注塑模具设计专业知识

第1章 注塑模具设计专业知识

知识要点 ? ? ? ?

塑料模具设计工艺要求

模具结构与常用标准件介绍 塑料模具设计步骤

制品设计到模具设计的流程

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1.1 塑料模具设计工艺要求

要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等多方面进行研究。其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。

1.1.1 塑料材料及特性

塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。常用塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两类。热固性塑料的特点是在受热或其他条件作用下能固化成不溶性物料。热塑性塑料的特点是在特定的温度范围内能反复加热软化或冷却凝固。

塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点。

1．塑料性质

塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。 （1）塑料的分子结构

塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。 （2）塑料的成分

? 树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定塑料的主要性能，如机械、

物理、电、化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40%～65%。

? 填充剂：又称添料，正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用

范围。

? 增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融粘度和熔

融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常加入能与树脂相容的不易挥发的高沸点的有机化合物。这类物质称为 塑剂。

? 着色剂：又称色料，主要起美观和装饰作用，包含涂料部分。

? 稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。 ? 润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的磨擦和粘附，以及

改进塑件的表面光洁度。 2．塑料缩写代号与中文对照

表1-1所示为热塑性塑料缩写代号与中文对照。

第1章 注塑模具设计专业知识

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表1-1 热塑性塑料缩写代号与中文对照

缩 写 代 号 ABS A / S A / MMA A / S / A CA CN EC FEP GPS GRP HDPE HIPS LDPE PPS PPSU PS PSF PTFE PVC 中 文 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 丙烯腈-苯乙烯共聚物 丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物 乙酸纤维素（醋酸纤维素） 硝酸纤维素 乙基纤维素 全氟（乙烯-丙烯）共聚物（聚全氟乙丙烯） 通用聚苯乙烯 玻璃纤维增强塑料 高密度聚乙烯 高冲击强度聚苯乙烯 低密度聚乙烯 聚苯硫醚 聚苯砜 聚苯乙烯 聚砜 聚四氟乙烯 聚氯乙烯 缩 写 代 号 MDPE PA PAA PC PAN PCTFE PE PEC PI PMMA POM PP PPC PPO PVCC PVDC PVDF RP S/AN 中 文 中密度聚乙烯 聚酰胺（尼龙） 聚丙烯酸 聚碳酸脂 聚丙烯腈 聚三氟氯乙烯 聚乙烯 氯化聚乙烯 聚酰亚胺 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲醛 聚丙烯 氯化聚丙烯 聚苯醚（聚2，6-二甲基-1，4-苯醚），聚苯撑醚 氯化聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯 聚偏二氟乙烯 增强塑料 苯乙烯-丙烯腈共聚物

3．常用塑料介绍

不同成分的塑料体现了它们不同的使用价值，表1-2所示是常用热塑性塑料的使用性能及用途。

表1-2 常用热塑性塑料的特性及用途

名 称 性 质 应 用 设计注意问题 硬质——机械强度差，化学性能硬质——宜于制造板、管、门窗、流动性差——流道短而粗，分流稳定，价格低廉，阻燃性 线槽、电开关、插座等 聚氯乙烯 道要少拐弯 软质——耐磨性好，价格低廉，软质——宜于制造塑料凉鞋、薄氯气腐蚀模具——型腔、型芯等PVC 含有微毒，不宜用于食具及包装膜、雨衣、地板胶、墙纸、人造成型零件要电镀 食品 革、软管等 收缩率大——设计计算与制造高压LDPE——宜于制造薄膜低无毒、柔软、价廉、质轻、软 要充分考虑收缩率 聚乙烯PE （中）压HDPE——制造日用品于水 变形大——塑件结构设计要注（米桶、面盆、水壶、保鲜盒等） 意防变形措施

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续表 名 称 聚苯乙烯PS 苯乙烯-性 质 应 用 设计注意问题 透明——型腔、型芯要用锻打钢，以便表面光洁 质硬而脆——脱模斜度α要大，一般α≥2° 要有足够的脱模斜度α≥ 5°适用度高，质硬而脆，着色性最糖果盆、三角尺、录音带、CD好，颜色鲜艳，无毒，价格低，盒、玩具、文具等 电绝缘性好 电器元件及外壳 丁二烯-表面硬度高，尺寸稳定，着色性——防止“顶角” 丙烯腈共好，可以镀铬，耐热、耐冲压，家电产品的外壳、食具、厨具等 要注意浇口位置——防止和减聚物 无毒 少熔接痕 ABS 收缩变形较大——设计计算要考虑收缩对产品配合的影响，要综合性能好，优异突出的韧性、铰链性产品（眼镜盒），塑料袋、有防变形的结构 聚丙烯PP 不透明、无毒，比重小（0.9），绳、编织袋、薄膜、水上救生器铰链性产品要注意浇口的位置 能浮于水 材、飞机用具、家电产品外壳 流动性好——模具的配合面要求高，以防溢料 流动性最好——要求模具分型面、配合面的精度高，以免溢料 聚酰胺 收缩大，尺寸不稳定——尺寸计耐磨性好、耐酸、耐碱、耐压、尼龙丝、齿轮、轴承、水龙头、（尼龙）算和制造模具均要考虑收缩的耐水。自润滑性好，不透明 密封圈等 影响 PA 脱模阻力大——脱模斜度宜取大些 聚甲醛 有加热设备，主流道“短而粗”，优异的综合性能，自润滑性好，齿轮、（家电产品）、轴承、轮、（赛钢）分流道要少转弯 比尼龙还好，颜色鲜艳。机械性弹簧、风扇叶片、游戏机按钮 甲醛有毒——型腔、型芯要电镀POM 能可与钢相比，价格较贵 防腐蚀 流动性差——模具要有加热装聚碳酸脂PC 防弹玻璃、透镜、汽车灯罩、咖有优异抗冲压性、透明、无毒 啡壶、家庭搅拌机、齿轮、冷冻设备的零件、冲击钻外壳 置，主流道短而粗、分流道转弯少 透明——脱模斜度α≥2° 型芯、型腔要用锻打钢，以便抛光 是一种较理想的代钢、铝的塑料 流动性差，成型困难——模具要

4．料特性和识别

表1-3所示为常用塑料的特性及识别。