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1、 模具部分 1.1.1高分子材料在国民经济中的地位高分子材料产品的优点：重量轻、耐腐蚀、电气绝缘性好、易于制造、生产效率高、 成本低。 高分子材料产品的缺点：易老化、耐热性差、抗静电性差、 耐燃烧性差、机械强度低。高分子材料产品应用领域：办公设备、医疗、生物医疗、汽车、仪器仪表、机械制造、航空、交通、通信、轻工、建筑材料、日用品、家用电器。1.1.2 塑料模具设计与制造在塑料工业中的地位 塑料成型的四个环节1. 产品设计2. 塑料材料的选择3. 塑料件的成形4. 模具设计与制造第2章 塑料成型工艺 2.2.1 热塑性塑料的工艺性能成型工艺的主要性能的影响： 取向性收缩性流动性，相容性，热稳定性
2、，吸湿性，结晶性 2.3 塑料制件的工艺性塑件设计考虑的因素1、成型方法（方法不同对塑件的工艺要求不同）2、塑件的成型工艺性能（如：流动性、收缩率）3、塑件的使用性能（如：塑件的尺寸、公差、结构应与塑料的物理性能、力学性能相适应）4、模具结构及加工工艺性（塑件的形状应有利于简化模具结构及模具零件加工工艺性）2.3.1 塑件的尺寸、精度和表面粗糙度1. 塑件的尺寸塑件的尺寸是指塑件的总体尺寸影响塑件尺寸的因素：塑料的流动性 塑件的壁厚2. 塑件的精度塑件的精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的复合程度。影响塑件尺寸精度的因素：模具的制造精度，模具的磨损程度，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化
3、，塑件成型后的实效变化3. 塑件的表面粗糙度的影响因素：1、 成型工艺引起的冷疤、云纹2、 模具成型表面粗糙度（模具型腔表面粗糙度 应低于塑件12级，透明塑件的模具型腔和型芯表面粗糙度相同）3. 脱模斜度一般取：30 130特殊情况：外表面取： 5 内表面取：10 204. 塑件的圆角通常：内壁=0.5壁厚，外壁=1.5壁厚，壁厚不均：=平均壁厚 注： 一般 0.5mm5. 设计加强筋的要求：1）应避免塑料的局部集中而产生的缩孔和气泡；2）加强筋的尺寸不易过大，以矮、多为宜；3）加强筋间的中心距离应大于两倍壁厚；4）加强筋布置的方向应与熔体流动的方向一致；5）加强筋的端面应低于塑件的支撑面一定
4、距离。7. 塑件上孔的设计1）孔形状：应尽可能简单2）孔间距及壁厚的关系3）孔经与孔深的关系4）相交孔的设计 2.3.4 嵌件1.嵌件的用途增加塑件的局部强度、硬度、耐磨性；为了保证电性能；为增加塑件形状和尺寸的稳定性提高精度。嵌件的材料：一般为金属材料，也有用非金属材料的。3嵌件的设计1）嵌件材料及嵌入部分的结构嵌件材料与塑料的膨胀系数应尽可能一致2）嵌件在模具中的定位和固定H=D, h=0.3H h1=0.3H,d=0.75D3)嵌件周围塑料层的设计 2.6 塑料注射模塑工艺2.6.1 注射成型原理：1、将颗粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中加热熔化 2在柱塞或螺杆的推动下熔融塑
5、料破压缩并向前移动通过喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中充满型腔3、熔料在受压的情况下冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的形状4、开模分型获得成型塑件。 通常一个成型周期从几秒钟至几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构，注射机类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。 2.6.2 注射设备 2.6.2.1 注射机的种类和特点 注射机的类型和规格较多分类的方法也不同，主要的分类方法如下： 1)按外形可分为卧式、立式和角式 2)按传动方式可分为机械式、液压式和机械液压联合作用式。 3)按用途可分为通用注射机和专用注射机。 2.6.2.2 注射机的结构组成及作用 一台通用型注
