模具

第一部分  模具设计部分

一﹑浇注系统

   浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道﹐其由主流道﹑分流道﹑浇口及冷料穴组成。

1.1.    主流道

   主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起﹐到分流道为止的这一段。

   主流道一般设计成圓錐形﹐角度为2°～4°。

1.2.    分流道

     分流道是指主流道与浇口之間的这一段﹐它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段﹐也是浇注系统中通過斷面變化和塑料转向的過渡段﹐能使塑料得到平穩的转換。    

1.2.1.分流道的形狀有圓形﹑半圓形和梯形等几种﹐从減小壓力和熱量損失的角度考慮﹐圓形流道是最优越的流道形狀。當分型面是平面或曲面時﹐一般采用圓形流道；細水口模一般選用梯形流道﹐當流道只开在前模或后模時﹐則選用梯形流道。

1.2.2.當塑件采用多浇口進浇以及一模多腔早時﹐要充分考慮進胶的均勻性﹐盡可能做到平衡進胶。

1.2.3.设计分流道大小時﹐應充分考盧制品的大小﹑壁厚﹑材料流动性等因素﹐流动性不好的材料如PC料其流道應相應加大﹐并且分流道的截面尺寸一定要大于制品壁厚﹐同時應選擇合适的長度。流道長則溫度降低明顯﹐流道短則剩余應力大﹐容易产生“喷池”。

1.2.4.梯形流道﹕W一般为5—8mm﹐ H一般为4—6mm﹐ H/W=2/3


1.2.5.分流道表面不要求很光﹐表面粗糙度一般達Ra3.2～1.6即可﹐因为分流道的表面稍有不光滑﹐就能使熔料的冷却皮層固定﹐有利于保溫﹔浇口的表面粗糙度不能高于Ra0.4﹐否則易产生摩擦阻力。

1.3.    浇口

浇口是指分流道与塑件之間的狹窄部分。它能使分流道輸送來的熔融塑料的流速产生加速度﹐形成理想的流態﹐順序﹑迅速地充滿型腔﹐同時還起眷封閉型腔防止熔料倒流的作用﹐并在成型后便于使浇口与塑件分离。

