模具设计内部培训资料 塑模设计原理---基础篇(最新版).ppt

塑胶模具设计原理,睿磊模具科技2006.7王华成,。,目录第一章 模具设计程序第二章 分型面的设计第三章 模仁和模架的确定 第四章 浇注系统的设计第五章 冷却系统的设计第六章 顶出系统的设计第七章 脱螺纹机构第八章 侧向分型和抽芯机构第九章 模具钢材与热处理第十章 连接器模具的设计第十一章 三板模的设计第十二章 热流道的运用,第一章：模具设计程序,一.概述 合理的模具设计主要体现在所成形的塑胶制品的质量（外观质量和功能质量），使用时的安全可靠和便于维修和较短的成型周期及较长的使用寿命，合理的模具制造工艺等方面。在开始设计模具时，应多考虑几种方案，考量各种方案的优缺点，再优选一种，对于复制以前的模具，也应该认真对待，如之前有一些问题的，应改一次改善，不要再重复以前的动作.设计时，要多参考以前的图面，了解他们的使用状况，比较它们的优点和缺点，这样可以多学经验，避免发生重复错误，少走弯路。尤其是刚到新公司上班，更应如此。,二.设计依据 客户提供的产品的图面和样品是我们设计的主要依据，作为设计人员必须对样品和图面进行仔细的消化和分析，在设计模具之前，要检查一下几点：1.尺寸精度和相关尺寸的正确性。2.脱模斜度是否合理。3.产品肉厚是否均匀。4.塑胶的种类和特性及缩水率。5.表面要求和颜色。6.塑胶制品成型后是否有后处理。7.制品的批量。8.注塑机的规格。9.其他要求。以上，作为模具设计人员必须认真的对待，和仔细检查，以便设计出满足客户需的模具。三.设计程序 设计人员必须对以上要求认真的进行模具的设计，一定要注意一些细节问题。细节往往决定成败。设计时，一般按一下程序进行。1.对产品图和样板进行分析和消化.主要包括以下几个方面：1）.制品的几何形状，如：是否有到沟。是否要侧向分型机构，是深腔盒型还是圆盒形等,2）.制品的尺寸，公差，和设计基准，特别是一些影响功能的重点管控的尺寸设计时一定要重点关注，重要尺寸处，如一次没有把握做准的话，模具设计时一定要留有修模的余量。3）.制品的技术要求：如分模面的要求，胶口的要求，熔接痕的要求，变形的要求等。4）.所用塑料的名称，牌号等。5）.制品表面要求，是否要抛光镜面，还是咬花，还是放电花等。2.注塑机规格的选定。注塑机规格的确定主要根据制品的大小，和模穴数来确定，在选择注塑机的时后主要考虑到注塑机的塑化能力，注射量，锁模力，安装模具的有效面积，顶出形式和顶出长度等因素。如客户以提供注塑机的规格和型号，设计人员必须的其参数进行认真的对照，若满足不了要求，必须跟客户协商更换。3.型腔数量的确定和排列.模具型腔的数量主要依据制品额投影面积，几何形状（有无滑块，斜顶，或其他机构等），精度，批量，和效益来确定。型腔的数量确定以后，就要进行型腔的排列，型腔的排列要涉及到模仁模架的大小,浇注系统的设计，浇注系统的平衡，滑块的设计，斜顶的设计，冷却系统和顶出系统设计，设计时一定要仔细考虑，反复检查，的如分型面不得有尖角，不得有直插，滑块尽量用靠破不要插破，顶针和水路分布是否合理，有没有干涉等现象。所以在模具设计过程中，要进行反复的调整，力求达到完美的设计，但要注意的时，每一步的确定 尽量一次做到为，尽量不要留到后面去修改，那样的话，以后会很麻烦。,4.分型面的确定 有些产品，客户对分型面已有规定，大多情况下，须由设计人员自己确定，模具设时分型面的确定是很重要的，关系到整个模具设计的质量的好坏，分型面的确定主要遵循一下一个原则;1).不影响制品的外观，尤其是对外观有特别要求的制品，这一点就更为重要。2).有利与保证制品的精度。3).有利与加工,特别是型腔的加工.4).有利于浇注系统,排气系统,冷却系统的设计.5).有利于制品脱模,及开模后制品留在动模的一边.6).便于镶件的安装5.侧向分型于抽芯机构的确定.6.浇注系统的设计7.排气系统的设计8.顶出系统的设计9.冷却系统的设计10.模架的确定和标准件的使用 模架一般采用标准模架,只有在特殊情况下或客户要求时,才会对模架的形状尺寸和材料作修改,标准件包括通用标准件和模具专用标准件两大类,通用标准件如螺丝等,模具专用标准件包括顶针,胶口套,导柱等.设计时,尽量选用标准件和标准模架,有利于缩短模具交期降低成本,11.装配图的绘制 模架和相关内容确定以后,便可以绘制装配图了.对已经选定的浇注系统,冷却系统,顶出系统等作进一部的修缮和整理,从而达到设计图的标准.完整的图面应注意一下几点 1).