注射模具与塑料产品设计

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1、注射模具与塑料产品设计注射模具与塑料产品设计Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved注射模具与塑料产品设计注射模具与塑料产品设计一、注射模具的种类二、模具工作原理三、侧向分型抽芯机构四、塑料产品设计1、模具的精度与塑料产品、模具的精度与塑料产品 2 2、结构设计与模具制造、结构设计与模具制造2.1、模具分型面的选择2.2、产品脱模角度的确定2.3、产品壁厚的确定Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReser

2、vedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved注射模具与塑料产品设计注射模具与塑料产品设计2.4、加强筋的结构2.5、孔在产品上的设计要求2.6、嵌件的设计要求2.7、螺钉柱的设计要求2.8、合页的设计要求五、塑料产品的成型 1、塑料定义 2、塑料成份 3、塑料分类 4、注塑成型 Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved注射模具注射模具的种类的种类按照注射机的类型：按照注射机的类型：卧式注射机用

3、注射模具立式注射机用模具 按照模具的型腔分：按照模具的型腔分： 单型腔模具 多型腔模具 按照模具结构特征按照模具结构特征： 单分型面注射模具 双分型面注射模具 带侧向分型与抽芯机构的注射模具 自动卸螺纹的注射模具 无流道注射模具Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved单分型面注射模具Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRigh

4、tsReserved双分型面注射模具Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved带侧向分型与抽芯机构的注射模具Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved无流道注射模具Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004Brillianc

5、eAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构当塑料产品具有与开模方向不同的侧凹或侧孔时，都需要采用侧向分型或抽芯。抽芯方式抽芯方式 手动侧向抽芯：手动侧向抽芯： 模芯与产品一同拿出，橡胶模具常见 机动侧向分型抽芯：机动侧向分型抽芯： 利用注射机的运动实现，效率高、应用广，结构复杂。 液压或气压侧向分型抽芯液压或气压侧向分型抽芯： 利用油缸或气缸，液压常用Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型

6、抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAut

7、oAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserve

8、dProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved模具的精度与塑料产品模具的精度与塑料产品模模具具的的精精度度依依据据塑塑料料产产品品的的尺尺寸寸要要求求而而定定，因因此关键尺寸及公差必须给定此关键尺寸及公差必须给定 Lm=【（1+S）Ls3/4】2Lm为模具型腔尺寸S是使用材料的收缩率Ls是产品设计最大尺寸是产品设计的公差带范围=

9、/4例如100+0.6-0.2设计材料的收缩率为1%，则=0.8.为0.2，Ls是100.6,计算得Lm为100.106+0.2可见一般模具制造精度要比产品精度高-级Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造模具分型面的选择：模具分型面的选择：为将塑料产品从闭合的模具腔中取出，为取出浇注系统凝料，或为满足模具的动作要求，必须将模具的某些面分开，这些可以分开的面称为分型面分型面。Proprietary 2004Bri

10、llianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造分型面的设定基本原则分型面的设定基本原则 ：设在塑件断面轮廓最大的地方根据产品结构，使模具整体结构尽可能简单开模尽量留在动模边根据产品精度要求，同轴度要求高的部分应设在同一侧长型芯作主型芯，短型芯作侧型芯投影面积大的作主分型面，小的作侧分型面Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRights

11、Reserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造浇口浇口浇口浇口的设计：的设计：q浇浇口口设设计计应应注注意意考考虑虑使使胶胶料料能能快快速速充充模模，成成品品快速脱模，而且使得脱模后的修整更容易快速脱模，而且使得脱模后的修整更容易柄形浇口柄形浇口q柄柄形形浇浇口口可可减减轻轻注注塑塑时时产产生生的的雾雾浊浊、漩漩纹纹以以及及残残留留应应力。力。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造扇形浇口扇形浇口q需要完

12、全消除漩纹的产生时可采用此结构。需要完全消除漩纹的产生时可采用此结构。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造针孔形浇口针孔形浇口q需要使成型品与冷料自动脱落时可以采用此浇口结构。需要使成型品与冷料自动脱落时可以采用此浇口结构。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved

13、结构设计与模具制造结构设计与模具制造沉陷式浇口沉陷式浇口q需要使成型品与冷料自动脱落时可以采用此浇口结构。需要使成型品与冷料自动脱落时可以采用此浇口结构。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造环形浇口环形浇口q需需要要避避免免圆圆筒筒部部的的熔熔接接痕痕时时可可采采用用此此结构。结构。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004B

14、rillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造流道流道流道流道的设计：的设计：q流流道道的的形形状状因因成成品品的的形形状状及及注注塑塑机机的的大大小小而而异异。在在流流道道的的转转弯弯部部分分应应设设计计冷冷料料井井。标标准准形形状状如如下下图图所示：所示：Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造副流道副流道副流道副流道的设计的设计：Proprietary 20

