模具设计指南_完整版

序

第一章 前言

1.1工模部简介 1.2 产品介绍 1.2.1教育玩具产品 1.2.2电话产品

1.3 模具设计与制造流程图

第二章 常用塑料的性能和注射机

有关参数、功能的介绍

2.1 塑料分类

2.2 塑性塑料的分类及相关基本概念2.2.1 热塑性材料的分类 2.2.2 相关的基本概念 2.3 聚乙烯 2.3.1 基本性能

2.3.2 模具设计时应注意 2.4 聚丙烯

2.4.1 PP性能上的主要优点 2.4.2 PP性能的主要缺点 2.4.3 模具设计 2.5 聚苯乙烯

2.5.1 PS性能的主要优点 2.5.2 PS性能的主要缺点 2.5.3 PS的改性 2.5.4 模具设计 2.6 ABS

2.6.1 主要优点 2.6.2 主要缺点 2.6.3 ABS的改性 2.6.4 模具设计 2.7 聚碳酸酯

2.7.1 PC优良的综合性能 2.7.2 PC的主要缺点 2.7.3 模具设计

2.8 聚甲醛

2.8.1 主要优点 2.8.2 主要缺点 2.8.3 模具设计 2.9常用注塑机有关参数和电动注塑机预顶功能介绍

2.9.1 模具和注塑机的关系 2.9.2 FANUC机型的预顶出功能

第三章 胶件结构

3.1 注塑工艺对胶件结构的要求 3.1.1 壁厚 3.1.2 (筋)骨位 3.1.3 浇口

3.2 模具对胶件结构的要求 3.2.1 脱模斜度 3.2.2 擦、碰面 3.2.3 行位、斜顶 3.2.4 分模面 3.2.5 尖、薄钢位 3.2.6 胶件出模

3.3 产品装配对胶件的结构要求 3.3.1 装配干涉分析 3.3.2 装配间隙 3.3.3 柱位、扣位连接 3.4 表面要求

3.4.1 文字、图案和浮雕 3.4.2 胶件外形 3.4.3 表面纹理

附录1 客户资料的转换与处理 1.1 资料处理

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1.2 文件转换 1.3 IGS文件的处理

5.5.10 定距拉板 5.6模具图纸规范 5.6.1 视图格式 5.6.2 图纸编号 5.6.3 基准角标识 5.6.4 图纸输出要求

第四章 模具报价

4.1 模具类型

4.1.1 二板模(大水口模) 4.1.2 三板模(细水口模) 4.2 报价图的绘制及订料 第六章 物料清单“BOM”及文 4.2.1 绘制报价图 4.2.2 订料

4.2.3 模具材料选用

第五章 模具结构设计

5.1 胶件排位 5.2 分模面的确定 5.2.1 分模面选择原则 5.2.2 分模面注意事项及要求 5.3 模具强度 5.3.1 强度校核 5.3.2 提高整体强度 5.3.3 加强组件强度 5.4 成型零件设计

5.4.1 胶料的成形收缩率 5.4.2 脱模斜度

5.4.3 成形零件的工艺性 5.5 常用结构件设计 5.5.1 定位圈 5.5.2 唧咀

5.5.3 紧固螺钉

5.5.4 顶针

5.5.5 司筒 5.5.6 密封圈 5.5.7 拉料杆 5.5.8 垃圾钉

5.5.9 弹簧

件管理

6.1 物料清单“BOM”的编制

6.1.1 物料清单“BOM”的基本格式 6.1.2 物料清单“BOM”的要求 6.1.3 物料清单“BOM”的流程 6.2 文件管理

第七章 行位设计

7.1 常用行位机构类型 7.2 行位设计要求 7.3 前模行位机构 7.4 后模行位机构 7.5 内行位机构 7.6 哈呋模

7.7 斜顶、摆杆机构 7.8 液压(气压)行位机构

第八章 脱模机构

8.1 顶针、扁顶针脱模

8.1.1 顶针、扁顶针配合间隙 8.1.2 顶针固定

8.2 司筒脱模

8.2.1 司筒配合要求

8.2.2 大司筒针固定

8.3 推板脱模

8.3.1 机构要点 8.3.2 推板机构示例

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8.4 推块脱模 8.4.1 机构要点 8.4.2 推块机构示例 8.5 二次脱模 8.6 先复位机构

第九章 浇注系统、流道脱落机 构及排气

9.1 浇注系统设计原则 9.2 流道设计 9.3 浇口设计 9.4 流动平衡分析

应用Moldflow软件分析浇注平衡(另见CAE应用章节) 9.5 流道脱落机构 9.6 排气

第十章 模温控制

10.1模具温度控制的原则和方式 10.1.1模具温度控制的原则 10.1.2模具温度的控制方式 10.1.3常用胶料的注射温度与模具温度

10.2冷却系统设计

10.2.1冷却系统设计原则 10.2.2“O”型密封圈的密封结构 10.2.3冷却实例

第十一章 雕刻模具

11.1 制作流程 11.2 雕刻模具设计 11.3 雕刻模加工

放样雕刻、模具雕刻、电极雕刻

及PL面Fit模方法

第十二章 双色模具

12.1 ARBURG 520C注射机 12.1.1 设备技术规格 12.1.2 回转板尺寸 12.1.3 设备顶出结构 12.2 模具结构 12.2.1 一般结构 12.2.2 注意要点 12.2.3 后模冷却方式 12.3 模具示例

第十三章 无流道凝料模具

13.1 无流道凝料模具的基本形式 13.1.1 热唧咀模具结构示例 13.1.2 热流道模具结构示例 13.2 唧咀、热流道模具的注意事项13.3 热唧咀的选用 13.4 其它配件的选用

第十四章 模具CAE应用

14.1 CAE分析简介 14.2 流动平衡 14.3 冷却控制 14.4 收缩

第十五章 常用模具零件选用

15.1 顶针类标准 15.1.1 圆顶针 15.1.2 有托圆顶针 15.1.3 扁顶针 15.1.4 司筒 15.2 紧固件类标准

15.2.1内六角螺钉(杯头螺丝) 15.2.2外六角螺钉(垃圾钉)

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15.2.3内六角紧定螺钉(无头螺丝)

15.2.4内六角圆柱头轴肩螺钉(内六角起模顶杆脱模螺丝) 15.3 弹簧、弹弓胶

15.3.1 具用蓝色(轻荷重)弹簧 15.6 导柱、导套 15.6.1 导柱(边钉) 15.6.2 导套(边司) 15.7 银钢枝选择 15.3.2 圆线(黑色)弹簧 15.3.3 弹弓胶

15.4 浇口套(唧咀)、定位圈 15.4.1 浇口套(唧咀) 15.4.2 定位圈 15.5 密封胶圈

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第一章 前言

1.1. 工模部简介

VT-PL工模部建于1988年，以生产塑胶硅胶模为主。在模具制造与设计中, 采用 了CAD/CAM/CAE的技术，并装备了一批先进的数控设备。其中有高速切削加工中心、石墨电极加工中心、慢走丝线切割、NC火花机、三坐标测量仪等。应用了PRO/E、SPACE-E、MOLDFLOW等软件。

工模部目前有四个模具生产组，其功能包括了模具CAD/CAM、EDM与装配，除此还有模具工程组与技术支援组、模具维修组，共有员工140余人。其中工程师近30人，年产约400套模具。工模部以教育玩具与电话二大产品的塑胶模为主。 1.2.

产品介绍

1.2.1. 教育玩具产品

塑胶件以安全性为特点,能触摸部分都为圆角，要经受一定的摔机试验，在强度上也有较高的要求，雕刻件占了一定比例，外表面多为抛光面。 1.2.2. 电话产品

外观以电火花纹为主，注塑条件为高温、高压，故对模具有较高强度要求。

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第二章 常用塑料的性能和注塑机有关参数、功能的介绍 2.1 塑料的分类

2.2 热塑性塑料的分类和相关概念 2.3 聚乙烯 2.4 聚丙烯 2.5 聚苯乙烯 2.6 ABS 2.7 聚碳酸酯 2.8 聚甲醛

2.9 常用注塑机有关参数和电动注塑机预顶功能介绍

在注塑模具的设计过程中，模具材料的选择、流道系统的布置、冷却方案和顶出方案的设计，都和塑料本身的性质密切相关。尽管塑料的内部结构比较复杂，系统地掌握其性能也比较困难，然而，对于一般的模具设计工程师来说，对塑料特性作一些基本的了解和认识，比如：流动性、机械性能、物理性能、化学性能及成型工艺等等，将有很大的帮助。 2.1 塑料的分类

我们常说的塑料，是对所有塑料品种的统称，它的应用很广泛，因此，分类方法也各有不同。按用途大体可以分为通用塑料和工程塑料两大类。通用塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、改性聚苯乙烯(例如：SAN、HIPS)、聚氯乙烯(PVC)等，这些是日常使用最广泛的材料，性能要求不高，成本低。工程塑料指一些具有机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。其机械性能、电气性能、对化学环境的耐受性、对高温、低温的耐受性等方面都具有较优越的特点，在工程技术上甚至能取代某些金属或其它材料。常见的有ABS、聚酰胺(简称PA，俗称尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、有机玻璃(PMMA)、聚酯树脂(如PET、PBT)等等，前四种发展最快，为国际上公认的四大工程塑料。

按加热时的工艺性能，塑料又可以分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料在受热后分子结构转化成网状或体型而固化成型，变硬后即使加热也不能使它再软化。这种材料的特点是质地坚硬，耐热性好，尺寸比较稳定，不溶于溶剂。常见的有酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、不饱和聚酯(UP)等等。热塑性塑料在受热条件下软化熔融，冷却后定型，并可多次反复而始终具有可塑性，加工时所起的是物理变化。常见的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)及其改性品种、ABS、尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、有机玻璃(PMMA)等等。这类塑料在一定塑化温度及适当压力下成型过程比较简单，其塑料制品具有不同的物理性能和机械性能。 2.2 热塑性塑料的分类及相关基本概念

2.2.1.热塑性材料的分类

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我们现在接触的都是热塑性塑料，热塑性塑料可分为两大类：结晶形塑料和无定形塑料。所谓结晶，就是聚合物由熔融态分子的无次序状态到凝固态有规则地进行重排的性质。具有这种性质的塑料就叫结晶形塑料。反之，就叫无定形塑料，或叫非结晶形塑料。结晶形材料具有比较明显的熔点，当加工温度进入熔点后即出现粘流态，聚合物粘度迅速下降，发生不可逆的塑性形变。而无定形塑料，由常温下的固态加温直至软化最后到粘流态，中间没有明显的熔点。作为判别结晶形塑料和无定形塑料方法，一般来说，不透明的或半透明的是结晶形塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚酯等，透明的是无定形塑料，例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、聚砜等。当然，也有例外情况，比如ABS属于无定形塑料，却不透明。

2.2.2 相关的基本概念 a. 流动性

不同形态的热塑性塑料具有不同的工艺性能、收缩性能及物理、机械性能等。 一般来说，对于结晶形塑料，当加工温度高于其熔点时，其流动性较好，能很快的充满型腔，它所需要的注射压力也可以较小。而无定形塑料的流动性较差，因此，注入型腔的速度较慢，它所需要的注射压力也要较大。所以，在模具设计时，可以根据塑料的流动性来设计合理的流道系统尺寸，一方面可避免流道系统尺寸太大而浪费材料，同时也延长注塑成型周期，另一方面避免流道系统尺寸太小而导致充填、保压困难。当然，也有例外，比如，聚苯乙烯虽然是无定形塑料，但它的流动性却很好。反映流动性的指标通常有熔融指数(MFR)和表观粘度。MFR是指在熔体流动速率仪中，在一定的温度和负载下，熔体每10min从标准毛细管中流出的质量，它的单位是g/10min。对于高分子聚合物来讲，在通常的注塑成型条件下，它们的流动行为大都不服从牛顿流动定律，属于非牛顿流体，它们流动剪切应力与剪切速率的比值称为表观粘度。表观粘度在一定温度下并不是一个常数，可随剪切应力、剪切速率而变化，甚至有些还随时间而变化。 b. 收缩性

热塑性塑料由熔融态到凝固态，都要发生不同程度的体积收缩。而结晶形塑料一般比无定形塑料表现出更大的收缩率和收缩范围，且更容易受成型工艺的影响。结晶形塑料的收缩率一般在1.0%~3.0%，而无定形塑料的收缩率在0.4%0.8%。对于结晶形塑料，还应考虑其后收缩，因为它们脱模以后在室温下还可以后结晶而继续收缩，后收缩量随制品厚度和环境温度而定，越厚后收缩越大。

附表 2-1 :常见塑料的成型收缩率

塑料名称 收缩率(%) 塑料名称 收缩率(%)