常見浇口類型有直接浇口﹑侧浇口﹑潛伏式浇口﹑点浇口等多种。设计時應根据产品的不同要求選擇合适的型式。

浇口
优点
缺点

直接浇口
熔体直接進入型腔﹑壓力損失小﹑保壓補縮作用強。
去除困難﹑浇口痕跡明顯﹑浇口周圍應力大。

侧浇口
加工容易﹑易保証浇口加工精度。
有浇口痕跡﹑浇口修改困難。

潛伏式浇口
浇口痕跡不明顯﹑可自动切斷浇口。
加工困難﹑浇口尺寸精度不易保証。

点浇口
开模時自动切斷浇口﹑浇口周圍殘留應力小﹑痕跡小﹑可設置多点浇口。
壓力損失大﹑要求較高的注射壓力。


1.3.1.直接浇口

   對大型單一型腔制品成型效果好﹐需注意浇口套底部与产品之間是否要隔一段距離。


 1.3.2.侧浇口

     侧浇口設置于制品分型面處﹐制品允許有浇口痕跡才可采用﹐侧浇口包括邊緣浇口和搭接浇口﹐其浇口尺寸与制品壁厚﹑大小﹑材料等諸多因素有關﹐一般規格如下图﹕                                                                    

代 號
一般值
常用值

L
1.5～2.5
1.5

B
1.5～5
2

T
0.5～1.5
0.8




邊緣浇口与搭接浇口的選擇如下图﹕


     選擇浇口位置時﹐就防止制品产生滯留現象﹐應遠离厚﹑薄交接處﹐从厚的地方進浇﹐避免浇口正對柱位﹑碰穿位﹐防止型芯因沖擊而變形。

 1.3.3.潛伏式浇口

     潛伏式浇口有潛顶针﹑潛薄片﹑潛产品等几种﹐潛水也可开在前模一侧。

     潛水使得产品分型面無浇口疤痕﹐并且可自动切斷浇口﹐同時也改善了制品表面因为喷射产生缺陷的可能﹐使用較廣。

 1.3.4.点浇口

     点浇口垂直設置于制品表面﹐其尺寸如图﹕


1.4.    冷料井

为防止冷却的樹脂流入型腔﹐在不通向型腔的流道末端要設置冷料井﹐包括主流道的大端和分流道拐角處。

 1.4.1大水口模主流道大端的冷料井与顶针配合有抓料的作用。

 1.4.2分流道拐角處冷料井設置如图﹕

               
1.4.3細水口模冷料井設置如图所示﹐正對主流道﹐尺寸与分流道尺寸相同。

                 
1.5.    转水口

一模多腔模具中﹐有時要設置转水口﹐转水口一般用波珠螺絲定位。

1.6.    浇口套和定位环

           
   浇口套有∮12﹑∮16﹑∮20三种規格。

   定位环常用如下兩种規格：

稱呼寸法
D1 (mm)
D2 (mm)
P (mm)

100
100
70
85

150
150
110
130

 二﹑成型部分的设计

2.1.分型面的選擇

   为了將塑件和浇注系统凝料等从密閉的模具內取出﹐以及为了安放嵌件﹐將模具适當地分成兩個或若干個主要部分﹐这些可以分离部分的接触表面﹐通稱为分型面。

     在模具设计中﹐分型面的選擇是一項非常重要的工作﹐确定分型面需从以下几個方面綜合考慮：

   1).产品的質量与外觀要求；

   2).开模后产品留前模或留后模的方便性；

   3).易加工性；

   4).排气；

   5).客戶指定。

2.2.當产品某處需換呵時﹐必須單獨鑲出。

2.3.當产品周圍有止口時﹐往往要整体鑲呵。

2.4.當产品骨位較深時要鑲出。

2.5.當产品某處结构复雜﹐難加工時要鑲出。

2.6.當产品上有細小的不規則碰穿孔時﹐一般要鑲。

2.7.當對制品某些碰穿孔或柱位尺寸精度要求較高時﹐往往要鑲出。



三﹑侧向分型机构(行位和斜顶)

   由于制品的特殊要求﹐其某些部位的脫模方向与注射机的开模方向不一致﹐需進行侧向分型与抽芯方可順利顶出制口。

   侧向分型与抽芯机构有兩种：行位和斜顶。

3.1.行位

3.1.1.行位行程的計算

   为保証制品能順利脫模﹐行位移动的距离一定要充分﹐一般以制品可以脫模的最小距离加2～3mm为其最小行程。

3.1.2.后模行位一般采用壓塊+斜銷+波珠螺絲的形式﹐大行位要加彈弓﹐當位置不足時可直接在B板上开T槽而不用壓塊。

3.1.3.行位底面﹑顶面与前后模仁底面﹑顶面的關系如下图所示：


        a≧15 ，b≧15

     或a?b=0

3.1.4.行位侧面要封胶時，其兩侧均要做斜度，一般为3～5°。

3.1.5.行位高度与長度的比值最大为1，否則，行位運动時會受翻转力矩影響，造成運动失效。

3.1.6.行位斜銷角度一般为15°～25°，斜銷角度比行位角度小2°，一般盡量不采用細小的斜銷(≧12mm)，以保証行位運动順利。

3.1.7.斜銷孔比斜銷單邊大0.5mm，當斜銷穿過行位時，需在模板上留出足夠的讓位空間。

3.1.8.斜銷在行位中位置的確定，斜銷盡量置于行位的中間位置，具体尺寸要求如图：














3.1.9.鏟机都要做反鏟，其与行位的配合面要求超過行位高度的2/3。

3.1.10.行位彈弓長度的確定，應保証彈弓空間足夠，防止彈弓失效。

   設定行位行程为M，彈弓總長为L，設彈弓壓縮40%，行位完全退出后，彈弓仍預

壓1 0% 則有：

                (40%-10%)?L=M

                L=(10/3)?M

                彈弓空間为0.6?L  

   但當過小時，为了防止彈弓失效，往往要加大彈弓長度。

3.1.11.为使行位運动順暢，其周邊不能有阻礙運动的尖角，一般其周邊應倒R3～R5的圓角。

3.1.12.大行位要單獨冷却，并且行位和鏟机上要鑲耐磨塊，此時行位与鏟机避空0.5mm。

3.2.斜顶

   當制品內表面出現倒扣時，采用斜顶往往是非常有效的方法。其工作原理是：在顶出制品的時受斜面的限制，同時作橫向移动，从而使制品脫离。

         

