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1、塑料模设计与制造指导手册（内部讲义）编著：李兆飞审核：模具教研室广州铁路职业技术学院机械与电子工程学院模具教研室目 录第一单元 热塑料制品设计原则4一、尺寸、精度及表面粗糙度41、尺寸42、精度53、表面粗糙度6二、形状6三、脱模斜度7四、壁厚8五、加强筋9六、支承面9七、圆角10八、孔（槽）10九、螺纹11十、嵌件13十一、标记、符号、图案、文字15第二单元 塑料模设计原则与查验17一、塑料模具设计原则171、模具设计上应与热交换器相似172、采用平衡式流道系统183、模具设计标准化184、足够的排气装置185、确保快速修模，设计时预留修模量186、以容易组立，不易出错为原则187、以模具易
2、加工，精度适当为原则18二、模具设计要项查检19（一）注塑模具设计之计算公式19（二）注塑模具结构设计20第三单元 塑料模具设计流程23一、方框图23二、流程表24第四单元 塑胶模具制作规范28一、确认图面28二、模具制作流程29三、试模前务必完成下列之确认29第五单元 注射模设计实例31一、注射成型工艺规程的编制311、塑件的工艺性分析312、计算塑件的体积和重量323、塑件注射工艺参数的确定32二、注射模的结构设计321、分型面选择332、确定型腔的排列方式333、浇注系统设计334、抽芯机构设计345、成型零件的结构设计34三、模具设计的有关计算351、型腔和型芯工作尺寸计算352、型腔
3、侧壁厚度和底板厚度计算36四、模具加热与冷却系统的设计37五、注射机有关参数的校核38六、绘制模具总装图和非标零件工作图38第六单元 模具制造实例41一、模具总体工艺流程图41二、注射模主要零件加工工艺规程的编制42三、模具装配工艺流程编制43四、模具试模、调试与验收451 试模的目的与要求452 塑料模具的试模与调整463、塑料注塑模具的验收54塑料模具设计课程设计指导书56第一章 概 论57一、课程设计的目的57二、课程设计的选题57三、课程设计基本要求57四、设计前的准备工作57五、设计步骤及注意事项58六、设计任务58七、设计参考资料58八、设计时间及学时安排58第二章 注射模具的设计
4、程序59一、接受任务书59二、收集整理资料59三、注射成型制品的分析591、消化塑料制件图592、塑料成型工艺分析593、明确制品的生产批量594、计算制品的体积和重量60四、选择成型设备60五、拟定模具结构方案60六、绘制模具装配图和零件图60七、校核模具图样60八、编写模具设计计算说明书60第三章 注射模具设计及模具图绘制61第一节 模具结构设计61一、模具的基本结构61二、注射模具设计的基本内容61三、注射模具设计的有关计算62四、模具零部件的设计62第二节 模具图的绘制与校核62一、装配图要求及绘制方法62二、零件图要求及绘制64三、审核设计结果65第四章 模具设计计算说明书的编写66
5、一、设计计算说明书的内容66二、设计计算说明书的要求及格式67附件1：封面69附件2：塑料模具设计课程设计任务书70附件3：学院注塑机主要技术参数：71附件4：模具制造毛坯尺寸余量设计参考：71第一单元 热塑料制品设计原则一、尺寸、精度及表面粗糙度1、尺寸这里的尺寸是指制件的总体尺寸，而不是壁厚、孔径等结构尺寸。由于塑料流动性的限制，对于流动性差的塑料（如玻璃纤维增强塑料等）或薄壁制件进行注射成型和传递成型时，应特别注意制件尺寸，避免熔体不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响制件外观和强度。此外，压缩成型制件尺寸受到压力机最大压力及台面尺寸的限制；注射成型制件的尺寸受到注射机的公称注射量、合模力和
6、模板尺寸的限制。尺寸主要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性。2、精度影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。影响塑料制件公差的因素主要有：模具类型、结构与制造误差及磨损，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，塑料制件的形状及成型工艺性，飞边厚度的波动，脱模斜度及成型后制件的尺寸变化等。目前我国已颁布了工程塑料、模塑塑料机件尺寸公差的国家标准（GB / T14486 93 ），见表6.2。模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级，每一级又可分为A、B两部分，其中A为不受模具活动部分影
7、响尺寸的公差，B为受模具活动部分影响尺寸的公差（例如由于受水平分型面溢边厚薄的影响，压缩件高度方向的尺寸）；该标准只规定编制公差值，上下偏差可根据制件的配合性质来分配。制件公差等级的选用与塑料品种有关，见表6.3。3、表面粗糙度由模具表面的粗糙度决定，故一般模具表面粗糙度比制品要低一级，模具表面要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致Ra0.2 um塑件圈上无公差要求的仍由尺寸，一般采用标准中的8 级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以标正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。二、形状为了在开模时容易取出塑料制件，制件应尽量避免侧壁凹槽或