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HDPE LDPE PP GPPS HIPS ABS PC c. 流变性

高聚物的流变性是指加工过程中，应力、形变、形变速率与粘度之间的关系。这就涉及到温度、压力、时间及分子结构、分子量大小及其分布对这些要素的影响。根据塑料的流变性，塑料又可分为剪敏性材料和热敏性材料。粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而迅速降低，这种塑料属于剪敏性塑料。常见的剪敏性塑料有ABS、PS、PE、PP、POM等等。如果熔体粘度对温度的依赖性越强，粘度随温度的上升而下降得越快，这种塑料属于热敏性塑料。常见的热敏性塑料PC、PA、PMMA等等。对于高分子聚合物来讲，剪切速率对以上两种材料的粘度都有影响，剪切速率的提高都可以在不同程度上降低熔体的粘度，可以使熔体产生“剪切变稀”现象。所以，在设计流道系统时，并不是流道尺寸越大，压力降就越小，适当小的流道尺寸可以提高熔体的剪切速率来降低粘度，进一步减少压力降，这种效果对剪敏性材料来得明显些。较小的浇口尺寸可以使增加熔体的剪切速率，产生大量的摩擦热，熔体温度明显上升，熔体粘度跟着下降，增加流动性。所以，小浇口的采用对于剪敏性塑料往往是成功的。但制品的壁厚较厚时，应该考虑到保压而适当加大浇口尺寸以延长浇口的凝固时间。 d. 取向效应

影响制品性能的因素还有塑料熔体在流动过程中的取向效应。塑料熔体的大分子在外力的作用下被拉伸而顺着流动方向互相平行排列，这种排列在塑料冷却凝固之前来不及消除而冻结在固态制品中，便形成了取向效应。取向效应会使制品的整体性受到削弱，表现为各个的方向的物理机械性能的不一致，也可能导致各个方向收缩不均匀，从而可能导致制品翘曲变形。按熔体中大分子受力的形式和作用的性质可分为剪切应力作用下的“流动取向”和受拉伸作用下的“拉伸取向”下。控制取向的条件有以下因素：

(1) 熔体温度和模具温度的下降会加强取向效应；

(2) 注射压力增加可提高剪切速率和剪切应力而加强取向效应； (3) 制品厚度越薄，取向效应越强； (4) 较大的浇口尺寸将加强取向效应。

1.5~3.5(2.0)* 1.5~3.0(1.5)* 1.0~3.0(1.5)* 0.4~0.8(0.5)* 0.4~0.6(0.5)* 0.4~0.7(0.5)* 0.5~0.7(0.5)* POM PA6 PA66 SPVC TPU PMMA PBT 1.8~2.6(2.0)* 0.7~1.5 1.0~2.5 1.5~2.5(2.0)* 1.2~2.0(1.6)* 0.5~0.7(0.5)* 1.3~2.2(1.6)* 注：带 “ * ” 的参数为本公司推荐值。 模具设计指南

有时采取某些特别的措施增强取向效应，使取向方向的拉伸强度和弯曲强度得 到提高。如拉伸薄膜、铰链等。 2.3 聚乙烯

聚乙烯(Polyethylene,简称PE)是塑料中产量最大的、日常生活中使用最普通的一种，特点是质软、无毒、价廉、加工方便。 注射用料为乳白色颗粒。分子式为：

[CH2 CH2] 由于主链为C-C键结构，无侧基，柔顺性好，分子呈规整的对称性排列，所以是一种 典型的结晶高聚物。

聚乙烯比较容易燃烧，燃烧时散发出石蜡燃烧味道，火焰上端黄色、下端蓝色，熔融滴落，离火后能继续燃烧。

目前大量使用的PE料主要有两种，即HDPE和LDPE。 2.3.1 HDPE和LDPE的基本性能

HDPE(低压高密度聚乙烯，俗称硬性软胶)分子结构中支链较少，相对密度

0.94g/cm3~0.965g/cm3，结晶度80%~90%。其最突出的性能是电绝缘性优良，耐磨性、不透水性、抗化学药品性都较好，在60℃下几乎不溶于任何溶剂；耐低温性良好，在-70℃时

仍有柔软性。缺点主要有：耐骤冷骤热性较差，机械强度不高，热变形温度低。

HDPE主要用来制作吹塑瓶子等中空制品，其次用作注塑成型，制作周转箱、旋塞、小载荷齿轮、轴承、电气元件支架等。

LDPE(高压低密度聚乙烯，俗称软胶)分子结构之间有较多的支链，密度

0.910g/cm3~0.925g/cm3,结晶度55%~65%。易于透气透湿，有优良的电绝缘性能和耐化学性能，柔软性、伸长率、耐冲击性、透光率比HDPE好，机械强度稍差，耐热性能较差，不耐光和热老化。

大量用作挤塑包装薄膜、薄片、包装容器、电线电缆包皮和软性注塑、挤塑件。 HDPE、LDPE在性能上的相同点：

1. 吸水率较低，成型加工前可以不进行干燥处理。 2. 聚乙烯为剪敏性材料，粘度受剪切速率的影响更明显。 3. 收缩率较大且方向性明显，制品容易翘曲变形。

4. 由於聚乙烯是結晶型聚合物，它的結晶均勻程度直接影響到製品密度的分布。所

以，要求模具的冷卻水佈置儘可能均勻，使密度均勻，保證製品尺寸和形狀精度。

2.3.2 模具设计时应注意：

1).聚乙烯分子有取向现象，这将导致取向方向的收缩率大于垂直方向的收缩率而引起的翘曲、扭曲变形，以及对制品性能产生的影响。为了避免这种现象，模具设计时应注意浇口位置的确定和收缩率的选择。

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2).聚乙烯质地柔软光滑，易脱模，对于侧壁带浅凹槽的制品，可采取强行脱模的方式进行脱模。

3). 由于聚乙烯流动性较好，排气槽的深度应控制在0.03mm以下。 2.4 聚丙烯

聚丙烯(Polypropylene,简称PP，俗称百折软胶) 由丙烯聚合而成，分子式为：

[ CH2 CH ] n CH3

属于结晶形高聚物，有着质轻、无毒、无味的特点，而且还具有耐腐蚀、耐高温、机械强度高的特点。注射用的聚丙烯树脂为白色、有蜡状感的颗粒。

聚丙烯容易燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，冒少量黑烟并熔融滴落，离火后 能继续燃烧，散发出石油味。

聚丙烯大致分为单一的聚丙烯均聚体和改进冲击性能的乙烯—丙烯共聚体两种。共 聚的聚丙烯制品其耐冲击性比均聚聚丙烯有所改善。 2.4.1 PP性能上的主要优点：

1).由于在熔融温度下流动性好，成型工艺较宽，且各向异性比PE小，故特别适于制作各种形状简单的制品，制品的表面光泽、染色效果、外伤痕留等方面优于PE料.

2).通用塑料中，PP的耐热性最好。其制品可在100℃下煮沸消毒，适于制成餐具、水壶等及需要进行高温灭菌处理的医疗器械。热变形溫度为100℃~105℃,可在100℃以上長期使用。

3).屈服强度高，有很高的弯曲疲劳寿命。用PP制作的活动铰链，在厚度适当的情况下(如0.25~0.5mm),能承受7000万次的折叠弯曲而未有大的损坏。

4).密度较小，为目前已知的塑料中密度最小的品种之一。常见塑料的密度范围见附表 2-2 。

表 2-2：常见塑料密度范围

塑料名称 HDPE LDPE PP GPPS HIPS ABS PC 2.4.2 PP 性能的主要缺点：

1.由于是结晶聚合物，成型收缩率比无定形聚合物如PS、ABS、PC等大。成型时尺寸又易受温度、压力、冷却速度的影响，会出现不同程度的翘曲、变形，厚薄转折处易产生凸陷，因而不适于制造尺寸精度要求高或易出现变形缺陷的产品。

密度范围 0.941~0.965 0.91~0.925 0.90~0.91 1.04~1.06 1.04~1.05 1.04~1.06 1.2 塑料名称 POM PA6 PA66 SPVC TPU PMMA PBT 密度范围 1.41~1.43 1.12~1.15 1.15 1.16~1.35 1.2 1.17~1.20 1.26~1.30 模具设计指南

2.刚性不足，不宜作受力机械构件。特别是制品上的缺口对应力十分敏感，因而 设计时要避免尖角缺口的存在。

3.耐候性较差。在阳光下易受紫外线辐射而加速塑料老化，使制品变硬开裂、染 色消退或发生迁移。 2.4.3 模具设计：

1).成型收缩率大，选择浇口位置时应满足熔体以较平衡的流动秩序充填型腔，确保制品各个方向的收缩一致。

2).带铰链的制品应注意浇口位置的选择，要求熔体的流动方向垂直于铰链的轴心线。

3).由于PP的流动性较好，排气槽深度不可超过0.03mm。 2.5 聚苯乙烯

聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS、GPS，俗称通用级PS或硬胶)是一种无定形透明的热塑性塑料，先由苯与乙烯加成得乙苯，再由乙苯制得苯乙烯，最后由苯乙烯加聚反应得聚苯乙烯。化学结构式为：

[ CH2 CH ] n

聚苯乙烯容易燃烧，火焰为橙黄色，浓黑烟炭束，软化、起泡，散发出苯乙烯单体

味。

2.5.1 PS性能的主要优点：

1). 光学性能好。其透光率达88%~92%,可用作一般透明或滤光材料器件，如仪表 、收录机上的刻度 盘、电盘指示灯、自行车尾灯的透光外罩等。

2).易于成型加工。因其比热低、熔融粘度低、塑化能力强、加热成型快，故模塑周期短。而且，成型温度和分解温度相距较远，可供选择范围广，加之结晶度低、尺寸稳定性好，被认为是一种标准的工艺塑料。

3).着色性能好。PS表面容易上色、印刷和金属化处理，染色范围广，注射成型温度可以调低，能适应多种耐温性差的有机颜料的着色，制出色彩鲜艳明快的制品。 2.5.2 PS性能的主要缺点：

1.其最大的缺点是性脆易裂。因其抗冲击强度低，在外力作用下易于产生银纹屈服而使材料表现为性脆易裂，制件仅能在较低的负载使用；耐磨性也较差，在稍大的磨擦碰刮作用下很易拉毛。

2.耐热温度较低。其制品的最高连续使用温度仅为60~80℃，不宜制作盛载开水和高热食品的容器。

1. 此外，PS的热胀系数大，热承载力较差，嵌入螺母、螺钉、导柱、垫块之类金属

元件的塑料制品，往往在嵌接处出现裂纹。

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4. 成型加工工艺要求较高。虽然PS透明、易于成型，但如果加工工艺不善，将带 来不少问题，例如：

a). PS制品老化现象较明显，长时间光照或存放后，会出现混浊和发黄。 b). PS对热的敏感性很大，很易在不良的受热受压加工环境中发生降解。 2.5.3 PS的改性

为了改善PS强度较低、不耐热、性脆易裂的缺点，以PS为基质，与不同单体共聚或与共聚体、均聚体共混，可制得多种改性体。例如：高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、苯烯腈-苯乙烯共聚体(SAN)等等。HIPS它除了具有聚苯乙烯易于着色、易于加工的优点外 ，还具有较强的韧性和冲击强度、较大的弹性。SAN具有较高的耐应力开裂性以及耐油性、耐热性和耐化学腐蚀性。 2.5.4 模具设计：

1.PS的热胀系数与金属相差较大，在PS制品中不宜有金属嵌件，否则当环境温度变化时，制品极易出现应力开裂现象。

2.因PS性脆易裂，故制品的壁厚应尽可能均匀，不允许有缺口、尖角存在，厚薄相连处要用较大的圆弧过渡，以避免应力集中。

3.为防止制品因脱模不良而开裂或增加内应力，除了选择合理的脱模斜度外，还要有较大的有效顶出面积、有良好的顶出同步性。

4.PS对浇口形式无特殊要求，仅要求在浇口和制品连接处用较大的圆弧过度，以免在去浇口时损伤制品。 2.6 ABS

ABS( Acrylonitrile - Butadiene - Styrene)俗称超不碎胶，是一种高强度改性 PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，化学结构式为：

[ ( CH2 CH )x ( C2H3 C2H3 )y ( CH2 CH )z ]n

CN

三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性：丙烯腈能使制品有较高的强度和表面

硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。

ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大一些。

ABS树脂是一种缓慢燃烧的材料，燃烧时火焰呈黄色，冒黑烟，气味特殊，在继续燃烧时不会熔融滴落。 2.6.1 主要优点：

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1.综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；

2.电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小； 3.耐低温达-40℃； 4.耐酸、碱、盐、油、水；