S—斜顶總行程；

       S1—顶出行程；

       S2—斜顶橫向行程。









3.2.1.斜顶角度在滿足條件的情況下越小越好，其大小視其行程及顶出空間而定，有時要加高C板以保証顶出順利。

3.2.2.當产品圓弧處需設置斜顶時，斜顶要起台階。














3.2.3.斜顶要加导向塊(又叫耐磨塊)，导向塊單邊避空0.02mm，斜顶座用螺絲固定在顶针底板上。




















3.2.4.當斜顶大小与顶出高度受周圍骨位﹑凸台等限制或兩斜顶相距太近時，則要加限位塊嚴格控制顶出行程。

3.2.5.當斜顶太小時，可采用加高斜顶座﹑減短斜顶長度的方式以保証斜顶的強度。

















四﹑顶出系统

制品在模具中冷却固化之后，需切實可靠地將其从模具中推顶出來，这一机构稱之为顶出系统。同時必須保証，當模具閉合時，它不會与模具其它零部件發生干涉，并回到初始位置，以便开始下一循环。

 4.1.顶出系统设计要点

 4.1.1.一般要求顶出制品脫离模具5~10mm，但對于大型深腔桶類制品而言，顶出行程为制品深度的2/3即可。當产品上有骨位、柱位等结构時，一定要使其完全脫出模具。

 4.1.2.顶出位置

     正确的顶出位置，應設在制品脫模困難的地方，制品的骨位、柱位以及對內模有包緊力的地方均應考慮設置顶出机构。同時還應考盧顶出机构應設置在不影響制品外觀的部位，并且不能与其它零件(如撑头 螺絲等)發生干涉。