15、04BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved由于塑料在模具中的冷却收缩，使塑料容易抱紧型芯，为避免模具的运动对塑件产生划伤、导致产品变形等问题，需要在产品设计时延产品脱模方向增加一定的角度，就是脱模角度。脱模角度的大小与产品使用的原材料、产品结构等密切相关.结构设计与模具制造结构设计与模具制造产品脱模角度的确定：产品脱模角度的确定：Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAu

16、toAllRightsReserved各种材料推荐的脱模角度各种材料推荐的脱模角度材料脱模角度聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯301ABS、尼龙、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚40130聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚矾502聚苯乙烯、有机玻璃202结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved表面加工程度精密级普通级粗糙级丙烯酸酯（普通级）8151聚乙烯、聚丙烯3012尼龙81530结构设计与模具制造结构设计与模具制造根据产品表面加工精度

17、确定脱模斜度：Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造确定脱模斜度时应注意的问题：确定脱模斜度时应注意的问题：在不影响塑件使用的前提下，脱模角度应尽量取大塑件表面粗糙，比如产品表面设计皮纹，则角度增大，一般皮纹 深度每0.03mm增加1度。塑件壁厚较大时，脱模斜度取大些精度要求高的塑件，应取较小的脱模角度角度取值方向，一般孔类尺寸以小端为准。轴类以大端为准。Proprietary 2004BrillianceAu

18、toAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造成型部位单边脱模斜度脱模高度/mm6610101818303050508080120120180180250自润性好的塑料：聚酰胺1451301151045030020015010聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯21451301151045030020015聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS23021521451301151045030Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprie

19、tary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved产品壁厚的确定：产品壁厚的确定：塑料产品的壁厚应根据产品的使用要求、强度、刚度、尺寸大小及成品性能等确定，但是由于模具的成型特点，一般壁厚在14mm范围内，要求尽可能均匀（翻边除外）。壁厚过大则材料损耗增大，成型效率低，而且容易产生气泡缩痕及翘曲等缺陷，壁厚过小容易脱模变形或产品破裂，成型困难等

20、。具体讲壁厚与塑料种类及塑件大小有关。结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造热塑性塑件的最小壁厚和常用壁厚推荐值（mm)塑料制品材料最小壁厚小型塑件壁厚中型塑件壁厚大型塑件壁厚聚酰胺0.45 0.76 1.50 2.43.2聚乙烯0.60 1.25 1.60 2.43.2聚苯乙烯0.75 1.25 1.60 3.25.4改性聚苯乙烯0.75 1.25 1.60 3.25.4有

21、机玻璃0.80 1.50 2.20 3.25.8硬聚氯乙烯1.20 1.60 1.80 2.43.2聚丙烯0.85 1.45 1.75 2.53.4聚碳酸酯0.95 1.80 2.30 3.56.4聚苯醚1.20 1.75 2.50 3.24.8聚甲醛0.80 1.40 1.60 3.25.4Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造电视机外壳电视机外壳Proprietary 2004BrillianceAutoA

22、llRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造在这种工作流程中，气体通过喷嘴导入模具的内室，冷却的树脂被压在模具内壁上，于冷却期间，在塑料产品内起一定保压压力。通过这种方式，造成塑料产品中空状态，可以消除塑件表面不平坦的皱纹同时起到保持压力的作用，这种工艺适用于棒型和厚度不均的塑件的制造氮气生成机氮气压缩机高压和低压储存缸气体注射单元系统一般包括以下设备：系统一般包括以下设备：气体辅助注射成型：气体辅助注射成型：Proprietary 2004BrillianceAutoAllR

23、ightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved结构设计与模具制造结构设计与模具制造热热塑塑性性塑塑料料加加强强筋筋的的典型尺寸典型尺寸：Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved布置原则：布置原则：加强筋设在受力大、易变形的部位，分布尽量均匀。避免局部壁厚过大。尽量沿着塑料流向布置，以降低充模阻力。结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004Brilli

24、anceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved孔在产品上的设计要求 孔径 d1.51.53.03661010181830孔间距、边距b11.51.5223344557结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved孔在产品上的设计要求 孔径与孔深的关系孔的形式通孔盲孔压塑：横孔2.5d1.5d压塑：竖孔5d2.5d挤塑或注塑

25、10d4-5d结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved嵌件的设计要求：、嵌件准确定位、嵌件表面设计滚花和开槽， 防止嵌件脱落和旋转结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved螺孔凸台的设计要求：结构设计与模具制造结构设计与模具制造q对对

26、于于螺螺孔孔凸凸台台的的情情形形，应应使使凸凸台台孔内径等于使用螺钉的内径值。孔内径等于使用螺钉的内径值。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved聚丙烯合页的设计要求： 合页要求均匀一致，不超过0.5毫米 聚丙烯料流方向一致结构设计与模具制造结构设计与模具制造Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved、塑

