模具基础知识培训教材YFBSJ10001.docx

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模具基础知识培训教材YFBSJ10001

第一章模具零件的描述

第一节模具零件

塑胶模具的结构由注塑机类型和啤件的结构特点所决定，大体上每套模具均由动模和定模两部分组成。

动模安装在注塑机的移动工作台面上，定模安装在注塑机的固定工作台面上。

根据模具中各个部件的作用，一套注塑模可分为以下几个部分：

1）成型件

赋予成型材料形状和尺寸的零件。

通常由内模、镶件、行位、斜顶等构成。

原身出时，出料位的模板如MA01、

MB02也属于成型件。

2）流道系统

将熔融塑料由注塑机喷嘴引向闭合的型腔。

通常分主流道、分流道、入水口和冷料井，包括的零件有唧嘴、

流道镶件、水口司、热流道板、热嘴、热嘴镶件等。

3）顶出机构

实现塑件脱模的装置。

最常用的有顶针、司筒、推块、推板等零件和面针板、底针板组成的机构。

4）导向部件

为保证动模与定模闭合准确或脱模顶出时机构运动灵活平稳而设置的部件。

通常由边钉、边司、中托边、中

托司等组成。

5）冷却系统

为了满足注射成形条件对温度的要求，需要冷却系统对模具温度进行控制。

包括管接头、喉塞、中间堵头、

隔片、喷管、集水器等零件。

6）结构件

用来固定、支承、限位以上各系统的零件。

各模板、撑头、限位块、定位圈、预复位机构、扣鸡等。

第二章模具材料的分类及其热处理

第一节模具材料

1、制造模具所使用的模具材料很多，通常使用碳钢、合金钢、合金铝、合金铜等。

1）、模具钢材的分类

A）、根据工作条件的不同，模具钢材分为冷作模具钢、热作模具钢、塑胶模具钢和高速钢。

冷作模具钢------此种钢材有良好切削性，高含碳量提供良好耐磨性，但韧性低。

热作模具钢------此种钢材的延伸性好，有较低的硬度，中度抗热软化阻力，能承受高工作温度。

多用于压铸模、挤

压模、塑胶模等。

注塑模具钢------此种钢材硬度低、易切削、尺寸稳定、抛光性佳、容易加工。

多用于注塑模內模。

高速模具钢------此种钢材主要用来切削其它钢材的刀具钢，能耐高温、耐磨耗、高温下不易软化。

B）、根据化学成分的不同，钢可分为碳素钢和合金钢。

碳素钢是铁和碳的合金，其中的硅和锰属于杂质，按其含碳量又可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢；

