培训教材塑胶注塑模具基础知识讲座.pptx

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1、培训教材塑胶注塑模具基础知识讲座 内容提要1.1.概述概述2.2.塑料模具的分类塑料模具的分类3.3.射射出成型原理出成型原理4.4.模具结构分类模具结构分类5.5.模具设计模具设计6.6.总结总结第1页/共60页1.概述 塑料模就是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具 第一、模具的普及性：在日常生活及工作我们触目所及都经模具所制造出来的东西如：手机、MP3、计算机、家用电器、生活用品等等；有个数据在电子、汽车、电机、仪器、家电、仪表、通讯等产品中，6080的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗的产品，共加工制造方法

2、目前是其他制造方法所难替代的。第二、模具的重要指标性：1.模具工业是高新技术产业的一个组成部分如：a.计算器的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具.b.数字化电子产品（包括通讯产品）的发展，没有精密模具也不行，在航海航空领域亦是如此。第2页/共60页2.模具工业是装备工业的一个组成部分；国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的，各产业部门需要的装备，有许多是电子信息技术得载体，好像一个人，不仅要有聪明得脑袋和灵敏得神经系统，还要有坚强得躯干和灵敏得双手和双脚，就如同电子信息技术与模具工业的联结。3.模具工业重要地位在于模具支撑国民经济五大

3、产业；机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业的发展与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要，有数据显示，中国产的塑料产品由1997年700多万吨，到2005年塑料制品将增加到1500万吨左右，足以显示（塑料）模具工业未来的发展态势是非常惊人，亦更显示出模具工业对未来产业发展是起得非常重要及关键的地位。第3页/共60页二.塑料模具的分类 生产中因产品本身的多样化需求特性便造就加工工艺 生产中因产品本身的多样化需求特性便造就加工工艺的多样化 的多样化,最终决定模具的种类及型式必须多样化来配 最终决定模具的种类及型式必须多样化来配合整体的需求。合整体的需求。以下便是对模具的一个总体分类 以下便是

4、对模具的一个总体分类:1.1.热塑性塑料注射模 热塑性塑料注射模2.2.热固性塑料注射模 热固性塑料注射模3.3.热固性塑料压塑模 热固性塑料压塑模4.4.挤塑 挤塑模 模5.5.吹塑模 吹塑模6.6.真空吸塑模 真空吸塑模7.7.其他塑料模 其他塑料模 以上所有模具 以上所有模具,在其相应的生产领域中 在其相应的生产领域中,都有其举足轻 都有其举足轻重的作用 重的作用.然今天就英济是个塑料制造技术提供者得角 然今天就英济是个塑料制造技术提供者得角度，我们今天得讲述主体是热塑性塑料注射模具。度，我们今天得讲述主体是热塑性塑料注射模具。第4页/共60页三.射出成型加工原理 注塑定义 注塑定义：通

5、过热和力的作用，让塑料从室外温的玻璃态，经历高弹态转变：通过热和力的作用，让塑料从室外温的玻璃态，经历高弹态转变为粘 为粘流态 流态后 后，压注入具有一定形状的封闭模腔，然后在模腔内逐渐冷却，压注入具有一定形状的封闭模腔，然后在模腔内逐渐冷却，再 再从粘流态返 从粘流态返回 回高弹态转回玻璃态，最后形成与模腔形状一致的 高弹态转回玻璃态，最后形成与模腔形状一致的制品 制品的过程 的过程。Tx：脆化温度 Tg：玻璃化温度 Tf：粘流温度 Td：分解温度第5页/共60页注射成型工艺流程图成型材料漏斗供给螺杆融化混合射出保压冷却成品取出成品模具密闭区间（融化）（加压流动，成型）（固化或硬化）第6页/

