塑料模具设计步骤文档格式.docx

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型腔布置。

根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。

对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取4-6个；

塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；

塑料制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；

而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。

对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个，16-32个和6-10个。

当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。

7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。

确定分型面。

分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。

确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。

选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。

决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热组件的安装部位。

根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。

确定主要成型零件，结构件的结构形式。

考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。

以上这些问题如果解决了，模具的结构形式自然就解决了。

这时，就应该着手绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。

绘制模具图

要求按照国家制图标准绘制，但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。

在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求。

由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。

如果成型后除了修理毛刺之外，再不进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全相同。

在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。

通常就把工序图画在模具总装图上。

绘制总装结构图

绘制总装图尽量采用1：

1的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。

模具总装图应包括以下内容：

模具成型部分结构

浇注系统、排气系统的结构形式。

分型面及分模取件方式。

外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。

标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。

辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。

按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。

标注技术要求和使用说明。

模具总装图的技术要求内容：

对于模具某些系统的性能要求。

例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。

对模具装配工艺的要求。

例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

模具使用，装拆方法。

防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。

有关试模及检验方面的要求。

2.绘制全部零件图

由模具总装图拆画零件图的顺序应为：

先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。

图形要求：

一定要按比例画，允许放大或缩小。

视图选择合理，投影正确，布置得当。

为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总装图一致，图形要清晰。

标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。

标注尺寸的顺序为：

先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。

在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。

表面粗糙度。

把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注“其余3.2。

”其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

3.校对、审图、描图、送晒

自我校对的内容是：

模具及其零件与塑件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度，结构等是否符合塑件图纸的要求。

塑料制件方面

塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口，脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。

图案设计有无不足，加工是否简单，成型材料的收缩率选用是否正确。

成型设备方面

注射量、注射压力、锁模力够不够，模具的安装、塑料制件的南芯、脱模有无问题，注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。

模具结构方面

分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会发生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。

脱模方式是否正确，推广杆、推管的大小、位置、数量是否合适，推板会不会被型芯卡住，会不会造成擦伤成型零件。

模具温度调节方面。

加热器的功率、数量；

冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

处理塑料制件制侧凹的方法，脱侧凹的机构是否恰当，例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。

浇注、排气系统的位置，大小是否恰当。

设计图纸

装配图上各模具零件安置部位是否恰当，表示得是否清楚，有无遗漏

零件图上的零件编号、名称，制作数量、零件内制还是外购的，是标准件还是非标准件，零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。

尺寸数字应正确无误，不要使生产者换算。

检查全部零件图及总装图的视图位置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。

校核加工性能

（所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标‘等是否有利于加工）

复算辅助工具的主要工作尺寸

专业校对原则上按设计者自我校对项目进行；

但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。

描图时要先消化图形，按国标要求描绘，填写全部尺寸及技术要求。

描后自校并且签字。

把描好的底图交设计者校对签字，习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查，会签、检查制造工艺性，然后才可送晒。

4.编写制造工艺卡片

由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并且为加工制造做好准备。

在模具零件的制造过程中要加强检验，把检验的重点放在尺寸精度上。

模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行检验，主要的是检验模具零件的性能情况是否良好，只有这样才能俚语模具的制造质量。

5．试模及修模

虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。

发现总是以后，进行排除错误性的修模。

塑件出现不良现象的种类居多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一起。

在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。

因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。

修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。

其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。

6．整理资料进行归档

模具经试验后，若暂不使用，则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等，涂上黄油或其他防锈油或防锈剂，关到保管场所保管。

把设计模具开始到模具加工成功，检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。

这样做似乎很麻烦，但是对以后修理模具，设计新的模具都是很有用处的。

注塑制品常见问题原因分析

变色焦化出现黑点的原因分析

造成注塑制品变色焦化出现黑点的主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解，或在料筒内停留时间过长而分解、焦化，再随同熔料注入型腔形成。

分析如下：

1.机台方面：

（1）由于加热控制系统失控，导致料筒过热造成分解变黑。

（2）由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而囤积，经受长时间固定加热造成分解。

应检查过胶头套件是否磨损或里面是否有金属异物。

（3）某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化，在几乎维持原来颗粒形状情形下，难以熔融，被螺杆压破碎后夹带进入制件。