 4.1.3.盡量選用大的顶针，大模不用小顶针(尤其是雙節顶针)。當在产品有相互配合的地方設置顶针時，顶针應高出后模面。

 4.1.4.設置顶出机构時，應注意顶出产品的均衡性。          

 4.2.顶出机构的基本方式

     顶出机构的基本方式有：圓顶针、扁顶针、司筒、直顶、推板等。

 4.2.1.圓顶针分为單節顶针和雙節顶针兩种，其規格見附图。

     1).顶针与公模的配合長度一般为2~3倍顶针直徑，但不能小于8，常用值为20mm。

車間为了加工方便，通常不做兩級，公模全部配合 B板避空。

     2).當产品弧面上設置顶针時，为防止顶针顶出時滑动，需在顶针端面蝕紋或开“十”形防滑槽，槽深0.5mm。

           3).顶针与周連零件的位置關系。顶针邊与骨位、鑲件的最小距离为2mm，与产品邊、運水最小距离为3mm。

           4).顶针的管位

           當顶针位于圓弧面或者當顶针和司筒受胶位方向限制時，往往要設置管位裝置，管位方式有下列几种： a.管位钉

                                                b.管位塊

                                                c.顶针頭部加工为直邊

           5).某些产品不允許有顶出痕跡時，常采用垃圾顶出(旁顶) 。

           6).有時为了達到制品留后模的目的，將顶针顶端加工成“Z”形頭，要保証“Z”形頭方向一致。

 4.2.2.司筒

1).當产品有空心柱子的结构且其高度較高時，要求采用司筒顶出。

2).司筒针一般采用無頭螺絲固定，但當多支司筒针相距很近時，采用壓塊与杯頭螺絲固定。

3).司筒應避开顶棍孔。

 4.2.3.扁顶针

當制品上有較深骨位時，采用扁顶针顶出是切實有效的方法，但其加工困難，模具型芯常采用鑲拼结构。扁顶针規格見附图。

 4.2.4.直顶

1).直顶有兩种形式，原身直顶和推塊+顶针。

2).直顶与产品完全貼合的一面做1°斜度，其余三面做3°斜度。

3).當后模原身出時，直顶邊与产品胶位內侧距离为0.3~0.5mm，當后模为鑲拼结构時，直顶邊緊貼鑲件邊。





























4).原身直顶采用杯頭螺絲固定。有時可在直顶上起一台階可精确定位。


























4.2.5.推板

       對輪廓封閉，周長較長，并且其內外表面均不允許有顶出痕跡的制品，或者當产品過深又沒有足夠的位置放置顶针的，常采用推板推出结构。

4.3.先复位机构

4.3.1.为了保証當模具閉合時，顶出系统能回到初始位置，以便开始下一循环，必須設置先复位裝置。一般模具通常情況下采用在回针位置加彈弓复位。

4.3.2.當行位下有直顶、顶针、斜顶等顶出机构時，为防止在合模過程中發生碰撞損坏模具，應設置先复位机构。

五﹑冷却系统

5.1.運水位置

5.1.1.對收縮大的产品如PP、PE、PVC等，盡量沿制品收縮大的方向排布運水。

5.1.2.在保証模具材料強度的前提下，運水盡可能靠近型腔或型芯表面，并且圍繞所成型的制品均勻布置。

5.1.3.當模具采用鑲拼结构且鑲件尺寸足夠大時，應單獨冷却。

5.1.4.模具各部分一定要均勻冷却，以防止产品翹曲變形。

5.1.5.運水應避开顶针、司筒、鑲针、直顶、斜顶、螺絲等零件，其周邊最小間距为3mm。當模具設置先复位机构時，其出入水位置不得与之發生干涉。

5.1.6.當模具運水超過2组時，應在各出入水位置做“OUT”和“IN”的標記，同時應加上序號，表示連接順序。

5.2.運水大小

   盡量選用大的水路，水路中各水道的直徑應盡量相同，避免流速不均。單獨一组水路转接不可太多，以免影響冷却效果。

5.3.隔片

   對于深腔類制品，为保証制品充分冷却，需采用隔片冷却。當鑲件需單獨冷却時，也常采用隔片冷却。注意選擇合适的防水胶圈。



六﹑定位导向系统

       为了保証模具閉合時定位准确，不損傷模具，常需設置导向定位系统。

6.1.最常用的是在模胚上加零度定位塊或斜度定位塊。規格見附表。

6.2.當模胚太大時，需在A、B板四角或周圈做止口定位。

6.3.當产品分型面特別复雜，曲面繁多或者产品沒有有效的枕位時，應在模仁上直接做錐面定位结构。



