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常见模具技术问题

揭秘注塑模具的结构及组成

在众多不同种类的模具中，最普遍通用的是两板模。

因为它的设计是比较简单的，制造成本也是最低的，但较两板模复杂的模具也常被使用，由于它们的使用可以简化零件的流道设计或改善零件的外观。

     注塑模的结构由注塑机的类型和塑件的结构特点所决定，每副模具均由动模和定模所组成。

动模安装在注塑机的移动板上，而定模则安装在注塑机的固定板上；注塑时，动模与定模闭合后构成浇注系统及模腔，当模具分开后，塑件或啤件留在动模一边，再由设置在动模内的脱模机构顶出塑件。

根据模具中各个部件的作用不同，一套注塑模可以分成以下几个部分：

1、成型零件   

赋予成型材料形状、结构、尺寸的零件，通常由型芯（凸模）、凹模型腔以及螺纹型芯、镶块等构成。

2、浇注系统   

它是将熔融塑料由注射机喷嘴引向闭合模腔的通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。

3、导向部件  

为了保证动模与定模闭合时能够精确对准而设置的导向部件，起导向定位作用，它是由导柱和导套组成的，有的模具还在顶出板上设置了导向部件，保证脱模机构运动平稳可靠。

4、脱模机构  

实现塑件和浇注系统脱模的装置，其结构形式很多，最常用的有顶杆、顶管、顶板及气动顶出等脱模机构，一般由顶杆、复位杆、弹弓、顶杆固定板、顶板（顶环）及顶板导柱/导套等组成。

5、抽芯机构   

对于有侧孔或侧凹的塑件，在被顶出脱模之前，必须先进行侧向抽芯或分开滑块（侧向分型），方能顺利脱模。

6、模温调节系统   

为了满足注射成型工艺对模具温度的要求，需要有模温调节系统（如：

冷却水、热水、热油及电热系统等）对模具温度进行调节的装置。

7、排气系统   

为了将模腔内的气体顺利排出，常在模具分型面处开设排气槽，许多模具的推杆或其它活动部件（如：

滑块）之间的间隙也可起到排气作用。

8、其它结构零件

是指为满足模具结构上的要求而设置的零件（如：

固定板、动/定模板、撑头、支承板及连接螺钉等）。

系统介绍注塑模具的成型原理

注塑模具是根据金属压铸成型原理发展起来的，主要用于热塑性塑料的成型。

注射成型的原理：

首先注射机的合模机构带动模具的活动部分从左向右移动，最终与注塑模具的固定部分闭合，然后注射机的柱塞（螺杆）将由料斗中落入料筒里的粒料或粉料向前推进，与此同时，料筒中已经熔融成黏流态的塑料，在柱塞（螺杆）的高度和高压的推动下，通过料筒前端的喷嘴和模具浇注系统以较高的速度注入已经闭合的注塑模具型腔中，充满型腔的通体在受压情况下，经冷却固化而保持型腔所赋予的形状。

最后，柱塞（螺杆）复位，料斗中的料又落入料筒，注射机的合模机构带动注塑模具的动模部分向左运动而打开注塑模具，注塑模具的推出机构将塑件推出注塑模具，至此完成一个成型周期，如此周而复始的进行注射成型。

分型面的选择是注塑模具设计的一个关键 

将注塑模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为注塑模具的分型面。

     分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。

分型面是决定注塑模具结构形式的重要因素，它与注塑模具的整体结构和注塑模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模。

分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构。

注塑模具的好坏影响着塑料制品的质量。

     首先，注塑模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等，对塑料制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。

     其次，在加工过程中，注塑模具结构对操作难易程度影响很大。

在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，注塑模具设计时常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。

     另外，注塑模具对塑料制品的成本也有影响。

当批量不大时，注塑模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的注塑模具，以降低成本。

     高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的注塑模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以注塑模具的制造和更新为前提的。

现代生活对塑料制件品种和产量需求很大，对注塑模具也提出了越来越高的要求。

注塑模具的发展趋势

（1）加深理论研究

     在注塑模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，注塑模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。

（2）高效率、自动化

     大量采用各种高效率、自动化的注塑模具结构。

高速自动化的成型机械配合以先进的注塑模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。

     （3）大型、超小型及高精度

     由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型注塑模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。

