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模具模具主講:

鄭至翔目錄1、模具簡介-22、認識塑膠模具各部名稱和功能-3123、分模面PARTINGLINE-134、脫模斜度-145、拔模斜度決定要點-15166、滑塊機構-17197、頂出機構-20218、頂出方法-22269、進料系統-273010、冷卻系統-31321、模具簡介：

塑膠模具必須具備下列條件：

1.必須有複製空間的結構體，如模仁、模穴、滑塊、入子、斜銷及模座等。

2.在射出成型機上的固定裝置，如夾模槽。

3.頂出成品的裝置，如上、下頂出板、頂出導銷、回位銷等。

4.溫度控制裝置。

5.在射出機的鎖模壓力下，模具的結構及剛材須有足夠的抗壓強度，不會發生成形産品的變形或模座碎裂的情形。

6.在射出壓力下，模具鋼材的變形量必須比塑膠的收縮量小，成品頂出時不會發生干涉及表面刮傷的情形。

7.在頂出壓力下，頂針的截面積與頂針的長度比不可過大，以防頂出時頂針彎曲。

8.特殊結構體需堅固，動作行程需確實，以防撞壞模具本體、滑塊。

2、認識塑膠模具各部名稱和功能：

1、標準二板模具結構：

項次零件名稱項次零件名稱1前板（上固定板）13回位銷（RP）2母模板14回位銷彈簧3公模板15支柱（SP）4模腳（間隔板）16頂出銷5上頂板17停止銷（ST）6下頂板18導銷（GP）7後板（下固定板）19導銷襯套（GB）8入子20螺絲9公模仁21吊模孔10母模仁22成形品11固定環23頂出杆（KO）12注道襯套2、標準三板模具結構：

22113142016項次零件名稱項次零件名稱1固定側固定板12注澆襯套2母模板13回位銷（RP）3公模板14回位銷彈簧4模腳15支柱（SP）5上頂板16頂出銷6下頂板17停止銷（ST）7可動側固定板18導銷（大拉桿SPN）8剝料板19導銷襯套（GB）9公模仁20等高螺絲（PBC）10母模仁21小拉杆（PBA）11固定環22成形品三、模具配件功能說明：

1.前板（cavityadapterplate）：

功能是將固定側模板、定位環、注道襯套等，固定在此板上，然後利用此板，將整個模具之固定側予以固定在成型機之固定盤上。

2.母模板（cavityplate）：

固定側之主體，是模具成形模穴的部分，導銷襯套或導銷即裝在此板上，可用來裝置注道襯套即流道、澆口之加工，表面須作精加工，有時須具光滑的表面，常作鏡面加工或鍍鉻處理，當有脫模斜度，模板的厚度及大小，則視模穴的多寡，及大小高度而定。

3.脫料板：

用於三板模拔除料頭。

4.公模板（coreplate）：

心型及導銷或導銷襯套裝置在此板上。

流道、澆口、回位銷孔、注道抓銷孔亦都在此板上加工而定位。

此板與母模板之接合面稱爲分模面。

塑膠射入模穴冷卻定形後，經熱脹冷縮使成品大都依附於心型板上以便開模頂出而脫模，模板大小與固定側之型模板相同，厚度則由射出壓力及成品之投影面積而定。

5.承板（backupplate）：

此板裝置在動模板背面，具有補強功用，使動模板不因射壓力而發生彎曲變形，由於承板的補強可使可動側動模板的厚度減少，降低熱處理可能發生的變形，提高模具的精確度，承板厚度亦視射出壓力及成品投影面積而定。

6.模腳（spacerblock）：

此板爲裝置在承板之間的平行塊，其功能爲確保成品的頂出距離，而使成品能順利脫模。

7.上頂出板（aboveejectorplate）：

亦稱射銷定位板，此板之功能爲使成品脫模時頂出的方位正確平衡、穩定，並使頂出銷、回位銷、注道抓銷、斜銷等確實定位的作用與下頂出板兩鎖至一起。

8.下頂出板（belowejectorplate）：

此板與上頂出板以螺絲固定成一體。

整個頂出機構就是靠這塊板與上頂出板把頂出銷、注道抓銷、回位銷之位置確實固定而組成。

9.後板（coreadapterplate）：

此板將整個可動側組裝起來，並將其固定於成型機之可動盤上。

此板與間隔板及承板或公模板構成頂出空間。

10.模仁（core）：

與模穴構成模具之成型空間。

成型完畢，模具開啓，産品通常會附著於心型上，再由頂出機構執行頂出動作而脫離模穴。

11.定位環（locatering）：

整個模具是靠定位環與成型機固定盤上之定位環孔配合，而使得模具容易安裝在成型機上，並使成型機之噴嘴與注道襯套得以對正，而順利進行成型之操作，但是，有時候也因爲要防止成形壓力使射料管後退，而兼任壓板的角色。

