塑料模具基礎(chǔ)課程講義

塑件一、 塑件的基本內(nèi)容立體空間內(nèi)容，幾何結(jié)構(gòu)，尺寸及精度。塑件表面的內(nèi)容、標(biāo)記、符號、文字、表面圖案、圖形、粗糙度。靜態(tài)、動態(tài)性能，機(jī)械、物理、化學(xué)等性能。環(huán)境、人機(jī)工程。塑料的選擇。成本、價格。成型模具及成型方法實(shí)現(xiàn)的可行性，經(jīng)濟(jì)性等。二、 幾何結(jié)構(gòu)及尺寸精度結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計。1-1.形狀：塑件的形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型原則。1-2.脫模斜度：由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件緊緊包住模具型芯和型腔中的凸起部分（主要包模仁），為了便于取出塑件，防止脫模時撞傷或擦傷塑件，設(shè)計塑件時，其內(nèi)外表面沿脫模方向均應(yīng)具有足夠的脫模斜度。在設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾個方面：壓縮成型較大的塑件時，要求內(nèi)表面的脫模斜度大于外表面的脫模斜度。常用脫模斜度值為1°~1.5°，也可小到0.5°o對于高度不大的塑件，可不取脫模斜度。1-3.壁厚：塑件的壁厚與使用要求及工藝要求有關(guān)。在塑模成型上，壁厚過小，熔融塑料在模具型腔中的流動陰力較大。壁厚過大，會造成用料過多，增加成本，且會給成型工藝帶來困難。在塑件上還會產(chǎn)生氣泡，縮孔、凹痕、翹曲等，影響產(chǎn)品外觀。在成型工藝上還要求塑件各部位的壁厚盡可能均勻。1-4.加強(qiáng)筋：它是塑件中經(jīng)常會用到的增加塑件強(qiáng)度的辦法，其優(yōu)點(diǎn)：使塑件壁厚均勻，即節(jié)約了材料，又提高了強(qiáng)度，還可避免塑件中外觀缺陷。增加塑件的剛性。沿料流方向的加強(qiáng)筋還能降低塑料的充模陰力。加強(qiáng)筋的設(shè)計要求：為了增強(qiáng)塑件的強(qiáng)度及剛性，加強(qiáng)筋應(yīng)設(shè)計得矮一些，多一些為好。加強(qiáng)筋之間的中心距應(yīng)大于兩倍的壁厚。對于薄壁塑件，也可將其設(shè)計成球面或拱曲面形狀。1-5.支承面：以塑件的整個底面作為支承面是不合理的。通常利用的是邊框支承或底腳支承。1-6.圓角：塑件上除了使用上要求必須采用尖角之外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)采用圓弧過渡，因?yàn)榧饨翘幰桩a(chǎn)生應(yīng)力集中，影響塑件強(qiáng)度。采用圓角的優(yōu)點(diǎn)主要有兩方面：避免應(yīng)力集中，提高了塑件強(qiáng)度及美觀。模具在淬火和使用時不致因應(yīng)力集中而開裂。1-7.孔：塑件上的孔是用模具的型芯來成型的，在設(shè)計上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：孔應(yīng)設(shè)置在不易削弱塑件強(qiáng)度的地方。在孔之間及孔與邊緣之間均應(yīng)有足夠的距離（一般應(yīng)大于孔徑）。對于盲孔，在擠塑或注射成型時，其孔深不得大于孔徑的4倍。1-8.合頁的設(shè)計：合頁的設(shè)計主要有以下幾點(diǎn)：對于塑件本身壁厚小的中間薄膜處應(yīng)相薄，壁厚大的，薄膜處應(yīng)厚一些，但不得超過0.5mm。合頁部分的厚度應(yīng)均勻一致。成型時，塑料必須從塑件本身的邊通過中間薄膜流向另一邊，脫模后立即折曲幾次。1-9.止轉(zhuǎn)凸凹：塑件上設(shè)計的止轉(zhuǎn)凸凹一般是為了便用握持和塑件成型后易于擰出，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意：凸凹紋方向與脫模方向一致性及模具便于加工性。1-10.螺紋：塑件上的螺紋可以模塑時直接成型，也可在模塑后機(jī)械加工成型。模塑的螺紋其外螺紋直徑不宜小于4mm，內(nèi)螺紋直徑不宜小于2mm，精度不高于3級。為防止塑件上螺孔的最外圍螺紋崩裂或變形，應(yīng)使孔始端有一深度0.2~0.8mm的臺階孔，螺紋末端也不宜延伸到與底面相接。1-11.齒輪：齒輪各部分的尺寸有如下的規(guī)定：a-1.輪緣寬度最小為齒高的3倍。a-2.輻板的厚度應(yīng)等于或小于輪緣厚度。a-3.輪殼厚度應(yīng)等于或大于輪緣厚度。a-4.輪殼外徑最小應(yīng)為軸孔徑的1.5~3倍。a-5.輪殼長度應(yīng)相當(dāng)于軸徑。在設(shè)計齒輪時，還應(yīng)注意：b-1.盡量避免截面的突然變化。b-2.盡可能加大圓角及圓弧過渡的半徑。b-3.軸與孔盡可能不采用過盈配合，可采用過渡配合。1-12.嵌件：嵌件的用途：增加塑件局部的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性。增塑件的尺寸和形狀的穩(wěn)定性，提高精度。降低塑料的消耗及滿足其它多種要求。嵌件表面形式：菱形滾花、直紋滾花、六邊形、切口、打孔、折彎、壓偏等。嵌件的設(shè)計要'求：3-1.為了防塑件應(yīng)力開裂，嵌件周圍的塑料層應(yīng)有足夠的厚度，同時嵌件本身結(jié)構(gòu)不應(yīng)帶有尖角。3-2.單側(cè)帶有嵌件的塑件，因兩側(cè)收縮不均勻，造成很大的內(nèi)應(yīng)力，會使塑件產(chǎn)生彎曲或斷裂。3-3.為了防止嵌件受到塑料流動壓力產(chǎn)生位移或變形，嵌件應(yīng)牢固固定在模具內(nèi)。3-4.嵌件設(shè)計應(yīng)盡量用不通孔或不通螺孔。3-5.