2．模具方面：

（1）模具排气不顺，易烧焦，或浇注系统的尺寸过小，剪切过于厉害造成焦化。

（2）模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。

3．塑料方面：

塑料挥发物过多，湿度过大，杂质过多，再生料过多，受污染。

4．加工方面：

（1）压力过大，速度过高，背压过大，转速过快都会使料温分解。

（2）应定期清洁料筒，清除比塑料耐性还差的添加剂。

出现分层剥离的原因分析

造成注塑制品出现分层剥离原因及排除方法：

1．料温太低、模具温度太低，造成内应力与熔接缝的出现。

2．注射速度太低，应适当减慢速度。

3．背压太低。

4．原料内混入异料杂质，应筛除异料或换用新料。

肿胀和鼓泡的原因分析

有些塑料制件在成型脱模后，很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。

这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压的作用下释放气体膨胀造成。

解决措施：

1．有效的冷却。

降低模温，延长开模时间，降低料的干燥与加工温度。

2．降低充模速度，减少成形周期，减少流动阻力。

3．提高保压压力和时间。

4．改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。

透明缺陷的原因分析

熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件，有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。

这些银纹又称烁斑或裂纹。

这是由于拉应力的垂直方向产生了应力，使聚合物分子在流动方向取向，使得取向部分与未取向部分折射率不同，光线透过两者界面时发生折射产生银纹。

解决方法：

（1）消除气体及其它杂质的干扰，对塑料充分干燥。

（2）降低料温，分段调节料筒温度，适当提高模温。

（3）增加注射压力，降低注射速度。

（4）增加或减少预塑背压压力，减少螺杆转速。

（5）改善流道及型腔排气状况。

（6）清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。

（7）缩短成型周期，脱模后可用退火方法消除银纹：

对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟，或50℃时保持1小时，对聚碳酸酯，加热到160℃以上保持数分钟。