图面上要有塑胶产品的原料和缩水率.2).如是改变图,应标明改动位置,在副栏类注明改动日期和内容.12.绘制零件图在绘制零件图时,必须随时检查模仁的尺寸,公差,脱模斜度相协调,设计基准是否与零件的设计基准相同,同时还要考虑模仁在加工时的工艺性和使用时的强度等问题.图面的标注,线性,图层要符合公司的标准.13.设计图面的校对:图面设计好以后,必须对图面进行认真的校对,这一点很重要,防止不合理的模具设计和图面流到加工现场,校对时,要着重以下几个方面:1).根据模架和模仁的大小,检查AB板的强度是否足够.2).检查公模的顶柱是否足够.3).检查尺寸的标注的精度,公差,大小是否合适,有无漏标多标.4).检查模具的水路.顶针,模仁固定螺丝分布是否合理,有无干涉.检查是要按模具的几大系统一个一个的排查,把错误尽量的找出,以免流到后面造成更大的损失.,14.图面的会签和修改图纸设计完成以后,如客户要求,必须交客户认可,只有客户同意后才可投入生产,当客户较大意见需要做较大修改时,则必须重新设计后在交由客户认可,直到客户满意为止,另如是本厂内部需要的模具时,哪模具图面应分别由成型,加工,品保等相关单位会签,并听取他们的意见,如意见合理,须对模具作修改时,则也要从新修改后再交由主管审核,然后再发包加工.综以上内容,其中有些是要合并考虑的,如模具的流道,水路,顶针,罗丝,都要综合考虑做到各个系统都能满足要求,又不会相互干涉,所以要认真对待,往往几个案例同时考虑,对每种结构尽可能的列出各自的优缺点,在逐一分析,进行优化,因为结构上的原因,直接影响模具的制造和使用,甚至造成模具的报废,所以模具设计是保证模具质量的关键,其设计过程就是一件系统的过程.,第二章:分型面 为了将产品从模具中取出,模具必须分成两个或数个部分,这些分离部分的接触表面通称为分型面 分型面在模具中占有非常重要的位子,在设计模具时,首先考虑的就是这套模具分型面怎么做,如果连模具的分型都不知道,哪后须的工作也没法做了.到企业应聘模具设计时,往往要现场动手的就是做分型面,这关过不了,哪被录取的希望基本为零,如分型面做的又快又好,那你的成功率就大了.分型面通常分为1.水平分型.2.垂直分型.3.倾斜分型(如图)4.台阶型分型面,水平分型.,垂直分型,倾斜分型,.分型实例,分型面的确定主要遵循一下一个原则;,1.不影响制品的外观，尤其是对外观有特别要求的制品，这一点就更为重要。分型面范例1,A图分型面在产品的侧面中间,影响产品外观,不合理,A:不合理,B:合理,B图分型面在产品的侧面和顶面圆弧的结交处,对外观影响不明显,合理,分型面范例2,图 A,图 B,图 A的设计虽然结构较简单,但产品中间有明显分模线,影响外观,不合理,图B采用母模隧道式滑块虽然结构较为复杂,但产品外观影响小,分模线在母模孔的圆弧交接处,不明现,可用,图A,图B,图A虽然分型面较为简单但外观分模面明显,不可取,图B分型面延着产品的外观台阶,不影响外观,可用,但注意产品台阶处必须有脱模角,否则模具易损坏,分型面范例3,2.有利于保证制品的精度,必要时需要加分型面定位,图A,图B,对于对同心度有要求的产品,图A的分型面把产品分在公母模两侧容易错位,不能保证产品的精度图B就可以克服这个问题,分型面定位实例一,分型面定位实例二,分模面定位的几种常用方式,3.有利与加工,特别是型腔的加工.4.有利于浇注系统,排气系统,冷却系统的设计.5.有利于制品脱模,及开模后制品留在动模的一边.6.分模面不得有尖角(如图),7.分型面不得有直插面,此处为直插点,模仁容易损坏,设计时要避免这种,加斜度后就可以避免这种问题,角度在3-5度之间,最少也不得小于0.05MM,7.插破与靠破 分型面的封胶方式分为插破和靠破.大部分情况下能用靠破封面的就不要用插破,要根据具体的情况决定使用插破方式还是靠破方式.,滑块用插破方式,容易损坏,产品产生毛边,滑块两边分别拉伸3-10MM,用靠破的形式,比较牢固,不易损坏,此孔用靠破方式封料,加工简单,当模仁较细长时(L/W为3/1以上)就须用插破的形式了,防止模仁断掉或弯曲,第三章:模架和模仁的确定,产品的分模面大致确定以后,接下来就是确定模仁和模架的尺寸了模架尽量采用标准模架和标准配件,这样有利于缩短模具的制造周期和降低成本设计界经常用的模架品牌有:龙记(LKM),富得吧(FUTABA),名利,天祥,重村等 当模具比较特殊或客户特别要求时,须对模架得形状,尺寸,材料作更改时,就需重新设计模架,这种情况下,定购模架时就需要向供应商提供详细得图面,并标注上与标准模架得不同之处,当然,这样得模架单价也较贵,供应商一般可以给客户提供架初加工和精加工,一般我们都要求进行粗加工及粗掏模穴即可一.