為了避免鼓脹，套筒嵌件不應(yīng)設(shè)置在塑件的表面或邊緣附近。3-6.為了提高嵌件裝在模具里的穩(wěn)定性，在條件許可時，嵌件上應(yīng)有凸緣，并便其凹入或凸起1.5~2mm。3-7.當(dāng)嵌件自由伸出長度超過嵌件支承的直徑2倍時，垂直于壓塑方向的嵌件應(yīng)有支承柱。3-8.當(dāng)嵌件為螺桿時，光桿部分與模具的配合部分應(yīng)具有IT9級精度的間隙配合。3-9.為了使嵌件與塑件牢固地連接在一起，嵌件的表面應(yīng)具有止動的部分，以防嵌件移動。塑料模具的基本結(jié)構(gòu)塑料模具依總體功能結(jié)構(gòu)可分為：成型系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，頂出系統(tǒng)等。一.澆注系統(tǒng)：定義：模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其由主流道、分流道、澆口及泠料穴組成。相關(guān)的一些中英文對照CAV.NO 第幾號模窩 RUNNER澆道GATE澆口 CAVITY型腔（一）.主流道：定義：主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。設(shè)計上的注意事項(xiàng)：（1） .主流道的端面形狀通常為圓形。（2） .為便于脫模，主流道一般制作都帶有斜度，但如果主流道同時穿過多塊板子時，一定要注意每一塊塊子上孔的斜度及孔的大小。（3） .主流道大小的設(shè)計要根據(jù)塑料材料的流動特性來定（4） .主流道在設(shè)計上大多采用圓錐形.制作時要注意：小端直徑D2=D1+（0.5~1mm）小端球半徑R2=R1+（1~2mm）（其中D1、R1分別為注射機(jī)射出口的直徑及注射頭的球半徑）澆口套由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計成可拆卸更換的襯套，簡稱澆注套或澆口套（1） .其作用主要為：使模具安裝時進(jìn)入定位孔方便而在注塑機(jī)上很好地定位與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地到達(dá)型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫出方便。（2） 結(jié)構(gòu)形式有整體式和分體式整體式：即臺肩與構(gòu)成主流道部份做成一體分體式：即臺肩與構(gòu)成主流道部份分開制作日本的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JIS中國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：SJB（二）、分流道：定義：主流道與澆口之間的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段也是澆注系統(tǒng)中通過斷面面積變化及塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。截面設(shè)計一般設(shè)計截面為圓形從加工方便性來看一般設(shè)計為U形，V形，梯形，正六邊形分流道的斷面形狀及尺寸大小，應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積，塑件壁厚，塑件形狀，所用塑料工藝特性，注射速率，分流道長度等因素來確定。分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種形式。平衡式進(jìn)料就是保證各個進(jìn)料口同時均衡地進(jìn)料，非平衡式進(jìn)料就是各個進(jìn)料口不能同時均衡地進(jìn)料，一般要做模流分析來進(jìn)行評估。（三）.澆口定義：澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道。它是分流道與塑件之間狹窄的部份，也稱澆注系統(tǒng)最短小的部份；作用：能使分流道輸送過來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，順序，并速速地充滿型腔，同時還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。澆口的形式：1>.側(cè)向澆口：內(nèi)側(cè)澆口普通側(cè)澆口（邊緣澆口）：外側(cè)澆口扇形澆口：常用來成型寬度較大的薄片狀塑件平縫式澆口護(hù)耳式澆口隙式澆口一般點(diǎn)澆口2>.點(diǎn)澆口：潛伏式澆口（我公司大多采用此種方式）盤環(huán)型澆口輪輻式澆口爪形澆口園環(huán)形澆口3>.澆口位置的選擇（1） 澆口選擇有阻擋物最近的距離。（2） 澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動。（3） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。（4） 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少。（5） 澆口位置選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。（6） 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度。（7） 澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔，型蕊，嵌件擠壓變形。（四）.冷料穴結(jié)構(gòu)：冷料穴是用來儲臧注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔，冷料穴又稱冷料井。拉料形式：（1） 鉤形（工形）拉料桿（2） 球形拉料桿圓錐形拉料桿拉料穴：A.