七﹑排气系统

       在注射以及合模過程中，必須及時將模具中多余的气体排出，以保証产品頎量及合模的順暢。

       排气系统包括：产品排气、导套排气。對于細水口模，還包括尼龙胶钉排气等。

7.1.产品排气

7.1.1分型面排气

       一般設置于型腔周圍，但有時也設置在型芯周圍或是型腔、型芯周圍均設。

       排气槽深度与材料粘度關系密切，排气槽深度一般为0.02~0.03mm，寬5~8mm，長6mm之后以0.5mm的深度引出模外。

7.1.2.顶针排气

       大型深腔制，非常适合采用顶针排气，將顶针雙邊做小0.02~0.03mm即可。當产品中間有燒焦等缺陷時也可采用顶针排气來解決。

7.1.3.鑲件排气

       制品上有較深骨位時常采用鑲拼结构，既方便加工，以可起到排气作用。

7.2.导套排气

       导套上排气槽一般寬5~8mm，深0.5~1.0mm。

7.3.尼龙胶钉排气

       細水口模前模尼龙胶钉孔顶端一般要开排气孔，直徑为∮5mm。



八﹑模胚结构件

8.1.撑头

       为了保証模具有足夠的剛度，常須加撑头，以防模具變形影響产品質量。撑头直徑不小于∮25mm，撑头長度比C板高0.03mm，顶针板上撑头位置處單邊避空2mm。

8.2.垃圾钉

       垃圾钉种在底板上，回针底下各有一粒，每隔100~120mm加一粒 不論模具大小。垃圾钉規格均为∮25x5。

8.3.限位柱

       为了控制顶出行程，常在顶针板上加限位柱。

8.4.锁模机构

       为了保証搬運時不損傷模具，模具上要設置锁模机构。
第二部分  图档部分

一﹑排位图

   當客戶图档只是參考图档而非正式开模图档時，需畫出排位图用以訂購模胚和檢討产品。出图要求如下：

   1).表達清楚分型面、流道及浇口。

   2).表達清楚所有鑲拼结构、行位、斜顶、顶针和運水。

   3).標明浇口套、顶棍孔及螺絲的大小和位置。

   4).標明模胚的類型、主要尺寸、總高、顶出行程、碼模坑位置、开框大小和深度。

   5).標明基角：  前模在模胚長度方向的右下方 寬度方向的左下方

                 后模在模胚長度方向的左下方 寬度方向的右下方

   6).標明彈弓孔大小、位置(一般在回针處)及藏入B板深度；標明彈弓規格。

   7).产品定位尺寸用□表示，參考尺寸用(  )表示。

   8).前后模仁分型面各高出A、B板0.5MM。

   9).表達出撑头和垃圾钉的位置和規格。

   10).浇口及某些細部结构要用局部放大图表示。

   11).細水口模具要計算拉杆長度。

   12).产品只能鏡射一次，之后只可旋转、移动和复制，不得再次鏡射，立体視角一

     定不能鏡射。

二﹑模胚爆炸图

   模胚爆炸图是給模胚厂訂購模胚之工程图。出图要求如下：

   1).用A 4紙打印(全部用黑色线條)，每頁紙一個視图。

   2).標明基角。

       3).標明导柱、螺絲的位置和尺寸。

   4).標明A、B板的开框大小和深度。

       5).標明垃圾钉的位置和規格(一律用∮25X5) 。

       6).標明撑头的位置和規格(顶针板上的孔單邊避空2mm) 。

       7).標明彈弓孔的位置和尺寸(單邊避空1mm) 。

8).畫出零度定位塊或斜度定位塊在A、B板上的开框尺寸。

三﹑组裝图

       當客戶的正式开模图面到達之后，要即時更新排位图。特別注意檢查材質、縮水率是否正确，模具结构是否合理，确保模具图的所有尺寸和结构均正确無誤。

四﹑顶针图

   1).顶针图要包括所的顶针孔、司筒孔、鑲针孔的位置和大小。

     2).雙節顶针要有剖視图表達托位避空尺寸。

   3).顶针、斜顶、直顶等不得与運水干涉。

   4).顶针、斜顶不得与撑头干涉。

   5).司筒不得与KO孔干涉。

   6).必須標明基角。

五﹑线割图

   1).必須標明基角。

       2).与线割無關的线條全部不要，使线割图盡量簡單、明瞭。

       3).表達清楚是线割模仁還是线割鑲件。

六﹑零件图

   1).表達清楚所有结构，標清所需尺寸。

   2).有基角、運水、螺絲孔和顶针孔的均需在零件图上表示清楚。

