注塑模的設計

一、 注塑模主要由成型部件（指動、定模部分有關組成型腔的零件）、澆注系統（將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道）、導向部件（使模具合模時能準確對合）、推出機構（模具分型后，塑料從型腔中推出的裝置）、調溫系統（為滿足注射工藝對模具溫度的要求）、排氣系統（將成型時型腔內的空氣和塑料本身揮發的氣體排出模外，常在分型面上開設排氣槽）和支承零部件（用來安裝固定或支承成型?零部件及其它機構的零部件）組成，有時還有側向分型與抽芯機構。

二、 注塑模具的設計步驟

1、 設計前的準備工作

（1） 設計任務書

（2） 熟悉塑件，包括其幾何形狀，塑件的使用要求，塑件的原料

（3） 檢查塑件的成型工藝性

（4） 明確注塑機的型號和規格

2、制定成型工藝卡

（1） 產品的概況?如簡圖、重量、壁厚、投影面積、外形尺寸、有無側凹和嵌件

（2） 產品所用的塑料概況?如品名、型號、生產廠家、顏色、干燥情況

（3） 所選的注塑機的主要技術參數?如注射機與安裝模具間的相關尺寸、螺桿類型、功率

（4） 注塑機壓力與行程

（5） 注塑成型條件?如溫度、壓力、速度、鎖模力等

3、注塑模具結構設計步驟

（1） 確定型腔的數目。?條件：最,大.注射量、鎖模力、產品的精度要求、經濟性

（2） 選擇分型面。?應以模具結構簡單、分型容易且不影響塑件的外觀和使用為原則

（3） 確定型腔的布置方案。?盡可能采用平衡式排列

（4） 確定澆注系統。?包括主流道、分流道、澆口、冷料穴等。

（5） 確定脫模方式。?根據塑件所留在模具的不同部位而設計不同的脫模方式。

（6） 確定調溫系統結構。?調溫系統主要由塑料種類所決定。

（7） 確定凹模或型芯采用鑲塊結構時，命題地劃分鑲塊并同時鑲塊的，可加工性及安裝固定方式。

（8） 確定排氣形式。?一般排氣可以利用模具分型面和推出機構與模具的間隙，而對于大型和高速成型的注塑模，必須設計相應的排氣形式。

（9） 決定注塑模的主要尺寸。?根據相應的公式計算成型零件的工作尺寸及決定模具型腔的側壁厚度、型腔底板、型芯墊板、動模板的厚度、拼塊式型腔的型腔板厚度及注塑模的閉合高度。

（10） 選用標準模架。?根據設計、計算的注射模的主要尺寸，來選用注塑模的標準模架，并盡量選擇標準模具零件。

（11） 繪模具的結構草圖。?繪制注塑模的完整的結構草圖，繪制模具結構圖是模具設計的十分重要的工作。

（12） 校核模具與注射機的有關尺寸。?對所使用的注射機的參數進行校核：包括最,大.注射量、注塑壓力、鎖模力、及模具的安裝部分的尺寸、開模行程和頂出機構的校核。

（13） 注塑模結構設計的審查。?進行初步審查并征得用戶的同意，同時有必要對用戶提出的要求加以確認和修改。

（14） 繪制模具的裝配圖。?清楚地表明注注塑的各個零件的裝配關系、必要的尺寸、序號、明細表、標題欄及技術要求（技術要求的內容為以下幾項：1、對模具結構的性能要求，如對推出機構、抽芯機構的裝配要求；2、對模具裝配工藝的要求，如分型面的貼合間隙、模具上下面的平行度；3、模具的使用要求；4、防氧化處理、模具編號、刻字、油封及保管等要求；5、有關試模及檢驗方面的要求。）。

（15） 繪制模具零件圖。?由模具裝配圖或部件圖拆繪零件圖的順序為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件后結構零件。

（16） 復核設計圖樣。 注塑模設計的最.后.審核是注射模設計的最.后.把關，應多關注零件的加工性能。

三、注塑模具的審核

1、基本結構方面

（1） 注塑模的機構和棊參數是否與注射機匹配。

（2） 注塑模是否具有合模導向機構，機構設計是否合理。

（3） 分型面選擇是否合理，有無產生飛邊的可能，塑件是否滯留在設在頂出脫模機構的動模（或定模）一側。

（4） 型腔的布置與澆注系統的設計是否合理。 澆口是否與塑料原料相適應，澆口位置是否相當，澆口與流道幾何形狀及尺寸是否合適，流動比數量是否合理。

（5） 成型零部件設計是否合理。

（6） 頂出脫模機構與側向公型。 或抽芯機構是否合理、安全和可靠。有無干涉與咬合。

（7） 是否有排氣機構，其形式是否合理。

（8） 是否需要溫度調節系統。?其熱源和冷卻方式是否合理。

（9） 支承零部件結構是否合理。

（10） 外形尺寸能否保證安裝，固定方式選擇得是否合理可靠，安裝用的螺栓孔是否與注射機構、定模固定板上的螺孔位置一致。

2、設計圖紙方面

（1） 裝配圖?零部件的裝配關系是否明確，配合代號標注得是否恰當合理，零件的標注是否齊全，與明細表中的序號是否對應，有關的說明是否具有明確的標記，整個注塑模的標準化程度如何。