6、射机主要包括: 注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统。 1注射装置 :主要作用: 将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料，注射到模具的型腔之中。注射装置的组成：主要由塑化部件(螺杆、料筒和喷嘴所组成的) 以及 料斗、计量装置、传动装置、注射和移动液压缸等组成。2合模装置 作用: 实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地合紧，以及脱出制品。合模装置的组成：前后固定模板，移动模板，连接前后固定模板用的拉杆，合模液压缸，移模油缸，连杆机构，调模装置以及塑件顶出装置3液压系统和电气控制系统 作用: 保证注射机按工艺过程预定的要求(压力、速度、温度、时间)和动作程序准确有效地工
7、作。液压系统组成: 主要由各种液压元件和回路及其他附属设备组成。电气控制系统组成: 主要由各种电器和仪表等组成。液压系统和电气控制系统有机地组织在一起，对注射机提供动力和实现控制。 2.6.3 注射成型工艺 塑料注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程、制品的后处理。 2631 注射成型前的准备注射成型之前的准备工作： 1原料的检验和预处理 原料的检验内容包括：色泽、粒度及均匀性、流动性、热稳定性、收缩性、水分含量等。干燥处理的方法：应根据塑料的性能和生产批量等条件进行选择。1）小批量生产用热风循环干燥烘箱和红外线加热烘箱进行干燥； 2）大批量生产用负压沸腾干燥或真空干燥，其效果好、时间短。
8、 2嵌件的预热 由于金属和塑料收缩率差别较大，因而在塑件冷却时，嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围塑料层强度下降和出现裂纹。因此，除了在设计塑件时加大嵌件周围的壁厚外，成型前对金属嵌件进行预热也是一项有效措施。 对于应力敏感性塑料(如聚碳酸酯。聚砜，聚苯醚等)尤其较大的嵌件一般都要预热。表面镀锌或镀铬的嵌件： 预热的温度一般为110130。表面无镀层的铝合金或铜嵌件：预热温度为150 3料筒的清洗 在注射成型之前，应将注射机料筒中原来残存的与此次不同的塑料进行清洗。 4脱模剂的选用 注射成型时，塑件的脱模主要是依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，但由于塑件本身的复杂性或工艺条件控制不稳定
9、，可能造成脱模困难，所以在实际生产中经常使用脱模剂。 2.6.3.2 注射过程 2.6.3.3 塑件的后处理 内应力的产生：塑化不均匀、塑料在型腔中的结晶、取向、冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致， 以及金属嵌件的影响等。内应力的存在的危害：导致塑件在使用过程中产生变形或开裂。根据塑料的特性和使用要求，塑件可进行退火处理和调湿处理。退火处理的方法：把塑件放在一定温度的烘箱中或液体介质(如热水、热矿物油，甘油、乙二醇和液体石蜡等)中一段时间，然后缓慢冷却。 退火的温度：一般控制在高于塑件的使用温度1020C 或低于塑料热变形温度1020C。注：温度不宜过高，否则塑件会产生翘曲变形；温度也不宜过
10、低，否则达不到后处理的目的。 退火的时间：决定于塑料品种、加热介质的温度、塑件的形状和壁厚、塑件精度要求等因素。 调湿处理：主要是用于聚酰胺类塑料的制品。因为聚酰胺类塑件脱模时，在高温下接触空气容易氧化变色。另外，这类塑件在空气中使用或存放又容易吸水而睁胀，需要经过很长时间尺寸才能稳定下来，所以将刚脱模的这类塑件放在热水中处理，不仅隔绝空气，防止氧化，消除内应力，而且还可以 加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸，故称为调湿处理。调湿处理作用：可改善塑件的韧度，使冲击韧度和抗拉强度有所提高。调湿处理的温度：一般为lOO120 C，热变形温度 高的塑料品种取上限；相反，取下限。调湿处理的时间：取决于塑料的
