塑胶模具设计指引.docx
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塑胶模具设计指引
设计标准
第一篇产品
一、抄图
二﹑产品分析及检测
三﹑常用塑料分析
（一）常用塑料缩水率
（二）常用塑料成型性能
（三）常用塑料壁厚值
（四）常用塑料拔模角度
第二篇模具
一、排位
二﹑模具系统设计
（一）浇注系统
1.1主流道
1.2分流道
1.3冷料井
1.4浇口
1.5转水口
1.6典型产品流道浇口布置
（二）成形系统
2.1行位系统
行位
斜顶
2.2镶件
（三）顶出系统
4.1顶出系统设计要点
4.2顶出机构的基本方式
4.2.1顶针
4.2.2司筒
4.2.3扁顶针
4.2.4直顶
4.2.5推板
4.3先复位机构
（四）冷却系统
5.1.运水位置
5.2.水路大小
5.3.水路及模胚位置关系
5.4.水井
（五）导向定位系统
（六）排气系统
7.1产品排气
7.2导套排气槽
7.3尼龙螺丝排气孔
（七）模胚结构件（支撑）及周边辅助件
7.1撑头
7.2垃圾钉
7.3锁模机构
7.4温控箱、水管、紧固件
三﹑细水口模设计
四、模具零部件材料选择
六、分模
（一）模具档分模
（二）组立档分模
七、注射机选择
第三篇图档
一、出图要求
1．排位图
2．装配图
3．顶针图
4．线割图
5．零件图
6．分模图
7．爆炸图
二、图纸管理及进度控制
（一）图纸管理
（二）审图
（三）进度
三、电脑图档管理
第四篇附录
一、标准件
二、工程表格
产品篇
抄图
一．抄图前,先要看懂,看透产品线图,然后班顺思路,特别是外形面的画法。
抄好产品图要转为2D线图及设计部提供的平面线图套。
要保证主要的视图和边界线完全重合一致。
若有不重合、不一致的情况，首先分析是2D线图本身表达有问题，还是抄图时造成的。
若为2D线图表达问题则应及时标明，并及设计部沟通、反映；若为抄图问题，及时修改。
二．一个产品通常要多次转图及标题栏对上几次逐步确认（看版本），避免最后的问题堆积。
三．在抄图的整个过程中，最为重要的是基体外形面的控制和核对。
四．抄好的UG尽可能保证可以再生，以实现UG的参数设计功能。
五．通常抄图应先抄好影响模具结构之处，如外形面、行位处倒勾、前后模基面加减胶。
至于柱位、骨位可最后再抄。
六．要区别常用的做曲面命令。
七．分清结构线及效果线。
原则上结构线一定要及线图完全一致，效果线应尽可能接近。
八．抄整体产品外形，要考虑产品出模基体外形的出模角（拔模方向）应在最初放好，不然，到最好去做，通常是不会成动和很麻烦的。
九．特别注意，在倒角前应将拔模做好。
十.产品外形抄好后，应做一个全面、细致的抄图报告。
详细说明UG图及线图间的不同之处和处理方案。
二、产品分析及检测
（一）、装配检测
（二）、结构检测
1．检查产品各部分结构是否合理，对加工、注射是否存在明显不利影响。
2．检查产品是否存在难出模或不能出模之处，如倒勾等。
（三）、拔模角检测
1.首先在分析----形状----面----斜率指定及开模方向为一致的矢量方向,将最合最小值设为对称值（正负）,选择产品确定就可以得到用颜色区分的拨模面角度颜色.
拨模斜度要特别注意插穿位拔模角的大小,一般为3～5°。
2.产品各骨位（火花直接打出）、柱位拔模角可不考滤。
3.当需增加拔模角时,一般原则是往减胶方向拔模,以利今后改模。
（四）、肉厚检测
三、常用塑料分析
（一）常用塑料缩水率
塑胶材料
缩水率
ABS、PMMA、HIPS825
5/1000
PP+PE
8/1000
SAN
3/1000
POM
15/1000
（二）常用塑料成型性能
分类
塑料名称
收缩率
（0/00）
逃气孔适宜深度
（mm）
模具温度
（℃）
成型温度
（℃）
结
晶
性
PP
聚丙烯
20
0.01~0.02
40~60
205~288
PE
聚乙烯
20
0.02
20~60
149~371
非
结
晶
性
HIPS825
聚苯乙烯
5
0.02
20~60
163~316
ABS
丙烯晴―丁=烯―苯乙烯
5
0.03
50~60
220
AS（SAN）
丙烯睛―苯乙烯
2
0.03
50~70
191~316
PMMA
聚甲基丙烯酸甲脂（压克力）
5
40~70
204~254
PVC
聚氯乙烯
5
10~60
170~210
以上均为热塑性通用塑料.