（2） 零件圖?零件號、名稱、加工數量是否胡確切的標注，尺寸公差和五花八門公差標注是否合理齊全，成型零件容易磨損的部位是否預留了修磨量，哪些零件具有超高精度要求，這種要求是否合理，各個零件的材料靠墊是否恰當，熱處理要求和表面粗糙度要求是否合理。

（3） 制圖方法?制圖方法是否正確，是否合乎國家標準，圖面表達的幾何圖形與技術要求是否容易理解。

3、注塑模設計質量

（1） 設計注塑模時，是否正確地考慮了塑料原料的工藝特性、成型性能，注塑機類型可能對成型質量產生的影響，對成型過程中可能產生的是否在注塑模設計時采取了相應的預防措施。

（2） 是否考慮了塑件對注塑模導向精度的要求，導向結構設計得是否合理。

（3） 成型零部件的工作尺寸計算是否正確，能否保證產品的精度，其本身是否有足夠的強度和剛度。

（4） 支承零部件能否保證模具具有足夠的整體強度和剛度。

（5） 是否考慮了試模和修模要求。

4、裝拆及搬運條件方面

有無便于裝拆時用的槽、孔等，是否作了標記。

分型面的設計

設計塑料成型模具時，分型面的設計是一個重要的設計內容，分型面選擇合理，模具結構簡單，塑件容易成型，并且塑件質量高。如果分型面選擇不合理，模具結構變得復雜，塑件成型困難，并且塑件質量差。

分型面的形狀 主要有平面、斜面、階梯面、曲面等。

選擇分型面的一般原則 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：

1、為了便于塑件起模，分型面一般使塑件在開模時留在下模或動模上，且分型面應選在塑件外形的最.大.輪廓處。

2、選擇分型面時，應盡量只采用一個與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側向抽芯與側向分型。

3、對于有同軸度要求的塑件，模具設計時應將有同軸度要求的部分設計在同一模板內。

4、分型面的選擇應有利于防止溢料。當塑件在分型面上的投影面積接近于注射機的最.大.面積時，就有可能產生溢料。

5、分型面的選擇應有利于排氣。為此，一般分型面應與熔體流動的末端重合。

對于高度較高的塑件，其外觀無嚴格要求時，可將分型面選擇在中間。此外，選擇分型面是還應考慮到塑件的精度、塑件的外觀質量要求、模具加工難易程度等因素。

澆口的設計

澆口的規劃和塑件的尺度、形狀模具結構，注射工藝條件及塑件功能等要素有關。但就根本效果來說，澆口截面要小，長度要短，由于只要毖才能滿足增大流料速度，快速冷卻封閉，便于塑件分離以及澆口殘痕最.小.等要求。

一、澆口位置的要求

1.外觀要求(澆口痕跡,熔接線)

2.產品功能要求

3.模具加工要求

4.產品的翹曲變形

5.澆口容不容易去除

二、對生產和功能的影響

1.流長（FlowLength）決定射出壓力，鎖模力，以及產品填不填的滿流長縮短可降低射出壓力及鎖模力。

2.澆口位置會影響保壓壓力，保壓壓力大小，保壓壓力是否平衡，將澆口遠離產品未來受力位置（如軸承處）以避免殘留應力，澆口位置必須考慮排氣，以避免積風發生不要將澆口放在產品較弱處或嵌入處，以避免偏位（CoreShaft）。

三、選擇澆口位置的技巧

1.將澆口放置于產品最,厚處，從最,厚處進澆可提供較佳的充填及保壓效果。如果保壓不足，較薄的區域會比較厚的區域更快凝固，避免將澆口放在厚度突然變化處，以避免遲滯現象或是短射的發生。

2.可能的話，從產品中央進澆，將澆口放置于產品中央可提供等長的流長，流長的大小會影響所需的射出壓力，中央進澆使得各個方向的保壓壓力均勻，可避免不均勻的體積收縮。

3.澆口(Gate)：澆口是一條橫切面面積細小的短槽,用以連接流道與模穴.橫切面面積所以要小,目的是要獲得以下效果:

1）模穴注不久,澆口即冷結

2）除水口簡易

3）除水口完畢,僅留下少許痕跡

4）使多個模穴的填料較易控制

5）減少填料過多現象

設計澆口的方法并無硬性規定,大都是根據經驗而行,但有兩個基本要素須加以折衷考慮:

1.澆口的橫切面面積愈大愈好,而槽道之長度則愈短愈佳,以減少塑料通過時的壓力損失.