模架和模仁尺寸的确定 模架的大小主要取决于产品的大小和结构,对模具而言,在保证足够的强度下,模具设计的越紧凑越好.根据产品的外形(投影面积和高度)和结构(侧向分型和抽芯)来确定模仁的尺寸,确定好模仁的尺寸以后,就可以确定模架的尺寸了以下是模仁和模架尺寸确定的参考图表,A型和C型是我们最常用的模架型号,一般情况下,C型的使用要比A多,因为C型的强的比较大,公模不易变形从而产生分模面毛边.但C型的加工比较简单,固而采用C型也比较多,以上数据,只是作为设计时的一个参考,在设计时还要注意一下几点;1.当产品高度过高时(X=D时),应适当加大D,加大值=(X-D)/2.2.有时为了冷却水道和固定螺丝的需要,也要对尺寸加以调整.3.当产品结构复杂,须特殊分型或顶出机构,或须加滑块等机构时,也应对模仁和模架尺寸进行修改.应适当加大模架和厚度.,2.方铁高度的确定:方铁的高度应保证有足够的顶出行程和5-10MM预留量,以保证产品完全顶出,并且上顶板不会碰到公模板顶部3.模架整体尺寸的确定:模具定好以后,因对模架整体结构进行校核,看模架是否适合所选定的或客户指定的注塑机的型号,包括外形尺寸,厚度,最大开模行程,及顶出方式和顶出行程等.4.模仁材料的选定;制品为一般的塑胶,如ABS,PP,PC,等,模仁因选用P20,NAK80,718.等预硬钢,如用高光洁度或透明的塑料制品,如PMMA,PS,AS,等因选用420等耐腐蚀不锈钢,含玻纤增强的塑胶,因选用H13,SKD61等热处理钢当制品材料为PVC或POM和加了阻燃剂时因选用420,2316等不锈钢.具体在”模具用钢材”一节再详细学习,第四章:浇注系统,一.浇注系统的组成及功能1.浇注系统由主流道和分流道,浇口及冷料穴组成.2.浇注系统的功能就是将熔融的塑料经过注塑机的喷嘴,在高温,高压高速的状态下通过浇注系统进入模具型腔.3.设计的基本原则:就是在满足制品质量的同时,还应有利于提高成型的速度来缩短成型的周期.,主浇道,分浇道,产品,冷料穴,冷料穴,冷料穴,分浇道,胶口,制品,二.主流道的设计 主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的塑胶通道,是浇注系统的第一个组成部分.分为垂直式主浇道和倾斜式主浇道.1.垂直式主浇道是经常用的一种,其设计参数如下图,注塑机喷嘴+(0.5-1)mm,一般为2.5mm,主流道的角度在(2度-4度,最大可道6度,可根据具体情况决定,一般应尽量设计的短一点,这样节约原料,降低生产成本,此处一般要导一点圆角,有利于塑胶的流动,2.浇口套的设计 浇口套是主浇道的重要组成部分,浇口套直接与注塑机的喷嘴接触,固其本身的工作环境比较苛刻,所以需选用比较好的材料,硬度应达到HRC50 选用浇口套时,与注塑机喷嘴接触方式很重要,分为平面接触和球面接触,球面接触在因使用比较方便,故使用比较多,左图是目前标准的浇口套和注塑机喷嘴的搭配图,其中:Dd=d+(1.0到0.5)Rr=r+2.0球面深度为3-5mm,此图的Rr是一种不合理的配置,生产中容易导产生”蘑菇头”导致主流道无法脱出,此图的Dd也是一种不合理的配置,生产中容易密封不良,产生溢料或注塑不良,导致产品气泡或主流道无法脱出,上表为几种常用的浇口套规格,3.倾斜式主浇道的设计.在设计模具时,往往由于受制品的影响及模具结构的影响,或浇注系统及型腔数量的限制,使主流道偏离中心,造成模具在使用时有很多问题.1).推板和顶针容易顶偏,造成推杆折断.2).会造成单面披缝过大制品产生毛边.上述问题的解决方法一是采用三板模解决,二是采用倾斜式主浇道.(如图),倾斜式主浇道的a设计参数与塑胶的种类有关如PE,PP,PA,等塑胶,可达到30度,ABS,HIPSPC等塑胶最大可以达到20度,SAN,PMMA,PS,AS等较脆的原料就不能用此主浇道.,A角度从40-60之间,这里取44度,流道拐角处须加R1-2的圆角,防止拉断,胶口件和母模人加工单边0.25MM的段差3,防止产生倒钩,三:分流道的设计.1.分流道是连接主流道和浇口的通道.1.设计分流道时应考虑的因素.1).制品的几何形状,肉厚,尺寸大小及尺寸的稳定性,功能和外在质量的要求.2).