5.可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰； 6.较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。 2.6.2 主要缺点：

1. 不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解; 2. 耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；

3. 耐热性不够好。 普通ABS的热变形温度仅为95℃~98℃。 2.6.3 ABS的改性

ABS能与其他许多热塑性或热塑性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。 如将ABS加入PVC中，可提高其冲击韧性、耐燃性、抗老化和抗寒能力，并改善其加工性能；将ABS与PC共混，可提高抗冲击强度和耐热性；以甲基丙烯酸甲酯替代ABS中丙烯腈组分，可制得MBS塑料，即通常所说的透明ABS。综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料。 2.6.4 模具设计 1. 排气

为防止在充模过程中出现排气不良、灼伤、熔接缝等缺陷，要求开设深度不大于0.04mm的排气槽。 2.7 聚碳酸酯

聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC，俗称防弹玻璃胶)常指双酚A型聚碳酸酯，它性能优越，不仅透明度高，冲击韧性极好，而且耐蠕变，使用温度范围宽，电绝缘性、耐候性优良，无毒。是一种有优异工程性能的较理想的塑料，外观透明微黄，刚硬而带韧性。其分子式为：

CH3

[ O C O C ] n

CH3 O

聚碳酸酯的结晶倾向较小，没有准确的熔点，一般认为属于无定形塑料。流动性较差，冷却速度较快，制品易产生应力集中。它的流变性很接近牛顿型流体，它的粘度主要受温度影响。

模具设计指南

聚碳酸酯可缓慢燃烧，火焰呈黄色，黑烟炭束，熔融起泡，散发出特殊花果臭，离火后慢慢熄灭。

2.7.1 PC优良的综合性能 主要表现在以下几个方面：

1.机械强度高。其冲击强度是热塑性塑料中最高的一种，比铝、锌还高，号称“塑料金属”；弹性模量高，受温度影响极小；抗蠕变性能突出，即使在较高温度、较长时间下蠕变量也十分小，优于POM；其他如韧性、抗弯强度、拉伸强度等亦优于PA及其他一般塑料。PC的低温机械强度是十分可贵的。所以在较宽的温度范围内，低温抗冲击能力较强，耐寒性好，脆化温度低达-100℃；

2. 热性耐气候性优良。PC的耐热性比一般塑料都高，热变形温度为135~143℃， 长期工作温度达120~130℃，是一种耐热环境的常选塑料。其耐候性也很好，有人做过实验，将PC制件置于气温变化大的室外，任由日晒雨淋，三年后仅仅是色泽稍黄，性能仍保持不变；

3.成型精度高，尺寸稳定好。成型收缩率基本固定在0.5%~0.7%，流动方向与垂直方向的收缩基本一致。在很宽的使用温度范围内尺寸可靠性高。 2.7.2 PC的主要缺点：

1.是自身流动性差，即使在较高的成型温度下，流动亦相对缓慢；

2.是在成型温度下对水分极其敏感，微量的水分即会引起水解，使制件变色、起泡、破裂；

3. 抗疲劳性、耐磨性较差、缺口效应敏感。

PC优良的综合性能使其在机械、仪器仪表、汽车、电器、纺织、化工、食品等领域都占据著重要地位。制成品有：食品包装、餐饮器具、安全帽、泵叶、外科手术器械、医疗器械、高级绝缘材料、齿轮、车灯灯罩、高温透镜、窥视孔镜、电器连接件和镭射唱片、镭射影碟等。 2.7.3 模具设计

PC制品与模具设计除了遵循一般塑料制品与模具的设计原则外,还需注意以下几点：

1. 由于PC的流动性较差，所以，流道系统和浇口的尺寸都应较大，优先采用侧浇

口、扇形浇口、护耳式浇口；

2. 由于熔体粘度较大，要求型腔的材料比较耐磨；

3. 熔体的凝固速度较快，流动的不平衡对充填过程影响明显。为了防止滞流，型腔

应该获得较好的充填秩序；

4. PC对缺口较为敏感，要求制品壁厚均匀一致，尽可能避免锐角、缺口的存在， 转角处要用圆弧过渡，圆弧半径不小于1.5mm。

5. 为防止在成型过程中出现排气不良现象，需开设深度小于0.04mm的排气孔槽. 2.8 聚甲醛

模具设计指南

聚甲醛(Polyoxymethylene，简称POM，俗名赛钢)是一种没有侧链、高密度、高结晶度的线型聚合物，聚有优异的综合性能。这种材料最突出的特性是具有高弹性模量，表现出很高的硬度和刚性。

POM是一种结晶形塑料，熔融状态下具有良好的流动性，其表观粘度主要受剪切速率影响，是一种剪敏性材料，

按分子链化学结构不同，聚甲醛可分为均聚和共聚两种。均聚物的密度、结晶度、机械强度等较高，共聚物的热稳定性、成型加工性、耐酸碱性较好。

聚甲醛容易燃烧，火焰上端黄色、下端蓝色，并熔融滴落，散发出强烈的刺激性甲醛味，鱼腥臭，离火后能继续燃烧。 2.8.1 主要优点：

a.POM具有良好的耐疲劳性和抗冲击强度，适合制造受周期性循环载荷的齿轮类制品；

b.耐蠕变性好。与其他塑料相比，POM在较宽的温度范围内蠕变量较小，可用来作密封零件；

c.耐磨性能好。POM具有自润滑性和低摩擦系数，该性能使它可用来作轴承、转轴；

d.耐热性较好。在较高温下长期使用力学性能变化不大，均聚POM的工作温度在100℃,共聚POM可在114℃。

e.吸水率低，成型加工时，对水分的存在不敏感。 2.8.2 主要缺点:

a. 凝固速度快，制品容易产生皱纹、熔接痕等表面缺陷； b. 收缩率大，较难控制制品的尺寸精度；

c.加工温度范围较窄，热稳定性差，即使在正常的加工温度范围内受热稍长，也会发生聚合物分解； 2.8.3 模具设计

a.在熔融态时，凝固速度快，结晶度高，体积收缩大，为满足正常的充填和保压，要求浇口尺寸大一些，且流动平衡性好一些；

b.刚性好而韧性不足，弧形浇口不适合于POM，以防浇口断裂而无法正常脱模； c. 为防止POM分解而腐蚀型腔，型腔材料应该选用耐腐蚀的材料

d.POM熔体流动性较好，为防止排气不良、熔接痕、灼伤变色等缺陷，要求模具开设良好的排气槽，深度不超过0.02mm，宽度在3mm左右。 2.9 常用注塑机有关参数和电动注塑机预顶功能介绍 2.9.1 模具和注塑机的关系

为了降低注塑生产的成本，我们希望一套模具能在尽可能小的机型上生产，所以，工程师在模具设计时，应考虑能否在满足模具强度的条件下，将模坯尺寸控制在较小机型的容模范围。下面是我们常用注塑机系列日钢机、川口机和法兰克机的有关参数表：

模具设计指南

额定锁模力(吨) 机型 螺杆型号 额定射胶量(克) 容模尺寸(宽*高*厚度范围) ( mm * mm * mm ) J50E-C3 J50E-D A 50 56 310*460*160~300 J50E II-C J50E II-P KM50C KM50-C2 FANUC50C 55 B 310*440*150~300 320*460*150~350 46 46 J75E-D 75 J75E II-C J75E II-P 80 A 105 360*530*180~350 KM80C KM80-B2 B 100 360*520*180~350 J100E-D 100 KM100C FANUC100C A B A B A 410*604*200~400 160 410*580*180~400 95 197 200 460*660*200~450 410*610*150~450 KM140C 140 KM140-C2 J150E-D 250 273 335 273 335 248 510*750*200~490 510*740*220~450 J150SA II B &BM II 150 J150E II-P J150E II-C FANUC150C 180 220 J220SA II AM VII B KM180C J220E-D A BM II A 339 505 421 510*740*200~500 580*840*230~500 560*820*230~500 模具设计指南

B & BMII J220SB II J220E II-P J220E II-C 265 280 300 330 350 J350E II-C 450 850 备注：

1. 正常情况下，锁模力不应超过额定锁模力的90%； 2. 额定射胶量是以GPPS塑料的熔融状态为标准测定；

3. 正常使用射胶量(以GPPS为标准)范围：大于是15%额定射胶量，小于85%额定射

胶量；

4. 正常使用容模尺寸，表中给定的宽度和高度尺寸减 5mm，最小厚度加 5mm，最大

厚度减 5mm。

2.9.2 FANUC 机型的预顶出功能

FANUC型注塑机为全电动注塑机，其射胶、开合模、顶出动作由三组电机分别控制，具有预顶出功能，即在开模之前，就可执行顶出动作。预顶有三种模式：1.基本模式。其特点是预顶针顶出后要回缩，然后才开模。这种模式可用于“预剪浇口”的功能，节约人工剪切浇口的工作；2.保持模式。其特点是预顶针顶出后不回缩，一直保持在顶出位置，直到开模，顶针直接从预顶出结束位置开始顶出制品。这种模式可用于制品在型腔的“预压”功能，改善局部厚胶位置收缩过大的缺陷；3.后拉模式。其特点是预顶针不是向前顶而是向后拉。

505 B AM VII 421 A B B B BM VII 668 681 593 965 965 810 1511 2903 810*1175*380~750 1060*1560*550~1100 730*1035*320~670 610*815*200~560 610*900*300~600 710*1030*300~600 690*995*320~670 580*840*230~500 KM265-C KM280C KM280C2 FANUC300C J330SA II J350E-D AM VII B A J450E-D J850E-C3 模具设计指南

2.9.3 J850E-C3注射机的固定垫板尺寸

由于J850E-C3注射机的最小合模厚度为550.0mm，为满足合模要求，通常给 模具增加一块固定垫板，其尺寸见附图。2d\\J850C-E3.prt

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第三章 胶件结构

胶件结构不合理，会造成模具制造和胶件成形的困难；模具工程师应对胶件结构提出改进方案，并知会产品设计人员，由其确认。

当接到客户资料，应对资料进行必要的处理，其方式见本章附录1。

根据客户资料，胶件结构分析主要有以下几方面：(1)注塑工艺对胶件结构的要求；(2)模具对胶件结构的要求；(3)产品装配对胶件结构的要求；(4)表面要求。

3.1 注塑工艺对胶件结构的要求

胶件产生收缩凹陷、气烘、困气、变形、烧焦等工艺性问题,是与胶件的局部胶厚、浇口设置、冷却等因素影响有关。分析胶件结构的工艺性应从以下几方面进行。

3.1.1 壁厚

胶件壁厚应均匀一致，避免突变和截面厚薄悬殊的设计，否则会引起收缩不均，使胶件表面产生缺陷。

胶件壁厚一般在1～6mm范围内，最常用壁厚值为1.8～3mm，这都随胶件类型及胶件大小而定。

对已建3D模型之胶件，应用 Pro/E 进行截面分析，可发现胶件壁厚不均匀问题，其步骤：

Analysis  Model Analysis  Thickness  [给定最大胶厚和最小胶厚，选分析起始点和结束点，确定分析所对应的平行截面]Compute ,如图3.1.1 图3.1.2所示。 厚胶位易收缩凹陷

图3.1.1

两边薄胶位厚

0.3mm，易产生滞流，须加厚到0.8mm

图3.1.2

另外，胶件壁厚还与熔体充模流程有密切关系；其流程是指熔料从浇口起流向型腔各处的距离。在常规工艺条件下，流程大小与胶件壁厚成正比关系。胶件壁厚越大，则允许最大流程越长。可利用关系式或图表(见《塑料模具技术手册》68～69页)校核胶件成形的可能性。

胶件壁厚为2.5mm，常规成形条件，其常用料的流程如下： ABS ： 流程220 mm； HDPE： 流程280 mm；

PC ： 流程120 mm； POM ： 流程180 mm。

常见壁厚不均会产生的问题：

(1)局部厚胶位如图3.1.1所示，易产生表面收缩凹陷。

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(2)如图3.1.2所示，胶件两边薄胶位，易产生成形滞流现象。

(3)止口位如图3.1.3所示,胶厚采用渐变方法以消除表面白印；另有胶件内部拐角位增加圆角使其壁厚均匀。

胶厚渐变 增加圆角使壁厚均匀

壁厚不均匀影响流动

胶厚突变易产生白线

图3.1.3

(4)如图3.1.4所示，胶件平面中间凹位过深，实际成形胶件产生拱形变形；解决变

形的方法是减小凹位深度，使壁厚尽量均匀。

中间凹位过深，实际产生拱形变形

图

(5)如图3.1.5所示，尖角位表面易产生

减小凹位深度，解决变形

尖角位表面易产生烘印

烘印，避免烘印的办法是加圆角过渡。

3.1.2 (筋)骨位

加圆角避免烘印

图3.1.5

胶件骨位其作用有增加强度、固定底面壳、支撑架、按键导向等。由于骨位与胶件壳体连接处易产生外观收缩凹陷；所以，要求骨位厚度应小于等于0.5t(t为胶件壁厚),一般骨位厚度在0.8～1.2mm范围。

