塑料注射模具设计技巧与实例Word下载.docx

1、在设备和模具设计中。对热敏性塑料应注意如下：1. 尽可能不用点浇口2. 螺杆压缩比要小塑料的水敏性指在加工中，水分含量较大时会引起水解反应的。具有水敏性的代表品种为PVA、PA、PET等。这类塑料在加工前要一定要好好干燥，尽可能降低含水量。下面是常用热塑性塑料的成型性能：1.硬聚氯乙烯（HPVC）a. 无定形料，吸湿性小，流动性差。为了提高流动性，防止发生气泡，塑料可预先干燥。模具浇注系统宜粗短，浇口截面宜大,不得有死角。模具须冷却，表面镀铬。b. 极易分解，特别是在高温下于钢、铜接触更容易分解（分解温度为200）分解时逸出腐蚀、刺激性气体，成型温度范围小。c. 采用螺杆式注射机及直通式喷嘴时

2、，孔径宜大，以防死角滞料，滞料时必须及时清除。2. 高密度聚乙烯（HDPE）a.结晶料，吸湿性小，流动性极好。流动性对压力敏感，故成型时宜选用高压注射。料温应均匀，填充速度应快，保压应充分。不宜用直接浇口，以防止收缩不均匀，方向性明显，内应力增大。应注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。b.冷却速度慢，模具宜设冷料穴，并有冷却系统。c.收缩范围和收缩值大，方向性明显。易变形翘曲。结晶度及模具冷却条件对收缩影响较大，故成型时应控制模温，保持冷却均匀稳定。d.加热时间不宜过长，否则会发生分解、烧伤。e.软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。f.可能发生熔体破裂，不宜于有机溶剂接触，以防止开裂。3.

3、聚丙烯（PP）a.结晶料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期于热金属接触易发生分解。b.流动性极好，但成型收缩范围和收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。c.冷却速度快，浇注系统及冷却应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低，方向性明显，低温高压时尤其明显。模具温度低于50，塑件不光泽，易产生熔接不良、流痕，料温在90以上时易发生翘曲变形。d.塑件壁厚须均匀，避免缺口、尖角，以防应力集中。4.聚苯乙烯（PS） a.无定形料，吸湿性小，不易分解，但性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。b.流动性好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。喷嘴用直通式或自锁式，但防止飞边。c.易采用高料温、高模温、低压注射

4、压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件）。料温过高易出现“银丝”，料温过低或脱模剂过多，则透明性差。d.可采用各种形式的浇口，浇口于塑件应圆弧连接，防止去除浇口时塑件。脱模斜度应选大一些。顶出要均匀，以防脱模不良而发生开裂变形。e.塑件壁厚应均匀，最好不带嵌件（如有嵌件时应预热）。各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。5.苯乙烯丙烯晴共聚物（AS） a.无定形料，热稳定性好，不宜分解，但吸湿性大。b.流动性比ABS好，不易出飞边，但易发生裂纹（尤其在浇口处），因此塑件不能有缺口、尖角。顶出须均匀，脱模斜度宜大。6.苯乙烯丁二烯丙烯晴共聚物（ABS） a.无定形料，流动性

5、中等，比聚苯乙烯PS、AS差，但比聚碳酸酯、聚砜好； b.吸湿性强，必须充分干燥，表面要去光泽的塑件须经长时间的预热干燥。 c.成型时宜取高料温，但料温高易分解（分解温度大于等于250）。对精度较高的塑件，模温宜取5060。对光泽、耐热塑件，模温宜取6080注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180230，注射压力100140MPa。用螺杆式注射机成型时，料温为160220，注射压力为70100MPa。7.聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA） a.无定形料，吸湿大，不易分解 b.流动性中等，易发生填充不良、缩孔、凹痕、熔接痕。 c.适宜高压注射，在不出现缺陷的条件下，宜取高料温，