6、共60页表1 常用材料的成型参考温度 材料品种 注射温度（）模具温度（）最低 推荐 最高 最低 推荐 最高 ABS 200 230 280 25 50 80 PA 12 230 255 300 30 80 110 PA 6 230 255 300 70 85 110 PA 66 260 280 320 70 80 110 PBT 220 250 280 15 60 80 PC 260 305 340 70 95 120 PC|ABS 230 265 300 50 75 100 PC|PBT 250 265 280 40 60 85 PE-HD 180 220 280 20 40 95 PE-L

7、D 180 220 280 20 40 70 PEI 340 400 440 70 140 175 PET 265 270 290 80 100 120 PETG 220 255 290 10 15 30 PMMA 240 250 280 35 60 80 POM 180 225 235 50 70 105 PP 200 230 280 20 50 80 PPE 240 280 320 60 80 110 PS 180 230 280 20 50 70 PVC 160 190 220 20 40 70 SAN 200 230 270 40 60 80 第7页/共60页常用塑料设定之料管温度()

8、原料名称 射嘴 料管头 中段 后段ABS 203195 220195 210190 180210AS 205240 190235 180230 180210PS 195225 180225 160220 150200HIPS 220240 210230 200230 190215PP 200220 190215 190210 185200PMMA 215250 215235 215235 210230PA 235265 235245 210240 195230POM 185215 190200 175190 170190PC 275305 270275 265275 250270PVC 185

9、 180 175 165PET 280295 270275 265275 250270PBT 250 245 235 230LDPE 150190 150200 150195 150180HDPE 210 200 200 195第8页/共60页四.模具结构分类注射模具可分为以下几种注射模具可分为以下几种:11.标准模具标准模具(两板模两板模.三板模三板模.拼合型腔模具拼合型腔模具,推板脱推板脱模模具模模具).).22.热流道模具热流道模具 3.3.迭层模具迭层模具 4.4.双色模具双色模具 55.冷流道模具冷流道模具 66.特殊设计模具特殊设计模具.第9页/共60页1 1.标准模具：以模胚的结

10、构可分为三大类 标准模具：以模胚的结构可分为三大类,以下为典型的模胚结 以下为典型的模胚结构图 构图第10页/共60页第11页/共60页大水口结构第12页/共60页第13页/共60页因为大水口模具较为简单，加工方便，成本较其他结构低廉，但要后加工去除GATE（人工成本增加）,且外观有明显痕迹，常用于可以直接进胶和侧进胶的单穴或多穴的内部装配件和外观件。第14页/共60页第15页/共60页细水口结构细水口结构常用于侧面不能进胶及需要多点进的产品，它较大水口结构稍为复杂，成本更高（原料成本、机台吨数、模具行程），但它有自动切GATE的优点，只留下很浅的痕迹，免去后加工，节约了人工成本和时间成本，应

11、用于大件产品和有真圆度要求的产品。第16页/共60页第17页/共60页第18页/共60页第19页/共60页热流道模具一些大件薄壁产品为了要能够保证塑料的融熔和温度而选择热流道模具结构，这种结构注塑成型条件中可微调控制、生产稳定，并且没有水口料，节约了原料尤其对于一些大型模具及结构复杂，必须多个浇口注塑成型生产的模具，使用热流道系统可大大降低原料的使用量。然模具其价格昂贵，因为模具结构复杂，但越来越多的厂家为了提高效率和竞争力，热流道模具已经被普遍选用。第20页/共60页热流道 目前浇注系统发展和改进的一个重要方向，就是开发热流道模具它与一般注射模具的主要区别就是注射成型过程中，浇注系统内之塑料

12、不会冷却拟固，也不会形成浇道与产品一起脱模因此也称无流道模具，在大型和精密模具设计中，应用已越来越广泛它有以下优点:1缩短成型周期，省去剪浇口，修整产品，破碎回收等工序，节约人力，物力，提高生产效率2因无冷胶，可减少材料消耗3因生产中温度严格控制，显著提高产品质量，降低次品产生4因浇注系统中塑料始终处于融熔状态，有利于压力传递，可 降低注射压力，利于成型5因无浇道产生，所以可缩短开模行程，有利于模具和机台寿命 但热流道模具结构复杂，温度控制要求严格，需要精密的温控系统，制造成本较高，不适合小批量生产。第21页/共60页热流道第22页/共60页第23页/共60页第24页/共60页第25页/共60