11、品种、塑件形状、壁厚和结晶度大小。达到调湿处理时间后，应缓慢冷却至室温。 2.6.4 注射成型工艺条件 在塑件的生产中，工艺条件的选择和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素之一，注射成型最主要的工艺条件是：温度、压力和时间。 2.6.4 .1 温度 在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。 1料筒温度 关于料筒温度的选择，涉及的因素很多，主要有以下几方面： (1)塑料的粘流温度或熔点 不同塑料，其粘流温度或熔点是不同的1)非结晶型塑料，料筒末端温度应控制在它的粘流温度(Tf )以上；2)结晶型塑料则应控制在熔点(Tm)以上。 注： 不论非结晶型或结晶型塑料，料筒温度均不
12、能超过塑料本身的分解温度(Td)。即料筒温度应控制在粘流温度(或熔点)与分解温度之间(TfTd或TmTd)。对于粘流温度与分解温度之间范围较窄的塑料(如硬聚氯乙烯)，为防止塑料分解，料筒温度应取偏低一些；对于粘流温度与分解温度之间范围较宽的塑料(如聚苯乙烯、聚乙烯、PP)，料筒温度可以比粘流温度高一些。对于热敏性塑料，必须控制料筒的最高温度和在料筒中停留的时间。 2喷嘴温度 喷嘴温度通常比料筒的温度低，以防熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流涎”现象。 3模具温度 模具温度对塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料有无结晶性、塑件的尺寸和结构、性能要求以及其他
13、工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等) 1)无定形塑料 随着温度的不断降低而固化，不发生相变。 模温的影响：熔料的粘度和充模速率。2）结晶性塑料 当温度降低到熔点以下即开始结晶。结晶的速率受冷却速率的控制，而冷却速率是由模具温度控制。 模具温度影响：直接影响塑件的结晶度和结晶构型。 2642 压力 1塑化压力 塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，塑化压力又称背压。 背压力大小调节：通过液压系统中的溢流阀进行调节。 塑化压力的影响：增加塑化压力，会提高熔体温度及温度的均匀性，有利于色料的均匀混合及排除熔体中的气体； 2注射压力 是指柱塞或螺杆头
14、部对塑料熔体所施加的压力。一般在40130MPa之间。作用:克服熔体从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔体一定的充摸速率以及对熔体进行压实等。 2.6.4.3 时间 第三章 注塑成型模具 注塑模具分为热塑性塑料注塑成型模具和热固性塑料注塑成型模具两大类。本章着重讨论用于热塑性塑料的注塑模具。 第一节 概 述 一、注塑模具设计中的主要问题根据塑料熔体的流变行为，分析熔体在流道和型腔内的流动阻力及充模顺序，解决充模时的排气问题。根据塑料熔体的流动性能、型腔形状和冷却水道的布置，分析保压和冷却过程中塑件温度场的变化，解决塑件收缩及补缩问题，消除塑件的残余内应力和翘曲变形解决塑件脱模和横向分型抽芯的问题确
15、定塑件的分型面，确定型腔的镶拼组合。二、注塑模具典型结构 1成型零部件 2浇注系统 定义：将塑料熔体由注塑机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统。组成：主流道、分流道、浇口、冷料井。 3导向部分定义：为确保动模与定模合模时准确对中而设置的导向零件。组成：通常有导向柱、导向孔(套)或在动定模上分别设置互相吻合的内外锥面。4分型抽芯机构作用： 带有外侧凹或侧孔的塑件，塑件在被推出以前，必须先进行侧向分型，拔出侧向凸凹模或抽出 侧型芯，塑件方能顺利脱出。5推出机构定义：在开模过程中，将塑件和浇注系统凝料从模具中推出的装置组成：推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆、复位杆6排气系统 为了在注塑过程中将型腔内