塑料
最小壁厚
小型塑件
推荐壁厚
中型塑件
推荐壁厚
大型塑件
推荐壁厚
HIPS
0.75
1.25
1.6
3.2~5.4
ABS
0.75
1.5
2
3~3.5
PE
0.6
1.25
1.6
2.4~3.2
PP
0.85
1.45
1.75
2.4~3.2
PMMA
0.8
1.5
2.2
4~6.5
PVC
1.15
1.6
1.8
3.2~5.8
POM
0.8
1.4
1.6
3.2~5.4
PC
0.95
1.8
2.3
3~4.5
PA
0.45
0.75
1.6
2.4~3.2
（四）常用塑料拔模角度
塑料名称
型腔
型腔
型芯
HIPS
35'~1°30'
30'~1°
ABS
40'~1°20'
35'~1°
PE
25'~45'
20°~45'
PMMA
35'~1°30'
30'~1°
POM
35'~1°30'
30'~1°
PC
35'~1°
30'~50'
垫固性料
25'~1°
20'~50'
二、模具篇
一、排位
1．根据产品大小、结构等因素确定模穴,如1X1、1X2、1X3、1X4、1X8、1X16等。
2．当几个产品出在同一套模具中时，考虑进胶的均匀性。
应将大的产品排在中间位置，小的产品置于两边。
3．当几个分型面不规则的产品在同一模具中时，排位必须充分考虑其分型面连接的顺畅。
4．一模多穴模具中，当有镶拼、行位等结构时，不得使其发生干涉。
5．排位时应综合模具每一方面，对流道，是否镶拼、行位、顶出、运水等结构要有一个全局性思考。
6．排位时以产品零线为定位基准。
当一模出一件时，可以考虑以产品对称方向外形分中。
二、模具系统设计
浇注系统内模结构行位系统顶出系统
冷却系统导向定位系统排气系统模胚结构件。
说明﹕
在具体的模具设计过程中﹐不一定会严格遵守此程序﹐通常我们要返回上一步甚至上几步﹐修改部分数值﹐直至最后确认。
（一）﹑浇注系统
浇注系统由主流道﹑分流道﹑冷料井和浇口等部分组成。
在设计浇注系统时,要考虑:
制品最主要的要求是什么？
外观还是强度或是尺寸精度,找出最主要的矛盾,设计时,立足主要矛盾,同时,在不及主要矛盾发生冲突的前提下,改善其它次要矛盾,要做到进浇的均匀及顺畅。
1.1.主流道
主流道一般为圆锥形,角度2~4o主流道要设计的尽量的短。
1.2.分流道
1.2.1.分流道的形状有圆形﹑梯形等几种,从减少压力和热量损失的角度来看,圆形流道是最优越的流道形状。
当分型面是平面或者曲面时,一般采用圆形流道;细水口模,选用梯形流道,当流道只开在前模或者后模时,则选用梯形流道。
1.2.2.布置一模多腔的流道时,应充分考虑进浇的均匀性,尽可能做到平衡进浇。
1.2.3.设计分流道大小时,应充分考虑制品大小,壁厚、材料流动性等因素,流动性不好的材料如PC料其流道应相应加大,并且分流道的截面尺寸一定要大于制品壁厚，同时应选适合成形品形状的流道长度。
流道长则温度降低明显，流道过短则剩余应力大，容易产生“喷池”，顶出也较困难。
1.2.4.梯形流道:
W一般为5~8H一般为4~6H/W=2/3
如图1-1:
1.3.冷料井﹕
为防止冷却的树脂流入型腔﹐在不通向型腔的流道末端要设置冷料井﹐包括主流道的大端和分流道拐角处.