合金钢是指为了改善碳素钢的性能，特意加入一些合金元素所构成的钢种。

C）、根据钢的用途不同，钢还可分为结构钢、工具钢、渗碳钢、不锈钢、弹簧钢、轴承钢、以及耐热钢等。

2）、合金铜

合金铜按其化学成分可分为青铜、黄铜和白铜。

A）、黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金。

B）、青铜是以锡、铝、铍、锆、钛等为主的铜合金。

国内外多选择它并用铸造方法成形塑料模具，其中铍青铜是制造

塑料模具的优良材料，它是以铍为主要合金元素的铜合金，具有高强度、高硬度，还具有优异的导热性。

C）、白铜是以镍为主要合金元素的铜合金。

3）、合金铝

合金铝按成分和生产工艺分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。

形变铝合金按其性能又分为防锈铝合金、硬铝、超硬铝和锻铝。

铸造铝合金按加入的合金元素分铸造硅铝合金、铸造铝铜合金、铸造铝镁合金、铸造铝锌合金。

第二节钢材的热处理

不论塑胶模、冲压模或压铸模，都有一定的材料要求来符合各自不同的工作条件及加工方法，热处理便是其中一

种使材料改变机械性质的处理方式。

即使是同一样成分的钢材，热处理方法不同，所出现的性质也有显著的差异。

热

处理方法很多，常用有以下几种：

A）、退火------加热至适当温度，保持一段时间后，在炉中或在隔热材料内慢慢冷却。

目的是将钢材软化，除去残留

应力，增加可切削性。

B）、淬火-----将钢材在高温度之下急速冷却至室温。

此一过程使钢料内的组织结构变得很硬和很脆。

C）、回火-----它是淬火后必需的操作。

目的是除去钢料的内应力、预防淬火后会出现的裂纹、调整硬度及增加韧性，

使钢料不会在受轻微的碰撞时开裂。

D）、渗碳-----将低碳钢（0.1—0.3％C）加热至850—930℃使活化的碳原子渗入钢材表面。

经淬火及回火后得到表面

层坚硬，内部具有韧性的工件。

E）、氮化------将充满氮气的炉加热至500—550℃使氨气分解所得的氮气渗入钢料表层。

冷却之后钢材上得到一层氮

化层。

该氮化层具有高硬度、高耐磨性、抗腐蚀等特点。

第三节常用钢材对照表

以下为我们公司常用钢材对照表；

序号

使用场合

注射材料

配件名称

美国钢材统一编号

AISI

日本钢材统一编号

JIS

备注

编号

备注

编号

备注

内模型腔部分

ABS、PS、PP、PE

P20

塑胶模具钢

SCM（改）

718S、718H、PX5

TS2311、738、738H

POM、PC+ABS

290-330HB

GPPS、K、PMMA、SAN

420

塑胶模具钢

SUS420J2

S136H、HPM38

TS2316、GS083H

PC、ABS透明、PA

290-330HB

PVC等腐蚀性塑胶模

淬火48-52HRC

S136、TS2083、GS-083

Zn合金模、AL合金模

H13

热作模具钢

SKD61

AL合金模

日本压铸模

DHA1、DAC

产量大的非腐蚀性塑胶模

淬火48-52HRC

GS-344ESR、TS2344ESR

ABS、ABS+PC

P21

塑胶模具钢

NAK80、NAK55、HPM50

CENA1

PC等需晒纹模具

370-420HB

产量大的塑胶模（美国）

淬火54-58HRC

ASSABS7、GS-307

高速模具钢

SKH51

　59-61HRC

MH51

日本大型原身出塑胶模具

SC系列

PXZ

结构钢

DME1﹟钢材

1030

用于各模板（170-220HB）

DME2﹟钢材

P20

用于固定内模的各模板，码模板,支撑板（预硬28-34HRC）

DME7﹟钢材

420

改良

用于非原身出料位的各模板，耐腐蚀，不锈钢（预硬29-36HRC）

成型钢

DME3﹟钢材

P20

改良

用于各模板，硬度高，易切削，抛光性好（预硬29-36HRC）

DME5﹟钢材

H13

用于原身出料位的A/B板等，硬度高，抛光性好，要淬火（48-52HRC）

DME6﹟钢材

420

用于原身出料位的A/B板等，硬度高，耐腐蚀，要淬火（48-52HRC）

第三章塑胶材料种类

第一节塑胶分类

塑胶是以高聚物（树脂）为主要成分，大多含有添加剂（如增塑剂、填充剂、润滑剂、防紫外线剂以及颜料等）、且在加工过程中能流动成型的一类高分子材料。

通常有以下几种分类方法。

1）按物理化学性能分：

A）、热塑性塑料（Thermoplastics）在特定的温度范围内能反复加热溶融和冷却硬化的一类塑料。

如聚乙烯塑料、ABS塑料、聚碳酸酯塑料、聚酰胺塑料和聚甲醛塑料等。

B）、热固性塑料（TherosettingPlastics）在热或其它条件作用下能固化成不溶、不熔性物料的一类塑料。

如酚醛塑料、环氧塑料、DHA塑料、氨基塑料以及不饱和聚酯塑料等。

2）按用途分：

A）、通用塑料（GeneralPlastics）一般指产量大、用途广、成形性好、价廉的一类塑料。

如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和酚醛塑料等皆属此列。

B）、工程塑料（EngineeringPlastics）一般指能承受一定的外力作用、且有良好的力学性能和尺寸稳定性、并在高低温下仍能保持优良性能、可作为工程结构件的一类塑料。

如尼龙、聚砜、聚甲醛、聚苯硫醚和耐热环氧等。

C）、特种塑料（SpecialPlastics）一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）、应用于特殊领域的一类塑料。

如氟塑料、有机硅塑料、聚酰亚氨塑料等。

3）、按半成品和制品分：

A）、模塑粉（MoldingPowder）俗称塑料粉，、主要由热固性树脂（如酚醛等）和填料（如木粉等），经充分混合、滚压、粉碎而得的一类塑料。

如酚醛塑料粉等。

B）、增强塑料（ReinforcedPlastics）加有增强剂、使其某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。