当骨深15mm以上，易产生走胶困难、困气， 模具上可制作镶件，也方便省模、排气。

骨深15mm以下，脱模斜度应有0.5˚以上；骨 深15mm以上，骨位根部与顶部厚度差不小于0.2mm， 如图3.1.6所示。

为改善某些深骨位的流动状况，骨位上增加走

胶米仔；如图3.1.7所示喇叭骨加走胶米仔，模具制作镶件。

图3.1.6

喇叭骨 加走胶米仔

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3.1.3 浇口

胶件浇口位置和入浇形式的选择，将直接关系到胶件成形质量和注射过程能否顺利进行。胶件的浇口位置和形式，应进行分析确定；对客户胶件资料中已确定的浇口，也需进行分析，对不妥之处提出建议。

浇口的设置原则如下：

(1)保证胶料的流动前沿，能同时到达 型腔末端，并使其流程为最短，如图3.1.8 所示；

(2)浇口应先从壁厚较厚的部位进料， 以利于保压，减少压力损失；

(3)型腔内如有小型芯或嵌件时，浇口 应避免直接冲击，防止变形；

(4)浇口的位置应在胶件容易清除的部位，修 整方便，不影响胶件的外观，如图3.1.9所示；

(5)有利于型腔内排气，使腔内气体挤入分模 面附近；

图3.1.8 胶片入浇 止口与入浇胶片根部断开，便于清理胶片 图3.1.9 入浇口在中间到胶件各个部位流程最短 流程为最远处位置 (6)避免胶料流动出现“跑道”效应，使胶件产生困气、熔接痕现象；

(7)避免浇口处产生气烘、蛇纹等现象，如图3.1.10 图3.1.11图3.1.12所示；

止口位胶片潜入浇口，避免表面气烘 图3.1.10 图3.1.11 外表面有气烘 弧形入浇口，表面 易有气烘，可改变入浇点

胶片、胶柱入浇口，表面易产生气烘 三点入浇，减小流动垂直向收缩大，产生的收缩不一致(各向异性)，提高胶件精度 图3.1.12 图3.1.13

(8)胶料流入方向，应使其流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀地流入，避免胶料 流动各向异性，使胶件产生翘曲变形、应力开裂现象，如图3.1.13 图3.1.14所示。

入浇口在长度方向均匀地流入，避免变形 成品为透明胶片模具设计指南

对一些胶料充模流动复杂的胶件，以及，一模多腔或多种成品的模具如图3.1.15所示，入浇口位置和尺寸的确定，可申请借助CAE(Moldflow软件)分析解决。

图3.1.15

一模多腔，多种成品 模具设计指南

3.2 模具对胶件结构的要求

分析胶件结构是否符合模具成形和出模的要求，可从如下几方面进行：脱模斜度、擦碰位、行位、斜顶、尖薄钢位、出模。

3.2.1 脱模斜度

胶件必须有足够的脱模斜度，以避免出现顶白、顶伤和拖白现象。脱模斜度与胶料性能、胶件形状、表面要求有关。

常用胶料最小脱模斜度的推荐值(见《塑料模具技术手册》67页)。对胶件3D文件中没有脱模斜度要求的部位，参照技术说明中一般脱模斜度的要求。胶件外观表面要求光面或纹面，其脱模斜度也不同，斜度值如下：

(1)外表面光面小胶件脱模斜度1˚，大胶件脱模斜度3˚； (2)外表面蚀纹面Ra < 6.3脱模斜度3˚，Ra6.3脱模斜度4˚； (3)外表面火花纹面Ra < 3.2脱模斜度3˚，Ra3.2脱模斜度4˚。 对已建3D模型之胶件，应用Pro/E进行脱模斜度检查，其步骤如下： Analysis  Surface Analysis  Draft Check[给定最大斜度值，选分析 Part或Surface，确定分析所对应的方向 面]  Compute。

应注意，在修改胶件脱模斜度时，还 需保证胶件装配关系和外观的要求，如图 3.2.1所示。

图3.2.1 模具上碰面 转轴位侧面斜度常为1˚，以保证外观和装配间隙的需要

3.2.2 擦、碰面

模具擦、碰面如图3.2.2所示。模具的 擦面应有斜度，擦面斜度有两个功用：

(1)防止溢胶，因为竖直贴合面不能加 预载；

(2)减少磨损。

分析擦、碰面可从如下几方面考虑；

图3.2.2

(1)保证结构强度。如图3.2.3为避免模具凸出部位变形或折断，设计上B/H之值大于等于1/3较合理。

模具上擦面 模具凸出部位

图3.2.3

模具设计指南

(2)防止产生披峰。如图3.2.3所示，碰面贴合值E1.2mm。如图3.2.4图3.2.5所示,保证擦面间隙值 e0.25mm。若按擦面斜度考虑， h3mm时，斜度 α5˚；h > 3mm时,斜度 α3˚；某些胶件对斜度有特定要求时，擦面高度 h10mm，允许斜度 α2˚ 。对擦碰面尖部封胶位应有圆角R0.5以上。

枕位擦面

图3.2.5 图3.2.4

(3)便于模具加工和维修。如图3.2.6 图3.2.7所示，转轴位模具上制作镶件。

α

图3.2.6

转轴

模具制作镶件位

图3.2.7

擦面 小碰面 3.2.3 行位、斜顶

胶件侧壁有凹凸形状、侧孔和扣位 时，模具开模顶出胶件前则须将侧向型 芯抽出，此机构称行位。如图 3.2.8 所 示，胶件外侧孔，需后模行位抽芯。如 图 3.2.9 所示，胶件内侧凹槽，若用斜 顶出模，顶部开距不够，须采用内行位。

图3.2.9

内侧壁凹形，内行位

侧孔，后模行位抽芯

图3.2.8 内侧壁扣位，斜顶抽芯 图3.2.10

另外，利用斜向顶出，顶出和抽芯同时完成的顶出机构称斜顶。对胶件上需抽芯的部位，当行位空间不够时，可利用斜顶机构完成。斜顶机构中，斜向顶出距离应大于抽芯距离( B > H )如图3.2.10所示，防止顶出干涉。

模具设计指南

如图3.2.11所示，胶件内、外侧壁都有凹形，内侧有骨位阻碍和高度不够原因，须对外侧壁前模行位，内侧壁斜顶出模。

内侧凹形，须斜顶

外侧壁凹形，前模行位

侧孔，前模行位抽芯

扣位斜顶

图3.2.12

图3.2.11

如图3.2.12所示，胶件侧孔周围不能有夹线，侧孔须前模行位抽芯，扣位斜顶 出模。

3.2.4 分模面

胶件资料中，不论分模面是否作出规定, 模具设计者都须具体确定；对已作规定的分 模面，存在不合理之处，应反馈对方。 分析胶件分模面时注意以下几点： (1)按外观要求，确定表面夹线位置，如 图3.2.13所示。

(2)将胶件有同轴度要求或易错位的部分， 放置分模面同一侧，如图3.2.14图3.2.15所示。

图3.2.15

(3)考虑脱模斜度造成的胶件大、小端尺寸差异，如图3.2.16所示。

按键孔，分模面放在中间，减小两端尺寸差异

分模面夹线

图3.2.13

胶件外形边缘与孔边易出现错位

胶件内小孔与沉孔为同一对称面，防止台阶边错位

图3.2.14 此分模面在沉孔底面，使小孔与沉孔不在同一侧，易产生模具积累误差，造成两孔错位

胶件图

模具分模面

图3.2.16

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(4)确定胶件在模具内的方位，使之形成的分模面应尽量防止产生侧孔或侧凹，以避免采用复杂的模具结构,如图3.3.16图3.3.17所示。

胶件水平放置，模具行位抽芯结构(容易)

胶件竖直放置，模具哈夫结构(复杂)

图3.3.17

3.2.5 尖、薄钢位

图3.3.16

避免影响模具强度及使用寿命的尖、薄钢位。一般尖、薄钢位在胶件上不易反映出来，分析它应结合胶件的模具情况。模具上产生尖、薄钢位的原因有两方面 —— 胶件结构和模具结构。

(1)胶件结构产生的尖、薄钢位。如图3.2.18图3.2.19所示，胶件双叉骨，模具上产生尖、薄钢位；可改为单叉骨或加大中间宽度，避免模具产生尖、薄钢位。

胶件 图3.3.18

(2)模具结构产生的尖、薄钢位。如图 3.2.20所示，胶件边缘圆角处，模具上易出 现尖钢；模具结构如图3.2.21所示，此方法 分模，出现尖钢；图3.2.22所示，分模面延 圆弧法线方向，可避免尖钢。

双叉骨 模具出现尖、薄钢

模具 图3.3.19

图3.2.20 胶件边缘圆角 模具一般方法分模，出现尖钢位 尖钢放大图

图3.2.21

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图3.2.22 垂直圆弧边分模，避免尖钢 局部放大图

3.2.6 胶件出模

胶件的出模通常使用顶针、司筒和推板顶出。若胶件上有特殊结构或表面光洁度要求时，需采用其它方式出模，如顶块顶出、斜向顶出、螺纹旋转出模、二次顶出等。对某些透明胶件的顶出，还须注意顶出痕迹不能外露。

如图3.2.23所示， 多腔薄壳小胶件，使用 推板顶出。

图3.2.23 推板顶出 如图3.2.24所示，胶件为透明薄片，为避免顶出夹线痕迹，采用顶块顶出；注意，此类胶件底边不要有圆角，防止顶出痕迹透出。 透明薄胶片，顶块 顶出

如图3.2.25所示，胶件有内凹弧，采用二次顶出机构，实现胶件出模。 图3.2.24

避免顶出夹线痕迹，底边不能有圆角 底边有圆角,顶出夹线痕迹易透出

胶件内凹弧 二次顶出

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3.3 产品装配对胶件结构的要求

胶件在产品中的装配关系，会给模具制造提供一些有关胶件要求的信息，如与其它胶件的配合间隙、连接方式等。

3.3.1 装配干涉分析

模具工程师根据各胶件的连接方式、配合间隙，装配3D模型；分析各胶件之间是否干涉。应用Pro/E，分析各胶件之间干涉情况，其步骤如下：

Analysis  Model Analysis  Pairs Clearance(分析一个组合中，两个零件之间的间隙或干涉情况)  [选择分析的两个Part或Surface]  Compute。

另一种，整个组合件的干涉检查方法：

Analysis  Model Analysis  Global Interference(分析整个组合中，各零件与零件之间的干涉情况)  [选择整个组合]  Compute (得出整个组合中，各零件与零件之间的干涉信息)。

3.3.2 装配间隙

各胶件之间的装配间隙应均匀，一般胶件间隙(单边)如下： (1)固定件之间配合间隙 0～0.1mm，如图3.3.1所示；

图3.3.2 图3.3.1

(2)面、底壳止口间隙0.05～0.1mm，如图3.3.2所示；

(3)规则按钮(直径Ø15 )的活动间隙(单边)0.1～0.2mm；规则按钮(直径Ø >15 ) 的活动间隙(单边)0.15～0.25mm；异形按钮的活动间隙0.3～0.35mm,如图3.3.3所示。 规则按钮间隙

异形按钮间隙 活动间隙

止口间隙 固定件之间间隙

3.3.3 柱位、扣位连接

图3.3.3

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分析连接各胶件的柱位、扣位，如图3.3.4图3.3.5所示。检查装配后的3D模型及各胶件2D文件中的柱位、扣位尺寸，它们的位置尺寸要保持一致。当胶件的柱位或扣位尺寸更改后，应对其配合胶件尺寸也进行更改。

图3.3.5

图3.3.4

由于柱位根部与胶壳连接处的胶壁会突然变厚，某些胶件资料中又没减胶的说明，

底、面壳柱位连接 底、面壳扣位连接 这时，模具上须在柱位根部加钢(加火山口)，避免胶件表面产生缩痕。 常见柱位尺寸加火山口数据如下表： 数值 高度 Ø b/Q˚ Ø d/E˚ 顶出 火山口 火山口底 吊针底 螺丝规格 H 方式 直径 胶厚H1 胶厚H2 M3 <20 Ø6.0/0.5˚ Ø2.4/0.25˚ 顶针 Ø9 1.7 1.3 20 Ø6.2/0.25˚ Ø2.4/0.25˚ 司筒 Ø9 1.7 1.3 M2.6 <20 Ø5.0/0.5˚ Ø2.1/0.25˚ 顶针 Ø9 1.8 1.4 20 Ø5.2/0.25˚ Ø2.1/0.25˚ 司筒 Ø9 1.8 1.4 注明：

