注塑模具设计专业知识

第1章 注塑模具设计专业知识

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一般在分型面凹模一侧开设一条深0.025～0.1mm、宽1.5～6mm的排气槽，亦可以利用顶杆、型腔、型芯镶块排气。

7．模具制造

分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的难度。

1.1.3 浇注系统

浇注系统是指模具中从喷嘴开始到型腔为止的塑料溶体的流动通道。作用是将塑料溶体顺利地充满型腔的各个部位，并在填充及凝固过程中，将注射压力传递到型腔的各个 部位。

浇注系统由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成，如图1-7所示。

主流道

分流道

浇口

塑件

冷料穴 图1-7 浇注系统结构

1．浇注系统的设计原则

浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型的效率和塑件质量都有直接的影响，因此，在设计浇注系统时必须注意以下几项原则：

? 了解塑料的成型特性，也就是塑料的温度和剪切速率等。

? 防止型芯和塑件的变形，避免料流正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件，以及

防止浇口处由于过大的收缩应力而造成塑件变形。 ? 排气良好，保征流体流动顺利，快而不紊乱。

? 减少流程及塑料耗量，以缩短成型周期，提高成型效果，减少塑料用量。 ? 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 ? 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模腔内。 ? 修整方便，保证塑件外观质量。 2．分流道的类型和设计

分流道就是主流道与浇口之间的部分，起分流和转向的作用，其要求是塑料熔料在流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最小。分流道的形状如图1-8所示。分流道的形状及大小必须根据塑件的成型体积、塑件壁厚、形状、塑料的工艺特性、注塑速度、分流道长度等因素来确定。

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U形断面

六边形断面

圆形断面

U形

六边形

圆形

图1-8 分流道结构形状

分流道的设计要点：

? 分流道的表面不必要求很光滑，表面精度一般在1.25即可。因为分流道表面不太

光滑，能使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。

? 当分流道较长时，在分流道末端应开设冷料穴，以容纳注塑开始时产生的冷料，

保证塑件的质量。 3．浇口的类型和设计

浇口指流道末端与型腔之间的细小通道。作用主要是提高塑料的流动速度和温度，以及防止流入型腔的塑料侧流。

（1）针点式浇口

针点式浇口又称为点水口，采用三板式模架方能自动脱模，模具结构较复杂，浇口在生产过程中自动拉断，适合自动化注射生产。能使用在一模一腔或一模多腔模具中，既可以注射小产品亦可以注射大型产品，特别是有花纹的塑件也不影响外观。图1-9所示为针点式浇口结构。

（2）潜伏式浇口

潜伏式浇口又称为潜伏口，进料部位选在制品较隐蔽的地方，以免影响制品外观，顶出时流道与塑件自动分开，故需较大的顶出力。对于过分强韧的塑料，不适合使用潜伏式浇口。图1-10所示为潜伏式浇口结构。

图1-9 针点式浇口

图1-10 潜伏式浇口

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（3）侧浇口

侧浇口又称为边缘浇口或侧水口，一般开设在分型面上，从塑件边缘进料，其形状长为矩形或接近矩形。加工方便、简单，应用灵活，既可以从产品外侧进料，亦可以从产品内侧进料。图1-11所示为侧浇口结构。

（4）直接式浇口

直接式浇口又称为大水口或中心浇口，无分流道，塑料通过主流道直接进入型腔，故有塑料流程短，流动阻力小，进料快，动能损失小，传递压力好等优点。但冷却除浇口比较困难，塑件有明显的浇口痕迹，因浇口附近热量比较集中，故在该处冷凝较迟，产生的内应力较大，且易在该处产生气泡、缩孔等缺陷。图1-12所示为直接式浇口结构。

图1-11 侧浇口

图1-12 直接式浇口

4．浇口位置的设计原则

在设计浇注系统时，应先选择浇口的位置，浇口位置正确与否，将直接关系到制品的成型质量及注射过程是否能够顺利进行。选择浇口位置时应遵循以下几个原则：

? 浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及浇口的清理。 ? 浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程最短。

? 浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁的部位，以便于塑料

的流入。

? 避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，应使塑料能尽快流入型腔的各

个部位，以避免型芯或嵌件变形。

? 尽量避免使制品产生熔接痕，或使熔痕出现在制品的重要部位。

? 应使塑料在流入型腔时，能沿着平行型腔的方向均匀流入，并有利于型腔内气体

的排出。

? 浇口应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响制品的外观。

1.1.4 顶出机构

使塑件从模具上脱出来的机构称为顶出机构或脱模机构。顶出机构的动作方向与模具开模方向是一致的。良好的顶出机构要求脱模时塑件不变形和不损坏，而且顶出机构的位置应位于制件不明显处。

顶出机构的形式归纳起来可分为机械顶出、液压顶出和气动顶出3大类。在设计顶出

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系统时应遵循以下原则：

? 为使制品不致因顶出而产生变形，推力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位，如

制品上细长的中空圆柱，多采用推管（标准件通常为司筒）顶出。推力点的布置应尽量均匀。

? 推力点应作用在制品上承受力最大的部位，即刚性好的部位，如筋部、突缘和壳

体形制品的壁缘等处。

? 尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制品破裂和穿孔等，如壳体形制品

及筒形制品多采用推板顶出。

? 为避免使顶出的痕迹影响制品的外观，顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表

面。对于透明制品尤其要注意顶出位置及顶出形式的选择。 下面叙述几种顶出机构的形式和特点。 1．顶杆顶出机构

顶杆顶出机构是顶出机构中最简单、最常见的一种形式。由于顶杆截面多为圆形，因此其制造和修配方便，顶出效果好，在生产中广泛应用。但由于顶出面积一般比较小，易引起应力集中而顶穿塑件或将塑件顶变形，所以很少应用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。图1-13所示为顶杆结构。

2．顶管顶出机构

顶管顶出机构又称空心顶杆顶出机构，它适于环形、筒形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出。由于顶管整个周边接触塑件，故推顶塑件力均匀，塑件不易变形，也不留下明显的顶出痕迹。采用顶管顶出时，主型芯和凹模可同时设计在动模侧，有利于提高制件的同心度。对于过薄的塑件（厚度<1.5mm），尽量不要采用顶管顶出，因过薄的顶管加工困难，且易损坏。图1-14所示为顶管结构。

图1-13 顶杆结构 图1-14 顶管结构

3．推板顶出机构

推板顶出机构具有顶出力均匀、顶出效果好和无顶出痕迹等特点，特别适用于一模多腔，圆形与外形简单的产品脱模。缺点是使模具厚度增加，脱模孔位置的配合精度及加工精度要求较高。图1-15所示为推板顶出结构。