1.3.1.大水口模主流道大端的冷料井及顶针配合有抓料的作用。
常见形式如图1-2
1.3.2.分流道拐角处冷料井设置如图:
1.3.3.细水口模冷料井设置如图1-4,正对主流道,尺寸及分流道尺寸相同。
1.4.浇口
常见浇口类型有直接浇口﹑侧浇口﹑潜伏式浇口﹑点浇口等多种。
设计时应根据
产品的不同要求选择适合的类型.尤其当制品外观有要求时,要慎重选择。
见图表：
表－1
浇口类型
优点
缺点
适用产品
直接浇口
熔融树脂直接入腔、压力损失小、保压补缩作用强.
去除困难、浇口痕迹明显、浇口周围应力大.
CD门、底壳.
侧浇口
加工容易、易保证浇口加工精度.
有浇口痕迹、浇口修改困难.
CD门、中层、镜件、按钮、布网架、手挽、电池门、CD座、装饰件、面板、盖板.
潜伏式浇口
浇口痕迹不明显、可自动切断浇口.
加工困难、浇口尺寸精度不易保证.
齿轮、手挽、按钮（仅指钮身高度大于15MM的情况）.
点浇口
开模时自动切断浇口、浇口周围残留应力小、痕迹小、可设置多点浇口.
压力损失大、要求较高的注射力.
底壳、面壳、按钮（仅指钮周边均有骨位的情况）例CD109钮组.
1.4.1直接浇口
对大型单一型腔制品成型效果好,需注意唧嘴底部及产品之间隔10MM。
例如底壳类制品.其尺寸要求如图:
1.4.2.侧浇口
侧浇口设置于制品分型面处,制品允许有浇口痕迹才可采用,侧浇口包括边缘浇口和搭接浇口,其浇口尺寸及制品壁厚﹑大小﹑材料等诸多因素有关,一般规格如图1-5:
在选择侧浇口时,必须充分考虑制品外观要求,尽量从靠近（避免直接正对碰穿位）制品大的碰穿孔位置进胶,例如大装饰件等制品.因为这样可以减少夹水纹。
边缘浇口及搭接浇口的选择见图:
同时选择浇口位置时,应防止制品产生滞留现象,应远离厚﹑薄交接处,从厚的地方进浇,避免浇口正对柱位、碰穿位,防止型芯因冲击而变形。
1.4.3潜伏式浇口﹕
潜伏式浇口有潜顶针﹑潜薄片﹑潜产品等几种.潜水也可以开在前模一侧。
如图：
α=30~45oβ=15~20o
潜水运用使得产品分型面无浇口疤痕,并且可自动切断浇口,同时也改善了制品表面因为喷射产生缺陷的可能,应用广泛。
1.4.4.点浇口
点浇口垂直设置于制品表面,其尺寸如图：
1.5.转水口
一模多腔模具中,有时要设置转水口;转水口一般采用波子螺丝，即限位钢铢限位，大小为M8，转水口采用公司自制标准。
如图所示.