1)上述数据平均胶厚为2.5，如图3.3.6所 示；

2)对小于M2.6的螺丝柱，原则上不设火山 口，但吊针底胶厚应在1.2至1.4mm； 3)对有火山口的螺丝柱,原则上都应设置火 箭脚，以提高强度及便于胶料流动。

图3.3.6

火箭脚

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3.4 表面要求

指各胶件在装配后，外露部分的状况；其胶件表面的文字、图案、纹理、外形及安全标准要求等。

3.4.1 文字、图案和浮雕

胶件上直接模塑出的文字、图案，如客户无要求，可采用凸形文字、图案。胶件的文字、图案为凹形时，模具上则为凸形，模具制作相对复杂。

模具上文字、图案的制作方法通常有三种： (1)晒文字、图案(也称化学腐蚀)；

(2)电极加工模具，雕刻电极或CNC加工电极； (3)雕刻或CNC加工模具。

若采用电极加工文字、图案，其胶件上文字、图案的工艺要求如下： (1)胶件上为凸形文字、图案，凸出的高度0.2～0.4mm为宜，线条宽度不小于0.3mm,两条线间距离不小于0.4mm，如图3.4.1所示。

(2)胶件上为凹形文字或图案，凹入的深度为0.2～0.5mm，一般凹入深度取0.3mm为宜；线条宽度不小于0.3mm，两条线间距离不小于0.4mm，如图3.4.2所示。

黑色位为凹入面 图3.4.2 图3.4.1

胶件表面浮雕的制作，常用雕刻方法加工模具。由于胶件3D文件不会有浮雕造型，黑色位为凸出面 2D文件上浮雕的大小也是不准确的，其浮雕的形状是依照样板为标准。因此，模具设计和制造人员，应了解雕刻模制作过程；对雕刻模的制作配合，如何定位，都应在分析中确定。

3.4.2 胶件外形

胶件外形应符合各类型产品的安全标准要求。胶件上，不应出现锋利边、尖锐点；对拐角处的内外表面，可用增加圆角来避免应力集中，提高胶件强度，改善胶件的流动情况，如图3.4.3所示。

胶件3D造型，若表面出现褶皱或细小碎面时，确定改善表面的方案；或者，在制造中修整电极，来满足光顺曲面的要求,如图3.4.4所示。

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3.4.3 表面纹理

胶件外观表面纹理的要求，常为光面或纹面；纹面又有晒纹(也称化学腐蚀纹)和火花纹两种。其脱模斜度(见3.2.1节)。

当胶件表面还需喷油、丝印时，胶件表面应为光面或幼纹面(Ra<6.3)，纹面过粗易产生溢油现象。丝印面选在胶件凸出或平整部位较好；喷油后的表面，会放大成型时产生的表面痕迹。

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附录1 客户资料的转换与处理

模具设计的主要依据是客户胶件资料，资料包括图纸、样板和电子文件。输入胶件资料，进行相应转换与处理，以达到模具设计所需的要求。

1.1 资料处理

胶件资料来源形式，并进行相应处理。

(1)图纸资料 根据图纸建成3D胶件模型或2D图形。

(2)样板资料 实测样板，建成3D胶件模型或2D图形。另外，依据样板采用雕刻 方法加工模具。

(3)电子文件 括2D或3D电子文件；常见2D格式为：xxx.prt、xxx.dwg、xxx.dxf 和xxx.igs；3D格式为：xxx.prt.x、xxx.igs、xxx.dxf和xxx.stp。如果文件格式符合要求，直接使用；否则，文件须进行相应转换与处理。

当同一胶件资料描述某一部位，出现两者不一致时，需由TE组确认。

1.2 文件转换

模房CAD/CAM常用软件有CADKEY、Pro/ENGINEER、Space-E/CAM和Mastercam。 2D文件为xxx.dwg用CADKEY转入；转入不成功,其原因是低版本软件不兼容高版本软件的文件。可先在AutoCAD软件内，输出一个低版本的 xxx.dwg或xxx.dxf文件，再回到CADKEY内转入。或者，用高版本的CADKEY转入xxx.dwg文件。

客户提供的3D文件是Pro/E软件建立的，如果调入不成功,其原因是低版本软件不兼容高版本软件的文件。可在高版本Pro/E上输出 xxx.stp或xxx.igs文件，再到低版本的Pro/E去转入。

当提供的3D文件是其它软件所建立时，文件格式通常为xxx.igs。转入Pro/E内，曲面与曲面之间构成了封闭的区域，则Pro/E系统会自动在封闭区域形成实体(实体的边界线成白色线条)，若曲面与曲面之间有间隙(一般称为“裂缝”),则有间隙的区域在画面上呈现黄色。因此，转入xxx.igs文件后，画面上某些区域呈黄色的线条,即代表这些区域需要修补。

1.3 IGS文件的处理

转入 xxx.igs文件形成裂缝，有如下原因： (1)原先相邻的两个曲面不相接，其情况如同 曲面被剥离开，如图1-1所示，或一个曲面穿透到 另一个曲面。

(2)原先被接合(Merge)或被裁剪(Trim)的曲 面变为没有被接合或裁剪，曲面边会多出去，如 图1-2所示。

(3)曲面的边扭曲变形，如图1-3所示。 (4)曲面丢失，呈现缺面。 (5)部分曲面被打乱。

图1-1

剥离曲面

图1-2

多出去曲面

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(6)一些辅助曲面都被转入，呈乱面。 处理上述问题的基本概念，是将曲面的边界 线整理为正常(或合理)的状态。对裂缝曲面的修 补方式如下：

(1)去除多余或辅助的曲面。在软件输出xxx.igs前，可先复制出实体表面，再输出只有实体表面的 xxx.igs文件，就可不带入多余的辅助曲面。或者，删除多余曲面，其步骤；

Feature  Redefine  [选转入进来的曲面任意处]  Heal Geometry (几何整修)  Delete  [选预删除的多余曲面]。

(2)软件自动修补小裂缝，其步骤；

Feature  Redefine  [选转入进来的曲面任意处] Heal Geometry Manual(手动修整边界线)  Fix Bndries(修整边界线)  Zip Gaps(修补小裂缝)  Auto Select(自动选出可修补的小裂缝) Zip Gaps  Accept(接受修补结果)

(3)软件无法自动修补的裂缝，其修补步骤；

Feature  Redefine  [选转入进来的曲面任意处] Heal Geometry

Manual Fix Bndries  Edit Bndry (编辑裂缝面的边界线)  [选需修补曲面]  SelContour(选择需修补有黄色的边界线变为淡 咖啡色显示)ModifyMoveVertex(移动端 点的方法修补，即先选择旧端点，再选择新 端点移动，如图1-4所示) Done

再修补面的边界线，选Fix Bndries  Zip Gaps  Sel Chain(选需修补相邻两边 新端点 界的面) Done  Zip Gaps  Accept

图1-4

旧端点

修补面边界的其它方法：Edit Bndry [选需修补曲面] Sel Contour Modify  Straighten (拉为直线，选择两点，将边界线恢复至该有的直线)  Merge Edges (合并段线，将链内多段线合并为一整段线)  Move Vertex (移动端点，使旧线段到正确的位置)  SetTanCond (改两段线为相切或垂直)  Divide (线条上增加断点)

另外，编辑整理边界时，建立新线条的方法如下： Edit Bndry [选需修补曲面]Sel Contour  Create

 Project (选择某线条，投影到要修整的曲面上)

 Make Isoline (选择两条线的交点,由此两条线中挑选所需的线条)  Connect (选择两个点，拉出直线或曲线后，再投影到要修整的曲面上)

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 Intersect (选择一个曲面，取得要修整曲面和所选择曲面的交线)

(4)曲面丢失，呈现缺面的裂缝，其修补前先确定曲面特征，再重新建立曲面，并将其Merge起来。对一些修补困难，其特征清楚的曲面，也可先删除，再重建曲面。

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第四章 模具报价

模具报价或模具订料，系指模具设计和制造前的准备工作。根据客户提供的胶件报价(参考)资料或正式胶件资料，确定胶件在模具中的位置和数量，以及模坯和模料的尺寸、材料。

4.1 模具类型

注射模具类型依据模具基本结构分为两类：一类是二板模也称大水口模；另一类是三板模也称细水口模。其它特殊结构的模具，也是在上述两种类型的基础上改变，如哈夫模、热流道模、双色模等。所有模具按固定在注射设备上的需要，又有工字模和直身模之分；通常模具宽度尺寸小于等于300mm，选择工字模如图4.1.1所示；宽度尺寸大于 300mm，选择直身模如图4.1.2所示。

图4.1.2 (直身模)

宽 > 300 图4.1.1 (工字模) 高 厚 模坯宽 宽 300 高 厚 4.1.1 二板模(大水口模)

二板模是指那些能从分模面分开成前、后两半模的模具。二板模常见类型如下图：

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4.1.2 三板模(细水口模)

三板模主要由三个部分或模板组成，开模后，各模板之间相隔一段距离，胶件从形成分模面的两块模板之空间距离落下，浇道则从另一空间距离落下(这是对冷流道模具来讲)，这种把胶件与浇道分隔开的模具称三板模。三板模如图4.1.7所示，其开模要求为:

D为模具中最长入浇道值，A=D+E+(10～15mm)，并且，A110mm(手横向取浇道 间距)；

(2) B+C=A+2mm，通常取C=10～12mm。 模镶件 浇道分开面 呵中镶件 模具设计指南

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4.2 报价图的绘制及订料

模具报价资料有报价图和订料单；报价图也是模具最初的设计方案，它为模具订料提供参考说明。

4.2.1 绘制报价图

非通框模具报价图如图4.2.1 图4.2.2所示。

行位开槽

注明：

图4.2.1 边钉 (导柱) (1)模具因行位或其它特殊结构使得模框 开槽，这时模具不应制作通框。 (2)线切割用料图中，料边距离f=30mm， e=5～10mm。

(3)由于行位引导伸长，所以边钉需加长。 通框模具报价图如图4.2.3 图4.2.4所示。

注明：

图4.2.3

(1)在模具结构允许的条件下，方铁宽度加宽 (N值加大)，提高托板强度，使C=5～15mm。 (2)模具(宽X高)为450X450mm 时：当模宽 <550mm，增加两个针板边；当模宽550mm 时，增加四个针板边。

呵中镶件线切割用料图 图4.2.2

针板边 托板 方铁 呵中镶件线切割用料图，料边距离 f=30mm,e=5～10mm 模具设计指南

(3)因有吊环螺钉孔，针板边到边框距离M40mm。 (4)模具精框角位R值：当框深 1～50mm，R=13mm； 当框深 51～100mm，R=16.5mm。 绘制报价图应反映模具的以下几方面：

(1)依据模腔数要求，进行胶件排位(详见5.1节)。

(2)确定胶件入浇形式，选择模具类型，如二板模或三板模。

(3)绘出模具机构的大体形状及位置要求，如行位斜度、行出距离及锁紧机构等。 (4)选定方铁高度，根据胶件各部位脱出后模型腔所需最大长度，使得H胶件脱模 最大长度+10mm顶位空间，如图4.2.3所示。

(5)绘出模具前、后模最大料厚要求如图4.2.3所示，前模厚Q，后模厚K。

(6)适当调整模具外形尺寸(宽X高X厚)，使模具能在最经济(较小)的注射设备上生产。

4.2.2 订料

订料是在已有报价图的基础上，绘制模坯简图，填写订料单，如图4.2.5 图4.2.6所示。

图4.2.5(模坯简图)

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坯简图和订料单的制作需注意以下几点：

(1)为使模坯简图和订料单传送(FAX)清楚，简图和料单中的数值(除特殊值外)以整数表示。

(2)模坯简图只反映模坯制作公司所做的内容,报价图中其它结构内容都须删去。 (3)模具前、后模型腔板(如图4.2.6所示，板4、板5)，须注明开精框或粗框，及通框分中或非通框分中，非通框分中还须有深度值；对加工非对称框时，简图中必须详细绘出注明。

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(4)拉令(吊环孔)，对型腔模板厚100mm,外形400X400mm,注为“十字公制”——四边框中间位制作吊环孔；厚为<100mm，外形<400X400mm，注为“公制”——只在长度方向两边中间位制作吊环孔。

(5)模具镶件(如图4.2.6所示模镶件、呵镶件、呵中镶件)的料厚，应预留加工余量,在报价图(如图4.2.3所示,料厚Q、K值)厚度尺寸上加厚1～2mm；另外，所订镶件钢料需注明“锣磨正曲尺”。