16、原有的空气排出，常在分型面处开设排气槽。小型塑件可直接利用分型面排气，大多数中小型模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可起排气作用。 7模温调节系统 为了满足注塑工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。三、注塑模具分类 1单分型面注塑模具 单分型面注塑模具也叫两板式注塑模具，它是注塑模中最简单而又最常用的一种。2双分型面 双分型面注塑模具是指浇注系统凝料和制品由不同的分型面取出也叫三板式注塑模，与单分型面模具相比，增加了一个可移动的中间板(又称型腔板或浇口板)。 它用于针点浇口进料的单型腔或多型腔模具。开模时，中间板和固定模板作定距离分离，以便取出浇注系统凝料。3带有活动镶件的注塑模具4横
17、向分型抽芯注塑模具5自动卸螺纹注塑模具6多层注塑模具（也被称之为叠试模具） 多层注塑模具相当于由数个两板式注塑模重叠在一起构成。 7无流道注塑模具 无流道注塑模具包括热流道和绝热流道模具两类， 注塑模普通浇注系统设计 (重点） 主流道和冷料井的设计 1主流道和主流道衬套 2冷料井类型和结构(1)冷料井底部带推料杆的冷料井 (2)带球形头拉料杆的冷料井 3)无拉料杆冷料井(4)主流道衬套装弹簧的形式 四、分流道系统设计 1多腔模中型腔和分流道的布置 多型腔模设计时型腔布置和分流道的布置应同时加以考虑 设计原则：尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致。各型腔之
18、间距离恰当，应有足够空间排布冷却水道、螺钉等，并有足够截面积承受注塑压力。在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度、降低浇注系统凝料重量。型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，即在模板的中心上。 多型腔模分流道形式多型腔模分流道的布置有:平衡式和非平衡式两类. 平衡式布置指：从主流道到各型腔的分流道和浇口的长度、形状、 断面尺寸都是对应相等的。优点：这种设计可达到各个型腔均衡进料，均衡补料.注意: 在加工平衡式布置的分流道时应注意各对应部位尺寸的一致性，其断面尺寸的误差应小于1。只有平衡式才能满足“多型腔模设计原则”要求，适用于生产 高精度的制品。非平衡式布置的分流道 适用于
19、型腔数较多的情况 特点：流道的总长度比平衡式短，减少了回头料的重量，流道对性能和精度的影响：(1)圆形断面分流道 特点：分流道比表面积最小，散热小，阻力小缺点：需要同时在动模和定模上切削加工，而且要相互吻合，故制造比较困难，费用高， (2)正六边形分流道 优点：同上，其比表面积略大于圆形分流道，但加工稍易。 用于：小断面尺寸(约3mm)的流道(3)梯形断面分流道 特点：流道只加工在一个模板上，节省机械加工费用。热量损失和阻力损失均不太大，故为最常用形式。断面尺寸比例为： 或取斜边与分模线的垂线呈10的斜角。(4)u形断面分流道 优缺点与梯形断面分流道基本相同， 故亦常采用。 深度： (5)半圆
20、形断面分流道 缺点：分流道的比表面积较大，故不常采用。 (6)矩形断面分流道 缺点：分流道比表面积亦较大，脱模斜度小，也不常采用。 五、浇口设计浇口的作用: 把塑料熔体引入型腔。浇口断面形状：圆形、矩形和狭缝形。常见圆形截面浇口的形式有： 针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口； 矩形截面浇口的形式有：侧浇口、轮辐式浇口；狭缝式浇口的形式有：扇形浇口、薄膜式浇口。浇口设计 浇口是浇注系统的关键部位，浇口的形状和尺寸对塑件质量影响很大，对充模流动起着控制性作用，影响塑件的 外观。1浇口尺寸设计浇口断面积:约为分流道断面积的39。浇口长度:约0525mm 小浇口优点： 小浇口可以增加物料通过时的流速，