塑胶的种类,及塑胶的流动性,熔融温度,固化温度及收缩率等.3).主流道及分流道的拉料及脱落方式.4).型腔的布置.浇口的位置及浇口的形式等.2.分流道的设计要求:1).温度及压力损失要小.2).分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间,以利于压力的传递.3).保证塑胶迅速均匀的进入各个型腔.4).长度应尽量可能的短.5).便于刀具的加工.3.分流道的截面 分流道的截面形状经常使用的有三种(如图),圆形,U型或梯形,半圆形,优点是表面积和体积得比值最小,因此,压力损失及温度损失最小,有利于塑胶的填充,流道加工简单,也是常用的一种,尤其广泛用于三板模,是表面积和体积得比值大,压力和热量损失比较的,不建议采用,圆形流道的浇口在流道的中间,有利于流道中间的熔融塑胶进入型腔,保证成型的品质,梯形和半圆形流道的浇口在流道的边上,冷却快,并且冷了容易进入型腔,不利于成型,4.分流道尺寸的确定分流道尺寸主要根据制品所用的塑胶的种类,制品的重量及肉厚和分流道的长度来确定.常用的设计参数由下表查得,一般分流道得直径不小3.0,而且事实也证明在分流道大于8.00以上时,对产品的填充得改善已经不大,但是这也不是绝对的,有些很小的产品(如5.0mm以下的连接器),分流道经常就用到直径1.5mm,所以设计时应根据实际情况具体对待,4.分流道的布置在多腔模具上,要求塑胶在通过分流道能同时到达浇口进入型腔,及从主流道道各型腔的分流道的距离相等,这就是平衡式分流道.发反之,就是非平衡分流道.1).平衡式分流道主要有以下布置方式,环形布置,矩形布置,模穴的矩形布置,2).非平衡式分流道主要有以下布置方式,此虽是非平衡流道,单其相对于平衡流道来讲,能够节约原料,故用的人也比较多,四:辅助流道的设计 在模具设计中,除了一般的流道,有时还会用到辅助流道,设置辅助流道的原因较多,有注塑工艺的原因,制品管理的原因,制品后续工序的原因(如电镀,装配等).一般的设计师往往只注重模具的结构,和型腔的尺寸,而或略了辅助流道的设计,但有时它却是模具设计成败的主要原因.辅助流道主要有以下几种:1.用于制品后续工序的辅助流道.,右图是轮盖模的辅助设计流道,ABS材料,在外圈设置辅助流道(又称电镀框）将制品连成一体,以便镀铬时很方便待电镀完成时在将制品于流道分开,2.为改善成型而设置的辅助流道.3.为了包装设的辅助流道.4.为产品特殊要求而设置的辅助流道,增加辅助流道,改善流动,成型后切除,此是一组拉链的扣,由于客户要求产品上不能有顶针,故采用辅助流道加顶针的方法,既能保证产品流在公模,也能把产品顶出,四:浇口的设计1.设计浇口因考虑的因素浇口的设计主要包括截面形状及尺寸,浇口位置的选择.影响浇口设计的因素包括;1).制品的形状,大小,肉厚,尺寸精度,外观质量和功能质量等.2).塑胶的种类(包括成型温度,流动性,收缩率,和有无添加填充物等3).还有加工,脱模及清除浇口的难易程度等.2.浇口大小的确定1).浇口的尺寸宜小不宜大,在确定浇口尺寸时,可以先定小一点,然后根据试模状况再进行修改,从而使各模穴均匀填充.2).小浇口可以增加射料的速度,增加剪切热,有利于填充,另外,小浇口的固化较快,不会过量的补缩,从而降低制品的内应力.且易去除,疤痕较小.3).但有些肉厚的制品,浇口也不能太小,否则容易产生不饱模等不良.所以具体大小的确定,要根据不同的情况来具体确定,一般.潜伏浇口或点浇口和牛角浇口我们可以先取0.5-0.8mm之间.普通浇口一般选深度0.30-0.50mm.宽度1.5-3.0mm之间2.浇口位置的确定 设计模具浇口时,浇口位置的确定也是至关重要的,有些产品客户对GATE的位置已有要求,但有时客户没有明确要求的情况下,就要我们自己根据经验定了,即使客户要求了,自己也要确认以下和不合理,如不合理,还要跟客户或产发人员检讨,可否设变.,在确定浇口的位置时,我们要遵循以下几个方面:1).应设在制品的最大壁厚处,使塑胶由肉厚的地方流向肉薄的地方.2).要防止在浇口处产生喷射而产生蛇纹.(如图),喷流是指料流从一受限区域倒一开阔区域而产生喷射形成的蛇形流痕,差的,差的,差的,好的,3).要考虑制品的尺寸要求,及制品的收缩变形的方向性.4).要考虑去除浇口的方便性,并对外观的影响要尽量的小5).在产品比较复杂的情况下,在浇口的位置确定以后,一定要请模流分析工程师对产品的进浇状况进行分析,看模流的填充状况和变形度是否满足要求,当然.