注塑模具設(shè)計專業(yè)知識-清華大學(xué)出版社

1、·19·第1章 注塑模具設(shè)計專業(yè)知識第1章 注塑模具設(shè)計專業(yè)知識知識要點(diǎn)& 塑料模具設(shè)計工藝要求& 模具結(jié)構(gòu)與常用標(biāo)準(zhǔn)件介紹& 塑料模具設(shè)計步驟& 制品設(shè)計到模具設(shè)計的流程1.1 塑料模具設(shè)計工藝要求要設(shè)計一副先進(jìn)的塑料模具，首先需要有高水平的設(shè)計思路，而且還必須對制品工藝性、塑料材料的特性及用途、模具鋼材的選用、加工方法、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、成型方案和注射機(jī)的型號等多方面進(jìn)行研究。其中從模具設(shè)計和注射成型的角度研究模具設(shè)計的工藝性是非常必要的，其目的是為了減少因模具工藝性不好而給模具制造及成型帶來的麻煩。1.1.1 塑料材料及特性塑料是指以高分子

2、合成樹脂為主要成分，在一定溫度和壓力下具有塑性和流動性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。常用塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩類。熱固性塑料的特點(diǎn)是在受熱或其他條件作用下能固化成不溶性物料。熱塑性塑料的特點(diǎn)是在特定的溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化或冷卻凝固。塑料在性能上具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、制品可加工成任意形狀，且生產(chǎn)效率高、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。1塑料性質(zhì)塑料制品應(yīng)用的廣泛性離不開它自身的性質(zhì)特點(diǎn)，下面介紹塑料的成分特點(diǎn)。（1）塑料的分子結(jié)構(gòu)塑料的主要成分是樹脂，樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。（2）塑料的成分q 樹脂：主要作用是將塑料的其他成分加以粘合，并決定

3、塑料的主要性能，如機(jī)械、物理、電、化學(xué)性能等。樹脂在塑料中的比例一般為40%65%。q 填充劑：又稱添料，正確地選擇填充劑，可以改善塑料的性能并擴(kuò)大它的使用 范圍。q 增塑劑：有些樹脂的可塑性很小，柔軟性也很差，為了降低樹脂的熔融粘度和熔融溫度，改善其成型加工性能，改進(jìn)塑料的柔韌性、彈性以及其他各種必要的性能，通常加入能與樹脂相容的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物。這類物質(zhì)稱為 塑劑。q 著色劑：又稱色料，主要起美觀和裝飾作用，包含涂料部分。q 穩(wěn)定劑：凡能延緩塑料變質(zhì)的物質(zhì)稱為穩(wěn)定劑，分光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑和抗氧劑。q 潤滑劑：改善塑料熔體的流動性，減少或避免對設(shè)備或模具的磨擦和粘附，以及改進(jìn)塑件

4、的表面光潔度。2塑料縮寫代號與中文對照表1-1所示為熱塑性塑料縮寫代號與中文對照。表1-1 熱塑性塑料縮寫代號與中文對照縮 寫 代 號中 文縮 寫 代 號中 文ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MDPE中密度聚乙烯A / S丙烯腈-苯乙烯共聚物PA聚酰胺（尼龍）A / MMA丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物PAA聚丙烯酸A / S / A丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物PC聚碳酸脂CA乙酸纖維素（醋酸纖維素）PAN聚丙烯腈CN硝酸纖維素PCTFE聚三氟氯乙烯EC乙基纖維素PE聚乙烯FEP全氟（乙烯-丙烯）共聚物（聚全氟乙丙烯）PEC氯化聚乙烯GPS通用聚苯乙烯PI聚酰亞胺GRP玻璃纖維增強(qiáng)塑料PMM

5、A聚甲基丙烯酸甲酯HDPE高密度聚乙烯POM聚甲醛HIPS高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯PP聚丙烯LDPE低密度聚乙烯PPC氯化聚丙烯PPS聚苯硫醚PPO聚苯醚（聚2，6-二甲基-1，4-苯醚），聚苯撐醚PPSU聚苯砜PVCC氯化聚氯乙烯PS聚苯乙烯PVDC聚偏二氯乙烯PSF聚砜PVDF聚偏二氟乙烯PTFE聚四氟乙烯RP增強(qiáng)塑料PVC聚氯乙烯S/AN苯乙烯-丙烯腈共聚物3常用塑料介紹不同成分的塑料體現(xiàn)了它們不同的使用價值，表1-2所示是常用熱塑性塑料的使用性能及用途。表1-2 常用熱塑性塑料的特性及用途名 稱性 質(zhì)應(yīng) 用設(shè)計注意問題聚氯乙烯PVC硬質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度差，化學(xué)性能穩(wěn)定，價格低廉，阻燃性軟質(zhì)耐磨性好，