6、以便增加流动性，降低内应力，改善透明性及强度。 d.模具浇注系统表面光洁，对料流的阻力应小，脱模斜度应大，顶出均匀。应考虑排气，防止出现气泡、“银丝”、熔接痕等。8.聚酰胺（尼龙PA） a.结晶料，熔点较高，熔融温度范围较窄，熔融状态热稳定性差，料温超过300、滞留时间超过30min，即会分解。 b.较易吸湿，成型前须预热干燥，并应防止再吸湿，含水量不得超过0.3。吸湿后流动性下降，易出现气泡、“银丝”等。高精度塑件应调湿处理。 c.流动性好，易溢料。用螺杆式注射机时，螺杆应带止回环，宜用自锁式喷嘴，并应加热。 d.成型收缩范围和收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、凹痕、变形等弊病，成型条件应稳

7、定。 e.熔料冷却速度对结晶度塑件结构性能有明显影响，故成型时要严格控制模温，一般按塑件壁厚在2090范围内选取。料温不宜超过300，受热时间不得超过30min。料温高则收缩大，易出飞边。注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定，注射压力高，易出飞边，收缩小，方向性强；注射压力低，易发生凹痕、波纹。成型周期按塑件壁厚选定，厚则取长。薄则取短。为了减少收缩、凹痕、缩孔，宜取低温模、低温料。树脂黏度小时，注射、高压及冷却时间应取长，注射压力应取高，并采用白油脱模剂。 f.模具浇注系统的形式和尺寸，与成型聚苯乙烯时相似，但增大浇道和浇口截面尺寸，可改善缩孔及凹痕现象。 g.主流道应

8、开设冷料穴，模具应设有排气系统。9.聚甲醛（POM） a.结晶料，熔融方位窄，熔融或凝固速度快，结晶度高，结晶速度快，料温稍低于熔融温度立即发生结晶，并使流动性下降。结晶使体积变化大，成型收缩范围和收缩率大，塑件尺寸的稳定性较差，因此应进行退火的后处理。 b.流动性中等，流动时对温度不敏感，对注射力敏感。 c.吸湿低，可不经干燥处理，但为防止树脂表面黏附水分，加工前常进行干燥。 d.摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如贸斑、褶皱、熔接痕、缩孔、凹痕等。 e.热敏性强，极易分解，分解温度为240度，但在200度时，滞留30min以上，也会发生分解。

9、分解时有刺激性和腐蚀性气体产生，故成型时应选用大直径的直通喷嘴和螺杆式注射机，选用较高的成型压力，较高注射速度，较低的螺杆准速。料筒内的余量不能过多，一般为塑件质量的510倍。模具材料应选用耐磨、耐蚀钢。 10.聚碳酸酯（PC） a.无定形料，热稳定性好，成型温度范围宽，超过330时才呈现严重分解，分解时产生无毒、无腐蚀性气体，但流动性差，流动性对温度变化敏感，冷却速度快。 b.吸湿性小，但对水敏感，故加工前必须干燥处理，否则会出现“银丝”、气泡和强度显著下降。 c. 成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中。故成型时应严格成型条件，成型后塑件宜退火处理。 d. 熔融温度高，黏度高，对剪切作

10、用不敏感。对大于200g的塑件，应采用螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用延伸式喷嘴。 e. 冷却速度快，模具浇注系统应以粗、短为原则，宜设冷料穴，浇口宜采取大，如直接浇口、圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢。 f. 料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱；料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡。 g.模温对塑件质量影响很大，模温低时，收缩率、伸长率、抗冲击强度大，弯曲强度、压缩强度、拉伸强度低。模温超过120时，塑件冷却慢，易变形黏模，脱模困难，成型周期长。11.氯化聚醚（CP） a.结晶性料，内应力小，成型收缩