模流分析软件只能是提供参考,设计师的经验也很重要.3.浇口的种类,1)直接进浇 是一种最简单的浇口,也是一种最原始的浇口,它本身就是主流道.优点 直接进浇由于熔融塑料由浇口直接进入型腔,所以压力损失很小,填充比较容易,并对各种塑胶都适用.缺点 直接浇口的截面比较大,浇道的固化时间比较长,虽然有足够的时间补料,但制品的内应力大 直接进浇一般用在大而深的桶形制品,2).侧浇口 也称普通浇口,优点:形状比较简单,加工方便,在非平衡的流道上修正浇口也比较容易,适用各种塑胶.缺点:制品和浇口不能自行分离,产品会有痕迹,且对细长的桶形制品不宜采用下图是侧浇口的典型结构,其中:L一般取0.8-2mm之间,H主要根据制品的最大肉厚确定,一般在肉厚额1/31/2之间通常取0.5-1.5mm,B通常取1.5-3MM,3)扇形浇口他是侧浇口的一种变形形式,它可以降低制品的内应力,主要适用于平板形制品及浅的盒形或壳形制品,下图是其典型结构和设计参数,扇形浇口,14”显示器背光板,4)凸耳式浇口主要用于高透明的平板形制品,或要求变形很小的产品,如背光板.其作用是熔融塑胶进入护耳是由于摩擦热而改善其流动性,当料流冲到护耳侧璧时使流速降低并改变流向,从而平稳的进入型腔,其设计参数如下图,10.5”显示器背光板,凸耳式浇口,5)点进浇优点:几乎应用于各种形式的制品,点浇口的位置的选择有较大的自由度,浇口附近的残余应力较小,能自行拉断且留下很小的痕迹,尤其适用于圆通型,盒形盒壳形制品,对于较大的制品,可以设置多个点进浇,以减小其曲翘变形.缺点:注塑压力的损失比较大,多数要采用三板模结构,模具结构浇为复杂.,6)潜进浇实际上是点浇口的一种变形,几乎适用于所有的塑胶的注塑成型.其被广泛采用的原因是因为它有很多鲜明的特点设置比较灵活,可以在制品的内外表面很多地方开设 可以自动切断脱落,并且留下的痕迹较小 它有点浇口的特点,但模具结构较简单,对提高生产效率,减低成本有利.加工不是很复杂,用放电加工或一般的机械加工即可.下图是潜浇口的设计形式和参数:L1一般取8MM以上,H取2.0-5.0之间,9).牛角进浇 牛角进浇是潜伏浇口的一种变形,因其有很多特出的有点,因而运用越来越广泛.特别适用于制品的外表面不允许有任何不良痕迹的模具.如手机外壳,充电器等 但牛角进浇不适用于较脆的塑胶,如PS,AS,PMMA等,且加工比较复杂,这些都限制了它的使用范围,牛角浇口的基本结构和设计参数如下:L=L1+L2,L1至少取8MM,牛角进浇运用实例一:,牛角进浇运用实例二:,牛角进浇运用实例三:,此处需要做一个平衡假浇口,保证顶出平衡,顺利顶出浇口,五.冷料穴及浇注系统的顶出1.冷料穴的位置及其作用1).冷了穴分为主流道冷料穴和分流道冷料穴,其位置一般都设计在主流道或分流道的末端,及塑胶最先到达的部位.2).冷料穴的作用是防止成型时冷料进入型腔,从而影响产品的品质.3).冷料穴的大小要适宜,一般L=L1=H=D=(5-8)MM,L2=3/5L,此处需要做一个平衡假浇口,保证顶出平衡,顺利顶出浇口,此处的倒扣是为了保证开模后料头留在公模,有利于顶出,六.排气槽 模具在成型时,熔融塑胶在填充过程中,处了模具型腔内的空气外,还有塑胶因受热产生的瓦斯气体,这些气体必须有个渠道把它们排出型腔,否则对制品会产生诸多不良,如:包风,气泡,烧焦等,严重影响产品的品质.因此在设计时一定要考虑开设排气槽.开设排气槽应注意一下几点:1.根据进浇点的位置,排气槽应开设在最后成形处.2.尽量把排气槽开设在分形面上,活最终需于大气相通.3.对于流速较小的制品,一般可以用模仁和镶件的配合间隙进行排气.4.一般在产品的深槽处要开设排气槽.5.排气槽的深度不能超过塑胶的溢边值.下表是常用塑胶的溢边值,排气槽要一延伸到模具外,有利于气体的派出,排气槽要开设在制品的最后成型处,第五章 冷却系统的设计,注塑成型时,熔融塑胶充进模腔中,在冷却固化的过程中会放出大量的热量,被模具吸收导致模具温度不断升高,模具的温度会直接影响到产品的品质和注塑的周期,还有模具的寿命等.所以模具需设计冷却系统,当然,冷却系统的作用不是简单的冷却模具,有些塑胶,特别是工程塑胶,在成型时,需要较高的模温(如:LCP,80度,PA46需100度,PA6T和PA9T需110-130度,PPS需130-160度等)所以在生产时就需要模温机通过冷却水路对模具进行预热,在模具达到所需温度是才能开机生产.下表是由于模温不正常,而导致的制品缺陷:,1.