12.注道襯套（spruebush）：

亦稱豎澆道襯套，與成型機加熱缸前端之噴嘴相接觸，膠流即經由它上面錐孔而進入流道、成形空間而順利進行成型的操作，注道襯套因與成型機之噴嘴直接接觸，故磨耗較大，容易損壞，因此爲便於修理與更換而做成襯套，該半徑R應該要比射嘴先端之半徑r要大1-2mm左右，這是爲了防止注澆襯套與射嘴之間的熔融材料才不會外泄，避免發生脫料困難的情形。

此外，注澆襯套的直徑也要做得比射嘴的內徑稍爲大0.5-1mm的程度，用以使注道襯套部份之脫料動作較爲容易進行。

而注澆襯套的形狀方面，除了標準形之外，也做成階梯形狀，以便配合定位環壓住射嘴，而形成一種防止注道襯套因成形壓力而後退的結構形態。

13.導銷（guidepin）：

用來使模具之固定側與可動側能迅速確實地定位之導引作用。

通通常其型式分爲A型和B型兩種。

A型導銷主要是使用在直徑對長度的比例數值較爲長的情況下。

B型導銷主要是使用在相同直徑的導套組合配合做用，一般裝置於動模板上的鋼質導銷是經過硬化與研磨的。

（形狀如頂出杆導銷）14.導銷襯套（guidepinbush）：

可裝置於母模板和公模板上皆可以，主要配合設計者使用，使用鋼質材料，經過硬化後研磨加工，主用是配合導銷使模具的固定側與可動側能迅速確實地定位配合。

15.注道抓銷（spruesnatchpin）：

亦稱注道定位銷，爲使成型操作順利每次成形完畢，模具開啓後，將注道自襯銷中抓出，爲使注道附著在可動側與成品同時被頂出脫落。

其位置通常設置在模具中心位置，但亦有特殊情況而偏離中心者。

16.小拉杆：

大都用於三板模裝置於固定側上，當母模板隨可動側移動至小拉杆之行程終點時，會將開閉器拉開，使模具之分模面母模板（PL面）與公模板之間開始分離。

17.頂出銷（ejectorpin）：

亦稱射銷，當模具開啓動作完畢時，將成品頂出脫落，通常頂出銷之形狀會配合産品斷面形狀除基上的圓形，另外還有用於三種用於不同狀況下的頂出銷，放置於，上、下頂出板之間，由下頂板抵住頂出銷，以達到上下固定之功用。

18.回位銷（returnpin）：

亦稱複歸銷，主要作用使整個頂出機構能在頂出成品後，開模完畢時，回到原來的位置。

19.停止銷（stoppin）：

亦稱阻銷，一插入於頂出板的下方。

介於下頂出板與可動側固定板之間，形成頂出板與模具的下固定板之間有一適當的間隙，一來減少兩者的接觸面積。

二來若有異物侵入時，有排泄雜物的作用，而使頂出板能順利的運作。

20.支柱：

主要是在因爲承板無法增加厚度或使用在沒有模板的，減少材料成本情況下，而沒有足夠的強度來支撐保持射出成型時的射出壓力，置於，可動側之公模板與可動側模板之間。

21.束子：

模具在生産過程中，可動側部及固定側部會不斷的接觸，而接觸的力量很大，因此很容易使可動側部與固定側部之分模面處損傷，故於此分模面處裝上、下束子，使其在分模面未接觸時能先接觸束子，再接觸分模面，以防止模具損傷。