如玻璃纤维增强塑料和硅纤维增强塑料等。

C）、泡沫塑料（FoamedPlastics）整体内含有无数微孔的一类塑料。

如聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。

D）、薄膜（Film）一般指厚度在0.25mm以下的平整而柔软的一类塑料制品。

如聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜等。

第二节塑胶的可模塑性

可模塑性是指塑料在温度和压力作用下形变、并模塑成塑料制品的能力，它主要取决于塑料的流动性、热性能、物理力学性能等。

1）流动性

塑料在一定温度与压力下填充模腔的能力称为流动性。

影响流动性的因素有：

A、温度的影响---------温度高则流动性增大，不同材料影响程度不同；

B、压力的影响---------压力增加则塑料受剪作用增大，熔体的表观粘度下降，流动性增大；

C、模具的影响---------浇注系统形式、尺寸、布置，冷却系统设计、流道阻力等均会影响塑料在模腔内的流动性；

D、塑料品种的影响------不同的塑料品种，其流动性有很大差异；

2）收缩性

塑料自熔融状态充满模腔至冷却后取出达到室温下的稳定状态，这一过程其尺寸发生缩小的性能称为收缩性。

它不仅是树脂本身热胀冷缩的结果，还与各成形因素有关。

A、塑料品种的影响-------塑料品种不同，其收缩值不同；同一品种塑料，由于分子量、填料及其配比不同，其收缩值也不同；

B、啤件特性的影响------啤件形状、尺寸、数量及其布局对收缩值均有影响；

C、模具的影响------------模具结构、分型面的选择、浇口位置、数量、截面尺寸等对收缩值有很大影响；

D、成形条件的影响------模温高，收缩值大，反之收缩值小；注射压力高，保压时间长，收缩值小，反之收缩值大；

第三节常用塑胶材料的注塑参数

以下为我们公司常用塑胶材料注塑参数（仅供参考，尤其注意缩水率会根据不同的塑胶供应商以及不同填料比例有变化）；

材料

缩水率

熔点

（℃）

前部温度

（℃）

中部温度

（℃）

尾部温度

（℃）

模温

（℃）

有无

腐蚀

是否

透明

干燥条件

注射压力

（BAR）

备注

ABS+PC

5‰

250-255

245-255

230-240

210-230

75-90

80℃-100℃

2-4H

含30%

PBT

4‰

260-276

254-276

249-271

243-265.5

65-87

YES

110℃

4-8H

PEEK

14‰

324-344

314-330

294-320

165-190

YES

手册熔点

350℃-400℃

PC+玻纤

根据玻纤所占比例变化

300-310

208-290

260-280

90-100

120℃6H

600-1400

10-40%玻纤

注射P=60-140MPA

SAN

5‰

230-260

233-260

220-250

210-240

60-80

YES

80℃2-4H

380-1300

模具不低于60℃

380-1300BAR

PPO

5‰

290-320

280-310

260-290

100-150

YES

800-1000

800-2000BAR

ABS

5‰

200-280

（230）

200-280

190-270

185-260

25-80

YES/NO

80℃-90℃

至少2H

560-1760

500-1000BAR

5‰

260-340

250-300

240-320

70-120

YES/NO

100-120℃

3-4H

560-1400

小的边水口慢注射

其它水口高速注射

HDPE

25‰

180-280

175-275

165-265

20-90

不用烘

840-1050

冷却必须充分

LDPE

25‰

180-280

175-275

165-265

20-70

不用烘

350-1050

PET

6‰

206-280

275-290

265-280

275-290

265-280

245-260

255-270

100-110

120-165℃

高速注射

PCTG

5‰

220-290

210-280

200-270

10-30

YES

65℃左右4H

高速注射

PMMA

5‰

240-280

230-270

220-260

35-80

YES

90℃2-4H

350-1400

POM

22‰

190-230

180-220

175-210

80-105

YES

560-1400

通常不用烘,但储存在干燥处

20‰

220-280

210-270

200-260

20-80

700-1400

5‰

180-280

170-270

160-250

20-70

YES

200-600

PVC

15‰

160-220

155-210

150-200

20-70

YES

70-1760

PA12

15‰

230-300

220-290

240-280

30-40

85℃4-5H

材料

缩水率

熔点

（℃）

前部温度

（℃）

中部温度

（℃）

尾部温度

（℃）

模温

（℃）

有无

腐蚀

是否

透明

干燥条件

注射压力

（BAR）

备注

PA6

15‰

230-280

220-290

210-280

80-90

80℃16H

70-1400

PA66

15‰

260-290

250-280

240-270

70-1760

GPPS

5‰

160-250

170-270

180-280

YES

60℃-80℃

2-3H

HIPS

4‰

170-240

180-260

180-270

180-280

60℃-80℃

2-3H

5‰

150-200

150-210

160-220

170-240

YES

不用烘

TPE

17‰

140-200

150-210

160-220

170-240

YES

不用烘

TPR

15‰

140-200

150-210

160-220

170-240

YES

不用烘

PPU

12‰

170-190

180-200

190-210

160-170

YES

不用烘

PPA

6‰

170-190

180-200

190-210

160-170

YES

不用烘

20‰

220-270

240-290

260-300

270-300

不用烘

EVA

20‰

150-200

160-210

170-220

180-240

不用烘

第四章加工工序表

工序名

所用设备

部门

经济精度（mm）

最高精度（mm）

应用情形

加工限制

工序描述