影响冷却通道设计的因素1).模具的结构,如;普通型模具,细长芯型模具,多镶件型模具等.这些都会影响到模具水路的排配,对冷却系统的设计都有一定的影响.2).模具的大小及成型投影面积的大小.3).浇口及流道和顶针的布置.2.冷却通道设计的基本原则1).冷却通道离胶壁不能太近也不能太远,太远,能却效果差,太近,影响不但模具强度,且会导致冷却不平均.一般在8-16mm,最小不能少于3-5mm.2).冷却通道的设计应与塑胶的肉厚和外形相适应.3).冷却通道不应通过镶件与镶件的接缝处,以防漏水,如一定要通过的话,应设计防漏水结构.4).冷却通道不应有太长的存水和产生回流部位,应畅通无阻,直径一般为6-12mm,最小不小于4mm,5).主流道部位于注塑机喷嘴相接触,是模具上温度最高的部位,应加强冷却.6).水管接头部位要设计在不影响操作的方向,如注塑机的后安全门一侧,接头应设计成锥度管螺牙(PT牙)一般最长用的是1/8PT,3/8PT,1/4PT和3/4PT等.7).要标识运水的路径,如水道应标识in1,out1,in2,out2等.8).冷却水路不宜太长,太长时应分为几组进出.,水路的排列方式于产品的外形向吻合,图中,A和B一般为8-16MM,最小不少于3-5MM,D一般为6-10MM,最小不小于4MM.,应分为几组进出.,水路太长,进水口和出水口的温差太大,不利于制品的品质,改成多组进出水口以后,有利于制品的平均冷却,3.冷却通道设计的形式常用的冷却通道可分为以下4种形式.1).直通式.2).圆周式.3).水柱式.4)循环式.1.直通式 适用于模板进水和大型的平板型制品的模具的冷却,其结构如图:,2.圆周式圆周式通道适用于于圆形塑件的冷却,常用的有以下几种形式:(1).是最普通的形式,(2).是适用于面积较大的圆形塑件的形式,当模仁较高时可以在模仁下垫上铜或铝,增强冷却效果.,3.水柱式通道.用在模具的型芯比较高,一般的水路达不到冷却的效果,这时就需要设计成水柱式冷却通道,常见的有3种形式,隔片式,喷泉式和螺旋式.(1).隔片式是最常用的一种,加工方便,冷却效果也不错.,(2).喷泉式通道适用于细长芯的模具的冷却.,(3).螺旋式通道冷却效果更好,但加工复杂,成本高,使用相对较少,4.循环式通道.可分为单层循环式和多层循环式.多层循环式多用于较高的盒类的塑件.,4.实用举例,在圆形的制品的模具中,为使塑件冷却均匀,在等半径的距离上分布隔片式通道,增强冷却效果.,在有些模具中,镶件于镶件之间需要连通时,为了防止漏水,一般在镶件于镶件底部做一镶件,这样问题就可解决,有些模具镶件必须运水，但运水途径中有顶针阻隔，此时给顶针加个圆套，让运水绕圆套通过，如图,有些模仁运水无法到达,而模仁必须冷却的地方,就用高导热的导热针或铍铜来散热,多模穴模具的冷却方式,较大的整体模仁冷却方式,六 顶出机构,制品的顶出是注塑成型的最后一个环节也是很重要的一个环节,顶出质量的好坏将 最后决定制品的质量,因此,顶出机构的设计也不容忽视.顶出的形式归纳起来可分为3种,机械顶出,液压顶出和气动顶出.,其中机械顶出为最常用,分为顶针顶出,顶管顶出,顶块顶出及顶板顶出等.而顶针顶又为最常见,分为圆顶针和扁顶针及异型顶针,此外根据顶出机构的不同还可分为 延时顶出,母模顶出,及二次顶出等.1.顶针顶出 顶针顶出是最常用的一种顶出方式,一般的制品均可以在公模加顶针.分为圆顶针和扁顶针,他们在模具中往往同时使用.1).圆定针:圆顶针孔加工方便,故圆顶针为顶出的首选方案.圆顶针的分布和大小因根据不同的制品的情况具体来定,2).扁顶针:对于一些特殊的部位,如扁胶骨,不能下圆顶针的就考虑下扁顶针,这样不仅可以保证顶出的顺利,而且还可具有一定的排气作用,防止包风的发生.,3).顶针孔的设计:顶针于模仁的前端采用精密配合的方式,防止制品产生毛边,后部为了减少摩擦因做过孔,具体设计参数如下:,4)顶针顶出实例在模具顶出机构的设计中,为了保证顶针板和顶针顶出的顺利,经常需设计顶针板导柱,如图:制品由多顶针顶出,复位时通过弹簧和回位销的作用使顶针板带动顶针恢复原位.,此例的顶针为斜面顶出,在斜面角度较大时,为了防止顶针顶出时滑动刮伤制品,故在顶针的头部加工多个小槽,当然,不能影响到制品的功能性,并且顶针需加防呆,以防顶针转动或装错,对于带有较细的加强筋或凸起的制品,为了防止加强筋或凸起断裂在模仁内,故在筋槽处设置推杆.,按钮孔位四周的骨位较深,应考虑适当的加顶针,不仅有利于顶出,还能起到排气的作用,5).