1.6.唧嘴
大水口模胚，若前模高度足够，则唧嘴沉入内模以减短主流道长度，结构如图示。
1.7.典型产品流道浇口布置。
1.7.1.按钮等电镀产品需设置环形流道,前模要加胶柱,其高度应超出制品前模部分的厚度2MM,并且按钮每一钮均需设进浇点,保证进料均匀。
1.7.2.镜类产品应从长度方向或靠近长度方向进胶,如图：
1.7.3.底壳类制品一般采用直接浇口进浇，特殊情况细水口进胶。
1.7.4.手挽只设一个浇口,尽量从转柱位进浇,不能从转柱位进浇时,采用潜水方式但要避免从手握位进浇。
（二）内模结构
※分型面
在模具设计中，分型面的选择是一项非常重要的工作，确定分型面需从以下几个方面综合考虑：
1）．产品的质量及外观要求；
2）．开模后产品留前模或后模的方便性；
3）．易加工性（例钮CD座中间碰穿孔位）；
4）．排气；
5）．客户指定。
设计时,考虑到产品的精度、加工的方便性、模具的强度、本公司的加工能力以及排气及冷却的因素,往往需要采用镶拼结构。
2.1.当产品某处需换呵，必须单独镶出。
2.2.当产品周围有止口时，需要整体镶呵，此时，镶呵并不镶通，并且其周边倒R6.0圆弧，例如大的底面壳等产品。
2.3.当产品骨位过深时要镶出,如图:
h/t≧10
2.4.当产品某处结构复杂，难加工时要镶。
例如CD座上CD门转轴柱位，前后模对碰前后模均需镶出。
2.5齿轮产品前后模均需做镶件,如图
2.6.当产品上有细小的不规则碰穿孔时,一般要镶,例如中层采取前模线割方式。
2.7当产品上有文字标识时，一般要镶，镶件尽量不镶通，采用螺丝固定,镶嵌范围为文字标识处最外圈装饰线。
2.8.当按钮等制品对碰穿位大小有严格要求时,往往要镶（镶件为黄牌），以保护前模。
2.9当钮孔周围有环骨,且其深度超过5MM时，需镶。
2.10当镶件采用不超过M1/4的螺丝固定时﹐螺丝边及镶件边的最小距离为2.0mm。
2.11.CH型模胚前模镶针底要加压板。
2.12.固定内模的螺丝位于内模边时，其及内模边的尺寸对应关系见表﹕
当需模胚厂开框时，开框深度不超过40MM，四角R10。
开框深度超过40MM，四角R16。
当深度超过60MM时，四角R16，同时底面R6.0。
（三）行位系统
由于制品的特殊要求﹐其某部位的脱模方向及注射机开模方向不一致﹐需进行侧面分型及抽芯方可顺利顶出制品。
侧面分型及抽芯机构有两种：
行位和斜顶。
3.1.行位
3.1.1行位行程计算（以两辨合模为例）:
为保证制品顺利脱模,行位移动的距离一定要充分,一般以制品可以脱模的最小距离加2~3mm为其最小行程:
AB=AC+（2~3）
3.1.2.后模行位均采用压块+斜销+弹弓的结构形式如图所示（有时当行位宽度超过100,又不方便用此结构时,可考虑采用T块结构形式）,但当行位位于天地方向,受回针位置及模胚大小限制时,可不做压块,由模板原身出。
3.1.3.行位底面﹑顶面及前后模底﹑顶面的关系,见图:
a.b≧15mm
a.b=0
3.1.4.不论行位侧面是否有封胶﹐其两侧均要做斜度,一般值为单边3~5o,但当两个运动方向垂直的行位贴合时,角度为.45o。
若产品四面均有行位互相贴合，设计时应考虑将其中一个行位伸出一耳朵，以保证准确定位。
3.1.5.行位高度及厚度的比值最大为1,否则,行位运动时会受翻转力矩影响,造成运动失效。
一般要求L≧1.5H。
3.1.6.行位斜销角度一般为15o~25o,最大不能超过25o,斜销角度比行位小2o,一般尽量不采用细小的斜销,以保证行位运动的顺利。
3.1.7.斜销孔比斜销单边大1/64＂,约0.4,当斜销穿过行位时,需在模板上为其留出足够的让位空间。
3.1.8.斜销在行位中位置的确定﹕斜销尽量置于行位的中间位置,具体尺寸要求如图:
3.1.9.铲鸡及行位的配合面要求超过行位高度的2/3,并且用于铲鸡的螺丝应尽量大,下图为两种不同结构的铲鸡,尽量避免采用图b的结构。
3.1.10.行位弹弓长度的确定,应保证弹弓空间足够,防止弹弓失效。
设定行位行程为M，弹弓总长为L,设弹簧压缩40%，行位完全退出后，弹弓仍预压10%，则有
（40%﹣10%）L=M
L=（10/3）M
弹弓空间为0.6L.
但当L过小时，为了防止弹弓失效，往往要加大弹弓长度。
3.1.11当行位完全包裹制品侧面时,为防止行位运动时拉伤胶件,需在行位上设置侧顶装置,其结构形式如图所示:
设计中,应根据模具空间是否足够来选择适合的结构，建议采用图a结构。
3.1.12.为使行位运动顺畅,其周边不能有阻碍运动的尖角等,一般其周边应倒R3~R5的圆角
3.1.13.当需在行位下安装弹弓时,尺寸要求如图,为防止螺丝被弹弓卡住,选用弹弓和螺丝时应参照表4-1
3.1.14.大的行位应单独冷却,并且行位或铲鸡上要镶耐磨块,此时行位及铲鸡避空0.5.