6、價格低廉，含有微毒，不宜用于食具及包裝食品硬質(zhì)宜于制造板、管、門窗、線槽、電開關(guān)、插座等軟質(zhì)宜于制造塑料涼鞋、薄膜、雨衣、地板膠、墻紙、人造革、軟管等流動性差流道短而粗，分流道要少拐彎氯氣腐蝕模具型腔、型芯等成型零件要電鍍聚乙烯PE無毒、柔軟、價廉、質(zhì)輕、軟 于水高壓LDPE宜于制造薄膜低（中）壓HDPE制造日用品（米桶、面盆、水壺、保鮮盒等）收縮率大設(shè)計計算與制造要充分考慮收縮率變形大塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計要注意防變形措施續(xù)表名 稱性 質(zhì)應(yīng) 用設(shè)計注意問題聚苯乙烯PS適用度高，質(zhì)硬而脆，著色性最好，顏色鮮艷，無毒，價格低，電絕緣性好糖果盆、三角尺、錄音帶、CD盒、玩具、文具等電器元件及外殼透明型腔、型

7、芯要用鍛打鋼，以便表面光潔質(zhì)硬而脆脫模斜度要大，一般2°苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物ABS表面硬度高，尺寸穩(wěn)定，著色性好，可以鍍鉻，耐熱、耐沖壓，無毒家電產(chǎn)品的外殼、食具、廚具等要有足夠的脫模斜度 5°防止“頂角”要注意澆口位置防止和減少熔接痕聚丙烯PP綜合性能好，優(yōu)異突出的韌性、不透明、無毒，比重?。?.9），能浮于水鉸鏈性產(chǎn)品（眼鏡盒），塑料袋、繩、編織袋、薄膜、水上救生器材、飛機(jī)用具、家電產(chǎn)品外殼收縮變形較大設(shè)計計算要考慮收縮對產(chǎn)品配合的影響，要有防變形的結(jié)構(gòu)鉸鏈性產(chǎn)品要注意澆口的位置流動性好模具的配合面要求高，以防溢料聚酰胺（尼龍）PA耐磨性好、耐酸、耐堿、耐壓、耐

8、水。自潤滑性好，不透明尼龍絲、齒輪、軸承、水龍頭、密封圈等流動性最好要求模具分型面、配合面的精度高，以免溢料收縮大，尺寸不穩(wěn)定尺寸計算和制造模具均要考慮收縮的影響脫模阻力大脫模斜度宜取大些聚甲醛（賽鋼）POM是一種較理想的代鋼、鋁的塑料優(yōu)異的綜合性能，自潤滑性好，比尼龍還好，顏色鮮艷。機(jī)械性能可與鋼相比，價格較貴齒輪、（家電產(chǎn)品）、軸承、輪、彈簧、風(fēng)扇葉片、游戲機(jī)按鈕流動性差，成型困難模具要有加熱設(shè)備，主流道“短而粗”，分流道要少轉(zhuǎn)彎甲醛有毒型腔、型芯要電鍍防腐蝕聚碳酸脂PC有優(yōu)異抗沖壓性、透明、無毒防彈玻璃、透鏡、汽車燈罩、咖啡壺、家庭攪拌機(jī)、齒輪、冷凍設(shè)備的零件、沖擊鉆外殼流動性差模具要有

9、加熱裝置，主流道短而粗、分流道轉(zhuǎn)彎少透明脫模斜度2°型芯、型腔要用鍛打鋼，以便拋光4料特性和識別表1-3所示為常用塑料的特性及識別。表1-3 常用塑料的特性及識別塑 料 名 稱使 用 特 性識 別ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物綜合性能較好，耐化學(xué)性、電性能良好，具有超強(qiáng)的易加工性、外觀特性、低蠕變性、優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度燃燒時的火焰顏色為黃色黑煙，燃燒氣味為橡 膠味PA聚酰胺（尼龍）堅(jiān)韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌、但吸水性強(qiáng)尼龍6彈性好、沖擊強(qiáng)度高、吸水性較強(qiáng)尼龍66強(qiáng)度高、耐磨性好尼龍610強(qiáng)度高、耐磨性好，但吸水性和剛性都較弱尼龍1010半透明，吸水性較弱