(6)选择模具钢料应前模硬度高于后模，前、后模硬度相差HRC5度以上；当模具钢料需淬火处理时，选用M310或S136。

4.2.3 模具材料选用

现本公司常选择的钢材厂家为“利昌五金机械钢材”；常用模具材料如下表：

材料牌号 出厂硬度 M238 718S M238H 718H M202 MUP M310 S136 M300 S136H HRC30～34 适用模具 适用塑料 热处理 淬火至HRC 火焰加硬至 HRC52 预加硬、 ABS、PS、 不须淬火 淬火至HRC 淬火至HRC57 PC、PVC、 淬火至HRC 耐腐蚀、透明件 不耐腐蚀 备注 需抛光的前模、 ABS、PS、 PE、PP、PA HRC31～36 前模镶件 HRC33～41 需抛光的前模、HRC35～41 前模镶件 HRC29～33 (大模)前模、后PE、PP HRC28～34 模、镶件、行位 退火HRC20 镜面模、前模、退火HRC18 后模 HRC31～35 镜面模、前模、HRC31～36 后模 (大模)后模、模板、后模镶件 HB170～220 (含模镶件、呵镶件) (小模)前模、镶HRC32～38 件、行位 PMMA、POM、 淬火至HRC48 TPE、TPU 预加硬、 不须淬火 黄牌钢 ABS、PS、 PE、PP、PA 不耐腐蚀 预加硬、 不须淬火 2738H 需抛光的前模、2316VOD HRC35～39 后模、镶件、行位 需纹面的前模、2316ESR HRC27～35 后模、镶件、行位 2311

PC、PVC、 PMMA、POM、 淬火至HRC48 耐腐蚀 TPE、TPU (大模)前模、后ABS、PS、 HRC29～35 模、镶件、行位 PE、PP 火焰加硬至 HRC52 不耐腐蚀 模具设计指南

K460 NAK55 退火HRC20 淬火至HRC 预加硬、 不须淬火 ABS、PS、 PE、PP PC、PVC、 预加硬、 不须淬火 预加硬、 不须淬火 耐腐蚀、透明件 后模、镶件、行HRC40～43 位 前模、后模、镶HRC40～43 件、行位 镜面模、前模、HRC32～36 后模 NAK80 PAK90 PMMA、POM、 TPE、TPU 注：(1)大模指模坯(宽X高)大于250X350mm； (2)氮化处理除不锈钢不宜外(如M310、S136、M300、S136H、2316VOD、2316ESR、 PAK90)，其它钢料均可氮化处理，氮化后表面硬度达HRC59。

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第五章 模具结构设计

模具结构由注射机类型和胶件特点所决定，由于胶件千变万化及所用注射机不同，模具结构也各不相同，但无论怎样变化，进行模具设计时应着重从以下几个方面考虑： (1)注塑机的技术规格(见第二章)

(2)塑胶的工艺性能(见第二章)

(3)浇注系统，包括流道、浇口等 (见第九章) (4)成型零部件 (5)常用结构零部件 (7)顶出机构(见第八章) (9)排气(见第九章)

(6)行位机构 (见第七章) (8)模具温度控制(见第十章) (10)模具材料(见第四章)

模具设计时，应综合考虑各种因素，选择合理的结构形式,满足模具成形的目的。以下就几个其他章节未加讨论的较主要得内容加以说明。

5.1 胶件排位

胶件排位是指据客户要求,将所需的一种或多种胶件按合理注塑工艺、模具结 构进行排列。胶件排位与模具结构、塑胶工艺性相辅相成，并直接影响着后期的注塑工艺,排位时必需考虑相应的模具结构，在满足模具结构的条件下调整排。

从注塑工艺角度需考虑以下几点：

(1)流动长度。每种胶料的流动长度不同，如果流动长度超出工艺要求，胶件 就不会充满。(具体参见第二章)

(2)流道废料。在满足各型腔充满的前提下,流道长度和截面尺寸应尽量小，以 保证流道废料最少。

(3)浇口位置。当浇口位置影响胶件排位时，需先确定浇口位置，再排位。在 一件多腔的情况下，浇口位置应统一。

(4)进胶平衡。 进胶平衡是指胶料 在基本相同的情况下,同时充满各型腔。 为满足进胶平衡一般采用以下方法:

A.按平衡式排位(如图5.1.1)，适合 于胶件体积大小基本一致的情况。

图5.1.1

B.按大胶件靠近主流道，小胶件远离主流道的方式排位，再调整流道、浇口尺寸满足进胶平衡 (关于流道、浇口设计详见第九章)。

注意：当大小胶件重量之比大于8时，应同产品设计者协商调整。在这种情况下，调整流道、浇口尺寸很难满足平衡要求。

(6)型腔压力平衡。型腔压力分两个部分,一是指平行于开模方向的轴向压力；二是指垂直于开模方向的侧向压力。排位应力求轴向压力、侧向压力相对于模具中心平衡，防止溢胶产生批峰 。

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满足压力平衡的方法：

A.排位均匀、对称。轴向平衡如图5.1.2；侧向平衡如图5.1.3

非对称排位

不好

图5.1.2

B.利用模具结构平衡 如图5.1.4 这是一种常用的平衡侧压力的方法，具体的技术要求参见下节。

从模具结构角度需考虑一下几点 (1)满足封胶要求

排位应保证流道、唧咀距前模型腔 边缘有一定的距离,以满足封胶要求。一 般要求D1≥5.0mm，D2≥10.0mm，如图 5.1.5所示。

行位槽与封胶边缘的距离应大于15.mm。 (2)满足模具结构空间要求

排位时应满足模具结构件，如铲鸡、行位、斜顶等的空间要求。同时应保证以下几点：

A.模具结构件有足够强度 B.与其它模胚构件无干涉

C.有运动件时,行程须满足出模要求.有多个运动件时，无相互干涉.如图5.1.6 D.需要司筒的位置要避开顶棍孔的位置

F

对称排位 较好

增加斜面锁紧平衡侧向压力

左、右对称侧向力平衡

图5.1.3

图5.1.4

前模型腔边缘

图5.1.5

唧咀

两个斜顶之间要避免干涉

避免距离不足，以免斜顶底部超出顶模具设计指南

(3)充分考虑螺钉、冷却水及顶出装置

为了模具能达到较好的冷却效果,排位时应注意螺钉、顶针对冷却水孔分的影 响，预留冷却水孔的位置。

(4)模具长宽比例是否协调

排位时要尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸，且长宽比例要适当，同时也要考虑注塑机的安装要求。

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5.2 分模面的确定

5.2.1 分模面选择原则

打开模具取出胶件或浇注系统的面，称之为分模面。分模面除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、行位、顶出、加工等多种因素影响。合理的分模面是塑件能否完好成型的先决条件。一般应从以下几个方面综合考虑：

(1)符合胶件脱模的基本要求，就是能使胶件从模具内取出，分模面位置应设在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。

(2)确保胶件留在后模一侧，并利于顶出且顶针痕迹不显露于外观面。 (3)分模线不影响胶件外观。分模面应尽量不破坏胶件光滑的外表面。 (4)确保胶件质量，例如,将有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等 (5)分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要行位成形，力求行位结构简单，尽量避免前模行位.。

(6)合理安排浇注系统，特别是浇口位置。

(7)满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。

(8)有利于模具加工。

5.2.2 分模面注意事项及要求

(1)台阶型分模面

一般要求台阶顶面与根部的水平距离 D≥0.25，如图5.2.1所示。为保证D的要求， 一般调整夹角“A”的大小，当夹角影响产 品结构时，应同相关负责人协商确定。当

图5.2.1

分模面中有几个台阶面，且H1≥H2≥H3时，角度“A”应满足A1≤A2≤A3，并尽量取同一角度方便加工。

角度“A”尽量按下面要求选用： 当H ≤ 3mm，斜度 α ≥ 5˚； H > 10mm，斜度α ≥ 1.5˚；

某些胶件斜度有特殊要求时，应按产品要求选取。 (2)曲面型分模面

当选用的分模面具有单一曲面(如柱 面)特性时，如图5.2.2，要求按图5.2.2a 的型式即按曲面的曲率方向伸展一定距 离建构分模面。否则，则会形成如图

图5.2.2

3mm ≤ H ≤ 10mm，斜度α ≥3˚；

错误 正确 图5.2.2a

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5.2.3a所示的不合理结构，产生尖钢及尖

角形的封胶面，尖形封胶位不易封胶且易于损坏。

当分模面为较复杂的空间曲面，且无法按曲面的曲率方向伸展一定距离时，不能将曲面直接延展到某一平面，这样将会产生如图5.2.4a所示的台阶及尖形封胶面，而应该延曲率方向建构一个较平滑的封胶曲面，如图5.2.4b所示。

台阶及尖形 封胶面

(3)封胶距离

模具中，要注意保证同一曲面上有效的封胶距离。如图5.2.3a ,5.2.3b所示,一 般情况要求D≥3mm

基准平面

图5.2.5a

(4)基准平面

基准平面 图5.2.5b

斜面

图5.2.4a 不合理结构

图5.2.4b 合理结构

延伸或建构较平滑的曲面 在建构分模面时，若含有台阶型、曲面型等有高度差异的一个或多个分型面时，必需建构一个基准平面，如图5.2.5a ，5.2.5b所示。

基准平面的目的是为后续的加工提供放置平面和加工基准。

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(5)分模面转折位 如图5.2.6

此处的转折位是指不同高度上的分型面 为了与基准平面相接而形成的台阶面。 台阶面要求尽量平坦，图示尺寸“A”一般 要求大于15º，合模时允许此面避空。转角R 优先考虑加工刀具半径，一般R≥3.0mm。

(6)平衡侧向压力

由于型腔产生的侧向压力不能自身平衡, 容易引起前、后模在受力方向上的错动，一 般采用增加斜面锁紧,利用前后模的刚性,平 衡侧向压力，如图5.2.7所示,锁紧斜面在合 模时要求完全贴合。

角度A一般为15°,斜度越大,平衡效果越差。 (7)唧嘴碰面处平坦化

构建分模面时，如果唧嘴附近的分型面有 高度差异，必须用较平坦的面进行连接，平坦 面的范围要大于唧嘴直径，一般有效面积应大 于Ø18mm,如图5.2.6所示

图5.2.8

分型面1 连接平坦面 分型面2 1--唧嘴 2--平坦面 3--唧嘴直 径范围

1—前模 2—型芯 3—后模

图5.2.7

紧斜面 对应锁

1—基准平面 2—型腔1 3—型腔2 4—后模 5—前模

图5.2.6

(8)细小孔位处分模面的处理

不论小孔处原身留，还是镶针，一般采取以下方法，对孔位进行构造。为了模具制作简单，建议孔位处镶针，但须经过设计者允许。 A.直接碰穿 如图5.2.9 ，适用于碰穿位较平坦的 结构。但对于“键盘”类的按键孔(如图5.2.10a)，

适用于碰穿位较平坦的结构 模具设计指南

为了改变有可能产生的“批锋”的方向，常采用 插穿形式的结构及尺寸，如图5.2.10b所示。

B.中间平面碰穿 如图5.2.11a，适用于碰穿位较陡峭的结构

采用中间平面碰穿的结构可以有效缩短碰穿孔处钢位的高度，改善钢位的受力情况。为避免前、后模偏位，建议采用5.2.11a图示尺寸及结构。图5.2.11b所示结构中，由于在碰穿处产生侧向分力，当碰穿孔较小时，在交变应力的作用下，碰穿孔处的钢位易于断裂，影响模具寿命。

合理结构 图5.2.11a

增加此处刚度 原碰面较陡峭

不合理结构 图5.2.11b

产生侧向分力 易于断裂

C.插穿 一般不采用，仅仅用在以下所示的情况。

(1)当“a”点与“b”的高度差小于0.5mm时，如图5.2.12a，采用插穿结构。 (2)当“a”点高于“b”点时，如图5.2.12b，采用插穿结构。

图5.2.12a

图5.2.12b

图5.2.12c

当采用插穿结构时，常采用图5.2.12c所示结构及尺寸。封胶面最小距离须保证1.0mm；导向部位斜度A≥5º 长度H≥2.5mm。

(9)避免产生尖钢

当分型线须分割一个曲面时， 产生“B”所示位的尖钢

法线方向,合理的分型面

为了避免产生尖钢,分型面的方向

产生“A”所示位的尖钢

模具设计指南

应为分型线上任一点的法线方向。 如图5.2.13所示。

(10)综合考虑产品外观要求

对于单个产品，分型面有多种选择时，要综合考虑产品外观要求，选择较隐蔽的分型面。对于有行位分型的成品，行位分型线必须考虑相邻成品的结构，如相邻成品同样需要行位分型，那幺行位分型线应调整对齐；如图5.2.14a；5.2.14b；5.2.14c；如相邻成品不需行位分型，在满足结构的情况下，行位分型线应尽量缩短如图5.2.7d