    （4）革新注塑模具制造工艺     

     在注塑模具制造工艺上，为缩短注塑模具的制造周期，减少钳工的工作量，在注塑模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。

     （5）标准化    

     开展标准化工作，不仅大大提高了生产注塑模具的效率，而且改善了质量，降低了生产成本。

注塑模具的设计中全程离不开计算

1、注射量计算：

涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。

2、浇注系统设计计算：

这是设计注塑模具的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。

3、成型零件工作尺寸计算：

主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到注塑模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。

4、注塑模具冷却与加热系统计算：

冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。

冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：

注塑模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核注塑模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

注塑模具结构设计具体步骤

     1、确定凹模尺寸：

先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：

     第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的注塑模具时应仔细考虑模腔位置和浇道布置；

     第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；

     第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；

     第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

     2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。

待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。

再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

注塑模具的主流道与分流道设计要点不同

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与注塑模具接触处部分到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。

     分流道设计时，流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道内部的熔融塑料的体积。

设计分流道时的设计要点有：

制品的体积壁厚，注塑模具分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

设计注塑模具浇口时过大过小会出现的问题

 注塑模具浇口是用来连接分流道和注塑模具型腔的桥梁，是浇注系统中最薄弱最关键的环节。

注塑模具浇口的作用是为了使熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充注塑模具型腔。

注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。

狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，便于修整。

     需要注意的是注塑模具浇口过小，容易造成充填不足、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷，且塑件成型收缩率增大。

注塑模具浇口过大，浇口周围会产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除加工会比较困难等问题。

注塑模具浇注系统设计时必须注意的原则

普通注塑模具浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。

     注塑模具在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量如外观，物理性能，尺寸精度都有直接的影响，设计时必须按如下原则：

（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止注塑模具承受偏载而造成溢料现象。

（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少注塑模具外形尺寸。

     （3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大：

尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。

     （4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。

     （5）满足注塑模具型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。

     （6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

利用球头形的拉料杆配合注塑模具冷料井 [2012-10-15]

计注塑模具冷料井部分时，冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。

     注塑模具的冷料井直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。

基于要设计的注塑模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。

拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。

利用球头形的拉料杆配合冷料井。

关于注塑模具浇口位置的选择原则  [2012-10-16]

 在注塑模具进行设计时，对浇口的位置及尺寸要求比较严格。

注塑模具设计完成后，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此注塑模具合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响注塑模具结构。

     要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑注塑模具浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：

     1.尽量缩短熔料的流动距离。

     2.浇口应开设在塑件壁厚最大处。

     3.必须尽量减少熔接痕。

     4.应有利于注塑模具型腔中气体排出。

     5.考虑分子定向影响。

     6.避免产生喷射和蠕动。

     7.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。

     8.注意对塑件外观质量的影响。

注塑模具设计对推件方式及侧抽机构的选择 [2012-10-16]

注塑模具设计时对推件方式的选择，要根据塑件的形状特点,注塑模具的侧抽芯机构及大部分型芯在动模部分。

开模后,塑件留在动模的型腔内,并包裹着中间的型芯,其推出机构可选择推杆推出和推板推出,若采用推板推出只能推外围部分,而中间的型芯抱紧部分没有推件力,且塑件上有圆弧过度,推件板制造困难；推杆推出简单,推出平稳可靠,虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹,但作为工业用的圆盖的话，对表面质量没什么要求。

     注塑模具的侧抽机构，垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件从注塑模具中脱落.因此,成型侧壁四小孔的型芯必须做成活动的型芯，即设置侧向抽芯机构。

该塑件能考虑的抽芯机构有斜滑块抽芯机构和滑块、斜销抽芯机构。

根据塑件的结构分析,若采用斜滑块抽芯机构需将型腔分为四瓣,并且得将型腔与型芯分开,这使得结构不合理,故选择滑块、斜销抽芯机构。

塑料制品发挥重要作用注塑模具是基础 [2012-10-17]

塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。

现阶段，塑料制品已经在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中发挥了不可替代的作用，应用极其广泛。

     注塑成形是成形热塑件的主要方法，注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入注塑模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从注塑模具中脱出，成为塑料制品。