11、小，尺寸稳定性好，宜成型复杂、高精度、多嵌件的塑件。 b. 吸湿性小，流动性中等，对温度变化敏感。当成型大分子量树脂的厚壁塑件时，应选用高料温和高压力，反之则选用低料温和低压力。 c. 成型时有微量氯化氢等腐蚀气体，其熔体对金属黏附力强。模具应淬硬，表面镀铬、抛光。浇道宜取短，浇口截面宜取大。12. 聚砜（PSF） a. 无定形料，易吸湿，含水量超过0.125时，即会出现银丝、云母斑、气泡甚至开裂，故应充分干燥，并在使用时防止再吸湿。 b. 成型性能与聚碳酸酯相似，热稳定性比聚碳酸酯差，分解温度为360左右，并可能发生熔体破裂，故成型设备宜取螺杆式注射机，喷嘴宜用直通式，成型前必须彻底清除对温

12、度敏感的树脂。 c. 流动性差，对温度变化敏感，冷却速度快，要求高温高压成型。压力过低易产生波纹、气泡、凹痕，过高则脱模困难。模具应有足够的强度和刚度，浇道应短，浇口宜取直接浇口、盘形浇口和扇形浇口。尺寸宜取塑件壁厚的1/22/3。采用点浇口时，直径应取大，浇口位置宜设在塑件壁厚处。对薄壁长塑件宜采用多点浇口，模具宜设冷料穴。 d. 塑件内应力较大，尺寸稳定性较差，塑件成型后应进行退后处理。13.聚芳砜 a. 流动性差，热变形温度高（274），可在260下脱模。 b. 水敏性强，易吸湿，成型前必须充分干燥。 c. 热稳定性好，不易分解。成型时料温和注射压力应高，注射时间和保压时间应长， 浇道应

13、短，浇口截面应大，模具必须加热，其模具滑动部份的配合间隙应适当，防止在高温下卡滞。 14. 聚苯醚（PPO） a. 无定形料，吸湿性小，但宜干燥后成型。 b. 流动性差，对温度变化敏感，凝固速度快，成型收缩小，易分解。成型时采用螺杆式注射机、直通式喷嘴，选用较高的注射压力和注射速度，但保压时间及冷却时间不宜太长。模温取100150为宜。模具主流道锥度应大，浇道应短，浇口应厚，宜用直接浇口或扇形浇口。 15. 氟塑料（聚三氟氯乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏二氟乙烯） a. 结晶料，吸湿性小，聚全氟乙丙烯易发生熔体破裂。 b. 热敏性料，极易分解。分解时有毒和腐蚀性气体，聚三氟氯乙烯的分解温度为260，

14、聚偏二氟乙烯为340，故成型时严格控制成型温度。 c. 流动性差，熔融温度高，成型温度范围窄，需高温、高压成型。宜用螺杆式注射机，模具应有足够的强度和刚度，防止死角、滞料。浇注系统对料流阻力应小，模具应加热，并淬硬、镀铬。 16.乙酸纤维素 a. 无定形料，吸湿性大，须预热干燥 b. 流动性稍差于聚苯乙烯，对温度变化敏感 c. 极易分解，分解时对设备、模具有腐蚀性，故模具应镀铬，不得有死角滞料。宜用螺杆式注射机、直通式喷嘴，以防滞料分解。17.玻璃纤维增强塑料 a. 流动性差，熔融指数比普通料低3070，易发生填充不良、熔接不良、玻璃纤维分布不均等弊病。成型时宜用高温、高压、高速，浇注系统截面

15、应大，流程应平直而短，以利于纤维均匀分散，防止树脂纤维分头聚积，玻璃纤维裸露及局部烧伤。 b. 成型收缩小，异向性明显，塑件宜发生翘曲变形。 c. 不易脱模，对模具磨损大。注射时料流对浇注系统、型芯等都有较大磨损，故脱模斜度应取大。模具应淬硬、抛光，易磨损部位应便于修换，并选用适当的脱模剂。 d. 成型时由于纤维表面处理易挥发成气体，模具应有排气槽和溢料槽，设在易发生熔接痕的部位，以防熔接不良、缺料和烧伤等。塑料的注射成型过程一般喷嘴的的注射压力在80120MPa之间注射成型机的选择1. 注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚苯乙烯时在对空注射条件下，射机螺杆或柱塞做一次最大行程时

