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1、塑料模具概论,模具的定义： 在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。 注塑过程说明： 模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。 工作循环： 计量、塑化 、注射充模 、保压增密 、制品冷却、开模 、顶件 、取件 、闭模 、后加料。,模具的分类:,可分为塑胶模具及非塑胶模具 （1）非塑胶模具有：A铸
2、造模水龙头、生铁平台B锻造模汽车身C冲压模计算机面板D压铸模超合金，汽缸体,（2）塑胶模具有：(热固性和热塑性） A射出成型电视机外壳B吹塑成型饮料瓶C压铸成型电木开关D吸塑成型包装外壳E挤压成型胶水管F发泡成型成型包装外壳,塑料分类,热塑性塑料 这类塑料的合成树脂都是线型或支链型高聚物因而受热变软甚至成为可流动的稳定粘稠液体在此状态时具有可塑性可塑制成一定形状的塑件冷却后保持既得的形状如再加热又可变软成另一种形状如此可以进行反复多次。這一过程中只有物理变化而无化学变化其变化是可逆的。（反复多次成型） 种类 A. 聚氯乙烯(PVC) 、 B. 聚苯乙烯(PS) 、 C. 聚乙烯(PE) D.
3、聚炳烯(PP)、E. 尼龙(PA) 、F. 聚甲醛(POM)、 G. 聚碳酸脂(PC) 、 H. ABS塑料、 I. 聚硯(PSU) 、 J. 聚苯醚(PPO)、K. 氟塑料 、 L. 聚酯树脂 、M. 有机玻璃（PMMA）,热固性塑料 这类塑料的合成树脂是体型高聚物因而在加热之初因分子呈线型构具有可熔性和可塑性可塑制成一定形状的塑件当继续加热时分子呈现风状结构当温度达到一定程度后树脂变成不溶和不熔的体型结构使形状固定下來不再变化。如有加热也不软化不再具有可塑性。在一定变化过程中既有物理变化又有化学变化因此变化过程中不可逆的。（一次成型） 种类 A.酚醛塑料 PF、 B.氨基塑料、 C.环氧树
4、脂 EP、 D.酚醛塑料（PF）又称电木。,塑胶模具的基本结构,塑胶模具按水口分为大水口（二板模）和细水口（三板模）。 塑胶模具依总体功能结构可分为成型系统浇注系统排气系统温控系统顶出系统等,成型系统：,由动、定模型腔及滑块组成。当加热的塑料通过浇口进入型腔，经注射充模 、保压增密 、制品冷却、开模 ，得到所需的产品。此过程称之为成型。,浇注系统,模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其由主流道分流道浇口及冷料穴组成。 根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类 ： （1）大水口模具 （2）细水口模具 （3）热流道模具,大水口模具,流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单
5、，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。,垫板,浇口套,定模板,动模板,大水口模架类型（二板模）,挂脚,1,2,3,4,细水口模具,流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。,细水口模架类型（三板模）,垫板,定模板,浇道板,浇口套,动模板,1,2,3,4,5,热流道模具,此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加
6、工困难，模具成本较高。,热流道模具,定模板 = 500,分流板 = 5000,优点,改善产品质量 低的压力 较好的外观 节约原材料（无水口） 缩短成型周期（1520）,主流道,1.定义： 主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的这一段。 2.设计上的注意事项 （1）主流道的端面形状通常为园形。 （2）为便于脱模主流道一般制作都帶有斜度但如果主流道同时穿过多块板子时一定要注意每一块板子上孔的斜度及孔的大小。 （3）主流道大小的设计要根据塑胶材料的流动特性來定。,（4）.主流道在设计上大多采用园锥形.（如图示）制作时要注意 A.小端直径D2=D1+（0.51mm） B.小端球半径R2
7、=R1+（12mm） (其中D1R1分別为注射机射出口的直径及注射头的球半径),浇口套,机床噴嘴,浇口套,热浇口,冷浇口,分流道 ：,定义主流道与浇口之间的一段它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段也是浇注系统中通过断面积变化及塑料转向的过渡段能使塑料得到平稳的转换。 1.截面设计： A.一般设计截面為园形。 B.从加工方便性來看一般设计為U形V形梯形正 六边形。 C.分流道的断面形状及尺寸大小根据塑件的成型体积塑件壁厚塑件形状所用塑料工艺特性注射速率分流道长度等因素來确定。 （D1=1.4D2=1.4D3),分流道图示,最好,较好,不好,PL,2.分流道的布置形式： 有平衡式进料和非平衡式进料
8、兩种形式。平衡式进料就是保证各个进料口同时均衡地进料。非平衡式进料就是各个进料口不能同时均衡地进料一般要做模流分析來进行评估。,非平衡系统,平衡系统,浇口,1.定义 浇口又称进料口或內流道。它是分流道与塑件之间狭窄的部份也是浇注系统最短小的部份。 2.作用 能使分流道输送过來的熔融塑料的流速产生加速度形成理想的流态顺序并迅速地充满型腔同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用并在成型后便于使浇口与塑件分离。,3.浇口的形式： 侧向浇口： 普通侧浇口（边缘浇口：内、外侧浇口） 扇形浇口常用來成型宽度较大的薄片状塑件 平缝式浇口 点浇口： 一般点浇口 潜伏式浇口 盘环型浇口 轮幅式浇口,侧向浇口1,侧浇
