塑料注射模具設(shè)計專家講座

8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第1頁8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第2頁8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第3頁4（2）型腔布置標準①

考慮料流平衡和熱平衡。②澆口開設(shè)部位應(yīng)力爭對稱。③盡可能使型腔排列得緊湊，以減小模具外形尺寸

二、相關(guān)知識（一）型腔（cavity）數(shù)量確實定及布局2.多型腔排列

（a）不合理（b）合理（a）不合理（b）合理圖3-2型腔布置力爭對稱圖3-3型腔布置力爭緊湊8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第4頁第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計一、分型面定義及表示方法——模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料可分離接觸表面稱為分型面，也叫合模面。分型面圖4-1分型面圖4-1分型面8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第5頁二、分型面形狀(a)平面(b)斜面(c)階梯面(d)曲面第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-2分型面形狀8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第6頁三、分型面選擇標準1、有利于脫模2.有利于確保塑件質(zhì)量3.有利于簡化模具結(jié)構(gòu)4.有利于模具成型零件加工

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第7頁三、分型面選擇標準有利于塑件脫模分型面要取在塑件最大截面處第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-3分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第8頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量分型面選擇要滿足塑件表面質(zhì)量要求

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-4分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第9頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量分型面位置要有利于模具排氣

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-5分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第10頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量盡可能降低塑件在分型面上投影面積

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-6分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第11頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量要滿足塑件精度要求，比如同心度、同軸度、平行度等等

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-7分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第12頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量分型面Ⅰ、Ⅱ哪個更能確保雙聯(lián)齒輪同軸度要求？第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-8分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第13頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量分型面選擇也要有利于確保塑件尺寸精度

第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-9分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第14頁三、分型面選擇標準有利于確保塑件質(zhì)量要考慮飛邊在塑件上位置第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-11分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第15頁三、分型面選擇標準分型面選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu)盡可能防止側(cè)向分型或者抽芯第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-13分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第16頁三、分型面選擇標準盡可能地把側(cè)向分型抽芯機構(gòu)留在動模一側(cè)

分型面選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu)第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-14分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第17頁三、分型面選擇標準塑件不止有一個抽芯時候，在選擇分型面時要使較大型芯與開模方向一致

分型面選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu)第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-15分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第18頁三、分型面選擇標準使塑件盡可能留在動模一側(cè)

分型面選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu)第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-16分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第19頁三、分型面選擇標準要有利于模具成型零件加工

斜分型面型腔部分比平直分型面型腔更輕易加工第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-17分型面選擇8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第20頁實例：燈罩模具設(shè)計第二節(jié)塑件在模具中位置設(shè)計圖4-18燈罩模具設(shè)計8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第21頁5.3普通澆注系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)導(dǎo)入：澆注系統(tǒng)：指由注射機噴嘴中噴出塑料進入型腔流動通道。作用：使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充型腔，并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個部分，以取得組織緊密塑件。分析如圖所表示防護罩塑件，材料為ABS,大批量生產(chǎn)，要求塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。試設(shè)計其澆注系統(tǒng)。塑料注射模具設(shè)計專家講座第22頁5.3普通澆注系統(tǒng)設(shè)計一、系統(tǒng)組成二、澆注系統(tǒng)設(shè)計標準三、主流道設(shè)計四、分流道設(shè)計五、澆口設(shè)計六、冷料穴和拉料桿設(shè)計七、排氣與引氣系統(tǒng)設(shè)計塑料注射模具設(shè)計專家講座第23頁5.3普通澆注系統(tǒng)設(shè)計普通澆注系統(tǒng)：冷流道無流道凝料澆注系統(tǒng)：熱流道、絕熱流道普通澆注系統(tǒng)分為：直澆注系統(tǒng)：主流道軸線⊥分型面→臥式、立式注射機橫澆注系統(tǒng)：主流道軸線∥分型面→角式注射機（動畫集）一、系統(tǒng)組成：主流道、分流道、澆口、冷料穴。塑料注射模具設(shè)計專家講座第24頁二、相關(guān)知識（三）澆注系統(tǒng)設(shè)計1.普通澆注系統(tǒng)組成與設(shè)計標準（1）普通澆注系統(tǒng)組成澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間進料通道。澆注系統(tǒng)作用：充滿型腔，壓力傳遞。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分組成