16、所能达到最大容量（cm3）。由于聚苯乙烯的密度为1.041.06g/cm3，即它的单位容量与单位质量相近，所以在目前实际中为便于计算，有时还沿用过去的习惯，通常也用其质量克作粗略计量。确定了单个塑件的体积（质量）和模腔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模的塑料的总体积V塑，在选择注射机的注射容量V注时可用下式计算。 以容量计算时，V塑0.8V注 式中V注注射机最大注射容量，cm3；V塑成型塑件与浇注系统体积总和，cm3；0.8最大注射容量的利用系数。质量计算类似。一般熔料经喷嘴注入模具型腔时的注射压力（由于压力的损失和截面积的增大），

17、只有注射机最大注射压力的0.250.5，一般的型腔压力约为3550MPa。浇口套圆锥孔的小端尺寸应大于喷嘴孔的直径0.51mm，以防止熔料外溢。第五节 设计塑料结构件的基本知识一 、设计塑料结构件的基本原则： a. 塑料结构件应满足成型工艺的基本要求，即有利于塑料成型； b. 在保证使用性能及外形要求的前提下，力求塑件结构简单、壁厚均匀，使用方便、耐用。 c.结构合理，并便于模具制造； d. 外形美观。塑料推荐选用精度等级类别建议选用的精度等级高精度一般精度低精度1ABS聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯聚苯醚30玻璃纤维增强塑料3452聚酰胺6、66、610、9、1010氯化聚醚硬聚氯乙烯高密

18、度聚乙烯聚丙烯聚甲醛67软聚氯乙烯低密度聚乙烯8塑料注射模具设计的基本知识 根据注射模的功能及作用，大体由以下几部分组成：1. 熔融物料从注射机喷嘴流入模腔的浇注系统，如主流道、分流道、浇口、冷井及钩料杆等2. 塑件成型零件，如型芯、型腔以及其他辅助件等。3. 调节模具温度的温控系统。4. 从模具把塑件脱出的顶出系统：侧分型机构以及顶出时必须采用的二次顶出机构、顶出系统的先复位机构和为实现顺序分型所必须采用的顺序定距分型机构等。5. 把模具可靠地安装在注射机上的安装部分。6. 将各结构件组成整体的连接系统。7. 保证各结构件相互的移动精度的导向系统，如导柱及道滑槽等。浇口的基本类型：1. 直接

19、浇口2. 盘形浇口3. 分流式浇口4. 轮辐式浇口5. 爪形浇口6. 点浇口7. 侧浇口 （a.矩形浇口b.扇形浇口c.平缝式浇口）8. 环形浇口9. 潜伏式浇口（1.拉切式浇口2.推切式浇口3.复式浇口）10. 耳形浇口11. 多级浇口浇口设计要点：1. 浇口应选择在不影响塑件外观的部位2. 浇口应不影响塑件使用性能3. 在保证塑件填充良好的前提下，应使熔料的流程最短，料流变向最少，以减少流道压力损失。4. 浇口的选择应尽量避免产生喷射和蠕动现象5. 当塑件壁厚不均匀时，在避免喷射的前提下，浇口位置应选择在壁厚处,有利于熔料的填充与补料，并使料流断面平稳地流入薄断面，使压力能均匀地传递到各个