如图所示。
弹弓
对应的螺丝
ø3/8”
M3/16”
ø1/2”
M1/4”
ø5/8”
M5/16”
ø3/4”
M3/8”
ø1”
M1/2”
ø1-1/4”
M1/2”
3.1.15.当需在前模行位上设置限位槽时,结构如图示,h根据行位行程确定。
（附限位块大小）限位块至少用M3/8"的螺丝紧固。
有时,当前模行位过小时,不采用T块导向,而直接用限位块导向和定位。
3.1.16.前模行位上﹐T块及T槽单边避空0.3~0.5,只有一面为配合面。
如图所示：
所开T槽大小及T块均采用公司自制标准,见图:
（附T槽﹑T块大小图示）
3.1.17.前模行位弹弓长度计算。
同后模行位弹簧计算公式一样,但最大不得超出25°，有时为防止失效，往往要加大L尺寸。
3.1.18.前模行位均需做行位拉钩,采用公司自制标准件,见附表3－1.18。
3.1.19前模行位改为T块做在行位上，T槽开在铲鸡上。
3.1.20.前模行位一般要求设置耐磨块,如图所示,此时,前模斜面配合面及行位避空0.5mm。
3.1.21．前模行位脱出前模不得超过行位总长1/2，如图所示。
3.1.20.前模行位一般要求设置耐磨块,如图所示,此时,前模斜面配合面及行位避空0.5mm。
3.1.21．前模行位脱出前模不得超过行位总长1/2，如图所示。
3.1.22.前模内抽行位
有时产品需设置前模内抽行位，如图所示。
此时，为了避免A板避空过多的问题，常将T块做在行位上，而在铲鸡上开T槽
3.1.23.行位上开设“V”型油槽时,应斜向行位运动方向,”O”形油槽则应环环相扣,油槽深0.5~1.00mm,油槽边不做通,以防漏油。
3.1.24.行位上有相互运动的零件,均需淬火处理。
例如限位块、压条等。
3.2.斜顶
当制品侧壁内表面或制品顶端内表面出现倒扣时,采用斜顶往往是非常有效的方法.其工作原理为:
在顶出制品的同时受斜面限制,同时作横向移动,从而使制品脱离。
3.2.1.斜顶角度最大为7o（受本公司设备能力限制）,一般为5o,大小视其行程及顶出空间而定，有时要加高C板以保证顶出。
3.2.2.斜顶最小厚度为8.00,大多数情况下,可适当加大到10~15mm。
同时，斜顶应加耐磨块以保证精确定位。
3.2.3.当产品圆弧处需设置斜顶﹐处理方法见图：
3.2.4.斜顶采用T座及螺丝方式固定.见图
3.2.5.当斜顶大小及顶出高度受周围骨位﹑凸台等限制或者两斜顶相距太近时,解决方法有:
设置限位顶出装置和及设计部沟通更改产品。
3.2.6.限位顶出机构
限位顶出机构的基本形式见图﹐一般采用两个。
H根据限位顶出高度设定。
（四）顶出系统
制品在模具中冷却固化之后,需切实可靠将其从模具中推顶出来,这一机构称之为顶出系统.同时必须保证,当模具闭合时,它不会及模具其它零部件发生干涉,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
4.1.1一般要求使顶出制品脱离模具5~10mm,如图所示,对于大型深腔桶类制品而言,也可使顶出行程为制品深度的2/3,如图。
当产品上有骨位、柱位等结构时,一定要使其完全脱出模具。
4.1.2顶出位置
正确的顶出位置,应设在制品脱模困难的地方,制品的骨位﹑柱位以及对内模有包紧力的地方均应考虑设置顶出机构.同时还应考虑顶出机构应设置在不影响制品外观的部位,并且不能及其它零件（如撑头﹑螺丝等）发生干涉。
4.1.3设计中尽量选用大的顶针,大模不用小顶针,特别是要尽可能地避免采用3/64"的有托顶针.当在产品有相互配合的地方设置顶针时,顶针应高出后模面0.5MM。
4.1.4设置顶出机构时,应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:
圆顶针﹑扁顶针﹑司筒﹑直顶﹑推板等.