帶頂桿；B.不帶頂桿一般凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計一、 首先復(fù)習(xí)一下上節(jié)課所講的內(nèi)容：分模面的確定從分模面與開模的方向來看，有平行于開模方向，垂直于開模方向，與開模方向成斜角。分模線：分模線不要影響產(chǎn)品外觀，盡量選擇在產(chǎn)品棱邊上。產(chǎn)品的外表面是由母模制作，產(chǎn)品的內(nèi)表面是由公模仁成型制成。cavity數(shù)量的確定：3-1.是根據(jù)所用注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。（切記算出之?dāng)?shù)值不能四舍五入，只能取小）。3-2.根據(jù)注射機(jī)的最大鎖模力確定型腔數(shù)量。3-3.根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)量。3-4.根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)。備注：注射機(jī)的規(guī)格主要是用機(jī)器噸位或鎖模力，另一種是用注射量確定。二、 一般母模的設(shè)計：凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。鑲拼的組合方式的優(yōu)點(diǎn)：對于形狀復(fù)雜的型腔，若采用整體式結(jié)構(gòu)，比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時可以使母模邊緣的材料的性能低于母模的材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟(jì)，由于凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的母模報廢。鑲拼的組合方式的缺點(diǎn)：組合式凹模的剛性不及整體式的易在塑件表面留下痕跡，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。（鑲拼式的結(jié)構(gòu)可以平衡變形量）。整體式凹模完全整體式母模：它是由整塊材料制作而成，這種結(jié)構(gòu)比較簡單，不易變形產(chǎn)品的質(zhì)量好，如果產(chǎn)品塑件比較復(fù)雜，采用一般的加工方法制造母模型腔就較困難。所以完全整體式的適合簡單的塑件。整體嵌入式母模塊：它屬于一種完全整體式凹模的演變，即將完全整體式凹模變?yōu)檎w式凹模塊直接嵌入到固定板中，或先嵌在?？蛑心？蛟谇兜焦潭ò逯械男问?。固定板或?？驂|板完全整體式凹模塊+局部鑲拼嵌入，是在守全整體式凹模塊或整體嵌入式凹模塊的易損壞的部位及難加工的部位成型部分設(shè)計一、分模面的確定為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離的接觸表面，通稱為分模面。分模面的表示方法：模具分開時，分模面兩邊的模板都作移動；模具分開時，其中一方模板不動，另一方模板作移動分模面的數(shù)目有：單分模面、雙分模面、多分模面分模面的形狀有：平面、斜面、階梯面、曲面分模面與開模方向關(guān)系有：平行于開模方向、垂直于開模方向、與開模方向成一斜角選擇分模面考慮原則：塑件質(zhì)量考慮，確保塑件尺寸精度同軸度要求的部份應(yīng)在公模內(nèi)成型，若放在公母模內(nèi)成型，會因合模不準(zhǔn)確而難于保證同軸度選擇分模面時，應(yīng)考慮減小由于脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異，若模窩設(shè)在公模，會因脫模斜度造成塑件大小端尺寸差異太大，當(dāng)塑件不允許有較大的脫模斜度時，采用這種結(jié)構(gòu)使脫模困難，若塑件外觀無嚴(yán)格要求，可將分模選在塑件中部，它可采用較小的脫模斜度有利于脫模確保塑件表面要求：分模面盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求注射機(jī)技術(shù)規(guī)格考慮：鎖模力考慮：盡可能減少塑件在分模面上的投影面積。當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近接近于注射機(jī)的最大注射面積時，有產(chǎn)生溢料的可能，模具的分模面尺寸在保證不溢料的情況下，應(yīng)盡可能減少分模面接觸面積，以增加分模面的接觸壓力，防止溢料，并簡化分模面的加工模板間距考慮：分模面的確定要保證公母模開模行程最短模具結(jié)構(gòu)考慮A.盡量簡化脫模部件a.為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時盡可能留在公模，只要使塑件與公模的結(jié)合力大于塑件與母模的結(jié)合力即可，盡可能使塑難看與母模之間有一定的結(jié)合力，而不要把塑件與模具的結(jié)合力都放在公模b.當(dāng)塑件的外形簡單，但內(nèi)形有較多的孔或復(fù)雜孔時，塑件成型后必然留在模仁上，此時模窩可設(shè)在母模上，開模后可用推板頂出塑件，若模窩設(shè)在公模上，使脫模困難當(dāng)帶有金屬嵌件時，因?yàn)榍都粫湛s包緊模仁，所以模窩應(yīng)設(shè)在公模，否則開模后塑件留在母模，使脫模困難若塑件的模仁對稱分布時，應(yīng)迫使塑件留在公模上，采用頂管脫模若塑件有側(cè)孔時，應(yīng)盡可能將模仁設(shè)在公模部份，避免母模抽芯，否則造成脫模困難側(cè)抽芯機(jī)械考慮應(yīng)盡量避免側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，若無法避免側(cè)抽芯，應(yīng)使抽芯盡量短由于斜滑塊合模時鎖緊力較小，對于投影