13、页迭层模 迭层模是热流道的一种，它的生产效率有目共睹，但结构复杂，价格昂贵，注塑机台也较特殊，所以让不少厂家望而步。第26页/共60页第27页/共60页双色模具 基本原理 基本原理:双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套 双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按 模具按 先后次序经两次成型制成双射产品 先后次序经两次成型制成双射产品.工作步骤 工作步骤:1.A 1.A原料经 原料经A A料管射入 料管射入1 1次成型模制成单射产品 次成型模制成单射产品A A.2 2.经周期开模 经周期开模,产品 产品A A留于公模 留于公模,成型机动模板 成型机动模板旋 旋 转至 转至B B合模 合模

14、.3.B 3.B原料经 原料经B B料管射入 料管射入2 2次成型模制成双射成品 次成型模制成双射成品,开模顶出 开模顶出.第28页/共60页第29页/共60页双色成型示意图第30页/共60页双色模具实物第31页/共60页双色成型机台第32页/共60页第33页/共60页双色产品(按钮已很多用到这种技术)第34页/共60页模具设计一套完整的模具，它函盖有多个相关系统，它们之间相辅相成只有当各系统达到一最佳组合，才能保证模具的正常使用和精度因模具的结构必须符合产品的要求，不同的产品有不同的要求，而产品存在变化性和多样性，这就决定了模具的多样性为了便于理解，我们将对各系统设计原则进行分述众所周知，模

15、具业为一专业性和经验性极强的行业，模具界也深切体会到模具设计之重要，往往因设计不良，重则造成一套模具的开发失败，轻则造成加工延误，成本增加等不良效果因此模具设计人员专业与否对于模具制造成功与否，是关键而重要的。一般来说，典型之塑料模具包括：浇注系统，顶出系统，温控系统，排气系统，抽芯系统等第35页/共60页 塑料模具设计考虑重点：1.模具规格选择 2.模具材料的选定 3.分模面 4.拔模角 5.流道系统 6.冷却系统 7.脱倒勾机构 8.顶出系统 9.排气系统第36页/共60页模座规格模座规格跟胶件的体积，穴数和排位还有结构的复杂度关。模座规格跟胶件的体积，穴数和排位还有结构的复杂度关。模具

16、模具大 大优点：强度好，不易变形，维修系数少，模具寿命高。优点：强度好，不易变形，维修系数少，模具寿命高。缺点：模具成本高，需要较大机台成型，提高注塑成本，成 缺点：模具成本高，需要较大机台成型，提高注塑成本，成 品单价提高。品单价提高。模具 模具小 小优点：体积小，运输方便，可以用较小机台生产，减低注塑 优点：体积小，运输方便，可以用较小机台生产，减低注塑 成本，模具成本较低。成本，模具成本较低。缺点：强度下降，容易变形，空间小结构布置困难，修模机 缺点：强度下降，容易变形，空间小结构布置困难，修模机 率增加。率增加。因此一个合格的模具设计师，一定要能精确的设 因此一个合格的模具设计师，一定

17、要能精确的设计出结构精密，强度合宜，同时能够掌握质量及成本。计出结构精密，强度合宜，同时能够掌握质量及成本。第37页/共60页模仁材料产品的材质和模具的寿命要求将影响模仁材料的选择。产品的材质和模具的寿命要求将影响模仁材料的选择。产品材质：产品材质：a a.一般性材料，非防火级 一般性材料，非防火级（P20 P20、NAK80 NAK80、SKD61 SKD61）b b.防火级，加玻纤材料 防火级，加玻纤材料（420 420系列）系列）c c.高模温材料 高模温材料（SKD61,H13 SKD61,H13）模具寿命考虑：模具寿命考虑：1 1.实验模（实验模（5000 5000模次以下、模次以下