8/29/2023塑料注射模具設(shè)計專家講座第25頁塑料模具澆注系統(tǒng)塑料注射模具設(shè)計專家講座第26頁1.主流道：把塑料熔體引入模具。2.分流道：平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向和分流3.澆口：流道中最狹小部分作用：①調(diào)整、控制料流速度②調(diào)整、控制補縮時間③防倒流4.冷料穴：儲存冷料，預(yù)防冷料進入型腔。①堵塞澆口②影響塑件質(zhì)量澆注系統(tǒng)設(shè)計是否適當，直接影響成型品外觀、物性、尺寸精度和成型周期。塑料注射模具設(shè)計專家講座第27頁二、澆注系統(tǒng)設(shè)計標準1.適應(yīng)塑料工藝性2.排氣良好3.流程要短4.防止料流直沖型芯或嵌件5.修整方便，確保制品外觀質(zhì)量6.預(yù)防塑料制品變形7.澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積應(yīng)盡可能小，容積也應(yīng)盡可能少8.澆注系統(tǒng)位置盡可能與模具軸線對稱，澆注系統(tǒng)與型腔布置應(yīng)盡可能減小模具尺寸。塑料注射模具設(shè)計專家講座第28頁三主流道設(shè)計作用：是連接注射機噴嘴和模具橋梁，是熔料進入型腔最先經(jīng)過部位。設(shè)計關(guān)鍵點:（1）截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r是注射機噴嘴與型腔或與分流道連接這一段進料通道，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。塑料注射模具設(shè)計專家講座第29頁四、主流道設(shè)計與制造主澆道穿過兩塊模板時應(yīng)呈階梯狀，或采取澆口套第三節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計圖4-26主流道(a)(b)塑料注射模具設(shè)計專家講座第30頁四、主流道設(shè)計與制造定位環(huán)與澆口套關(guān)系第三節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計圖4-27定位環(huán)與澆口套塑料注射模具設(shè)計專家講座第31頁（4）澆口套常采取標準件，材料取45鋼，裝配后加工。塑料注射模具設(shè)計專家講座第32頁四分流道設(shè)計作用：使塑料熔體流向得到平穩(wěn)轉(zhuǎn)換并盡快地充滿型腔。分流道截面形狀分流道尺寸分流道布置分流道設(shè)計關(guān)鍵點塑料注射模具設(shè)計專家講座第33頁流道截面形狀會影響到塑料在澆道中流動以及流道內(nèi)部熔融塑料體積。1.分流道截面形狀塑料注射模具設(shè)計專家講座第34頁圓形截面優(yōu)點：阻力最小，熱量損失最小，熔體降溫也最慢，熱塑性塑料易用缺點：制造較困難矩形截面流動阻力最大，傳熱最快，熱量損失最大，熱固性塑料宜用。塑料注射模具設(shè)計專家講座第35頁梯形截面加工輕易，且熱量損失和流動阻力也不大塑料注射模具設(shè)計專家講座第36頁六角形截面其面積僅為圓形流道82%，是最理想澆道，不過制造不易，通常不考慮使用。U形截面加工輕易，且熱量損失和流動阻力也不大加工輕易，且熱量損失和流動阻力也不大塑料注射模具設(shè)計專家講座第37頁2.分流道尺寸設(shè)計B=1.25D

流動性好塑料（如聚乙烯、尼龍等）應(yīng)取較小截面流動性差塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）應(yīng)取較大截面塑料注射模具設(shè)計專家講座第38頁