20、部位。6. 浇口与分流道的连接处应采用圆弧或相接，平滑过度7. 应尽量避免由于浇口位置不当而出现塑件的熔接痕8. 注射成型引起塑件变形 浇口进料方式9. 应根据塑件的具体情况，将浇口设在便于熔体流动的方向进料10. 浇口的位置应有利于有序地排除型腔的空气 进入型腔的料流不应立即封闭排气系统11. 浇口应便于清除凝料 尽可能利用塑件的有利条件，采用盘形浇口轮辐式浇口、爪形浇口、潜伏式浇口等有利于清除凝料的结构形式 。12. 浇口初始尺寸应选择较小的尺寸 注射模具型腔的结构设计型腔的结构形式：1. 整体式 2.整体组合式 （组装的型腔体应高于模板0.10.3mm）2. 局部组合式 4.完全组合式

21、a.嵌入式组合型腔b.模框组合式（对于成型面积较大的塑件）c.瓣合式组合型腔成型零件尺寸的确定原则一般情况下，选择收缩率注意的问题是：1. 塑件壁厚较大的收缩率应取偏大值；2. 收缩率与塑件形状有关。一般的形式复杂的塑件应取偏小值；3. 当塑件有嵌件时，应取偏小值；4. 一般来说，与进料方向平行的尺寸，应选取偏小的值；5. 浇口截面积小的比浇口截面积大的情况收缩率大，应选取偏大的值；6. 距浇口近的部位比浇口远的部位收缩率小，应选取较小的收缩率；7. 一般说，型腔和型芯在计算时采用平均收缩率S,即S=（S1+S2）/2,当在较大型模具中，为了给修整余量，在计算型腔尺寸时可选用小于平均收缩率的值

22、。反之，在计算型芯尺寸时可选用大于平均收缩率的值。注射模具成型零件的设计技巧1. 应尽量保证注射塑件的外观完整性，使其外表面美观，避免尖角、毛边、飞刺等损伤人的情况出现。2. 应使成型零件的加工工艺简单合理，最省时省力，并能达到必要的装配精度。3. 成型零件应有必要的制造和装配的基准面，力求装配时定位可靠，方便、快捷。4. 相互配合的部分应尽量减少配合面，以便于制造和装配。5. 局部嵌件应便于修复和更换。6. 应使塑件在使用时方便、简捷。7. 成型零件应具有足够的强度和刚度。 斜导柱的设计主要包括斜导柱的结构形式及安装形式、斜导柱的工作直径、抽拔角的选择、斜导柱的长度的确定以及斜导柱的加工精度

23、、选用材质及其热处理等等。斜导柱的抽拔角可在1020之间选择，一般地不得大于25，遇特殊情况时特殊处理。斜滑块抽芯机构的设计要点1. 斜滑块抽芯机构的导向斜角即抽拔角在525之间选取。由于斜滑块抽芯机构强度好，必要是导向斜角可适当加大，但最大不应超过30且又不宜过小，当小于5时会在斜配合面上产生自锁力影响脱模。2. 当斜滑块为型腔拼合形式时，为了避免塑件顶出时留在斜滑块某一拼合块一侧，中心型芯应设在动模一侧，起塑件的导向作用。3. 为保证斜滑块运动平稳，斜滑块的顶出高度应小于斜滑块高度的2/3。当必须要求有更大的推出距离即大于2/3时，则采用斜向顶出式抽芯机构。4. 塑件在斜滑块的侧抽芯选择分

24、型面是否合理，对塑件能否顺利脱模关系很大，选择时要特别注意。5. 为使斜滑块的分型面保持紧密配合，成型时不发生溢料，斜滑块底部与模套之间应有0.20.5mm的间隙，斜滑块顶面也应高出模套0.41mm，即上下面均留出合模余量。它的另一个作用是在斜滑块磨损时的修复余量。6. 斜滑块导向斜角应研合良好，即定位准确，合缝痕迹不影响塑件的使用和外观。必要时，可采用在斜滑块的拼缝处加设导向销的结构形式。7. 当定模型芯包紧力较大而又无法避免或者在特殊情况下，事先无法判定哪一侧包紧力大时，为了避免开模时斜滑块随定模移动，一般应设有制动装置。8. 斜滑块一般都设计在动模一侧。为了塑件脱模方便，也要求在开模后塑