18、、P20 P20国产）国产）2.10 2.10 万模次 万模次（P20 P20特级版）特级版）3.30 3.30 万模次 万模次（NAK80 NAK80）4.50 4.50 万模次 万模次（SKD61,8407 SKD61,8407）5.100 5.100 万模次 万模次（S136 S136）第38页/共60页分模面 为使产品从模具中取出，模具必须分成公母模侧两部分，此分界面称之为分模面它有分模和排气的作用，但因模具精度和成型之差异，易产生毛边，结合线，有碍产品外观及精度，选择分模面时注意四项：1.不损及成品外观及工能的位置。2.在容易做出成品精度位置避免在图弧面部分。3.在成型材料容易流动的

19、位置上。4.在产品脱模容易的位置。不可位于明显位置而影响产品外观 一般概念开模时应使产品留在有脱模机构的一侧 位于模具加工和产品后加工容易处 对于同轴度要求高的产品，尽可能将型腔设计在同一侧第39页/共60页 避免长抽芯 避免长抽芯，考虑将其放在公模开模方向，如一定要有，考虑将其放在公模开模方向，如一定要有应将抽芯机构尽量设在公模侧 应将抽芯机构尽量设在公模侧 般不采用圆弧部分分模，这样会影响产品外观 般不采用圆弧部分分模，这样会影响产品外观 对于流动性好易溢边之塑料，应采用插破方式分型可防 对于流动性好易溢边之塑料，应采用插破方式分型可防治毛边产生 治毛边产生 对于高度高，脱模斜度小之产品，

20、可取中间分模，型腔 对于高度高，脱模斜度小之产品，可取中间分模，型腔分两边以有利于脱模 分两边以有利于脱模 一套模具的分模面，可能有一个或多个，在确定分模面 一套模具的分模面，可能有一个或多个，在确定分模面时，还应考虑如下因素：时，还应考虑如下因素：产品的形状，尺寸，壁厚详加研究分析，找最佳方向来 产品的形状，尺寸，壁厚详加研究分析，找最佳方向来分模，俗称 分模，俗称“拆模 拆模”了解塑料性能和成型性以及浇注系统的布局 了解塑料性能和成型性以及浇注系统的布局 注意排气和脱模，简化模具结构，操作方便，加工容易 注意排气和脱模，简化模具结构，操作方便，加工容易 它的形式有多种：水平，阶梯，斜面，垂

21、直，曲面等 它的形式有多种：水平，阶梯，斜面，垂直，曲面等第40页/共60页拔模角 为使产品容易从模具中脱出，模具上必须设置脱模斜度其大小视产品形状，塑料，模具结构，表面精度和加工方式不同而异一般为，目前尚无确切数值和公式，大多是依经验值。注:1.母模侧脱模斜度可较公模侧大些，以利于脱模 2.在不影响产品功能及外观，拔模角尽量放大。第41页/共60页流道系统流道系统设计 流道系统设计 流道系统的功能，是在引导从成型机喷嘴 流道系统的功能，是在引导从成型机喷嘴(Nozel)Nozel)所 所射出的熔融材料进入成型空间 射出的熔融材料进入成型空间(模穴 模穴)中成型，流道系 中成型，流道系统由下示

22、部分所构成：统由下示部分所构成：(喷嘴 喷嘴)注道 注道 流道 流道 浇口 浇口(模穴 模穴)(排气 排气/溢料道 溢料道)(注 注)适当的排气及溢料道设计，能防止缺料以及 适当的排气及溢料道设计，能防止缺料以及在工件上产生烧蚀的小点，并能形成完美的熔接 在工件上产生烧蚀的小点，并能形成完美的熔接(Weld Line Weld Line)，流道系统的设计是否适当，直接影响，流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期 成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。第42页/共60页GATE 浇口是位于流道与成形空间的小信道，浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜，直接影响到