10、，耐寒性較好燃燒時的火焰顏色為黃色，燃燒氣味為特殊味PC聚碳酸脂具有特別好的抗沖擊強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性以及抗污染性，抗蠕變和電絕緣性較好，并且收縮率很低，一般為0.1%0.2%，有很好的機(jī)械特性，但流動特性較差燃燒時的火焰顏色為黃色黑煙，燃燒氣味為特 殊味PE聚乙烯高壓聚乙烯的柔軟性、透明性、伸長率、沖擊強(qiáng)度較好低壓聚乙烯的熔點(diǎn)、剛性、硬度和強(qiáng)度較高，吸水性弱，有突出的電氣性能和良好的耐輻射性燃燒時的火焰顏色為上端黃色，下端青色。燃燒氣味為石蠟味POM聚甲醛有較好的抗蠕變性、幾何穩(wěn)定性和抗沖擊性，具有很好的延展強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度，吸水小，具有很低的摩擦系數(shù)，但熱穩(wěn)定性差

11、，易燃燒，長期在大氣中曝曬會老化燃燒時的火焰顏色為上端黃色，下端藍(lán)色。燃燒氣味為福爾馬 林味PS聚苯乙烯電絕緣性優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性差，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，機(jī)械強(qiáng)度一般，但性脆易產(chǎn)生應(yīng)力碎裂，不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑燃燒時的火焰顏色為橙黃色黑煙，燃燒氣味為苯乙烯味PSF聚砜耐熱耐寒性、抗蠕變性及尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良，耐酸，耐堿，耐高溫，耐高溫蒸汽聚砜的硬度和沖擊強(qiáng)度高，可在-60150下長期使用，在水、濕空氣或高溫下仍能保持良好的絕緣性，但不耐芳香烴和鹵化烴聚芳砜的耐熱性和耐寒性好，可在-240260下使用，硬度高，耐輻射PP聚丙稀有較低的熱扭曲溫度（100）、低透明度、低

12、光澤度、低剛性，但是有較強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿、腐蝕性、抗溶解性燃燒時的火焰顏色為藍(lán)色，燃燒氣味為柴油味PVC聚氯乙烯硬質(zhì)PVC機(jī)械強(qiáng)度高，電氣性能優(yōu)良，耐酸堿力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，但軟化點(diǎn)低軟質(zhì)PVC伸長率大，機(jī)械強(qiáng)度低，耐腐蝕性、電絕緣性均低于硬質(zhì)PVC，且易老化燃燒時的火焰顏色為上端黃色，下端綠色，燃燒氣味為氯氣味續(xù)表塑 料 名 稱使 用 特 性識 別PPE有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，吸濕性弱，具有良好的幾何穩(wěn)定性、電絕緣特性和很低的熱膨脹系數(shù)燃燒時的火焰顏色為黃色黑煙，燃燒氣味為橡 膠味氟塑料耐腐蝕性、耐老化及電絕緣性優(yōu)越，吸水性很小醋酸纖維素強(qiáng)韌性很好，耐油，耐稀酸，透明

13、有光澤，尺寸穩(wěn)定性好，易涂飾、染色、粘合、切削，低溫情況下抗沖擊性和抗拉強(qiáng)度減弱聚酰亞胺綜合性能良好，強(qiáng)度高，抗蠕變性、耐熱性好，可在-200 260下長期使用，高耐磨性、電絕緣性優(yōu)良，耐輻射，耐電暈，耐稀酸，但不耐堿、強(qiáng)氧化劑和高壓蒸汽PMMA聚甲基丙烯酸甲脂有優(yōu)良的光學(xué)特性及耐氣侯變化特性，PMMA制品有很低的雙折射，具有室溫蠕變特性和抗沖擊特性燃燒時的火焰顏色為上端黃色，下端青色，燃燒氣味為巧克力味1.1.2 分型面為了便于將塑件從密閉的模腔內(nèi)取出，也為了便于安放嵌件或取出澆注系統(tǒng)，必須將模具分成兩個或幾個部分。通常將分開模具能取出塑件的面稱為分型面。同時，以分型面為界，模具又可被分成兩