顶针的定位当顶针的顶面为非平面或顶针面有成型胶位时,顶针的沉头部位就需要设计定位装置,顶针转动或被装错.常用的定位装置有以下几种:,在实际运用中,往往会同时用到几种方式同时运用,设计时要灵活处理,以上定位方式,还适用于顶管,和圆镶件等定位,6).顶针板导柱的运用 在模具设计中,有些模具的KO孔并不在模具的中心,这样在顶出时,会导致顶针板受力不均,另外有些产品的两端胶位差别较大,顶针分布不均匀,这些都会导致顶针板顶出时受,力不均而倾斜,从而产生断顶针或顶针板不归位现象,解决这些问题方法就是加装顶针板导柱.,2.顶管顶出:在较深的圆桶形胶位比较适用顶管顶出,司筒的固定方式于普通圆顶针一样,如成型的表面为非平面,则司筒需加定位装置,方式参照原顶针的定位方式,司筒针定位于公模固定板,司筒和司筒针前端前端采用精密配合防止制品毛边,后端应逃料0.1-0.2MM.以减少摩擦.具体参数可参照顶针于模仁的配合.,3.顶块顶出:在制品胶位比较薄的情况下,不适宜下顶针,我们就设计成顶块顶出,如图所示,顶针推动顶块顶出塑件,顶块与模仁需锥面配合,由顶针引导.顶针和顶块有不同的固定方式,可以跟具 不同的情况灵活运用.,下图中也是用顶块顶出的实例,要注意的是,顶块的内侧与胶位的内侧要最好留有0.3MM的距离,在肉厚较薄的情况下最小可以到0.05MM,这样顶出时不会刮到动模模仁.,4.顶板顶出:如果塑件的沿周都要顶出的话,那就考虑用顶板顶出,另,一些特殊的产品表面不允许有顶针的痕迹,也可以用顶板顶出的方式,顶板顶出制品受力 比较均匀,不易变形,一般适用于盒盖类制品.推板内侧和胶位一般需留0.3mm的距离,在胶位不足的情况下,最小可留到0.05mm,防止刮伤模仁,如图:,七 脱罗纹机构,有些制品是带有螺纹的,那我们设计模具时就需要设计脱螺纹机构了,脱螺纹模具在管类接头产品和瓶盖类产品运用比较多,它分为内螺纹和外螺纹,外螺纹可以用滑块来成型,内螺纹就需要绞牙来成型了.,1.外螺纹(滑块成型)这种模具比较简单,但制品会留下分型线,机构如下图:,2.内螺纹(绞牙模)绞牙模的原理就是通过螺纹芯型的旋转从而使制品脱出内螺纹,右图为螺纹传动的示意图,主动齿轮带动一个或多个从动齿轮也就是螺纹芯型旋转,完成脱螺纹的动作,模具设计时要注意制品内螺纹的转向,从而正确的设计齿轮的旋转方向.齿轮旋转的动力主要来自油缸和马达,若采用油缸则需使用天梯牙传动给主动齿轮,若使用马达,则直接通到主动齿轮即可.螺纹脱模以后,在以顶针或顶板顶出制品.,图中,油缸推动天梯牙,天梯牙推动小齿轮转动,小齿轮于大齿轮固定于传动轴上,大齿轮转动,带动螺纹芯型转动,脱出制品,S=油缸行程,由两个行程开关控制,S的大小取决于脱出制品所需要的转数及齿轮的传动比.为了保证天梯牙的往复运动,模具上安装了C型的天梯牙固定块,材料选用耐磨钢.为了的到更大的动力,脱模时需选用油缸的推力,油缸的活塞杆和油缸天梯通过连接器连接起来.天梯牙与小齿轮啮合传动,把直线往复运动变成圆周运动,小齿轮与大齿轮固定与同一根轴上,传动轴的两端用轴承固定与模板上,大齿轮带动螺纹芯型的齿轮旋转,从而脱出制品.相互啮合的齿的模数必须一致,及小齿轮和天梯牙的模数一致,大齿轮合螺纹芯型的齿轮的模数一致.螺纹芯型的下部同样设计有螺纹,螺距与制品的螺距相同,放在螺纹铜套内,铜套的材料为青铜,螺纹芯型在旋转的同时向下运动脱出制品,制品保持不动,然后由顶针顶出制品,图中,由马达驱动齿轮1,又齿轮1带动齿轮2,齿轮2带动安装在螺纹芯型上的齿轮3.从而脱出制品,齿轮一直接套在马达的驱动轴上,因马达的转速较快,因此,齿轮1小于齿轮2.达到减速的作用,螺纹芯型在脱模时,轴向固定不动,从而使制品在脱螺纹时自动向上运动,脱螺纹的同时顶出制品,设计传动机构时,要考虑到螺纹芯型的旋转方向,最终决定马达的旋转方向,马达固定于模板上,拆装方便,不影响其他零件,齿轮于轴用平键连接,并加装轴向定位,轴向窜动,下图中是用螺钉定位,也可把轴设计成台阶式定位.根据绞牙模的结构不同,齿轮,天梯牙,轴承,马达等的安装排位 也不尽相同,设计时要根据实际情况灵活安排,八 侧向分行和抽芯机构,有些制品中,有侧向的凹凸部位,在部分情况下,如果凹凸部位较小,而塑件的要求又不高这时就可以用强制脱模机构,否则就必须设计侧向分型和抽芯机构了,如滑块和斜顶等.1.滑块又叫行位,是模具设计中最常用的机构之一,其基本机构和设计参数如下:,开模时,由安装在定模的斜导柱带动滑块作侧向运动,滑开制品上的侧向孔,然后制品就可以顺利脱模了.