22.彈簧：

主要利用彈簧壓縮及釋放時，所造成之上、下往復力量來推動零件，使零件隨之上、下往復運動。

23.頂出導銷：

用來使模具之頂出系統在可動側上下往復運動時，能迅速確實地定位之導引作用。

通常其型式分爲A型和B型兩種。

A型頂出杆導銷主要是使用在直徑對長度的比例數值較爲大的情況下。

B型頂導銷導銷主要是使用在相同直徑的導套組合配合做用，一般裝置於動模板上的鋼質導銷是經過硬化與研磨的。

A型B型24.頂出杆導銷襯套：

裝置於上下頂板之間。

使用鋼質材料，經過硬化後研磨加工，主用是配合頂出板導銷使模具的頂出系統與可動側能迅速確實地定位配合。

25.定位銷：

由於螺絲只能做垂直方向固定，而左右方向無法固定，若要求精度較高地方，連左右也都必須定位，這時就必須使用定位銷將其左右定位。

26.開閉器：

用於不同順序開模時之輔助開模工具，使母模板隨可動側移動，使流道或成形品能順利脫模，大都用於三板模。

27.注道定位銷：

通常使用在三板模，爲使成型操作順利每次成形完畢，模具開啓後，將注道自襯銷中抓出，使注道附著在固定側，再使用剝料板頂出脫落。

28.型環：

防止冷卻水泄露。

3、分模面Partingline爲自模具中取出成形品，唯有將模具加以分割，才能將模具打開，自模具中取出成形品，此將成品分割爲公、母模的面稱爲分模面，分模面與成品的外觀、尺寸精度、及模具的加工性，有很密切的關係。

在考慮選擇分模面位置時，應已下列幾點因素來做考量：

不得位於明顯位置上及影響成品外觀。

不得由此形成低陷。

應位於加工容易之位置，不可造成模具加工困難。

應對澆口位置及形狀考慮。

分模面宜設在與脫模方向成垂直的最大斷面處。

分模面宜設於不影響成品尺寸精度的地方。

分模面宜設在成形後去除毛邊加工容易的位置。

分模面應採直線或簡單曲線的形狀。

分模面不可設在産品尖銳或脆弱的部位。

4、脫模斜度：

爲了使成形品易於由模具取出，在垂直的壁面各設1/21的斜度。

成形品比較長而且形狀複雜的情形，在內側壁必需設置較大的脫模斜度。

另外依成形材料的種類、模具的構造及表面加工程度而異，成形品表面有紋路處理時，其脫模斜度較一般成形品大。

最近成形材料大部份採用添加玻璃纖維、碳酸鈣、滑石粉等填充材的樹脂，這些複合材料的成形收縮率較小，因而成形時脫模困難，此時脫模斜度也需增大。

大多情形，完全依據經驗值。

在不生妨礙之情形下，拔模斜度之範圍愈大愈佳。

5、拔膜斜度決定要點：

1.箱形的成品，在母模部份的拔模斜度最少1（深度50100mm間取1.5，100mm以上取1）。

容器或茶杯之類，內外側都需要脫模斜度的成形品，內側至少比外側大出1，如圖。

2.在底部的補強肋的拔模斜度約0.5，在壁部的縱肋，拔模斜度約0.25。

再者，爲了防止收縮下陷，補強肋之肉厚，最好爲成形品肉厚之50%左右。

又補強肋之頂端有加工上之限制。

故其寬度至少要1mm以上。

3.格子的間距（pitch）在3mm以上（太小則無法脫模）時，格子部的面積越大時，拔模斜度越大，通常5左右，但若格子的高度H超過8mm時，則做成如圖2所示的梯形形狀，以高度一半以下的格子狀，設逆斜度雕刻於動模，以使脫模之際，成形品殘留於動模。

4.完全沒有拔模斜度之成形品，一般要用消角（UNDERCUT）的方式（即模具要左右打開，否則無法脫模）。

但這樣的話，模具的價格就會昂貴，故盡可能避免。

，但如有咬花的特殊形狀，則必預6以上。

模具製造的流程6、滑塊機構：

當垂直於分模面方向有倒勾（UNDERCUT）時（如圖6-1），再頂出脫模時會形成脫模的阻礙，因此模具內必須裝置有能處理這種情形的機構，使能順利脫模，常用方式有斜銷、滑塊、油壓缸等，視倒勾深度來選擇使用何種機構。

【圖6-1】一般滑塊如圖6-2所示，其頭端爲所要成形的部分。

【圖6-2】以下以幾個圖例說明滑塊機構的使用例一：

【圖6-3】此爲滑快在公模的形式（如圖6-3），滑塊內又加一入子，目的爲因最前端的部分細小，強度不夠易損壞，以嵌入一入子的形式如損壞時可更換易於維修。

作動方式：

當成型冷卻完成後，模具打開的同時，因滑塊爲固定在可動的公模側（如圖6-4），滑塊在可動側上受斜銷的引導作左右的滑動。

【圖6-4】例二：

【圖6-5】【圖6-6】此例爲內部倒鈎的形式（圖6-5），此斜銷具有成型與頂出的功能，在倒勾部位小、深度淺時如使用內部滑塊的形式，構造將比較複雜，成本相對也提高，因此使用此種形式的機構。