       3).斜顶、直顶頭部尺寸以分型面或产品零线標數 同時再標一參考總長。

       4).某些細部结构直接表達不清者要用局部放大图表示。

七﹑3D分模图

       1).产品定位必須与排位图一致。

   2).仔細檢查各模塊，盡量避免尖角产生，改善難加工之處，使模具结构更合理。

模具知识

排组立图的步骤：  
1. 把产品的3D图档转到2D图档上，需将倒勾或有机构处做剖面，要注意比例问题。(1：1比例)  
2. 转到2D图档上的产品图要加缩水和镜像。注意：完成以上两步骤后必须检查，可以测量产品在加缩水前后的同一地方，来检查缩水加的是否正确。  
3. 排组立前要定成品基准线。即把产品上boss或大平面等易找到的特征定X,Y,Z三轴，特征的寻找需尽量接近于成品中心，若是两上下盖相配合，基准则尽量为同一点。成品基准线相对模具中心要为整数。  
4. 依照成品基准线把模仁排出来。  
步骤舆表示重点：A 删除成品上的虚线。B 如侧视图为剖面要将侧视图的实线改为虚线，仅留剖面处为实线。C 要把成品的分型面表示出来，重点表示主分型面，斜销，滑块处分型面。分型面上的插破，靠破也需表示。D 还需把模仁拆入子处表示清楚，正视图入子遍界用黄色线表示，且入子沉头也需表示。入子舆入子间要避免有薄铁现象，一般不可小于1mm。（模仁需拆入子部位一般为整体不好加工处或肋较深处及一些boss处）。  
5. 排顶针，水路，最后排模仁螺丝。要注意三者不能干涉，三者间距不小于3mm，拆入子时也要一同考虑.以下为顶针，水路，螺丝的排列重点:a 顶针要排在成品不易脱模处，如成品的边缘，肋，及塑胶较深处。顶针的尺寸要尽量选择大的，以增加强度。顶针舆成品形状间距应不小于0.6-1mm，以避免薄铁现象。b排水路的宗旨是可以尽快的带走模温，以达到冷却效果。直通的水路效果最好。C模仁螺丝一般排四个，位置要尽量对称。  
6. 排模仁要注意强度问题，产品边缘距模仁边缘应不小于20mm，模仁边缘距模架边缘的距离要按模具大小而定，大模具要50mm以上，小模具为30-50mm（天地侧350mm以下视为小模具）.有特殊要求的要个别对待。模板厚度的选择如图1-1  


母模板　　　　　　　　　　公模板  
a一般为20-30mm　　b=2c+20mm  
1- 1  
画模架时的注意事项：  
A. KO孔一般放在模具的正中，当有多个时，它们之间的间距一般为100mm。  
B.支撑柱应尽量往模具中心排即靠著KO孔，且尺寸尽量做大。要注意不能和顶针，斜销等机构干涉。相比较下，天地侧比左右侧更需要支撑柱。  
C. 当顶针小于2mm时，模具需加EGP。但也有特殊要求的。位置放在模具的天地侧。  
D. 吊模孔在舆其它机构不干涉的情况下要放在模板中间，如有干涉则要移位，并要标注尺寸。  
E.当模具天地侧长度超过350mm时，需增加顶出板螺丝和ST，且在下固定板舆模脚之间要加锁左右各两个M10螺丝。  
F.如一副模架的模板都很厚超过标准模架所列出的模板厚度的中间数字，那么GP需加大一绩。如是不标准模架，天地侧或左右侧有拉长，那么GP需加大一绩。三板模GP的算法是：GP在公母模板分型面以下的长度等于成品料骨的总长度加上30-40mm。  
G.三板模中的小拉杆的放置位置在模具的左右侧。小拉杆行程的计算为料骨总长度加上15-20mm.  
H.三板模中的树脂开闭器的放置位置尽量在模具的左右侧。  
I.模具一般需加RP弹簧，弹簧孔的算法为顶出距离乘2再加10mm,弹簧长度为弹簧孔长度再加10mm。  
7. 如产品有倒勾，需要走斜销，滑块等机构。成品进点的侧视需做局部放大。斜销和滑块要尽量在侧视图上都表示出来。斜销的画法请参考图1-2，滑块的画法请参考图1-3。  
8. 组立图的布图重点和标注重点：  
组立图正视需表示模仁，模仁螺丝，顶针，水路，斜销，滑块，流道，进点，灌咀，定位环，KO孔，支撑柱，EGP，小拉杆，树脂开闭器，回位销弹簧，定位块等。同样侧视也需表示遮些。  
组立图的标注重点为模架要加工的地方，有模架大尺寸及各模板尺寸，吊模孔位置，GP，RP，EGP，KO孔，支撑柱，模仁尺寸，顶出板螺丝，ST，小拉杆，树脂开闭器，灌咀，定位环及成品基准线等。  
尺寸标注：  
1． 在尺寸标注过程中要注意以下几点：  
a. 转图时的比例要正确。  
b. 标注之前要舆组立图做重叠工作，检查2D,3D是否一致。