一般依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。

大批量生产的塑件，设计的注塑模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，宜选用单分型面注塑模具，点浇口自动脱模结构。

注塑模具制品壁厚对聚苯乙烯的流动性有一定影响 [2012-10-25]

注塑模具质量影响着制品的质量 [2012-10-17]

注塑模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。

在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。

例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。

     对注塑模具的全面要求是：

能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。

以注塑模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从注塑模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。

注塑模具影响着制品的质量。

首先，注塑模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。

其次，在加工过程中，注塑模具结构对操作难以程度影响很大。

在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。

另外注塑模具设计对制品的成本也有影响。

当批量不大时，注塑模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的注塑模具，以降低成本。

注塑模具设计对推件方式及侧抽机构的选择

 注塑模具设计时对推件方式的选择，要根据塑件的形状特点,注塑模具的侧抽芯机构及大部分型芯在动模部分。

开模后,塑件留在动模的型腔内,并包裹着中间的型芯,其推出机构可选择推杆推出和推板推出,若采用推板推出只能推外围部分,而中间的型芯抱紧部分没有推件力,且塑件上有圆弧过度,推件板制造困难；推杆推出简单,推出平稳可靠,虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹,但作为工业用的圆盖的话，对表面质量没什么要求。

     注塑模具的侧抽机构，垂直于脱模方向,阻碍成型后塑件从注塑模具中脱落.因此,成型侧壁四小孔的型芯必须做成活动的型芯，即设置侧向抽芯机构。

该塑件能考虑的抽芯机构有斜滑块抽芯机构和滑块、斜销抽芯机构。

根据塑件的结构分析,若采用斜滑块抽芯机构需将型腔分为四瓣,并且得将型腔与型芯分开,这使得结构不合理,故选择滑块、斜销抽芯机构。

通过对注塑模具的生产实践达到的要求 [2012-10-18

模具被称为“工业之母”是工业生产的基础工艺装备。

而绝大部分塑料制品都由注塑模具加工成型。

作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。

由于注塑模具生产是一项综合性技术，所以它的发展必然涉及许多领域的共同配合，特别是塑料工业和钢材工业。

     注塑模具设计是注塑模具设计与制造专业学生的主干课程，通过对产品的设计实践达到如下要求：

     1、系统的了解塑件的工艺性分析及其成型工艺；

     2、掌握注塑模具零部件的基本设计及其结构特点；

     3、了解注塑机的一般选用原则；

     4、了解注塑模具的一般装配过程；

     5、熟练应用UG3.0、AutoCAD等软件 

注塑模具的冷却回路有哪几种

一般情况下，根据塑件的形状及其所需要的冷却温度，注塑模具的冷却回路可分为直通式，圆周式、螺旋式、喷射式、隔板式等多种样式，在多种情况下，可将这些样式互相配合，构成一个或多个冷却回路。

     如果考虑到塑件本身圆弧型，又加之倾斜放置，可采用弧环组合式冷却水路。

两个环设计在产品的旁边，一个设计在产品上。

第一个环的直径为20㎜，深度为70㎜，每两个圆之间铣出一个槽，每个圆中放入一个隔水片。

第二个环的两端部分直径为18㎜，深度为50㎜，中间部分直径为20㎜，深度为45㎜。

一样每两个圆之间铣出一个槽。

但第二个环中的冷却水孔不能不能一直连着，因为冷却水孔都比较深，如果都一直连着的话，势必会影响到模芯的强度，所以要分成三个部分，每两个部分之间空出一段距离。

第三个部分一样也不能全连接着，需要分成两个部分，所有孔的直径均为16㎜，深度都为20㎜。

相对而言这样的水路结构冷却效果比其他冷却水路都要好些，但制造比较麻烦。

     根据ABS塑料的特性，取冷却通道推荐尺寸,综合考虑确定注塑模具模框部分的冷却水孔直径为8㎜,模芯与模框之间采用橡胶密封条密封，这样水就能从第一个环一直流到最后一个。

注塑模具根据型腔大小来计算侧壁和底板厚度 [2012-10-19]

 注塑模具的型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压，如果侧壁或底板的强度不足，则可能产生开裂；如果强度不足，则可能产生过大的变形，造成溢料，使脱模困难。