滑块的行程S应足够滑块滑出制品的凹凸部位,并且加1-3mm的余量,斜导柱的直径应根据滑块的重量来确定,若滑块较大,则可以增加斜导柱的数量,斜导柱的角A=25度,斜压块的角=A+2-3度,斜压块的突出公模的部分应做斜面锁紧,C-3-5度即可,斜导柱的角度应尽量做小根据具体结构的不同,滑块和斜压块也会有不同的结构,以下是设计中常用的几种结构,右图是斜导柱直接装在母模的情况,这样做斜导柱比较长,但节约了母模的位置,也是比较常用的一种结构.,左图是斜导柱和斜压块全部简化成斜销的一种滑块,一般用在模板位置较小的情况下,因为其强度较差,锁紧力较小，所以滑块上的成型面积不能太大,否则斜销承受不了射胶的压力,滑块分型处容易产生毛边.,有些制品的位置比较高,活滑块较大,重量比较大的情况下,可以把滑块的后部逃掉,既降低了滑块的重量又增加了母模斜压块的位置,增强了母模的强度,滑块能够承受更大的射压,有些滑块比较小,滑块的成型面积也比较小,滑块抱紧力不大的情况下,用弹簧代替斜导柱,设计时,要注意弹簧的弹力要足够滑块的抽芯力,油缸抽芯:当滑块的抽芯距离比较长的时候,用斜导柱就不能满足要求,这时应设计成油缸来带动滑块了,油缸抽动距离大,力量大,并且可以由控制系统来控制与开模动作的先后顺序,适用与开模就先后顺序,抽芯距离长,滑块大的场合.缺点是外形大,容易影响在注塑机上的安装.并且价格较贵等.下图是两个油缸抽芯滑块的简图.,2.滑块的定位滑块的滑动行程结束后,斜导柱离开滑块,此时,滑块需要定位装置,以保斜导柱在合模时能够顺利进入滑块,滑块的定位方式主要有以下几种:1.定位珠式,此种定位方式加工简单,效果不错,运用比较广泛.较大的滑块可以装2个以上缺点是珠子容易磨损,且定位力量比较小,2.内置弹簧;结构简单,适用于中小型滑块,若开模距离太远滑块较长,则弹簧中间需窜销钉,防止弹簧变形,缺点是装弹簧,滑块前端要有足够的位置,且弹簧容易折断.,3.外置弹簧结构简单,安装方便,容易调试,适用于上行滑块,3.滑块设计重点:1.滑块,斜压块,斜销.耐磨块最好使用热处理钢,如滑块用预硬钢的话,必须增加耐磨块,2.滑块的行程必须大于产品倒沟的行程,一般取塑S1=S+33.滑块的斜销孔需掏大,有利与合模,参数如下表,4.锁紧块角度=斜销角度+(2-3),斜导柱角度最佳在15-25度之间5.斜销要足够长,以保证开模距离.,6.滑块的参数如右图7.母模斜压块固定槽到母模边上的距离最少=25mm,并且滑块的成型面积越大,其取值也越大.,3.斜销,斜销也是为了解决制品倒沟而发展出的一种常用的模具机构,其基本原理也是将具的垂直运动转换成水平运动,其动作的驱动之顶板的推力,而非如滑块来之公母模的开模,左图是典型斜销结构图,斜销的倾斜角度和顶出行程决定斜销的水平脱模距离,压板固定于公模底部,起到给斜顶导向固定作用模板上做成空位即可,斜顶的顶面应低于模仁0.03-0.05mm防止脱模时刮伤制品,同时斜顶的顶面和其移动的范围内不能有突起,以免斜销的行程受到影响.斜销的角度A一般取3-8度之间，最好不要超过15度。,右图是斜销的常用的一种结构,其加工比较简单,占用的空间比较小,因而得到广泛的运用,尤其在斜销比较多的情况下,用传统的斜销的话,顶针板根本没有足够的位置安放行车,这是这时就最合适用二级斜顶了,但由于斜顶在顶出及退回时会在斜销的滑动处产生很大的应力,导致顶针T槽处容易折断.,九 模具材料,由于注塑模具的工作条件的高温,高压,高腐蚀的环境,所以,注塑模具的用钢要具有一定的性能,能够满足高温,高压,高腐蚀的使用要求.模具钢要有以下几种使用性能.1.塑胶模具钢的使用性能1.硬度 硬度是模具所要求的重要性能指标,模具在工作中应能在压应力的作用下保持其尺寸和形状不会迅速发生变化,以保持模具所具备的精度和使用性.因此,模具钢大多经过要热处理2.耐磨性 模具在工作中由于塑胶的流动,和机构之间的运动,模仁要承受一定的摩擦力,尤其在成型硬质塑料活玻纤增强塑胶的时候,模仁的耐磨性要求更高,因此,模具钢要有能够满足一定的耐磨要求.3.强度和韧性 模具在工作中要承受冲击,弯曲,和剪切应力等,工作中经常有因模仁强度和韧性不足而造成的损坏,因此,模具钢需要一定的强度和韧性,有利于模具的寿命和使用安全.4.耐蚀性 由于许多塑胶在成型时分解出具有腐蚀性的气体,对模具具有较强的腐蚀作用,因此模具材料除了要具有硬度,耐磨,强度和韧性之外还要有一