14、大部分，即動模與定模部分。而其他的面則被稱作分離面或分模面，注射模只有一個分型面。分型面的選擇是一個比較復(fù)雜的問題，因?yàn)樗艿剿芗膸缀涡螤?、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置、脫模方法以及塑件在模具?nèi)的成型位置、頂出方式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、模具排氣的方式等方面的影響。分型面的形式一般有以下幾種：圖1-1中（a）圖所示為水平分型面；（b）圖所示為斜分型面；（c）圖所示為階梯分型面；（d）圖所示則為曲線分型面。因此對于模具設(shè)計人員來說，分型面的正確選擇對模具制造及操作都有著至關(guān)重要的影響。（a）（b）（c）（d）圖1-1 分型面類型選擇分型面的位置時，分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。

15、分型面必須設(shè)置在產(chǎn)品的最大截面處，而且便于開模后塑件留在動模的一側(cè)，以保證便于頂出機(jī)構(gòu)能夠順利脫模。選擇分型面時應(yīng)遵循如下原則。1留模方式為了便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時盡可能留在下模。由于塑件的頂出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在下模，尤其是自動化生產(chǎn)所用的模具，因此正確選擇塑件的留模方式顯得更為重要。留模方式選擇正確與否會直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。如圖1-2（a）所示，由于型芯設(shè)在定模部分，開模后塑件會收縮而包緊型芯，使塑件留在定模一側(cè)，因而，增加脫模的難度，使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果改用圖1-2（b）所示的結(jié)構(gòu)就會比較合理。（a）（b） 圖1-2 留模方式2塑件外觀分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位

16、，而且在分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工。如圖1-3所示，一邊不帶圓弧球面的塑件，若采用圖（a）的結(jié)構(gòu)，將有損塑件表面質(zhì)量，而采用圖（b）的結(jié)構(gòu)就比較合理。（b）（a） 圖1-3 分型面對塑件外觀的影響3塑件的同軸度要求圖1-4所示為一副齒輪模具，齒輪的輪緣與臺階部分的外圓有同軸度要求。若將有同軸度要求的部分分別在動模和定模內(nèi)成型，如圖1-4（a）所示，則會因模具合模不準(zhǔn)確而難以保證其同軸度要求；若改用圖1-4（b）所示的結(jié)構(gòu)，使有同軸度要求的部分全部在動模內(nèi)成型，則可滿足同軸度的要求。4塑件上的飛邊方向選擇分型面時，根據(jù)塑件的使用要求和所用塑料，要考慮飛邊在塑件上的部位。如塑件不允許有水平

17、飛邊時，可采用如圖1-5（a）所示的結(jié)構(gòu)，有利于脫模，尤其對于流動性較好的尼龍來說，采用這種結(jié)構(gòu)還可以減少飛邊的產(chǎn)生。而采用如圖1-5（b）所示的結(jié)構(gòu)則欠妥。（a）（b） 圖1-4 有同軸度要求的分型面選擇（b）（a）圖1-5 飛邊分型面合模后間隙一般不超過0.010.03mm，否則會形成飛邊，故分型面均要進(jìn)行“平面磨床”的磨削加工。5塑件的脫模斜度選擇分型面時，應(yīng)考慮減小由于脫模斜度所造成的塑件大小端的尺寸差異。如圖1-6（a）所示塑件，若型腔設(shè)在模具的一側(cè)，則因脫模斜度造成塑件的大小尺寸差異較大，當(dāng)塑件不允許有較大的脫模斜度時，采用此種結(jié)構(gòu)必然使脫模困難。若塑件對外觀無嚴(yán)格要求，可將分型面

18、選在塑件中部，如圖1-6（b）所示，它可采用較小的脫模斜度，有利于脫模。（a）（b）圖1-6 分型面對脫模斜度的影響6分型面的排氣功能分型面的排氣功能可以把型腔內(nèi)部的部分高溫氣體排出型腔外，保證產(chǎn)品表面沒有氣孔產(chǎn)生，有利于改善產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。一般在分型面凹模一側(cè)開設(shè)一條深0.0250.1mm、寬1.56mm的排氣槽，亦可以利用頂桿、型腔、型芯鑲塊排氣。7模具制造分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的難度。1.1.3 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是指模具中從噴嘴開始到型腔為止的塑料溶體的流動通道。作用是將塑料溶體順利地充滿型腔的各個部位，并在填充及凝固過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個 部位。

