圖6） E) 行位與斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)：行位和斜

13、頂屬于側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)過程中，這些結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向與開模方向不一致，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來約束其運(yùn)動(dòng)，這無疑增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對設(shè)計(jì)和制造都增加了相應(yīng)的難度。對這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要注意以下幾個(gè)方面：、行位的設(shè)計(jì)：1、行位分模線的設(shè)計(jì)要考慮客戶對產(chǎn)品的要求；2、行位的行程要大于扣位最大深度3-5mm;3、行位的運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)順暢（行位座的寬高比2/3）（圖7）；4、行位T槽通常設(shè)計(jì)成鑲拼結(jié)構(gòu)，且需淬硬（與行位的硬度差在5HRC左右，這一條為出口模要求）（圖7）；5、行位壓條與滑塊的有效配合高度要行位高度的2/3（特殊情況須經(jīng)主管同意），行位座與壓條之間的配合優(yōu)先選用H7/f6（圖7）；6、行位較大時(shí)

14、，要求增加導(dǎo)向槽來保證其運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（圖7）；7、行位座底部以及鏟機(jī)與行位座接觸面要設(shè)計(jì)硬塊（出口模要求）（圖7）；輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)耐磨塊反鏟壓條 （ 圖6） （ 圖7） 8、大面封膠的行位在選料時(shí)要充分考慮運(yùn)水的布局；9、Half行位要設(shè)計(jì)咬位或其它對中機(jī)構(gòu)；10、前模行位要設(shè)計(jì)控制開合模次序的機(jī)構(gòu)；前模Half行位要于后模設(shè)計(jì)輔助開行位機(jī)構(gòu)；11、斜導(dǎo)柱的斜度一般在10°25°之間，大小可選用12（1/2）、16（5/8）、20（3/4）、25（1）等等，如行位的動(dòng)力要求較大時(shí)也可采用斜T槽的方式；斜導(dǎo)柱與孔之間一般避空1mm每邊；12、用油缸抽忒時(shí)，一般選用標(biāo)準(zhǔn)油缸，且行

15、程要大于最大扣位深度的1020mm左右，外接的油缸座要定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，在油缸軸與行位座之間設(shè)計(jì)一活動(dòng)塊，以便裝配；13、為保證行位能承受較大的注射壓力，行位鏟雞一般要求設(shè)計(jì)得厚實(shí)些；14、鏟雞定位必須嚴(yán)格（與A板配合選用H7/m6），配合深度10mm,配合面與A板邊最薄20mm;15、大行位的鏟機(jī)要求設(shè)計(jì)反鏟來增加其承受力（圖7）；16、鏟機(jī)與行位的配合面斜度大于斜導(dǎo)住斜度2°3°（圖7）。、斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)：1、 斜頂分模線的設(shè)計(jì)要考慮客戶對產(chǎn)品的要求；2、 斜頂?shù)男倍纫话闳?°15°之間；斜頂?shù)拇笮「鶕?jù)扣位的大小確定，如果位置允許兩斜面之間的距離8mm（如圖

16、8）；3、 斜頂于扣位側(cè)要設(shè)計(jì)直身位，深度為612mm，（如圖8）；4、 斜頂與內(nèi)模配合部分一般要求設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來增加斜頂運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。（如圖9）；5、 斜頂不大時(shí)，一般設(shè)計(jì)成整條，如果較大，可于底部設(shè)計(jì)推桿，此時(shí)斜頂配合高度要大于設(shè)計(jì)頂出高度1015mm;6、 斜頂?shù)男谐桃笥诋a(chǎn)品扣位最大深度1.0mm;7、 斜頂?shù)撞恳O(shè)計(jì)斜頂座，面針板周圍要避空足夠距離,于B板底部與斜頂配合處設(shè)計(jì)的耐磨塊厚度10mm，此耐磨塊與斜頂斜面的配合選H7/f6(如圖8)；8、 斜頂設(shè)計(jì)完成時(shí)，要做干涉檢驗(yàn)和頂出行程分析。H大于頂出行程1520mm分段式斜頂斜頂較大時(shí)的結(jié)構(gòu)整體式斜頂斜頂直身位 耐磨塊( 圖8)E

17、) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否，直接關(guān)系到制品的形成周期和制品的質(zhì)量等，設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1水道分布均勻，既要考慮生產(chǎn)效率，又要考慮其負(fù)面影響；2水道直徑通常取6、8、10、12；3水道直徑、間距、與型腔之間的關(guān)系：兩水道之間距3d5d 水道與型腔之間距：.5d3d，膠位較厚處加強(qiáng)冷卻（如圖10）；導(dǎo)向用 圖9 圖10a 圖10b4封膠面較大的零件都要求設(shè)計(jì)冷卻水，如前后模仁、行位、鑲件、斜頂?shù)鹊?5熱嘴水口附近四周要求設(shè)計(jì)冷卻水；6堵塞與喉嘴選用：管徑為6、8時(shí)喉嘴分別用18NPT或18NPS，0時(shí)喉嘴用14 NPT或14 NPS；時(shí)喉嘴用38 NPT或38 NPS。堵

18、塞規(guī)格全部用NPT，材料一律用青銅；管徑為6、8時(shí)堵塞用18NPT，10時(shí)用堵塞14NPT；時(shí)堵塞38NPT。7隔水片厚度一般用mm，如水井較大時(shí)，（）厚度用3mm，材料一律用青銅；8無法加工運(yùn)水但又必須加強(qiáng)冷卻的地方必須鑲鈹銅冷卻；9膠圈均按DME規(guī)格設(shè)計(jì),一般選線徑為2、2.5、3的規(guī)格;10喉嘴不能露出模胚四周，且中心距要38mm(或1.5)(出口模要求);11冷卻水管壁與其它零件壁之距離4mm；12水路要容易加工且避免循環(huán)太長； 13每個(gè)冷卻水路要標(biāo)明IN*、OUT*。F) 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：在制品注塑完成之后，將制品從型芯上頂脫的機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意：1. 合理選擇頂出方式，對客戶不允許有頂針痕跡的產(chǎn)品，（特別是透明產(chǎn)品），首先考慮推板或推塊頂出2. 用頂針頂出時(shí)，頂針大小要合理，不能小產(chǎn)品大頂針，大產(chǎn)品小頂針，頂針布局要合理，產(chǎn)品對呵包得較緊的地方著重考慮頂出;3. 頂出行程要足夠并且首先考慮產(chǎn)品在頂出后自動(dòng)脫落;4. 用推板或推塊頂出時(shí)，配合面要設(shè)計(jì)足夠斜度（°）;5. 二次頂出和強(qiáng)脫模結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)動(dòng)作分解圖;6. 深柱位（0mm）要設(shè)計(jì)司筒，深骨位（mm）要考慮鑲拼或用扁頂針頂出;7.