     注塑模具型腔侧壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种，一般情况下，大尺寸注塑模具型腔刚度不足是个主要问题，应按刚度条件计算；小尺寸注塑模具型腔强度不足是主要问题，应该按强度条件计算。

注塑模具型芯的冷却循环过程 [2012-10-19]

一般生产ABS材料塑件的注塑模具不需要外加热。

而注塑模具的冷却部分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。

     注塑模具型腔的冷却是由在定模板上的冷却水道来完成的。

而注塑模具型芯的内部开有冷却水孔，中间用隔水板隔开，冷却水由支承板上的冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，在再流回支撑板上的冷却水孔。

然后继续冷却第二个型芯，最后由支撑板上的冷却水孔流出注塑模具

注塑模具是采用热塑性材料成型制作产品的方法 [2012-10-22]

 注塑模具加工生产，通俗的说，就是采用一个模型，然后把熔融的塑料填充进去，固化得到的形状制品。

采用注塑模具注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。

     注射成型的生产率高、易实现生产自动化。

注射成型的缺点是所用的注射设备价格高，注塑模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适合于单件小批量的生产，出了热塑性塑料外，一些流动好的热固性塑料也可用于注射方法成型，其原因是这种方法生产率高，产品质量稳定

注塑模具设计时要考虑到的方方面面 [2012-10-23]

生产塑料制件的注塑模具时，要注意该制件结构复杂与否？

是否有一定的配合尺寸精度要求？

注塑模具设计应本着塑件在能保证使用性能，物理性能，力学性能和耐摩擦性能，同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。

在设计注塑模具时，还要考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，注塑模具脱模和推出机构简单。

塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。

此外，在塑件成型以后尽量不再进行机械加工，减少工人工作量。

温度控制在注塑模具各部分的重要性 [2012-10-24]

注塑模具加工设计生产过程中，温度的控制主要是控制料筒温度。

料筒温度应严格控制在要求的范围内保证物料充分塑化，获得一定的流动性而又不分解；喷嘴处的温度稍低于料筒的最高温度，减少熔融物料在喷嘴处流散，又可防止冷凝物料堵塞喷嘴；注塑模具温度影响冷却速度和结晶度。

注塑模具温度高，冷却速度慢，利于物料充分结晶，硬度大、刚性好、耐磨性

注塑模具的制造误差是影响塑件尺寸精度的主要因素 [2012-10-24]

注塑模具的成型零件的工作尺寸，是指成型零件上直接构成注塑模具型腔腔体部位的尺寸。

影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，会导致塑件本身精度也难以达到高精度。

     有下列几种因素会影响注塑模具成型零件的工作尺寸：

塑件的公差，注塑模具制造公差，注塑模具的磨损量，塑件的收缩率，注塑模具在分型面上的合模间隙等因素。

     设计注塑模具成型零件时，应根据塑料的特性和塑料的结构及适用要求，确定注塑模具型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等。

根据注塑模具成型零件来确定型腔的总体结构 [2012-10-25]

注塑模具的成型零件的工作尺寸，是指成型零件上直接构成注塑模具型腔腔体部位的尺寸。

影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，会导致塑件本身精度也难以达到高精度。

     有下列几种因素会影响注塑模具成型零件的工作尺寸：

塑件的公差，注塑模具制造公差，注塑模具的磨损量，塑件的收缩率，注塑模具在分型面上的合模间隙等因素。

     设计注塑模具成型零件时，应根据塑料的特性和塑料的结构及适用要求，确定注塑模具型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等。

注塑模具制品壁厚对聚苯乙烯的流动性有一定影响

 注塑模具就是采用熔融的材料填充型腔，冷却脱模从而得到的制品。

注塑模具宜采用聚苯乙烯单体聚合而成的高聚物。

其具有良好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能，加工流动性好，是注塑模具设计生产理想的原料。

     聚苯乙烯的流动性好，容易成型，聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度比较敏感，在注射中，增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体粘度下降，均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的。

     注塑模具制品壁厚对流动性也有一定的影响，PS熔体的最大流动长度与壁厚之比为200:

1，所以注塑模具一般在1.0~4.0之间选取。