27、料的定义：塑料产品的成型塑料是一种可塑成型的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性。聚合物主要是合成树脂。Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved2、塑料成份： 塑料产品的成型 合成树脂 填充剂 增塑剂：要求无色、无味、无毒 稳定剂：减少老化、抗紫外线，如炭黑 润滑剂：防止材料粘模，碳酸酯 着色剂：有机颜料，钠猩红、颜料蓝、炭黑等 矿物颜料，氧化铬、铝粉末等Proprietary 2004BrillianceAu

28、toAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved根据产品不同性能要求，配制各种成份、性能各异的塑料，例如PP塑料产品的成型填料和增强材料代号第1位第2位B硼B球状C碳D粉状G玻璃F纤维状K碳酸钙G碎粒状L纤维素H须晶M矿物、金属S磷状S合成有机物T滑石W木Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved3、塑料分类：一般分为热固性塑料和热塑性塑料按照用途分为：通用塑料（产量

29、大、成本低，用于一般用途的塑料，如ABS、酚醛树脂、硬聚氯乙烯等）工程塑料（机械性能好，可替代金属用于工程材料的一类塑料。如PA、PC、PPO等）塑料产品的成型Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved各种材料的鉴别： 塑料产品的成型不同塑料的燃烧特性不同塑料的燃烧特性种类燃烧难易离火后是否熄灭火焰特点燃烧现象燃烧气味聚氯乙烯难燃熄灭黄色火焰底部绿色软化能拉丝冒白烟刺鼻的辛辣味聚乙烯易燃燃烧底部蓝色顶部黄色熔化淌滴无烟与燃烧蜡烛气味同聚丙烯易燃燃烧底

30、部蓝色顶部黄色熔化淌滴膨胀黑烟石油味有机玻璃易燃燃烧黄色火焰顶部蓝色发软香味尼龙缓慢燃烧慢慢熄灭蓝色熔滴气泡焦羊毛味ABS易燃继续燃烧黄色软化黑烟特殊香味Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved材料性能指标：材料性能指标：冲击强度：冲击强度：是试样受冲击断裂时单位面积上所消耗的功。 韧性是以材料吸收冲击能力的能力来表示，冲击强度高则韧性好。刚性：刚性：材料的刚性通过材料的弯曲模量表示。流动性流动性：聚合物在一定温度和压力下，熔体每10min通 过标

31、准口模的重量。（2.0950.005,高度80.025,230，2.16Kg力） 塑料产品的成型Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved各种材料在注塑生产时的应用参数： 塑料产品的成型料别料别适当模温适当模温料筒温度料筒温度成型收缩率成型收缩率射出压力射出压力PA40601602600.20.6%5001000kg/cm2ABS50701902600.40.8%5001500kg/cm2AS50701702900.20.6%7001500kg/cm

32、2PMMA59801802600.20.8%7001500kg/cm2LDPE35651403001.55%3001000kg/cm2HDPE40701503001.55%3001500kg/cm2PP20801803000.82.5%4001500kg/cm2软PVC507015019015%6001500kg/cm2硬PVC50701501900.10.4%9001500kg/cm2EVA20551202000.72%6001500kg/cm2PC801202603200.60.8%10001500kg/cm2POM801201902400.62%5001500kg/cm2改生PPO601

33、002602800.70.8%12001300kg/cm2PA20902202850.62%5001400kg/cm2CA20801702650.20.7%700900kg/cm2PSF901653304200.7%7002000kg/cm2PET5015029031512%7001400kg/cm2PBT60702302700.52%3001200kg/cm2Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved4、注塑成型： 塑料产品的成型成型前烘干成型加工

34、前，塑料必须被充分的干燥。含有水分的材料进入模腔后，会使制件的表面出现银绦状的瑕斑，甚至会在高温时发生加水分解的现象，致使材质劣化。因此在成型加工前一定要对材料进行预处理，使得材料能保持合适的水分。以下为几种塑料的烘料条件及 成型时所能允许的适当水份：Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved塑料产品的成型塑料名称塑料名称干燥温度干燥温度干燥时间干燥时间初期水分初期水分适合水分适合水分ABS802hr0.20.4%0.07%PS708012hr0.1

35、0.2%0.07%PE608012hr0.10.2%0.07%PP608012hr0.10.2%0.07%PVC607012hr0.10.2%0.07%PMMA80903hr0.20.4%0.07%PA8046hr0.52.0%0.1%PC12024hr0.10.2%0.02%POM802hr0.20.4%0.02%MPPO8010024hr0.1%0.02%PBT130342hr0.20.4%0.02%R-PET13045hr0.20.4%0.02%PPS13018013hr0.10.2%0.05%PES1803hr0.4%0.05%PEEK1503hr0.5%0.06%Proprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReservedProprietary 2004BrillianceAutoAllRightsReserved注塑成型工艺过程： 塑料产品的成型确认材料干燥、模温及加热筒温度是否被正确设定并达到可加工状态。检查开闭模及顶出的动作和距离设定。设定射出压力、射出速度等工艺参数合模注射。保压冷却。开模取件。