19、澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成，如圖1-7所示。澆口主流道分流道冷料穴塑件 圖1-7 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型的效率和塑件質(zhì)量都有直接的影響，因此，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時必須注意以下幾項(xiàng)原則：q 了解塑料的成型特性，也就是塑料的溫度和剪切速率等。q 防止型芯和塑件的變形，避免料流正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件，以及防止?jié)部谔幱捎谶^大的收縮應(yīng)力而造成塑件變形。q 排氣良好，保征流體流動順利，快而不紊亂。q 減少流程及塑料耗量，以縮短成型周期，提高成型效果，減少塑料用量。q 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定。

20、q 一模多腔時，防止大小相差懸殊的制件放一模腔內(nèi)。q 修整方便，保證塑件外觀質(zhì)量。2分流道的類型和設(shè)計分流道就是主流道與澆口之間的部分，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，其要求是塑料熔料在流動中熱量和壓力損失最小，同時使流道中的塑料量最小。分流道的形狀如圖1-8所示。分流道的形狀及大小必須根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚、形狀、塑料的工藝特性、注塑速度、分流道長度等因素來確定。U形斷面六邊形斷面圓形斷面U形六邊形圓形圖1-8 分流道結(jié)構(gòu)形狀分流道的設(shè)計要點(diǎn)：q 分流道的表面不必要求很光滑，表面精度一般在1.25即可。因?yàn)榉至鞯辣砻娌惶饣?，能使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。q 當(dāng)分流道較長時，在分流道末端

21、應(yīng)開設(shè)冷料穴，以容納注塑開始時產(chǎn)生的冷料，保證塑件的質(zhì)量。3澆口的類型和設(shè)計澆口指流道末端與型腔之間的細(xì)小通道。作用主要是提高塑料的流動速度和溫度，以及防止流入型腔的塑料側(cè)流。（1）針點(diǎn)式澆口針點(diǎn)式澆口又稱為點(diǎn)水口，采用三板式模架方能自動脫模，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，澆口在生產(chǎn)過程中自動拉斷，適合自動化注射生產(chǎn)。能使用在一模一腔或一模多腔模具中，既可以注射小產(chǎn)品亦可以注射大型產(chǎn)品，特別是有花紋的塑件也不影響外觀。圖1-9所示為針點(diǎn)式澆口結(jié)構(gòu)。（2）潛伏式澆口潛伏式澆口又稱為潛伏口，進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方，以免影響制品外觀，頂出時流道與塑件自動分開，故需較大的頂出力。對于過分強(qiáng)韌的塑料，不適合使用

22、潛伏式澆口。圖1-10所示為潛伏式澆口結(jié)構(gòu)。圖1-9 針點(diǎn)式澆口圖1-10 潛伏式澆口（3）側(cè)澆口側(cè)澆口又稱為邊緣澆口或側(cè)水口，一般開設(shè)在分型面上，從塑件邊緣進(jìn)料，其形狀長為矩形或接近矩形。加工方便、簡單，應(yīng)用靈活，既可以從產(chǎn)品外側(cè)進(jìn)料，亦可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進(jìn)料。圖1-11所示為側(cè)澆口結(jié)構(gòu)。（4）直接式澆口直接式澆口又稱為大水口或中心澆口，無分流道，塑料通過主流道直接進(jìn)入型腔，故有塑料流程短，流動阻力小，進(jìn)料快，動能損失小，傳遞壓力好等優(yōu)點(diǎn)。但冷卻除澆口比較困難，塑件有明顯的澆口痕跡，因澆口附近熱量比較集中，故在該處冷凝較遲，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大，且易在該處產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷。圖1-12所示為直接式