4.2.1圆顶针分为单托和双托两种,
1）顶针及公模的配合长度一般为2~3倍顶针直径,但不能小于8,常用值为20mm,
如图5-1
当d≦3mmD=d+0.6
当d>3mmD=d+1
2）当产品弧面上设置顶针时﹐为防止顶针顶出时滑动﹐需在顶针端面开“十”形防滑槽﹐槽深0.5mm.。
3）顶针及周边零件的位置关系。
顶针边及骨位﹑镶件的最小距离为2.0mm,及产品边﹑水道最小距离为3.0mm。
.
4）当产品中柱位孔为前模碰穿方式,其下放置顶针时,处理方式如图:
5）顶针的管位.当顶针位于圆弧面或者当顶针和司筒受胶位方向限制时,往往要设置管位装置,管位方式有下列三种:
见图,其中图a为设置管位钉,较常用;图b为加一管位块;图c为将顶针头部加工为直边,此方式较常用于大顶针的场合。
6）镜类产品不允许产品上有顶出痕迹,常采用垃圾钉顶出,产品有扣时,顶针边距产品边2mm,无扣时为3mm,如图:
7）有时,将顶针顶端加工成”z”形头,达到制品留后模的目的,此时应保证,使”z”形头方向一致。
8）当在流道上设置顶针时,要避免犯如下图所示的错误,
图a为镜类产品,中间的顶针应取消。
图b为钮仔,并非要在每一浇道交叉处设置顶针,相隔太近则取消。
图c为CD23C开关柱套钮模,1出16,当产品间距较小时,其第二分流道或第三分流道的顶针可取消。
图d为潜水顶针设置,要保证8的尺寸。
4.2.2司筒
1）当产品带有空心支柱的结构,且其高度较高,要求采用司筒顶出.柱位及司筒的匹配关系见表:
当产品上存在装防震胶的柱时,采用ø3/16”+ø1.7的司筒.若选用第5种规格的司筒,其司筒针为有托顶针,其规格见图.3040以下模胚选用a类司筒针,3040以上模胚选用b类司筒针.如图:
下单时的书写格式为:
司筒长xø3.5x30xø2.6xL（非标）
司筒长xø3.5x50xø2.6xL
2）司筒针一般采用无头螺丝固定,但当多支司筒针相距很近时,采用压块及杯头螺丝固定。
3）钮仔的固定用孔一般采用司筒顶出,并且一律采用ø3.57xø1.59的标准司筒，当不能用到标准司筒时,应保证孔的尺寸不变,适当加大外圆的尺寸,以选用标准司筒,其司筒针及前模的配合关系见图:
4）司筒应避开顶棍孔,19安或以上模具,可取消中间顶棍孔。
4.2.3扁顶针
当制品上有较深的骨位时,采用扁顶针顶出是切实有效的方法.但其加工困难,因此,模具型芯常采用镶拼结构﹐例如手挽。
见图:
扁顶针的规格见附表4－2.3。
4.2.4直顶
1）直顶有两种结构形式：
原身直顶和推块+顶针。
2）直顶及产品完全贴合的一面做1°斜度,其余三面做3°斜度。
3）当后模原身出时,直顶边及产品胶位内侧距离为0.3～0.5,当后模镶钶时,直顶边紧贴镶钶边.如图:
4）原身直顶采用T座及杯头螺丝固定,其及后模的配合关系见如图:
5）当采用推块十顶针的结构时,其位置关系见图,推块四面斜度,靠近胶位一侧1°，其余三面3°。
4.2.5推板
对轮廓封闭,周长较长,并且其内外表面均不允许有顶出痕迹的制品,或者当产品过深,又没有足够的位置放置足够的顶针时,常采用推板推出结构。
其基本结构见图：
4.3先复位机构
4.3.1为了保证当模具闭合时,顶出系统能回到初始位置,以
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