9、口,侧向浇口2,冷料井,范围,扇形浇口,点浇口1,直接浇口,直浇口,产品,点浇口2,产品,主浇口,分型线,浇口,剪切顶杆平面部分至少要有2度斜度,剪切顶杆尾部需定位防止转动,潜伏浇口,潜伏段,剪切顶杆,点浇口3,点浇口4,盘型浇口,点浇口5,轮幅式浇口, 浇口位置的选择： （1）浇口选择在没有阻挡物且最近的距离。 （2）浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动。 （3）浇口应开设在塑件断面最厚处。 （4）浇口位置的选择应使塑料流程最短料流变向最少。 （5）浇口位置选择应有利于型腔內气体的排出。 （6）浇口位置的选择应減少或避免塑件的熔接痕，增加熔 接牢度。 （7）浇口位置的选择应防止料流将型腔
10、型芯嵌件挤压变形。,浇口位置,冷料穴,结构 冷料穴是用來储藏注射间隔期间产生的冷料头的防止冷料进入型腔而影响塑件质量并使熔料能顺利地充满型腔冷料穴又称冷料井。 拉料形式 （1）钩形（工形）拉料杆 （2）球形拉料杆 （3）园锥形拉料杆 （4）拉料穴A.帶顶杆 B.不帶顶杆,冷料穴图示1,流动方向,冷料井,冷料井长度较短，一般为浇道直径的1.5倍。,冷料井,冷料穴图示2,最好,好,一般,不推荐,排气系统：,模具型腔在塑料充填过程中除了型腔內原有的空气外还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体尤其是在高速成型时考虑排气是很必要的。一般是在塑料充填的同时必須將气体排出模外。否则被压缩的气体所产生的高温
11、引起塑件局部碳化烧焦或使塑件产生气泡或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低甚至阻碍塑件填充等。为了使这些气体从型腔中及时排除可以采用开设排气槽等方法。有时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料。,排气槽的开设位置选择：,（1）应开设在型腔最后被充满的地方。 （2）最好开在分型面上。 （3）应尽量开在型腔的一面。 （4）最好开设在嵌件或壁厚最薄处。 （5）严禁开设在对著操作人员的方向。,引气设计：,引气对于一些大型深腔壳型塑件注射成型后整个型腔由塑料填满型腔內气体被排除此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空。当塑件脱模时由于受到大气压力的作用造成脱模困难如采用强行脱模势必破坏塑件质量。因此必须加设
12、引气裝置。 常見的引气形式有 镶拼式侧隙引气 气阀式引气 （1）弹簧气阀式引气 （2）顶杆气阀式,排气形式1,清除周围的堵塞,顶杆,.0025,排气形式2,分型面排气,.001-.0025 深度,浇口,排气口,.060 Min.,.500,.050Min.,温控系统：,模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。温度调节系统根据不同的情况可以分为冷却系统和加热系统两种。,冷却系统 ：,一般注射到模具內的塑料温度为200攝氏度左右而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60攝氏度以下。热塑性塑料在注射成型后必需对模具进行有效的冷却使熔融塑料的热
13、量尽快传给模具以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘度较低流动性较好的塑料如聚乙烯PE尼龙PA聚苯乙烯PS等若塑件是薄壁而小型的则模具可利用自然冷却若塑件是厚壁而大型的则需要对模具进行人工冷却以便塑件很快在模腔內冷凝定型缩短成型周期提高生产效率 。 冷却介质有冷却水和压缩空气但用冷却水普遍得多。这是因为水的热容量大成本低且低于室温的水也容易获得。用水冷却即在模具型腔周围或型腔內开设冷却水道利用循环水将热量带走维持恒温。,冷却装置冷却的基本结构形式 ：,（1）简单流道式 （2）螺旋式 （3）隔片导流式 （4）喷流式,简单流道式,螺旋式,隔片导流式,喷流式,冷却装
14、置设计的基本考虑：,（1）尽量保证塑件收缩均勻维持模具热平衡。 （2）冷却水孔的数量越多孔径越大对塑件冷却越均勻。 （3）水孔与型腔表面各处应有相同的距离。 （4）浇口处应加强冷却。 （5）降低入水与出水温温差。 （6）要结合塑料的特性和塑件的结构合理考虑冷却通道的排列形式。 （7）冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位以免熔接不牢 影响强度。 （8）保证冷却通道不泄漏。 （9）防止与其他部位发生干涉。 （10）冷却通道的进出口要低于模具的外表平面。 （11）冷却水通道要利于加工和清理。,加热系统：,（1）电加热： 电加热为最常用的加热方式其优点是设备简单,紧凑投资少便于安裝维修使用温度容易调节
15、易于自动控制。其缺点是升温缓慢并有加热后現象不能在模具中交替地加热和冷却。 （2）煤气和天然气加热： 成本低但温度不容易控制。劳动条件差且污染严重。,模具温度调节系统的外围设施：,主要为了确保温度调节系统的正常工作服务于模具的温度调节系统。 主要包括以下几种装置： （1）循环冷却水塔 （2）压缩空气系统 （3）模温控制器 （4）模温速冷机,顶出系统：,分类： （1）推块顶出机构。 （2）利用成型零件顶出机构。 （3）多元件综合顶出机构。 （4）气压脱出机构。 （5）斜滑块脱出机构。 （6）液压抽芯机构。,（一）推块顶出机构： 平板狀帶凸缘的塑件如用推板顶出会粘附模具时则应使用推块顶出机构。因推块是型腔的组成部分所以它应具有较高的硬度和较低的表面粗糙度。 （二）利用成型零件顶出机构： 有些塑件由于结构形状和所用塑料关系不宜采用顶杆顶管推板推块等顶出机构此时可采用成型镶件或凹模帶出塑件。前面讲的推块顶出属于成型镶块顶出机构。 （三）多元件综合顶出机构： 它是指将前面所讲的几种顶出机构综合起來实现顶出的目的。常用的有顶杆加顶板顶管加顶板。,（四）气压脱出机构： 使用气压脱模要设置压缩空气通路和气門加