流道直徑過大：不但浪費材料,而且冷卻時間增加,成型周期也隨之增長,造成成本上浪費。

流道直徑過?。翰牧狭鲃幼枇Υ?易造成充填不足,或者必須增加射出壓力才能充填。所以流道直徑應(yīng)適合產(chǎn)品重量或投影面積。普通比主流道大端小1-2mm流道直徑(mm)產(chǎn)品重量(g)49563758375以上1012大型流道直徑(mm)投影面積(cm2)410以下6200850010120012大型塑料注射模具設(shè)計專家講座第39頁3.分流道布置平衡式分布同時均衡進料，同時充滿型腔。能夠?qū)崿F(xiàn)對個型腔塑件壓實和保壓，取得尺寸相同、物理性能良好塑件。有圓形排列和H形排列塑料注射模具設(shè)計專家講座第40頁3.分流道布置非平衡式分布不能同時均衡充滿型腔。不能實現(xiàn)同時壓實和保壓，塑件尺寸正確性低、物理性能差。有直線形排列和H型排列。塑料注射模具設(shè)計專家講座第41頁4.分流道設(shè)計關(guān)鍵點①分流道設(shè)計盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口距離相等。②每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大10～20％③分流道截面厚度要大于制品壁厚。塑料注射模具設(shè)計專家講座第42頁五澆口設(shè)計1.澆口作用澆口：連接分流道和型腔通道,是澆注系統(tǒng)中最微弱最關(guān)鍵步驟。熔料經(jīng)狹小澆口增速、增溫，利于填充型腔。注射保壓補縮后澆口處首先凝固封閉型腔，減小塑件變形和破裂。狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離，修整方便。塑料注射模具設(shè)計專家講座第43頁澆口位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、尺寸精度、物理性能和成型效率。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩殘余應(yīng)力,造成產(chǎn)品變形或破裂,且澆口去除加工困難等。澆口過?。阂自斐沙涮畈蛔?短射)、收縮凹陷、熔接痕等外觀上缺點,且成型收縮會增大。塑料注射模具設(shè)計專家講座第44頁2.澆口類型及特點:1）直接澆口（主流道型澆口）：特點：澆口由主流道直接進料，故熔體壓損小，成型輕易，所以適合用于任何塑料缺點：澆口處固化慢，成型周期較長；輕易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，澆口處易出現(xiàn)裂紋或翹曲變形；去除澆口不便，制品有顯著澆口痕跡。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于單型腔模具，慣用于成型大而深塑件。主要參數(shù)：小端直徑d、斜度、長度、大端直徑D直接澆口廣泛應(yīng)用于單型腔模具塑料注射模具設(shè)計專家講座第45頁直接澆口變異形式：→中心澆口①盤形澆口：內(nèi)側(cè)有開口圓柱體、圓形塑件②環(huán)形澆口：熔料沿著環(huán)狀澆口中心向下流動③輪副澆口：易產(chǎn)生熔接痕④爪形澆口：自動定位作用塑料注射模具設(shè)計專家講座第46頁環(huán)形澆口熔料自由地沿著環(huán)狀澆口中心部分流動，然后熔料向下流動充填模具。應(yīng)用：內(nèi)側(cè)有開口圓柱體、圓形塑件環(huán)形澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第47頁輪副澆口又稱四點澆口或十字澆口。適合用于管狀、扁平、淺環(huán)形或帶孔塑料制品，且澆口輕易去除和節(jié)約材料。缺點：易產(chǎn)生熔接痕，且熔接痕數(shù)量可能較多。輪副澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第48頁圓盤澆口經(jīng)慣用于成型內(nèi)側(cè)有開口圓柱體或圓形制品。這類澆口適用同心、且尺寸要求嚴格、及不允許有熔接痕生成塑料制品。爪形澆口又稱雨傘狀澆口，含有自動定位作用。適合用于高管形或同軸度要求較高，且中心孔直徑較小制品成型。圓盤澆口爪形澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第49頁2）側(cè)澆口：塑料熔體從塑件一側(cè)進料特點：側(cè)澆口普通開設(shè)在分型面上，澆口去除方便；但壓損大、殼形件排氣不便、易產(chǎn)生熔接痕。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，適合于多型腔模主要參數(shù)：厚度H為0.4-6.4mm,寬度W為16-12.7mm,表5-6塑料注射模具設(shè)計專家講座第50頁2）側(cè)澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第51頁側(cè)澆口變異形式：扇形澆口、薄片澆口扇形澆口特點：適合用于面積較大平板件、薄壁件和透明件。扇形澆口前端寬度較大，輕易使塑料熔體平穩(wěn)均勻填充，得到質(zhì)量較高塑件；缺點：剪切較普通澆口困難。經(jīng)典澆口尺寸：厚度0.25-1.6mm塑料注射模具設(shè)計專家講座第52頁扇形澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第53頁薄片澆口特點：澆口厚度減薄，寬度同塑件寬度做成一致。