21、浇口两端产生较大的压力差，降低塑料熔体的表观粘度，使充模流动性增加。小浇口处有较大的摩擦阻力，塑料熔体通过浇口时，产生摩擦热，使熔体的温度升高，流动性增加。小浇口冻结快，可以控制补料时间，避免倒流。降低模塑周期。在多型腔模中，小浇口容易调节各型腔的进料平衡，特别在分流道为非平衡式布置的模具中。便于制件修整。 采用大浇口 成型大型塑件避免在充模阶段产生过大的流动阻力。 对于厚壁和特厚制品，延长补料时间，避免内部产生缩孔，表面产生凹陷。对于高粘度的塑料熔体，采用大浇口不会迅速降低体积流率，有利于充模。热敏性塑料宜采用较大的浇口。 2常见浇口形式 常见的浇口形式有十种：边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、
22、圆环浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口。 (1)边缘浇口(又名标准浇口、侧浇口) 开设的位置：一般开在分型面上。断面形状：矩形或接近矩形优点：浇口便于机械加工，易保证加工精度试模时浇口的尺寸容易修整 适于各种塑料品种最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。 (2)扇形浇口 用途：常用来成型宽度较大的薄片状的制品(3)平缝浇口(又称薄片浇口、膜状浇口)用于大面积的扁平制件(如片状物) (4)盘形浇口和圆环形浇口 盘形浇口沿塑件内圆周进料的叫盘形浇口。环形浇口沿外圆周进料的叫环形浇口。 主要用于圆筒形制品或中间带有孔的制品， (5)轮辐浇口 适用范围类似于
23、圆环形浇口 (6)爪浇口 它是轮辐浇口的一种变异形式，与轮辐浇口的区别仅在于分流道与浇口不在一个平面内。 适用于管状制件，尤其适于制件内孔较小的管状制件。 (7)点浇口 点浇口是一种尺寸很小的浇口。 适用于表观粘度对剪切速率敏感的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体。特点：开模时易实现自动切断，制件上残留浇口痕迹很小，故被广泛采用。 点浇口的直径为 0.42mm(常见为0.615mm) 。浇口台阶长度为 0.51.2mm，最好为0.50.8mm。 (8)潜伏式浇口(又名隧道式浇口) 断面形状和尺寸类似点浇口。潜伏式浇口特点：具备点浇口的各种特点进料部分一般选在制件侧面或背面较隐蔽处，不影响制品的美观。
24、 采用较简单的两板式模具。浇口进浇点潜入分型面的下方，沿斜向进入型腔。在动定模分型或推出时流道和制件被自动切断。不适宜于强韧的塑料。(9)护耳浇口(又名分接式浇口)特点：熔体冲击在凸出块对面壁上，从而降低速度，改变流向，避免了喷射。 使物料均匀地进入型腔。特别适用成型要求高的透明制品。凸出块的典型尺寸为：长度 L=1520mm，宽度 w =L2，厚度 为进口处型腔断面厚度的78，浇口开设的位置：在凸出块的侧面处，宽 1632mm， 深度 与凸出块深度相同，(10)直接浇口(又叫中心浇口、主流道型浇口)特点：注塑压力和热量损失最小。 具有很好的成型性。尺寸大，固化时间长，延长了补料时间，对补缩效
25、果很好。由于补料时间长，在浇口附近容易产生残留内应力。缺点：去除浇口处凝料后，制品表面疤痕较大。注意：主流道浇口的根部不宜设计得太粗，否则该处的温度过高，容易产生缩孔留在制件表面上。 加工薄壁制品时，浇口根部的直径通常为制件壁厚的两倍。3浇口位置设计 (1)浇口位置与制品翘曲变形关系改变翘曲现象几种设计方案 将中心浇口改为多点浇口(缩短了流动和补料距离，同时改变了单一的流向而使翘曲变形大大降低)，图3338(a)。 改变浇口的位置(从中心进浇改为一侧进浇，如图3338(b)。对矩形平面来说最好同时改变浇口的形状，用宽而扁的平缝式浇口代替点浇口，当浇口的宽度与制品的边长相等时可取得最佳的平行流动
26、，这时虽然纵横两个方向的收缩率不等，但不会产生翘曲)。 从一端两点进浇(采用图3338(c)所示也是改善的办法之一，这时即使不能获得完美的平行流动，但也会有很大的改善。) (2)浇口位置与分子取向关系 注塑制品由于分子取向使垂直于流向和平行于流向的强度有差异，通过调整工艺条件和改进模具设计可以减少注塑制品的分子取向的影响。 (3)注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系产生喷射现象的原因：浇口的尺寸较小浇口的对面是一个宽度和厚度都比较大的型腔在注塑时塑料熔体以高速流经浇口喷射现象造成在制品表面波纹状痕迹塑料通过浇口时剪切速率很大，喷出的塑料流因熔体破碎而呈现表面发毛、蠕动(蛇形流、螺旋流)，