对齐效果好

图5.2.14c

成品3

为不影响外观，图示位应尽量小 图5.2.14d

成品1 成品2

图5.2.14a

未对齐，不好 图5.2.14b

模具设计指南

5.3 模具强度

普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求，足够的强度才可以保证模具能正常工作。 由于模具形式较多，计算也不尽相同且较复杂，实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具能正常工作。

5.3.1 强度校核

模具强度计算较为复杂，一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法， 原则是：选取最不利的受力结构形式，选用较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分提高模具强度。

为保证模具能正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，也要校核模具局部结构的强度。

整体性强度主要针对型腔侧壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，计算按MQP702中附录D《模具设计验证》执行。实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。

对于其他零部件，如镶件、斜顶、行位、铲鸡、甚至导柱等的强度，根据下面的简单计算进行校核，校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算，选取较大的尺寸。(参见《材料力学》上册p174/p212/p259，高等教育出版社，刘鸿文主编) 简化模型如图5.3.1所示

MMax 强度计算：[δ]= WZ FL3 弯曲计算：fy= 3EIZ 图5.3.1

3 F—杆件所受的力; fy—弹性变形量

MMax最大弯距

πDWZ抗弯模量,方形件WZ= 圆形件WZ= 32 6 abab3 2 Z截面模量,方形件WZ= 圆形件 IZ = πD4 12 D—圆直径

[δ]—允许最大抗弯应力， 王牌钢[δ]=200 Mpa ； 预硬化模具钢[δ]=300~350Pa E=2.1X10 Mpa

5

5.3.2提高整体强度

较好! 模具设计指南

(1)尽量避免凹腔内尖角，如图5.3.2 增加圆 角对增强侧壁刚度有较明显的帮助，另外也可减 小应力疲劳，延长模具使用寿命，所以前后模框 的四个角必需制成圆角，前后模中的镶件也应尽 力避免尖角的出现

(2)增加锁紧块,减少弹性变形。如图5.3.3

锁紧块 图5.3.3

(3) 减小方铁间距，如图5.3.4

为减少弹性变形量y，在可满足顶出的条件下，尽量减小方铁间距L，同时将型腔压力移向方铁，尽量保证图示要求。

图5.3.4

(4)注意模肉镶拼时的方向，选择合理的镶拼结构。如图5.3.5所示。 镶件1 镶件2

不合理 合理

图5.3.5

(5)增加撑头 如图5.3.6

角度不小于5°一般采用10°

y---虚拟弹性变形量 w---型腔壁厚

对于深腔模具，为了减小弹性变形量，在前后模之间加斜面锁紧块，利用模板的刚性以加强对型腔壁的约束

镶件1

镶件2

模具设计指南

撑头的布置需根据实际情况而定，数量尽可 能多，装配时两端面必需平整，且所有撑头高度 需一致。

撑头常用规格：Ø38mm Ø45mm 撑头材料：王牌钢

5.3.3 加强组件强度

对于模具而言，组件的强度与整体强度同等重要，组件的受力情况复杂，除通过简单计算进行校核外，必须遵守一个基本原则：强度最强，即是说在结构空间容许时，组件结构最大化。

下面列举几类可提高组件强度的方法。 (1)修改胶件结构，避免产生尖钢、簿钢。

由于胶件结构不合理，将引致模具尖钢、簿钢时，应与产品设计协商解决。

改进后结构 弹性变形 1—前模 2—小镶件3—后模 产生薄钢，不合理结构。小镶件可能产生如右图所示的弹性变形

(2)增加锁紧块图5.3.7 (铲鸡)强度。如图5.3.8 ，改进模具结构，提高组件

(3)利用模胚刚性，提组件(铲鸡)强度。 如图5.3.9

角度不小于5°,一般取10° 增加锁紧提高强度 1—锁紧块 2—铲鸡 3—行位 强度较小 图5.3.8

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(4) 改善组件结构，增大组件尺寸，提高组件强度。

图5.3.10所示中，左图“W1”较小，易变形；右图不仅改善了组件结构，并增大了组件尺寸“W2”，有利于提高强度。在此结构中，为了减小变形，还应该增加图示“R”处的圆角，减小“H”的尺寸， “H”一般取8.0~10.0mm.

“W1”尺寸较小，易产生弹性变形。虚线为虚拟变形 图5.3.10 增加“W2”尺寸 提高行位刚度 (5)高型芯或长型芯端部定位，提高强度，减少型芯变形。 在具有高型芯或长型芯 的模具结构中(如图5.3.11a)， 设计时应充分利用端部的通 孔对型芯定位，如图5.3.11b 结构所示。端部不允许有通 孔时，应同模具设计负责人 协商解决。

(6)利用镶拼结构，提高局部强度。图 5.11a

图5.11b

端部定位 无端部定位时，易弯曲变形

模具设计指南

在胶件的细小结构处，如果存在薄钢或应力集中点(如图5.3.12a)，设计时应将此处设计成镶拼结构，以消除应力集中点，减小疲劳损坏，也有利于对镶件进行热处理而增加强度，如图5.3.12b所示。

薄钢

易产生应力集中 图5.3.12a

应力集中点

镶拼结构 消除了应力集中点

无应力集中 图5.3.12b

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5.4成形零件设计

模具零件按其作用可分为成形零件与结构零件，成形零件是指直接参与形成型腔空间的结构件，如凹模(型腔)、凸模(型芯)、镶件、行位等；结构零件是指用于安装、定位、导向、顶出以及成形时完成各种动作的零件，如定位圈、唧咀、螺钉、拉料杆、顶针、密封圈、定距拉板、拉勾等等。常用结构零件参见下节。成形零件设计时，应充分考虑胶料的成形收缩率、脱模斜度、制造与维修的工艺性等。

5.4.1胶料的成形收缩率

胶料的成形收缩受多方面的影响，如胶料品种、胶件几何形状及大小、模具温度、注射压力、充模时间、保压时间等，其中影响最显著的是胶料品种、胶件几何形状及壁厚。不同的胶料具有不同的收缩率范围(参见第二章，常用塑料)，具体的收缩率根据推荐值而定，如有改动，需相应负责人确定。

值得注意的是，对同一胶件增加收缩值时，3D设计和2D设计所选用的参考点应相同，否则将会使3D和2D设计不统一。 5.4.2脱模斜度

合理的脱模斜度是便于脱模、获取高质量表面要求的必要条件。在胶件设计时，一般都会给出较为合理的脱模斜度。但由于有时考虑不周，胶件选用或形成了不合理的脱模斜度，这将势必影响胶件的表面质量，所以在模具设计时应对胶件的脱模斜度进行检查，并与相关的负责人协商解决不合理的地方。以下是对脱模斜度的一般要求：

(1)常用胶料如ABS、HIPS、PC、PVC等，胶件外表面的脱模斜度参照下述选用： 外表面为光面的小胶件，脱模斜度 ≥ 1˚；大胶件的脱模斜度 ≥ 3˚ 外表面蚀纹面Ra < 6.3，脱模斜度 ≥ 3˚；Ra ≥ 6.3，脱模斜度 ≥ 4˚ 外表面火花纹面Ra < 3.2，脱模斜度 ≥ 3˚；Ra ≥ 3.2，脱模斜度 ≥ 4˚

(2)不论胶件内表面的骨位、柱位是否设计有脱模斜度，在进行模具设计时，都应按下述要求增加或修改脱模斜度。

骨位根部的厚度小于0.5t，(“t”为胶件的壁厚)；骨位顶部的厚度应大于或等于0.8mm，具体的脱模斜度依照已确定的厚度差及骨位的高度而定。若骨位长度方向两侧需要脱模斜度时，在不影响胶件内部结构的情况下，应选取较大的脱模斜度。

柱位的要求按第三章第三节的内容对其进行修改。

(3)在增加或修改擦、碰穿位的脱模斜度时，按第五章第二节中对台阶型分模面的要求选用， 影响胶件结构时，应与相关负责人协商解决。

5.4.3成形零件的工艺性

模具设计时，应力求成形零件具有较好的装配、加工及维修性能。为了提高成形零件的工艺性，主要应从以下几点考虑：

(1)不能产生尖钢，薄钢 如图5.4.1a；5.4.1b；5.4.1c

镶件上产生尖角

大镶件上产生尖角

大镶件

模具设计指南

当镶件与镶件的距离D较小时，为避免产生薄钢，应选择性的制做镶件，如在图5.4.3中，在D较小时，应选择其中之一制做镶件。 (2)易于加工

易于加工是成型零件设计的基本要求， 模具设计时，应充分考虑每一个零件的加 工性能，通过合理的镶拼组合来满足加工 工艺要求。例如，为了胶件止口部位易于 加工，一般采用图5.4.2a、5.4.2b所示的镶 拼结构。其他组合方式或不做镶拼均为不 合理的设计结构。

镶件

(3)易于修整尺寸及维修

对于成型零件中，尺寸有可能变动的 部位应考虑组合结构，如图5.4.3所示；对 易于磨损的碰、擦位，为了强度及维修方 便，应采用镶拼结构。

(4)保证成型零件的强度 (参见第五章第三节) 图5.4.3

(5)易于装配

针对镶拼结构的成型零件而言，易于装配是模具设计的基本要求，而且应避免安装时出现差错。对于形状规整的镶件或模具中有多个外形尺寸相同的镶件，设计时应考虑避免镶件错位安装和同一镶件的转向安装。常常采用的方法是镶件非对称紧固或定位 。如图5.4.4b所示。

在图5.4.4a中，紧固位置对称，易产生镶件1与镶件2的错位安装，同一镶件也容易转向安装。在图5.4.4b中，每个镶件的紧固位置非对称布置，且镶件1与镶件2的紧固排位也不相同，从而避免产生错位安装及同一镶件转向安装。另外，为了避免错位安装，也可采用定位销非对称排布的方法。

镶件1

镶件2

图5.4.1c

镶件

图5.4.2a 图5.4.2b

易于修正外形尺寸 镶件1 镶件1

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(6)不能影响外观

在进行成型零件设计时，不仅要考虑其工艺性要求，而且要保证胶件外观面的要求。胶件是否允许夹线存在是决定能否制做镶件的前提，若允许夹线存在，则应考虑镶拼结构，否则，只能采用其他结构形式。图5.4.5中，胶件表面允许夹线存在，则可以采用镶拼结构，以利于加工；图5.4.6中，胶件正表面不允许夹线存在，为了利于加工或其他目的，将夹线位置移向侧壁，从而采用镶拼结构。图 5.4.7中，当圆弧处不允许夹线时，更改镶件结构，将夹线位置移向内壁。

允许夹线

图5.4.7

不允许夹线

镶件

图5.4.5

图5.4.6

夹线移向内壁， 台阶面的位置据需要确定。

允许夹线存在

此处不允许夹线存在 (7)综合考虑模具冷却。成型零件采用镶拼结构后，若造成局部冷却困难，应考虑采用其它冷却方法或整体结构。

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5.5 常用结构件设计 5.5.1 定位圈

(1)基本形式，如图5.5.1中“4”所示 (2)装配形式，如图5.5.1

螺钉：M6x20.0mm 数量: 2 个 (3)常用规格 Ф35xФ100x15 (参阅第十五章) (4)特殊情况

当模具需要使用隔热板时，采用 加厚的定位圈，如图5.5.1b所示。一般 选取规格为 Ф70xФ100x25的定位圈。

双色模中的定位圈的规格参阅第十二章。

5.5.2 唧咀

1—紧固螺钉 2—紧固螺钉 3—唧咀 4—定位圈 5—面板 6—隔热板

图5.5.1b

1—紧固螺钉 2--紧固螺钉 3—唧咀

4—定位圈 5—面板

图5.5.1a

唧咀通常被分为大水口唧咀及细水口唧咀俩大类。大水口唧咀指使用于两板 模的唧咀，细水口唧咀是指使用于三板模的唧咀。下面分述其具体的使用情况。

A.大水口唧咀

(1)常用基本形式，如图5.5.2。规格 类型请参阅第十五章。

(2)大水口唧咀的选用方法

大水口唧咀通常根据模具所成型胶件

所需胶量的多少、所需唧咀的长度选用。所需胶量多时，选用较大的唧咀；反之则选用较小的类型。根据唧咀的长度选取不同的夹角“A”，以便唧咀尾端的孔径能与主流道的直径相匹配。一般情况下，根据模胚大小选取，模胚3535以下，选用D= Ø12的类型；模胚3535以上，选用D= Ø16.0的类型。