23、澆口結(jié)構(gòu)。圖1-11 側(cè)澆口圖1-12 直接式澆口4澆口位置的設(shè)計原則在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)先選擇澆口的位置，澆口位置正確與否，將直接關(guān)系到制品的成型質(zhì)量及注射過程是否能夠順利進(jìn)行。選擇澆口位置時應(yīng)遵循以下幾個原則：q 澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及澆口的清理。q 澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程最短。q 澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬暢、厚壁的部位，以便于塑料的流入。q 避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁、型芯或嵌件，應(yīng)使塑料能盡快流入型腔的各個部位，以避免型芯或嵌件變形。q 盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕，或使熔痕出現(xiàn)在制品的重要部位。q 應(yīng)使塑料在流入

24、型腔時，能沿著平行型腔的方向均勻流入，并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。q 澆口應(yīng)設(shè)置在制品上最易清除的部位，同時盡可能不影響制品的外觀。1.1.4 頂出機(jī)構(gòu)使塑件從模具上脫出來的機(jī)構(gòu)稱為頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。頂出機(jī)構(gòu)的動作方向與模具開模方向是一致的。良好的頂出機(jī)構(gòu)要求脫模時塑件不變形和不損壞，而且頂出機(jī)構(gòu)的位置應(yīng)位于制件不明顯處。頂出機(jī)構(gòu)的形式歸納起來可分為機(jī)械頂出、液壓頂出和氣動頂出3大類。在設(shè)計頂出系統(tǒng)時應(yīng)遵循以下原則：q 為使制品不致因頂出而產(chǎn)生變形，推力點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯或難于脫模的部位，如制品上細(xì)長的中空圓柱，多采用推管（標(biāo)準(zhǔn)件通常為司筒）頂出。推力點(diǎn)的布置應(yīng)盡量均勻。q 推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品上

25、承受力最大的部位，即剛性好的部位，如筋部、突緣和殼體形制品的壁緣等處。q 盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上，防止制品破裂和穿孔等，如殼體形制品及筒形制品多采用推板頂出。q 為避免使頂出的痕跡影響制品的外觀，頂出裝置應(yīng)設(shè)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。下面敘述幾種頂出機(jī)構(gòu)的形式和特點(diǎn)。1頂桿頂出機(jī)構(gòu)頂桿頂出機(jī)構(gòu)是頂出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于頂桿截面多為圓形，因此其制造和修配方便，頂出效果好，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但由于頂出面積一般比較小，易引起應(yīng)力集中而頂穿塑件或?qū)⑺芗斪冃?，所以很少?yīng)用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。圖1-13所

26、示為頂桿結(jié)構(gòu)。2頂管頂出機(jī)構(gòu)頂管頂出機(jī)構(gòu)又稱空心頂桿頂出機(jī)構(gòu)，它適于環(huán)形、筒形塑件或塑件上中心帶孔部分的頂出。由于頂管整個周邊接觸塑件，故推頂塑件力均勻，塑件不易變形，也不留下明顯的頂出痕跡。采用頂管頂出時，主型芯和凹模可同時設(shè)計在動模側(cè)，有利于提高制件的同心度。對于過薄的塑件（厚度<1.5mm），盡量不要采用頂管頂出，因過薄的頂管加工困難，且易損壞。圖1-14所示為頂管結(jié)構(gòu)。 圖1-13 頂桿結(jié)構(gòu) 圖1-14 頂管結(jié)構(gòu)3推板頂出機(jī)構(gòu)推板頂出機(jī)構(gòu)具有頂出力均勻、頂出效果好和無頂出痕跡等特點(diǎn)，特別適用于一模多腔，圓形與外形簡單的產(chǎn)品脫模。缺點(diǎn)是使模具厚度增加，脫?？孜恢玫呐浜暇燃凹庸ぞ?/p>

27、要求較高。圖1-15所示為推板頂出結(jié)構(gòu)。推板圖1-15 推板頂出結(jié)構(gòu)1.1.5 冷卻系統(tǒng)一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時的溫度在60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效冷卻，使熔融塑料的熱量盡快傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，從而提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融粘度較底，流動性較好的塑料，如聚乙烯、尼龍、聚苯乙烯等，若塑件是薄壁而小型的，則模具可利用自然冷卻；若塑件是厚壁而大型的，則需要對模具進(jìn)行人工冷卻，以便塑件在模腔內(nèi)很快冷凝定型，縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。圖1-16所示為冷卻系統(tǒng)。OUTOUTINININOUT推薦的循