25、件留在动模一侧，因此在设计时就应考虑塑件对动模部分的包紧力应大于定模部分的包紧力。顶管顶出的设计要点:1. 顶出塑件的厚度一般不小于1.5mm,否则顶管的强度难以保证.2. 顶管的组装精度与顶杆的组装精度相同.3. 顶管的材料多为T8A、T10A,端部淬硬HRc5055,最小淬硬长度应大于顶管与型腔板的配合长度与顶出距离之和.4. 顶管与型芯应保持同心,其允差不超过0.020.03mm,顶管内孔的末端应有一般0.5的空刀间隙,以减少与型芯的摩擦磨损,有利于排气,而且有利于加工.5. 顶管顶出都应设置复位装置.必要时,顶管顶出也应设置导向零件,特别是当顶管直径较小时,尤其必要.推件板顶出的设计要

26、点1. 推动推件板的推杆应以顶出力为中心均匀分布,已使推件板受力平衡,平行移动.推杆也兼起推件板的导向作用,同时应采用H7/f7的配合精度,以获得导向的可靠性.2. 推件板于型芯应采用（H8/f8）的间隙配合,即单边配合间隙不大于所用塑料的溢边值,既不产生溢料飞边,又有较好的定位作用.3. 推件板的顶出距离不得大于导柱的有效导向长度.4. 推件板的配合部分应做淬硬处理.一般情况下,采用局部组合形式,将淬硬的镶件组合在推件板上.设计复位杆时应考虑以下的问题：1. 复位杆的位置应对称，分部均匀，以保证在复位过程中顶板的移动平衡，一般设4根均匀排布。2. 复位杆对顶杆固定板还起导向作用，因此复位杆间

27、的间距、跨度尽量大些，复位杆的直径也尽量选得大些。与动模的配合精度为H7/7，其配合长度也尽量长一些，以保证复位移动的稳定性。3. 复位杆的材料为T10A,头部应淬硬HR5458。4. 在合模时，为了避免同定模板发生干扰而合模不严，安装时，复位杆应低于动模分型面0.25的距离。这时顶出元件会有这个距离的复位误差，这是无关紧要的，因在注射过程中的注射压力会迫使它们正确复位。5. 复位杆的固定方式同顶杆相同。精密注射模具的设计要点一.精密注射模具的结构形式由于精密模具的成型零件有硬度要求，即应在淬火后进行一系列的机械加工，如磨削或电加工等，所以多采用组合的模具结构这种结构形式如下特点：1. 可较容

28、易提高成型零件的精度，使成型塑件的精度也得到提高，同时提高了成型零件的互换性，以便于更换和维修。2. 由于各成型零件均分解加工，可以较容易满足它们的硬度要求。3. 便于采用表面硬化处理和耐腐蚀性处理，以提高成型零件的耐磨性和耐腐蚀性，能较长时间保持成型零件的初始精度和模具的初始性能，提高模具的使用寿命。4. 对于局部要求光滑度较高的塑件可以选用镜面加工性能良好的材料，便于镜面加工，容易提高拼块的镜面程度。5. 零件分解后可以按脱模方向进行研磨而有利于采用较小的脱模斜度。但是在镶拼式模具的设计中应注意以下问题。1. 选择合理的浇注系统，防止缩孔、裂纹和熔接痕的产生，并设置排气装置。2. 从塑件的具体情况出发，确定镶拼的合理部位和最简单的结构形式，充分利用现有的设备，尽量减少人工的工作量，以提高设备的利用率，并降低成本。3. 充分考虑各成型件的基准面和装配是的基准面，4. 镶块应易于成型加工，将加工困难的成型件设计成加工简便的零件，或将加工难度集中的部位，分拆到分散而简单的各个环节上去，已达到一般技术工人都可胜任的程度。5. 便于装配、拆卸、更换和维修。6. 拼块不宜过小，以免影响其结构强度。二. 保证模具结构精度的措施在模