作動方式：

此斜銷置於一滑槽內，滑槽如圖6-6，斜銷在滑槽內上下運動被拘束，左右運動無拘束，滑槽則固定於上、下頂板之間，當頂出機構作動時，斜銷將同時作往前頂出成品與沿著滑槽（移動方向依斜銷協的角度擺放位置）退開倒勾部位順利頂出成品。

此機構爲模具設計上常用之機構，當傾斜角度小時，退開倒勾部位所需的頂出行程將加長，角度太大則容易撞斷，在設計上斜角以不超過10度爲宜。

7、頂出機構：

在成形制程裏成品充填完成終了及冷卻作業後，冷卻固化的成形品經開模而取出，此時，成形機的固定，可動平臺打開行程，而安裝於平臺（platen）的模具，以分模面爲界而打開。

通常，安裝於可動平臺的可動側模板部同時開始後退，而頂出機構也裝入此可動模板部，藉固定於成形機的頂出杆或棒使模具的頂出機構作動。

模具開啓後留在模仁的成形品必須以最合適的方法讓它從活動的公模側脫模，而成形品的脫模是利用射出成型機上的頂出機構的推力將模具上之頂出機構往前推進，將成品頂出脫模，典型的標準二板模具內的頂出機構組成包括上頂板

（1）、下頂板

（2）、回位銷（3）、彈簧（4）、頂針（5）、頂出導銷（6）、頂出導銷襯套（7）、頂出杆（8）、停止銷（9）、支柱（10）等，如圖7-1所示。

【圖7-1】成品的頂出方法的決定受成品的形狀、材料、商品價值、生産力、品質的維持等條件所左右，在設計頂出機構時應注意下列各點：

1.原則上成品留在頂出機構側，但亦有因形狀關係而留在母模側。

成形品方面由於自身之成形收縮作用而緊抱黏著於模心，同時，若成形品上有肋條和凸轂之類的模具形狀也會造成的摩擦阻抗，而使成形品留置於模心側。

但是，由於成形品構造形狀和材料種類之不同，有時也有不能確定成形品是否一定會附著在模心上的情況出現，此時就必須對成形品的脫模角度作適當的調節，甚至在某些情況下要特地在模心的側面設置死角的形狀，用來增加摩擦力。

2.應考慮頂出作用力之平衡性。

3.脫模阻抗：

脫模阻抗與模仁側表面積成比例關係，故成形材料、模仁的表面粗糙度、模具的溫度、及脫模時成品的溫度都會影響脫模的阻力。

4.穩固的頂出機構。

5.頂出痕迹。

6.適合成形材料的頂出方法。

7.與周邊設備的關係。

8.在模具中，故障最多的是頂出機構，例如：

頂出銷折斷，彎曲、卡住等，須能簡單補修更換，這是決定頂出方法的重要原則之一。

8、頂出方法：

1.頂出銷：

銷的加工最爲容易，配合之孔的加工亦容易，精度易達規定滑動阻力小，卡住發生少。

配置上應置於脫模阻抗較大之處、如脫模阻抗均一之場合則應均勻分部配置。

置於上下兩塊頂出板中，配合開模的動作終了時，伴隨著頂出板前進，使成形品從模具中頂出而脫模。

頂出針大都使用的斷面形狀爲圓形之頂針，再依産品之斷面形狀加以加工，如圖8-1所示。

2.方形或板狀頂出銷：

將模板及心型部分分割，形成組合型，加工變爲容易，但配合孔的加工較困難，製造工時增加，成形品有分割線，對透明件之外觀有影響，滑動阻力亦較圓銷大，主要用於肋部等頂出位置如圖8-2所示。

【圖8-1】【圖8-2】3.斜銷：

用於成形品斷面有倒勾或成品不易脫模處，具有頂出與輔助成形之功用，屬於機構的一種形式，如圖8-3。

【圖8-3】4.套筒：

對於製品的脫模阻力很大時，必須利用頂出套筒的端面使頂出力施加於製品端面全體，因爲作用的面積較大，成形品受頂出力的作用平均，使頂出作用確實且較容易。

可防止製品變形與損傷，而順利從模具取出，如圖8-4。

【圖8-4】5.頂出塊：

用於較深或較大的形成品，其頂出裝置作用面較大，對於大形成品的頂受力均勻，頂出作用確實，頂出脫模容易，對成品的損傷較小，如圖8-5。

【圖8-5】6.脫模板（中板）：

利用成形品輪廓形狀的孔板，在成形品之周圍産生刮拉作用而自模具上取出成形品之裝置，如圖8-6所示，與其他方法比較其頂出面積大，能使成形品確實脫模且外觀上幾無頂出痕迹，使用於塑膠的材質過於脆硬、肉厚很薄，深度較深的箱形或圓筒形制品、脫模阻力較大的場合，或使用以成形品外觀或者機能來說，都對於頂出針殘留在成形品上的痕迹有所困擾的情形。