27、甚至产生熔体断裂现象。在没有阻挡的情况下塑料熔体会从型腔的一端喷到型腔的另一端，造成折叠，在制品表面产生波纹状痕迹。避免喷射采用的办法：加大浇口断面尺寸(使流速降低到不发生喷射，亦不产生熔体破碎的速度。) 采用冲击型浇口(即浇口开设方位正对着型腔壁或粗大的型芯，塑料流冲击在型腔壁或型芯上，从而改变流向，降低流速，均匀地填充型腔)。(4)浇口位置应有利于充模流动、排气和补料(5)减少熔接痕，增加熔接牢度(6)浇口位置应防止料流将型芯或嵌件挤歪变形 第四节 注塑模无流道浇注系统设计热流道模具的优点有： 节省了普通浇注系统流道凝料回收加工的费用。缩短成型周期，省去脱浇注系统的时间和有时为了冷却粗大的
28、浇注系统所多耗费的时间。能更有效完全地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省了每次注塑时耗于浇注系统的料。与三板式模相比由于无需脱浇注系统，所需开模行程大大减小，能生产高度更大的制品。浇注系统粗大且保持最佳的熔融状态，因此充模流动阻力减少，有效补料时间延长，有利于提高制品质量。同时由于不需在新料中大量掺人回收的浇口料，也有益于提高制品质量。缺点是： 开机时要较长时间才能达到稳定操作，因此开机时废品较多。需要操作技能较高的专业人员。模具结构复杂，成本高，需要增添外接温控仪等辅助设备。易出现熔体泄漏、加热元件故障等较敏感问题，需精心维护，否则可能产生热降解等不良现象。 具有以下性质的塑料，适宜
29、采用热流道模具： 加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。热变形温度较高。制品在高温下而能快速固化，并能快速脱出的塑料件。 二、绝热流道注塑模具 1井坑式喷嘴模具2多型腔的绝热流道模具三、热流道注塑模具 1单型腔延伸式喷嘴模具2多型腔热分流道模具 (1)间接进料的热分流道模具 第五节 注塑模成型零部件设计 一、概 述成型零件通常包括：凹模、凸模、成型杆、成型环、各种型腔镶嵌件等。 型腔设计步骤和主要内容： 根据塑件形状、塑件使用要求、塑料的成型性能等确定型腔的总体结构。内容包括：分型面位置、进浇位置、排气位置、脱模方式等。
30、从制造角度决定型腔是否采用组合式。若需组合，决定各构成零件之间的组合方式，详细地确定各零件的结构。根据塑件尺寸和成型收缩率大小计算成型零件上对应的成型零件尺寸。根据成型时的塑料熔体压力，对成型零件进行刚度和强度校核，决定其壁厚等尺寸。二、型腔分型面位置和形状的设计分型面分开模具取出塑件的面，通称为分型面。注塑模分为：单分型面和多个分型面的模具。分型面位置应考虑的因素：1塑件在型腔中放置方位的确定2分型面形状的决定 一般分型面是与注塑机开模方向相垂直的平面。3分型面位置的选择 分型面位置的选择除了必须开设在制件断面轮廓最大的地方才能使制件顺利地从型腔中脱出外，还应考虑下面几种因素。 第一 从分型
31、面的缺陷考虑，分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处第二 从制件的推出装置设置方便考虑，分型时要尽可能地使制件留在动模边第三，从保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的塑件，取分型面时最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。第四，有侧凹或侧孔的制件，取分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模开模的方向上，而将短的一边作为侧向分型或抽芯三、成型零件的结构设计成型零件构成模具型腔或型芯的零件统称为成型零件。 包括：凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆、各种成型环。 (一)凹模(阴模)的结构设计 凹模是成型塑件外表面的部件凹模分为：整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大