23、成形品的外观、尺寸精度、物性和成形效率。浇口大小之决定，需视成形品之重量、成形材料特性及浇口之形状而定，在不影响成产品机能及成形效率下，浇口应尽量缩减其长度、深度及宽度。若浇口过小，则易造成充填不足、收缩下陷、熔合线等外观上的缺陷，且成形收缩会增大。若浇口过大，则浇口周边产生过剩的残留应力，导致成形品变形或破裂，且浇口之去除加工困难等。第43页/共60页浇口设计有以下要点考虑：1.进胶口应开设在产品肉厚部分，保证充模顺利和完全2.其位置应选在使塑料充模流程最短处，以减少压力损失，有利于模具排气，可通过模流分析或经验，判断产品因浇口位置而产生之结合线处，是否影响产品外观和功能，可加设冷料穴加以解

24、决3.在细长型芯附近避免开设浇口，以免料流直接冲击型芯，产生变形错位或弯曲4.大型或扁平产品，建议采用多点进浇，可防止产品翘曲变形和缺料尽量开设在不影响产品外观和功能处，可在边缘或底部处浇口尺寸由产品大小，几何形状，结构和塑料种类决定，可先取小尺寸再根据试模状况进行修正5.一模多穴时，相同的产品采用对称进浇方式，对于不同产品在同一模具中成型时，优先将最大产品放在靠近主流道的位置在浇口附近之冷料穴，尽端常设置拉料杆，以利于浇道脱模第44页/共60页流道的形式和分类 主流道 主流道 垂直式 垂直式 倾斜式 倾斜式 冷料穴 冷料穴(Cold Slag Well(Cold Slag Well)让最先注

25、入流道的先前料进入冷料穴，让最先注入流道的先前料进入冷料穴，而不会充填入产品部位造成外观不良。而不会充填入产品部位造成外观不良。分流道 分流道:1.无流道进胶(热嘴进胶);2.直接胶口;3.侧胶口(直接 搭接 扇形 护耳)4.潜伏(Cavity&Core 香蕉形)胶口5.针点胶口6.薄膜 平缝胶口7.轮辐 盘形 爪形 环形胶口第45页/共60页Filmgate薄膜浇口insulatedrunner/hotrunner热流道Fangate扇形浇口SidegateMaingate直接浇口Submarunegate潜伏浇口Pinpointgate点浇口第46页/共60页冷却系统注射成型时，模具温度直

26、接影响塑料的填充及塑料制品的质量，也影响到注射周期。因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模具温度保持在一定范围内。要使模具有效冷却却并提高模具的热传导效率，就应做好冷却通道的设计工作。根据经验来保证模具有效冷却，其冷却通道孔的中线离表面的距离约为冷却通道直径的12倍，冷却通道的中心距约为冷却通道直径的35倍，此外，冷却还与制模材料的导热性能有关，模具冷却方法有空气冷却和油冷却等，但常用的是水冷却法。第47页/共60页水路的形式 水路的形式(见图 见图7 7)用于小型模具 用于小型模具(见图 见图7b 7b)用于成品模腔很深的模具 用于成品模腔很深的模具(见图 见图7c 7c)第48页/

27、共60页抽芯机构 当塑料制品侧壁带有通孔凹槽，凸台时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型孔，凹槽及凸台的成型零件做成活动的，称为活动型芯。完成活动型抽出和复位的机构叫做抽芯机构。抽芯机构的分类 1.机动抽芯 开模时，依靠注射机的开模动作，通过抽芯机来带活动型芯，把型芯抽出。机动抽芯具有脱模力大，劳动强度小，生产率高和操作方便等优点，在生产中广泛采用。按其传动机构可分为以下几种：斜导柱抽芯，斜滑块抽芯，齿轮齿条抽芯等。2.手动抽芯 开模时，依靠人力直接或通过传递零件的作用抽出活动型芯。其缺点是生产，劳动强度大，而且由于受到限制，故难以得到大的抽芯力、其优点是模具结构简单，制造方便，制造模具