8、与制件脱模方向垂直的孔，以免采用瓣合分型或侧抽芯等复杂的模具结构和在制件分型面位置上留下飞边。某些制件只要适当地改变其形状，即可避免使用侧抽芯或瓣合分型凹模（或凸模）结构，使模具结构简化。表6.4所示为制件形状有利于塑件成型的典型实例。当塑料制件侧壁的凹槽（或外凸）深度（或高度）较小并允许带有圆角时，则可采用整体式凸模或凹模结构（图6.2），利用塑料在脱模温度下具有足够弹性的特性，以强行脱模的方式脱模。聚乙烯、聚丙烯等塑料制件可采取类似的方法，但多数情况下，带侧凹的塑料制件不宜采用强行脱模，以免损坏制件。塑料制件的形状还要有利于提高制件的强度和刚度。为此薄壳状塑料制件可设计成球面或拱形曲面。例
9、如在容器底或盖设计成图6.3所示的形状，可大大增强其刚度。紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度和刚度，以承受紧固时的作用力。为此，应避免台阶突然变化，而应逐步过渡，在容器的边缘设计成图6.4所示形状以增强刚度，减少变形。塑料制件的形状还应考虑成型时分型面位置，脱模后不易变形等。综上所述，塑料制件的形状必须便于成型以简化模具结构、降低成本、提高生产率和保证制件的质量。三、脱模斜度由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导至塑件表面擦伤，拉毛，为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般30
10、1030。一般型芯斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，则斜度要减小。为了便于塑料制件脱模，以防脱模时擦伤制件表面，与脱模方向平行的制件表面一般应具有合理的脱模斜度。其大小主要取决于塑料的收缩率、塑料制件的形状和壁厚以及制件的部位。收缩率大的塑料取较大的脱模斜度。常用塑料制件脱模斜度可参考手册。在一般情况下，脱模斜度为30 130，但应注意根据具体情况而定。当制件有特殊要求或精度要求较高时，应选用较小的斜度，外表面斜度可小至5，内表面斜度小至10 20。高度不大的制件，还可以不要脱模斜度；尺寸较高、较大的制件选用较小的斜度；形状复杂、不易脱模的制件，应取较大的斜度；制件上的凸起或加强肋中边应
11、有4 5的斜度；侧壁带皮革花纹应有4 6的斜度；塑料制件壁厚大的应选较大的斜度。在开模时，为了让制件留在凸模上，内表面斜度比外表面斜度小。相反，为了让制件留在凹模一边，则外表面斜度比内表面斜度小。斜度的取向原则是：内孔以小端为准，符合图样要求，斜度由扩大方向得到；外形以大端为准，符合图样要求，斜度由缩小方向得到（图6.6）。一般脱模斜度值不包括在塑料制件尺寸的公差范围内。但制件精度要求高的，脱模斜度应包括在公差范围内。四、壁厚根据塑件使用要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难。壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等。要求壁厚
12、尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。塑料制件壁厚大小主要取决于：塑料品种、制件大小以及成型工艺条件。壁厚不宜过小，这是因为在使用上必须有足够的强度和刚度；在装配时能够承受紧固力；在成型时熔体能够充满型腔；在脱模时能够承受脱模机构的冲击和振动。壁厚也不宜过大，否则用料太多，不但增加成本，而且增加成型时间和冷却时间，延长成型周期。对于热固性塑料还可能造成固化不足。另外也容易产生气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。热固性塑料的小型件，壁厚取1.0 2 mm；大型件取3 8 mm。热塑性塑料的壁塑料制件中的壁厚一般应力求均匀，否则会因为固化或冷却速度不同引起收缩不
13、均匀，从而在制件内部产生内应力，导致制件产生翘曲，缩孔甚至开裂等缺陷。热塑性塑料易于成型薄壁制件，壁厚可达0.25 mm，但般不宜小于0.6 0.9 mm，常选取2 4 mm。表6.5为改善塑件壁厚的典型实例。五、加强筋设计原则：（一）中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。（二）应避免或减小塑料的局部聚积。（三）筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。为了确保塑料制件的强度和刚度而又不致于使制件的壁厚过大，可在制件适当的位置上设置加强肋。加强肋的厚度比壁厚小。有的加强肋还能改善成型时熔体的流动状况。塑料制件中设置加强肋有以下要求：布置加强肋时，应尽量减少塑料的局部集中，以免产生
14、缩孔和气泡。加强肋的尺寸不宜过大，以矮一些、多一些为好，加强肋之间中心距应大于两倍壁厚，这样既可以避免缩孔产生，又可以提高制件的强度和刚度。加强肋布置的方向应尽量与熔体流动的方向一致，以利于熔体充满型腔，避免熔体流动受到搅乱。加强肋的端面不应与制件支承面平齐，应有一定间隙。表6.6为加强肋设计的典型实例。六、支承面塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。当塑料制件需要由一个面为支承（或基准面）时，以整个底面作为支承面是不合理的（图6.7 a），因为塑料制件稍有变形就会造成底面不平。为了更好地起支承作用，常采用边框或底脚（三点或四点）为支承面（图6.7 b或图6.7 c）。七、圆角塑料制件上所有转角应尽可能采用圆弧过渡。采用圆弧过渡的好处在于避免应力集中，提高强度，改善熔体在型腔中的流动状况，有利于充满型腔，便于脱模。在制件结构上无特殊要求时，制件的各连接处的圆角半径应不小于0.5 1 mm。八、孔（槽）塑件的孔三种成型加工方法：（1）模型直接模塑出来。（2）模塑成盲孔再钻孔通。（3）塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。1、模塑通孔要求孔径比（长度与孔径比）要小些，当孔径1.5mm，由于模芯易弯曲折断，不适于模塑型芯的三种方式。2、肓孔的深度： h (35)dd