32、面积镶嵌组合式和四壁拼合式五种。 4底部大面积镶嵌组合式凹模 为了机械加工、研磨、抛光、热处理的方便而采取大面积组合的办法 5四壁拼合的组合式凹模 对于大型和形状复杂的凹模，当凹模的侧壁上有较复杂的花纹或形状时，可以把它的四壁和底分别加工经研磨后压入模套中 (二)型芯和成型杆的结构设计 型芯和成型杆都是用来成型塑件内表面的零件，二者并无严格的区分。 一般来说成型杆多是指成型制件上孔的小型芯。型芯也有整体式和组合式之分，形状简单的主型芯和模板可以作成整体式。(三)螺纹型芯和螺纹型环结构设计 制品上内螺纹(螺孔)采用螺纹型芯成型，外螺纹采用螺纹型环成型，除此而外螺纹型芯或型环还用来固定金属螺纹嵌件
33、。1螺纹型芯设计 按用途来分螺纹型芯有：直接在制件上成型螺纹和螺纹嵌件两种。 2螺纹型环设计 螺纹成型环在模具闭合前装在型腔内，成型后随制件一起脱模，在模外卸下。 常见有两种结构：一种是整体式的螺纹环， 第二种形式为组合式螺纹形环 四、排气方式及排气槽的设计 当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体、蒸汽等不能顺利地排出，将在制品上形成气孔、银丝、灰雾、接缝、表面轮廓不清，型腔不能完全充满等弊病。 同时还会因气体压缩而产生高温，引起流动前沿物料温度过高，粘度下降，容易从分型面溢出，发生飞边，重则灼伤制件，使之产生焦痕。而且型腔内气体压缩产生的反压力会降低充模速度，影响注塑周期和产品质量(特别在
34、高速注射时)。因此设计型腔时必须充分地考虑排气问题。1利用分型面或配合间隙排气 对于一般的小型塑件，当不采用特殊的高速注射时，可利用分型面排气或利用推杆与孔、推管与孔、脱模板与型芯、活动型芯与孔的配合间隙排气2开设专用排气槽 对大型塑件或高速注塑模，应开专用的排气槽，最常见的是在型腔周边的分型面上开排气槽。 一般推荐 槽深：0.010.03mm 槽宽：510mm3用多孔烧结金属块排气 如果制品形状特殊，型腔最后充满的部位远离分型面和推杆而无法排气时，可在型腔表面气体聚集处镶嵌圆形的烧结金属块排气。 多孔烧结金属块，是以金属粉末为原料经模压烧结的烧结金属具有一定的透气性，应注意烧结金属的强度差，
35、不宜过薄，其下方的通气孔直径D不宜太大以免受力变形。 4负压及真空排气 通过冷却水道排气是在负压冷却技术基础上发展起来的新技术。模具内冷却水通过特殊的容积泵抽吸流动，因此整个冷却水道在负压下操作，型腔内的气体通过排气间隙从冷却水道中随水带出，其中最好的办法是通过推杆间隙排气，推杆穿过冷却水道而与型腔相通，通过多孔金属也可把气体引导到冷却水道中，在型芯顶上设置与冷却水路相通的多孔金属嵌块，提供了大的排气面积，气体得以顺利排除。第六节合模导向和定位机构 一、概 述 塑料模闭合时为保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构。 最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设
36、24对互相配合的导向柱和导向孔。导向机构主要作用有:导向、定位和承受注塑时产生侧压力三个作用。 1导向作用 动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而互相碰伤。导柱的长度：设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少68mm。 2定位作用在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度。 3承受注塑产生的侧压力当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑料时都会产生单向侧压力，该力会使动定模在分型面处产生错动，采用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。 二、导柱导向机构设计 导柱导向机构设计包括：1、导柱和导向孔的尺寸、精度、表面粗糙