這類澆口，塑料熔體在充模時進料均勻，各處料流速度大致相同，模腔內(nèi)氣體易排出，防止了使用側(cè)澆口時輕易在塑件上產(chǎn)生熔接痕；但澆口去除較困難，澆口痕跡顯著。應(yīng)用：適合用于薄板狀或長條狀塑件。主要參數(shù)：厚度為0.25-0.63mm,其長度必須短，約為0.63mm。塑料注射模具設(shè)計專家講座第54頁3）點澆口特點：澆口位置選擇靈活，澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)地平衡，也利于自動化操作；但因為澆口截面積小，流動阻力大，需提升注射壓力，宜用于成型流動性好塑料；開模時點澆口自動脫落。應(yīng)用：適合用于多型腔、三板式模具。慣用于成型各種殼類、盒類塑件。塑料注射模具設(shè)計專家講座第55頁3）點澆口注意：點澆口成型薄壁塑件，易在點澆口附近出產(chǎn)生變形甚至開裂。將澆口對面壁厚增加并以圓弧R過渡，還有能夠儲存冷料。塑料注射模具設(shè)計專家講座第56頁點澆口變異形式→潛伏式澆口特點：又稱剪切澆口，開設(shè)在分型面以下，推出時能實現(xiàn)澆口自動切斷；脫模后澆口處平整，無需后加工。缺點：加工較困難，不易推出。應(yīng)用：多用于塑件外觀不允許有澆口痕跡。適合用于軟性塑料，如聚乙烯。（動畫）塑料注射模具設(shè)計專家講座第57頁4）護耳澆口：側(cè)澆口+耳槽特點：又稱分接式澆口。澆口周圍產(chǎn)生高剪切應(yīng)力局限于輔助凸片，而凸片將在射出成型后去除。澆口去除較麻煩應(yīng)用：專用于透明度高和要求無內(nèi)應(yīng)力制品。塑料注射模具設(shè)計專家講座第58頁（4）澆口截面形狀及尺寸形狀：截面慣用矩形和圓形，也有三角形（爪形澆口）尺寸：a/澆口截面積/分流道截面積=0.03-0.09b/流動性差塑料和尺寸較大、壁厚制品，尺寸取較大值。c/常在設(shè)計時選擇較小尺寸，經(jīng)過試模逐步修改增大塑料注射模具設(shè)計專家講座第59頁（5）澆口位置選擇標準①應(yīng)防止制品缺點：預(yù)防澆口處產(chǎn)生噴射現(xiàn)象而在充填過程中產(chǎn)生波紋狀痕跡。采取辦法：加大澆口尺寸；改變澆口類型→采取沖擊型澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第60頁（4）澆口位置②要有利于熔體流動和補縮：當塑件壁厚不均勻時，澆口位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處，以利于塑料補縮，預(yù)防造成塑件表面凹陷或真空泡等缺點。采取辦法：應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。塑料注射模具設(shè)計專家講座第61頁（5）澆口位置③應(yīng)設(shè)在熔體流動時能量損失最小部位：熔體流程最短，流向改變最少，以降低能量損失。流動比校核采取辦法：改變澆口位置或增加制品壁厚;流程比校核側(cè)澆口→直接澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第62頁（4）澆口位置④有利于型腔內(nèi)氣體排出采取辦法：改變澆口位置最終充滿部分在分型面處塑料注射模具設(shè)計專家講座第63頁（4）澆口位置⑤盡可能降低或防止熔接痕：熔接紋會降低塑件強度，并有損于外觀質(zhì)量。采取辦法：1.改變澆口類型或位置；2.增設(shè)溢料槽3.設(shè)置多澆口塑料注射模具設(shè)計專家講座第64頁（4）澆口位置采取辦法：大型塑件采取多點進料，對稱澆口多點澆口，縮短流程，防止產(chǎn)生熔接痕，還能夠預(yù)防變形。塑料注射模具設(shè)計專家講座第65頁（4）澆口位置⑥應(yīng)防止熔體直接沖擊細長型芯或嵌件：當型芯為細而長時，若采取從型芯側(cè)向進料，輕易使型芯受到熔體沖擊而產(chǎn)生變形，造成塑件壁厚不一致。采取辦法：改變澆口位置或類型塑料注射模具設(shè)計專家講座第66頁（4）澆口位置塑料注射模具設(shè)計專家講座第67頁（4）澆口位置⑧應(yīng)防止開設(shè)在影響塑件外觀和有裝配要求部位。分析下列圖澆口位置塑料注射模具設(shè)計專家講座第68頁六、冷料穴與拉料桿設(shè)計貯存冷料，拉出凝料。1、帶Z形頭拉料桿冷料穴（1）在冷料穴底部有一根Z形頭拉料桿，最慣用冷料穴形式。（2）拉料桿頭部側(cè)凹能將主流道凝料鉤住，開模時使凝料滯留在動模一側(cè)，拉料桿是固定在推板上，故凝料與拉料桿一起被推出機構(gòu)從模具中推出。塑料注射模具設(shè)計專家講座第69頁變異形式→有帶推桿倒錐形和環(huán)槽形冷料穴1.開模時，倒錐和圓環(huán)槽起拉料作用。推出時，利用推桿強制推出凝料。2.取出凝料時無需橫向移動，可實現(xiàn)自動化操作。3.倒錐和圓環(huán)槽尺寸不宜太大。4.適合用于彈性很好塑料成型。塑料注射模具設(shè)計專家講座第70頁2、帶球形頭拉料桿冷料穴（1）熔體進入冷料穴后，緊包在球頭上，開模時，能夠?qū)⒛蠌闹髁鞯酪r套中拉出。（2）因為球頭拉料桿固定在動模一邊型芯固定板上，并不隨推件板而動，所以在推件板推進制品時就把流道凝料從球頭上強行脫出。（3）主要適合用于彈性很好塑料塑件。塑料注射模具設(shè)計專家講座第71頁變異形式→菌性拉料桿和錐形拉料桿塑料注射模具設(shè)計專家講座第72頁3.無拉料桿冷料穴在主流道末端開設(shè)一錐形凹坑，在凹坑錐壁上垂直鉆一深度不大小盲孔，開模時拉出凝料。注意：分流道應(yīng)設(shè)計成S形或帶有撓性形狀。塑料注射模具設(shè)計專家講座第73頁