发脆的原因

制品发脆很大一部分是由于内应力造成的。

造成制品发脆的原因很多，主要有：

一设备方面

（1）机筒内有死角或障碍物，容易促进熔料降解。

（2）机器塑化容量太小，塑料在机筒内塑化不充分；

机器塑化容量太大，塑料在机筒内受热和受剪切作用的时间过长，塑料容易老化，使制品变脆。

（3）顶出装置倾斜或不平衡，顶杆截面积小或分布不当。

二模具方面

（1）浇口太小，应考虑调整浇口尺寸或增设辅助浇口。

（2）分流道太小或配置不当，应尽量安排得平衡合理或增加分流道尺寸。

（3）模具结构不良造成注塑周期反常。

三工艺方面

（1）机筒、喷嘴温度太低，调高它。

如果物料容易降解，则应提高机筒、喷嘴的温度。

（2）降低螺杆预塑背压压力和转速，使料稍为疏松，并减少塑料因剪切过热而造成的降解。

（3）模温太高，脱模困难；

模温太低，塑料过早冷却，熔接缝融合不良，容易开裂，特别是高熔点塑料如聚碳酸酯等更是如此。

（4）型腔型芯要有适当的脱模斜度。

型芯难脱模时，要提高型腔温度，缩短冷却时间；

型腔难脱时，要降低型腔温度，延长冷却时间。

（5）尽量少用金属嵌件，像聚苯乙烯这类脆性的冷热比容大的塑料，更不能加入嵌件注塑。

四原料方面

（1）原料混有其它杂质或掺杂了不适当的或过量的溶剂或其它添加剂时。

（2）有些塑料如ABS等，在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应，使制件发生大的应变。

（3）塑料再生次数太多或再生料含量太高，或在机筒内加热时间太长，都会促使制件脆裂。

（4）塑料本身质量不佳，例如分子量分布大，含有刚性分子链等不均匀结构的成分占有量过大；

或受其它塑料掺杂污染、不良添加剂污染、灰尘杂质污染等也是造成发脆的原因。

五制品设计方面

（1）制品带有容易出现应力开裂的尖角、缺口或厚度相差很大的部位。

（2）制品设计太薄或镂空太多。

气泡的原因分析

气泡（真空泡）的气体十分稀薄属于真空泡。

一般说来，如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。

真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。

在模具的急剧冷却作用下，与型腔接角的熔料牵拉，造成体积损失的结果。

解决办法：

（1）提高注射能量：

压力、速度、时间和料量，并提高背压，使充模丰满。

（2）增加料温流动顺畅。

降低料温减少收缩，适当提高模温，特别是形成真空泡部位的局部模温。

（3）将浇口设置在制件厚的部份，改善喷嘴、流道和浇口的流动状况，减少压力的消耗。

（4）改进模具排气状况。

表面光泽差的原因分析

造成注塑制表面光泽差，主要有两个原因影响整体透明度。

一是模面抛光不好，二是熔料过早冷却。

具体解决方法如下：

（1）增加料温，注射压力与速度，特别是模温。

模温对光泽有显着的影响。

（2）改善浇口的位置，注意料流通畅。

（3）防止塑料的降解或塑化不完全。

（4）增长模内冷却时间，保压时间也应加长一些。

震纹的原因分析

PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面，以浇口为中心的形成密集的波纹，有时称为震纹。

产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时，前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来，而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。

（1）提高料筒温度特别是射嘴温度，还应提高模具温度。

（2）提高注射压力与速度，使其快速充模型腔。

（3）改善流道、浇口尺寸，防止阻力过大。

（4）模具排气要良好，要设置足够大的冷料井。

（5）制件不要设计得过于薄。

泛白的原因分析

造成注塑制品泛白、雾晕。

这是由于气体或空气中的杂质的污染而出现的缺陷。

主要解决方法：

（1）消除气体的干扰，就意防止杂质的污染。

（2）提高料温与模温，分段调节料筒温度，但要防止温度过高而分解。

（3）增加注射压力，延长保压时间，提高背压。

射料不满的原因分析

造成注塑制品射料不满的主要原因是缺料和注射压力与速度不妥（包括阻力造成压力过于耗损）。

可能由以下几个方面的原因导致而成：

1.注塑机台原因：

机台的塑化量或加热率不定，应选用塑化量与加热功率大的机台；

螺杆与料筒或过胶头等的磨损造成回料而出现实际充模量不足；

热电偶或发热圈等加热系统故障造成料筒的实际温度过低；

注射油缸的密封组件磨损造成漏油或回流，而不能达到所需的注射压力；

射嘴内孔过小或射嘴中心度调节不当造成阻力过大而使压力消耗。

2．注塑模具原因：

1）模具局部或整体的温度过低造成入料困难，应适当提高模温；

2）模具的型腔的分布不平衡。

制件壁厚过薄造成压力消耗过度而且充模不力。

应增加整个制件或局部的壁厚或可在填充不足处的附近，设置辅助流道或浇口解决。

3）模具的流道过小造成压力损耗；

过大时会出现射胶无力；

过于粗糙都会造成制件不满。

应适当设置流道的大小，主流道与分流道，浇口之间的过渡或本身的转弯处应用适当的圆弧过渡。

4）模具的排气不良。

进入型腔的料受到来不及排走的气体压力的阻挡而造成充填不满。

可以充分利用螺杆的缝隙排气或降低锁模力利用分型面排气，必要时要开设排气沟道或气孔。

飞边的原因分析

飞边又称溢边、披锋、毛刺等，大多发生在模具的分合位置上，如动模和静模的分型面，滑块的滑配部位、镶件的绝隙、顶杆孔隙等处，飞边在很大程度上是由于模具或机台锁模力失效造成。

具体可能有以下几个方面的原因造成：

网址:

注塑机台原因：

机台的最高锁模力不够应选用锁模力够的机台。

锁模机铰磨损或锁模油缸密封组件磨损出现滴油或回流而造成锁模力下降。

加温系统失控造成实际温度过高应检查热电偶、加热圈等是否有问题。

（1）模具型腔分布不衡或平行度不够造成受力不平衡而造成局部飞边，局部不满，应在不影响制件完整性前提下流道应尽量安置在质量对称中心。

（2）模具中活动构件、滑动型芯受力不平衡时会造成飞边。

（3）模具排气不良时受压的空气会使模的分型面胀开而出现飞边，应开设良好的排气系统，或在分型面上挖排气沟。

3．塑料的流动性过大，或加太多的润滑剂，应适当降低压力、速度、温度等，减小润滑剂的使用量，必要时要选用流动性低的塑料。

4．加工、调整方面：

（1）设置的温度、压力、速度过高，应采用分段注射。

注射时间、保压时间、加料量过多都会造成飞边。

（2）调节时，锁模机铰未伸直，或开、锁模时调模螺母经常会动而造成锁模力不足出现飞边。

（3）调节头与二极的平行度不够或调节的系统压力过大。

5.飞边和制件不满反复出现的原因：

（1）塑料原料粒度大小悬殊不均时会使加料份量不定。

（2）螺杆的过胶头、过胶圈及过胶垫圈的磨损过大，使熔料可能在螺杆处经与料筒内之间滑行及回流造成飞边或不满。

（3）入流口的冷却系统失效，令进料的调。

（4）料筒调定的注料量不足，即缓冲垫过小会使射料时多时少而出现飞边或制件不满。

浇口区冷料斑的原因分析

冷料斑主要是指制件近浇口处带有雾色或亮色的斑纹，或从浇口出发的宛如若蚯蚓贴在上面的弯曲疤痕，它们由进入型腔的塑料前锋或因过分的保压作用而后来挤进型腔的冷料造成，前锋料因为射咀或流道的冷却作用传去热量，在进入型腔前部分被冷却固化，当通过狭窄的浇口而扩张注入型腔时，形成熔体破裂，紧接着又被后来的热熔料推拥，于是就成了冷料斑。

（1）冷料井要开设好。

还要考虑浇口上的形式、大小和位置，防止料的冷却速度悬殊。

（2）射咀中心度要调好，射咀与模具入料上的配合尺寸要设计好，防止漏料或造成有冷料被带入型腔。

（3）模具排气度良好。

气体的干扰会使浇口出现混浊性的斑纹。

（4）提高模温。

减慢注射速度，增大注射压力，减低保压与注射时间，减低保压压力。

（5）干燥好塑料。

少用润滑剂，防止粉料被污染。

收缩凹陷的原因分析

注塑成型过程中，制品收缩凹陷是比较常见的现象。

造成这种情况的主要原因有：

1．机台方面：

（1）射嘴孔太大造成融料回流而出现收缩，太小时阻力大料量不足出现收缩。

（2）锁模力不足造成飞边也会出现收缩，应检查锁模系统是否有问题。

（3）塑化量不足应选用塑化量大的机台，检查螺杆与料筒是否磨损。

（1）制件设计要使壁厚均匀，保证收缩一致。

（2）模具的冷却、加温系统要保证各部份的温度一致。

（3）浇注系统要保证通畅，阻力不能过大，如主流道、分流道、浇口的尺寸要适当，光洁度要足够，过渡区要圆弧过渡。

（4）对薄件应提高温度，保证料流畅顺，对厚壁制件应降低模温。

（5）浇口要对称开设，尽量开设在制件厚壁部位，应增加冷料井容积。

结晶性的塑料比非结晶性塑料收缩历害，加工时要适当增加料量，或在塑料中加成换剂，以加快结晶，减少收缩凹陷。

（1）料筒温度过高，容积变化大，特别是前炉温度，对流动性差的塑料应适当提高温度、保证畅顺。

（2）注射压力、速度、背压过低、注射时间过短，使料量或密度不足而收缩压力、速度、背压过大、时间过长造成飞边而出现收缩。

（3）加料量即缓冲垫过大时消耗注射压力，过小时，料量不足。

（4）对于不要求精度的制件，在注射保压完毕，外层基本冷凝硬化而夹心部份尚柔软又能顶出的制件，及早出模，让其在空气或热水中缓慢冷却，可以使收缩凹陷平缓而不那么显眼又不影响使用。

注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大，使制件各向收缩率不同而翘曲，又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲，这些都是高应力取向造成的变形的表现。

所以从根本上说，模具设计决定了制件的翘曲倾向，要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的，最终解决问题必须从模具设计和改良着手。

这种现象的主要有以下几个方面造成：

1．模具方面：

（1）制件的厚度、质量要均匀。

（2）冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀，浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲，适当加粗较难成型部份的分流道、主流道，尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。

（3）制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑，要有良好的脱模性，如增加脱模余度，改善模面的抛光，顶出系统要保持平衡。

（4）排气要良好。

（5）增加制件壁厚或增加抗翘曲方向，由加强筋来增强制件抗翘曲能力。

（6）模具所用的材料强度不足。

2．塑料方面：

结晶型比非