不過，由於成形品構造上需要，而同時運用脫料板和頂出針用以防止成形品變形，並促使脫模作用得以圓滑地進行，這種兩者並用的情形也是經常被採用。

【圖8-6】7.利用空氣壓力頂出：

杯子或容器之類深度特別深的成形品，由於成形收縮的作用而有緊抱黏附在模心的傾向，再加上模心與成形品之間呈現真空狀態，以致脫模更加困難。

空氣頂出方式在這種情形中，是運用由剝料板和模心之間特別製作的溝槽部位，向模心的側面吹出壓縮空氣，用以輔助脫料板頂出作用的方法，使製品易於脫模。

九、進料系統：

進料系統（RunnerSystem）的功能，爲求導引從成形機的噴嘴所射出的熔融材料，進入成形機間（模穴）中成。

因此在模具機能上這是繼模腔之後的重要部分。

流道系統由下示部分構成：

進料介紹：

1.注道（sprue）：

注道爲接合射出機噴嘴的部分。

2.滯料部（slagwell）：

射出成形機的噴嘴前端在射出後，仍有少量的熔融材料殘留，此殘留材料在下次的射出成形前可能已經固化，若不設法收集此種已固化的材料，就可能引起流道或澆口的阻塞，即使進入成形空間，也會造成成品外觀不良。

滯料部就是用來收集這些已固化的材料，滯料部通常設在注道末端與流道末端兩處，以便在開啓模具時將注道拉出。

3.流道（runner）：

流道爲成形材料從注道到模穴間的主要通路，依材料的流動性、成形品的重量及投影面積來決定形狀及大小。

其斷面形狀如圖形流道體積最大而斷面積最小，有助於熔融材料的流動和減少其溫度傳到模具中，廣泛應用。

而三版式點狀澆口之模具，大都使用梯形流道。

梯形流道唯一之缺點與同一斷面積之圖形流道比較，有較大之接觸面積。

U氣流道缺點多，少被使用。

流道的斷面尺寸過大時，一來浪費材料，二來冷卻時間增長，成形周期增長，造成成本提高。

斷面尺寸過小，材料流動阻力大，亦造成充填不足，或必須增高射出壓力始能充填，故流道斷面大小應適合成品之重量或投影面積。

流道長度宜短，因爲長的流道不但會造成壓力損失，不利於生産性亦浪費材料。

但是，材料以低溫成形時，爲增高成形空間的壓力來滅少成品收縮下陷時，或欲得肉厚較厚的成品而延長保壓時間，減短流道長度並非絕對可行。

因爲流道過短，成品的殘留應力增大，易生毛邊，材料的流動性不均，所以流道長度也應適合成品之重量。

4.澆口（gate）：

澆口是位於流道與成形空間的小通道，澆口的位置、數量、形狀、尺寸等是否適宜，直接影響到成品的外觀、尺寸精度、物理性質和成形效率。

澆口大小之決定，需成品之重量、成形材料及澆口之形狀而定，在不影響成形品機能及成形效率下，澆口應儘量縮減其長度深及寬度。

若澆口過小，則易造成充填不足、收縮下陷、熔合線等外觀上的缺陷，且成形收縮會增大。

若澆口過大，則澆口周圍産生過剩的殘留應力，導致成品變形或礔裂。

以下各圖爲一些進澆形式圖例。

十、冷卻系統：

在成型的周期中，模具的冷卻時間占全部周期的三分之二以上。

有效的冷卻回路設計可減少冷卻時間，因而增加生産效率。

再者，均勻的冷卻可降低殘殘應力和維持成形品尺寸的精准度和穩定性，進而改善産品的品質。

1.模具冷卻系統：

模具冷卻系統通常包括溫度控制裝置、幫浦、冷媒供給歧管、管路、模具內冷卻孔道、和冷媒收集歧管等。

模具本身可視爲一種熱交換器，將熱熔膠的熱量藉由迴圈冷媒帶離模具。

2.冷卻回路：

3.模具冷卻設計的考慮事項：

就模具冷卻而言，需決定下列的設計變數：

冷卻孔位置、冷卻孔尺寸、冷卻孔種類、冷卻孔配置和聯結、冷媒的流速、冷卻孔回路的長度在此必需強調的是應使用標準尺寸的冷卻孔道，以便使用標準規格的連接零件、和快速換模。