37、度等的设计2、导向零件的结构设计和正确选用3、导柱在模具上的布置和装固方式的确定配合方式：导柱与导向孔一般为间隙配合 当要求定位精度高时，可选用紧一些的配合，但过紧的配合会引起较快的磨损、拉伤，设计使用寿命较长的模具不宜将导柱孔直接加工在模板上，而应嵌人导向套，导向套表面硬度大、耐磨、易更换。在我国导柱及导套已标准化，设计时可选用，当然也可自行设计。1导柱导向的典型结构及导柱设计要点对导柱尺寸和结构的几点要求。 (1)直径和长度直径：导柱的直径在1263mm之间时，按经验其直径d和模板宽度B之比为dB0.060.1，圆整后选标准值。 导柱长度：应比凸模端面的高度高出68mm。 (2)形状 导柱
38、的端部：成锥形或半球形的先导部分锥形头高度：取与其相邻圆柱直径的13，前端还应倒角，使其能顺利进入导向孔。注：大中型模具导柱的导向段应开设油槽，以储存润滑油脂。 (3)公差配合 安装段与模板间:采用过渡配合H7k6，导向段与导向孔间:采用间隙配合H7f7。 (4)粗糙度 固定段：表面用Ral.6m，导向段：表面用Ra0.8 m。 (5)材料 使用要求：导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部。 热处理：低碳钢(20号钢)渗碳(0.50.8mm深)，经淬火处理(HRC5660) 碳素工具钢(T8A、T10A)经淬火或表面淬火处理(HRC5055)。 2导向孔及导套的典型结构及导套设计要点导
39、套的尺寸和结构设计要点:(1)形状可分为直导套和带轴肩连接的导套两类(2)公差配合与表面粗糙度导套内孔与导柱之间为间隙配合H7f7外表面与模板孔为较紧的过渡配合H7n6(直导套)或H8k7(带轴肩导套)前端引导部分长：3mm，按松动配合H8e7制造粗糙度：内外表面均可用Ra0.8 m或Ral.6 m。(3)材料 导套的材料要求：耐磨（铜合金制造）碳素工具钢采用淬火处理，硬度为HRC505520号钢采用渗碳淬火处理，其表面硬度为HRC5660注：但其硬度应比导柱低5度左右。 3导柱与导套的配合使用4导柱位置的布置三、锥面定位机构设计锥形面作用：定位作用； 当合模后动定模互相扣锁，可限制型腔膨胀，
40、增加模 具的刚性； 镶有耐磨镶块的结构镶块热处理：淬火镶块结构的优点：磨损后可以更换锥面的斜角：一般为1520 高度：不低于15mm。 第七节 塑件脱模机构设计 一、概 述 注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一循环中将塑件从型腔内或型芯上自动地脱出模外，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。1脱模机构的典型结构2对脱模机构的要求 (1)结构优化、运行可靠。设计遵循原则：结构尽可能简单，零件制造方便，配换容易。 运动准确可靠、灵活、足够刚度和强度。 (2)不影响塑件外观，不造成塑件变形破坏。 (3)让塑件留在动模。 3. 脱模机构的分类（1）按动力来源分：手动脱模、液压或机械脱模、气动脱
41、模。（2）按结构特点分：简单脱模机构、双脱模机构、 顺序脱模机构、 二级脱模机构、浇注系统脱模机构、 带螺纹脱 模机构。三、简单脱模机构 简单脱模机构应用最广。它的结构形式包括：推杆脱模机构 推管脱模机构 推板脱模机构 活动镶件或凹模脱模机构 多种元件综合脱模机构 气动脱模机构等。 1推杆脱模机构 推杆是推出机构中最简单最常见的一种形式。 推杆特点：加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、 脱模效果好、应用广泛。推杆缺点：与塑件接触面积小，易引起应力集中。推杆脱模机构设计要点如下： (1) 推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计 原则：推杆的推出位置应设在模阻力大的地方。 当塑件不允许有推出痕迹时可用推出耳的形式 (2)推杆及其力学设计 内容包括：推杆形状尺寸设计，受力计算和材料选用等。 A型：最常见的有直杆式圆柱形推杆直径：通常为1.525mm高度:不大于600mm与推杆孔的配合段:H7f7或H8f8B型: 细长的推杆为了增加其刚性一般扩粗部分