2.澆口須細窄,以便容易冷結及防止過量塑料倒流.故此澆口在流道中央,而它的橫切面應盡可能成圓形.不過,澆口的開關通常是由模件的開關來決定的.

3.澆口尺寸：

澆口的尺寸可由橫切面積和澆口長度定出,下列因素可決定澆口最.佳.尺寸:

1）膠料流動特性

2）模件之厚薄

3）注入模腔的膠料量

4）熔解溫度

5）工模溫度

決定澆口位置時,應緊守下列原則:

1.注入模穴各部份的膠料應盡量平均.

2.注入工模的膠料,在注料過程的各階段,都應保持統一而穩定的流動前線.

3.應考慮可能出現焊痕,氣泡,凹穴,虛位,射膠不足及噴膠等情況.

4.應盡量使除水口操作容易進行,最.好.是自動操作.

5.澆口的位置應與各方面配合。

四、澆口的平衡

如果不能獲得平衡的流道系統,可採用下述澆口平衡法.以達到劃一注模的目標.這種方法適用于有大量模穴的工模。??澆口的平衡法有兩種：改變澆口槽道的長度及改變澆口的橫切面面積。在另一種情況下,即模穴有不同的投影面積時,澆口也需要平衡.這時,要決定澆口的大小,就要先將其中一個澆口尺寸定出,求出它與其對應模穴體積相較的比率,并且把這個比率應用到其澆口與各對應模穴的比較上,便可相繼求出各個澆口的尺寸.經過實際試注后,便可完成澆口的平衡操作。

五、澆口在流道的位置

當塑料流入流道時,塑料接近模面最.先.降熱(冷卻)及凝固.塑料再向前流動時只是在此凝固的塑料層流過.又由于塑料是低傳熱物質.固態的塑料形成絕綠層及保持層的仍可流動.所以,在理想的情況下,澆口應設置在橫流道層位置,使得最.佳.的塑料流動效應.此情況最.常見.于圓形及六角形的橫流道.然而梯形的橫流道無法達致此效果,因澆口不能設置于流道的中間位置.

六、直接澆口(DirectGate)或大水口(SprueGate)

澆道直接供應塑料到制成品.澆道黏附在制成品上.在兩板的工模.大水口通常是一出一隻，但在三板模或熱流道工模的設計上,可以一啤多隻。

缺點：在制成品表面形成水口印會影響成品外觀.而水口印大小在于唧咀的細直徑孔。

七、唧咀的脫模角，唧咀的長度

因此大水口印可以減細,只要將上述唧咀的遲寸改小.但唧咀的直徑受爐咀直徑的影響，而水口要易于出模的關系，脫模角不能少過3度.所以只有唧咀長度可以減短,用加長爐咀即可.

澆口選擇：澆口是流道和型腔的連接部分，也是注塑模進料系統的最.后.部分，其基本作用為：

1）使從流道來的熔融塑料以最.快.的速度進入充滿型腔。

2）型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。

八、總結

澆口的設計和塑件的尺寸、形狀模具結構,注射工藝條件及塑件性能等因素有關.但是根據上述兩句基本作用來說,澆口截面小,長度要短,因為只有這樣才能滿足增大流料速度,快速冷卻封閉,便于塑件分離以及澆口殘痕最.小.等要求.

澆口設計要點可歸納如下:

1.澆口開設在塑件斷面較厚的部位,使熔料從厚料斷面流入薄斷面保證充模完全;

2.澆口位置的選擇,應使塑料充模流程最.短.,以減少壓力損失;

3.澆口位置的選擇,應有利于排除型腔中的空氣;

4.澆口不宜使熔料直沖入型腔,否則會產生漩流,在塑件上留下旋形的痕跡,特別是窄的澆口更容易出現這種缺陷;

5.澆口位置的選擇,應防止在塑料表面上產生拼縫線,特別實在圓環或是圓筒形的塑件中,應在澆口的面的熔料澆合處加開冷料井;

6.帶有細長的型芯的注塑模的澆口位置,應當離成型芯較遠,不使成型芯受料流沖而變形;

7.大型或扁平塑件成形時,為防止翹曲、變形、缺料可采用復式澆口；

8.澆口應盡量開設在不影響塑件外觀的位置，如邊緣底部；

9.澆口的尺寸取決于塑件的尺寸、形狀和塑料的性能；

10.設計多個型腔注塑模時，結合流道的平衡來考慮澆口的平衡，盡量做到熔融料同時均勻充。