28、環(huán)形式不推薦的循環(huán) 圖1-16 冷卻系統(tǒng)冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，常用冷卻水冷卻。這是因?yàn)樗谋葻崛荽螅杀镜?，且低于室溫的水也容易獲得。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開設(shè)冷卻水道，利用循環(huán)水將熱量帶走，維持模具溫度在一定范圍內(nèi)。冷卻系統(tǒng)設(shè)計的基本考慮要點(diǎn)如下： q 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。q 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，水道分部越均勻，對塑件冷卻越均勻。q 水孔與型腔表面各處應(yīng)有相同的距離。q 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。q 降低入水與出水的溫差。q 要結(jié)合塑料的特性和制件的結(jié)構(gòu)，合理考慮冷卻水道的排列形式。q 冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影響強(qiáng)度。 q 保證

29、冷卻通道不泄漏。 q 防止冷卻水道與其他部位發(fā)生干涉。q 冷卻通道的進(jìn)出口要低于模具的外表平面。q 冷卻水道要利于加工和清理。1.1.6 抽芯機(jī)構(gòu)當(dāng)塑件上有側(cè)孔或側(cè)凹時，成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件必須是可活動的型芯。脫模前，活動型芯必須先抽出，完成側(cè)面活動型芯抽出的機(jī)構(gòu)稱作抽芯機(jī)構(gòu)。實(shí)際使用當(dāng)中，最為常用的就是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的動作原理是利用開模力和斜導(dǎo)柱的傾斜角度強(qiáng)行驅(qū)動滑塊作橫向移動，從而完成抽芯分型動作。其特點(diǎn)是抽芯動作可靠，抽撥力大，但模具制造要求高，實(shí)際應(yīng)用廣泛。斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的分型抽芯距要比斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)大，能承受的側(cè)向注射壓力比斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)大，但加工較困難，模具制造精度

30、要求較高，一般用于需要垂直分型或多向抽芯的產(chǎn)品。圖1-17所示為斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。圖1-17 斜導(dǎo)柱抽心機(jī)構(gòu)1.2 模具結(jié)構(gòu)與常用標(biāo)準(zhǔn)件介紹模具是塑件成型的主要工具，了解模具結(jié)構(gòu)及其常用標(biāo)準(zhǔn)件是非常必要的。如圖1-18所示是一套完整的三維圖形模架結(jié)構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)的形式很多，但歸納起來，不外乎兩大類型，即成型零件和結(jié)構(gòu)零件。下面對模具中的部分部件進(jìn)行介紹。圖1-18 三維圖形模架結(jié)構(gòu)1.2.1 模架模架由模板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等零件組成，但是型腔未加工的組合體。為了提高模具設(shè)計制造效率，一些大型的專業(yè)模架廠生產(chǎn)出各種型號的標(biāo)準(zhǔn)模架來供客戶使用，如圖1-19所示。1.2.2 型芯成型零件型芯也稱做公模，該結(jié)

31、構(gòu)安裝在B板上，合模時，承受注塑機(jī)壓力，與型腔配合，注塑成型時，型芯成型塑件的內(nèi)壁形狀。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-20所示。圖1-19 標(biāo)準(zhǔn)模架圖1-20 型芯1.2.3 型腔成型零件型腔也稱做母模，該結(jié)構(gòu)安裝在A板上，合模時，承受注塑機(jī)壓力，與型芯配合，注塑成型時，型腔成型塑件的外壁形狀。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-21所示。1.2.4 滑塊成型零件沿導(dǎo)向件向上滑動，帶動側(cè)型芯完成抽芯和往復(fù)動作的零件，如圖1-22所示。圖1-21 型腔圖1-22 滑塊1.2.5 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)零件與安裝在另一半模上的導(dǎo)套（或孔）相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓柱形零件，如圖1-23所示。1.2.6 導(dǎo)套

32、結(jié)構(gòu)零件與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件，如圖1-24所示。圖1-23 導(dǎo)柱圖1-24 導(dǎo)套1.3 塑料模具設(shè)計步驟利用UG NX 4進(jìn)行塑料注塑模具設(shè)計之前，必須充分分析模具設(shè)計的步驟和順序，從而簡化模具設(shè)計流程。在實(shí)際生產(chǎn)中，一套完整模具的設(shè)計制造流程一般如圖1-25所示。 圖1-25 模具設(shè)計流程 1分析制品工藝分析塑料制品圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接和鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 分析工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。2選擇成型設(shè)備根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具設(shè)