28、周期短，适用于塑料制品试制和小批量生产。因塑料制品特点的限制，在无法采用机动抽芯时，就必须采用手动抽芯。3液压抽芯 活动型芯是依靠液压筒进行，其优点是根据脱模力的大小和抽芯距的长短可更换芯液压装置，因此能得到较大的脱模力和较长的抽芯距，由于使用高压液体为动力，传递平稳。其缺点是增加了操作工序，同时还要有整套的抽芯液压装置增加机台吨数，因此，它的使用范围受到限制，一般很小采用。第49页/共60页第50页/共60页滑块第51页/共60页滑块斜导柱第52页/共60页手机翻盖转轴孔的抽芯第53页/共60页脱倒勾的另一种结构：斜顶在制品的底部的一些卡勾和盲孔常用这种结构，它还起顶出制品的作用。第54页/

29、共60页顶出系统 产品完成一个成形周期后开模，产品会包裹在模具的一边，必须将其从模具上取下来，此工作必须由顶出系统来完成它是整套模具结构中重要组成部分。一、按动力来分手动顶出:当模具开模后，由人工操纵顶出系统顶出产品它可使模具结构简化，脱模平稳，产品不易变形但工人劳动强度大，生产率低，适用范围不广一般在手动旋出螺纹型芯时使用机动顶出:通过注射机动力或加设之马达来推动脱模机构顶出产品，它可通过机台上的顶杆推顶针板，来达到脱模目的也可在公母模板上安装定距拉杆或链条，靠开模力拖动顶出机构顶出产品，调模时必须注意控制开模行程，适用于顶出系统在母模侧之模具液压顶出:在模具上安装专用油缸，由注射机控制油缸

30、动作，其顶出力速度和时间都可通过液压系统来调节，可在合模之前顶出系统先回位气动顶出:利用压缩空气在模具上设置气道和细小的顶出气孔，直接将产品吹出产品上不留顶出痕迹，适用于薄件或长筒形产品第55页/共60页二、按模具结构分类：二、按模具结构分类：一次顶出机构、二次顶出机构、母模顶出机构、浇注 一次顶出机构、二次顶出机构、母模顶出机构、浇注系统顶出机构，系统顶出机构，螺纹顶出机构等。螺纹顶出机构等。顶出设计原则 顶出设计原则:1 1.选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边，选择分模面时尽量使产品留在有脱模机构的一边，2 2.顶出力和位置平衡，确保产品不变形，不顶破 顶出力和位置平衡，确保产品不

31、变形，不顶破 3 3.顶针须设在不影响产品外观和功能处 顶针须设在不影响产品外观和功能处 4 4.尽量使用标准件，安全，可靠有利于制造和更换 尽量使用标准件，安全，可靠有利于制造和更换三、按顶出形式分类，顶杆，顶管，推板，顶出块，气压，三、按顶出形式分类，顶杆，顶管，推板，顶出块，气压，复合式顶出等 复合式顶出等第56页/共60页排气系统为了在注射过程中将型腔内原有的空气排出,常在分型面处开设排气槽,但有时小型塑件排气排气量不大,可直接利用分型面排气.许多模具的顶杆或入子与模具的配合间隙,均可起排气作用.排气不良会造成哪些不良：1.产品不饱2.产品烧焦3.产品结合线4产品断裂 因此排气系统，在模具设计时就必须根据产品结构，标示排气的部位，便于模具制造者按图施工。第57页/共60页第58页/共60页THEENDTHANK!第59页/共60页