(3)装配方式

基本装配方式如图5.5.1所示。

图5.5.2

模具设计指南

螺钉规格：M4X20mm 数量：1 若为了缩短唧咀的长度“L”，建议采 用图5.4.3的装配方式，同时必须加强前模 紧固。当面板与主流道的间距D≥60mm时, 建议采用此种方式。

B.细水口唧咀

(1)基本形式如图5.5.4零件“2”所示，当使用隔热板时，H=20.0mm；无隔热板时H=10.0mm

(2)装配形式如图5.5.4

装配要求：锥面配合高度“H1”范围内须紧密贴合，一般H1≥8.0mm 保证图示尺寸“20.0mm”

螺钉选择 规格：M8x20.0mm 数量：4

锥面配

合高度

(3)常用规格 1—螺钉2—细水口唧咀3—水口板 4—面板5—隔热板

图5.5.4 常用规格参见第十五章。十五章中所列规格均为无隔热板时的尺寸，若需隔热板时，请按上述要求增加图5.5.4中“H”的尺寸。

(4)简化形式 如图5.5.5

特点：制作简单，将大水口唧咀头部加工出锥面后即可使用。

缺点：主流道太长，浪费胶料，水口板与模胚A板的分型距离较大。

适用对象：

A.模胚较小，一般在3030规格以 下使用。

1—面板 2—拉料杆 3—水口板

4—细水口唧咀 5—模胚A板

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B.使用普通形细水口唧咀时，拉料杆难于固定。这样就可避免为满足拉料杆的布置而增大模具尺寸。

5.5.3 紧固螺钉

模具中常用紧固螺钉主要分为内六角圆柱头螺钉(内六角螺钉)，内六角平端紧定螺钉(无头螺钉)及六角头螺拴。常用规格参见第十五章。

在模具中，紧固螺钉应按不同需要选用不同类型的优先规格，同时保证紧固力均匀、足够。下面将各类紧固螺钉在使用中的情况加以说明。

A. 内六角圆柱头螺钉(内六角螺钉) 内六角螺钉的优先规格： M4，M6 ，M10，M12

内六角螺钉主要用于前、后模模料，型芯，小镶件及其它一些结构组件。除前述定位圈、唧咀所用的螺钉外，其它如镶件、呵裙、固定板等所用螺钉以适用为主，并尽量满足优先规格，用于前、后模模料紧固的螺钉，选用时应依照下述要求：

规格：模料宽度≤300mm选用M10 模料宽度>300mm选用M12

数量：模料长度≤300mm使用4个螺钉；模料长度>300mm而且≤500mm使用6个螺钉；模料长度>500mm而且≤800mm使用8个螺钉。

中心距：按下列两种方式选择 参见图5.5.6 当选用M10 时 W1=10.5mm—14.5mm L1=15n OR 20n n表示倍数 当选用M12 时 W1=12.5mm—13.5mm L1=25n OR 30n n表示倍数

B. 内六角平端紧定螺钉(无头螺钉)

图5.5.6

无头螺钉主要用于镶针、拉料杆、司筒针的紧固。如图5.5.7 ，在标准件中， Ød和ØD相互关联，Ød是实际上所用尺寸，所以通常以Ød作为选用的依据，并按下列范围选用。

a.当Ød≤3.0mm或9/″时，选用M8 b.当Ød≤3.5mm或5/32″时，选用M10 c.当Ød≤7.0mm或3/16″时，选用M12 d.当Ød≤8.0mm或5/16″时，选用M16

e.当Ød≥8.0mm或5/16″时，用压板固定(具体结构参见第八章8.2节)

C.六角头螺拴

1— 无头螺钉2—司筒针

图5.5.7

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六角头螺拴仅作为垃圾钉的替用品，使用品种 较为单一，一般使用M10X20、M12X20两种形式。 使用数量据下述要求而定。

当模坯顶针板长度≤350时，选用数量4个；当坯顶针板长度≥400时，选用数量6 个；当模坯顶针板长度≥600时，选用数量8个 。

5.5.4 顶针 A.顶针布置原则

(1)顶针布置应使顶出力尽量平衡。结构复杂部位所需脱模力较大，顶针数量应相应增加。

(2)顶针应设置于有效部位，如骨位、柱位、台阶、金属嵌件、局部厚胶等结构复杂部位。骨位、柱位两侧的顶针应尽量对称布置，顶针与骨位、柱位的边间距一般取D=1.5mm，如图5.5.8所示，另外，应尽量保证柱位两侧顶针的中心连线通过柱位中心。

对称布置

对称布置 合理布置 不合理布置

图5.5.8a 图5.5.8b

(3)避免跨台阶或在斜面上设置顶针，顶针顶面应尽量平缓，顶针应布置于胶件受力较好的结构部位。如图5.5.9所示。

受力结构

顶针顶面为斜面、台阶

不好

顶针顶面为平面

较好

较好部位

顶针 顶针中心连线通过柱位中心 顶针中心连线未通过柱位中心 图5.5.9

(4)在胶件较深的骨位(深度≥20mm)或难于布置圆顶针时，应使用扁顶针。需要使用

扁顶针时，扁顶针处尽量采用镶件形式以利于加工。如图5.5.10

尖、薄钢 碰前模面

模具设计指南

(5)避免尖钢、薄钢，特别是顶针顶面不可碰触前模面。如图5.5.11

(6)顶针布置应考虑顶针与运水道的边间距，避免影响运水道的加工及漏水。具体要求参见第十章10.2节。

(7)考虑顶针的排气功能，为了顶出时的排气，在易形成抽真空的部位应布置顶针。例如型腔较大平面处，虽胶件包紧力较小，但易形成抽真空，导致脱模力加大。

(8)有外观要求的胶件，顶针不能布置在外观面上，应采用其它顶出方法。 (9)对于透明胶件，顶针不能布置在需透光的部位。 B.顶针选用原则

(1)选用直径较大的顶针。即在有足够顶出位置的情况下，应选用较大直径、且尺寸优先的顶针。

(2)选用顶针的规格应尽量少。选用顶针时，应调整顶针的大小使尺寸规格最少，同时尽量选用优先的尺寸系列。尺寸规格参见第十五章15.1节。

(3)选用的顶针应满足顶出强度要求。顶出时，顶针要承受较大的压力，为避免小顶针弯曲变形，当顶针直径小于2.5mm时，应选用有托顶针。

5.5.5司筒 A.选用司筒的条件

(1)柱位高度≥20mm；但当柱位高度要求严格时，不能使用司筒。例如VTT公司的电话模具。

(2)柱位处结构复杂，布置顶针困难；

(3)透明件，除柱位外，其它位置不允许顶针痕迹； B.对司筒的要求

(1)一般情况下，司筒壁厚须 ≥1.0mm

(2)所定购司筒长度等于实际所需长度加5.0mm~10.0mm，并取整成以“5、0”结尾的优先尺寸

(3)司筒针随司筒一起配套定购，并注意司筒针的长度 注：无头螺钉的选取参见第五章5.5.3节。 5.5.6 密封圈

密封圈的常用规格参见第十五章15.5节。 密封圈的装配方式参见第十章10.2.2节。

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5.5.7拉料杆

拉料杆按其结构分为勾形拉料杆(如图5.5.12)和圆头形拉料杆(如图5.5.13)，勾形拉料杆主要用于确保将流道、胶件(如电池兜部位)留在后模一侧，圆头形拉料杆主要用于三板模、推板模，使流道留于流道推板、推板一侧。

勾形拉料杆图5.5.12

拉料杆在使用中应主意以下几点：

(1)一套模具中若使用多个勾形拉料杆，拉料杆的勾形方向要一致。

(2)流道处的勾形拉料杆，必须预留一定的空间作为冷料井，如图5.5.12，一般予留尺寸如图。

(3)使用圆头形拉料杆时，应注意图5.5.14中所示尺寸“D”、“L”。若尺寸“D”较小，拉料杆的头部将会阻滞胶料的流动；若尺寸“L”较小，流道脱离拉料杆时易拉裂。

增大尺寸“D”的方法：

采用直径较小的拉料杆，拉料杆直径一般取Ø=3.0mm；减小“H”，一般要求H≤3.0mm；增大“R”的尺寸。

增大尺寸“L”的方法：

图5.5.14

圆头形拉料杆 图5.5.13

冷料井深度 流道推板 推板 在拉料杆周围加大流道尺寸，如图5.5.16增加一“Ød”的圆台。 5.5.8垃圾钉

在模具中，六角头螺拴通常被用做垃圾钉使用。具体参见第五章5.5.3节。

5.5.9弹簧

模具中，弹簧主要用作顶针板、行位等活动组件的辅助动力，不允许单独使用。模具用弹簧现已标准化，下表是模用弹簧的基本技术规格。

种类 色别(记号) 100万次(自由长%) 50万次(自由长%) 30万次(自由长%) 轻小荷重 黄色(TF) 40% 45% 50% 轻荷重 蓝色(TL) 32% 36% 40% 中荷重 红色(TM) 25.6% 28.8% 32% 重荷重 绿色(TH) 19.2% 21.6% 24% 极重荷重 咖啡色(TB) 16% 18% 20%

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最大压缩比 (自由长%) 模具中常用的弹簧是轻载的兰弹簧。如果模具较大，顶针数量较多时，必须考虑使用重载弹簧。轻荷重弹簧选用时应主意以下几个方面：

(1)预压比：一般要求为弹簧自由长度的10~15%，直径较大的弹簧选用较小的预压比，直径较小的弹簧选用较大的预压比。

在选用模具顶针板回位弹簧时，一般不采用预压比，而直接采用预压量，这样可以保证在弹簧直径尺寸一致的情况下，施加于顶针板上的预压力不受弹簧自由长度的影响。预压量一般取10.0~18.0mm。

(2)压缩比：一般要求压缩比在40%以下，压缩比越小，使用寿命越长。 (3)弹簧分布要求尽量对称。

(4)弹簧直径规格根据模具所能利用的空间及模具所需的预压力而定，尽量选用直径较大的规格。常用规格参见第十五章15.3节。

当模胚尺寸大于5050时，须选用Ø51.0mm的弹簧。 弹簧自由长度应根据压缩比及所需压缩量而定。

模具回位弹簧自由长度(L)的计算方式：(如图5.5.15所示) H1—胶件需顶出高度

B—弹簧预压后的长度，B=L - 预压量。预压量通常取10～15mm L = (K+预压量)/压缩比

5.5.10定距拉板

(1)装配形式。如图5.5.16所示

图5.5.15

(2)技术要求：D1一般取10~12mm；D2的尺寸应稍大于流道在开模方向上的投影总长度，但不能小于110mm；D3要求大于1.0mm；D4一般取25mm左右，其他尺寸参靠图示 (3)材料：选用王牌钢

APPROX. 58% APPROX. 48% APPROX. 38% APPROX. 28% APPROX. 24%

模具设计指南

5.6 模具图纸规范

5.6.1.视图格式

采用第三视图格式，标识如图5.6.1

图5.6.1

5.6.2.图纸编号

图纸编号按TLWI07042规定执行。

5.6.3.基准标识

(1)基准标识的类型

基准标识的目的是为了统一设计、加工时工件的基准及摆放方向。目前采用以下两种形式的标记方式：

A.单边基准

单边基准是指设计、加工时，以工件相邻两直角边为基准并按一定的方向摆放，标识标记及摆放方向如图5.6.2所示。

前模标识 B.中心基准

图5.6.2

后模标识

中心基准是指设计、加工时，以工件的中心线为基准并按一定的方向摆放，标识标记及摆放方向如图5.6.3所示。

图5.6.3

(2)标识位置及尺寸 如图5.6.2；5.6.3 注：当R较大时采用括号内尺寸 (3)标识要求：

A.模具图纸(包括装配图、前模图、后模图、呵孔呵裙图、顶针运水图)和前后模上应有此标识，无须标注尺寸。

B.钳工将模料配入模框后，立刻做此标识。 C.加工过程中如破坏了此标识，请马上补做。

D.设计、编程、加工时，工件均应按图5.6.2形式摆放。 5.6.4 图纸输出要求

1.标识模具设计时的基准类型。

前模标识

后模标识

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2.明确胶件基准线与模具基准线的距离，并于其外围加一粗方框以做警示。 3.清楚表示典型截面的装配结构，分模面形状，外形尺寸 。

4.标明前、后模料，呵孔、呵裙等的最大外形尺寸。如果呵孔上有止口，需做剖图并标明详细尺寸。

5.标识枕位、镶件等的形状尺寸、装配方式。 6.注明紧固螺钉的位置、大小。

7.标注行位机构装配的详细尺寸，行程须用粗方框以做警示。 8.标注流道、浇口详细尺寸，并做剖面。

9.如实反应顶针布置情况，如有顶针图时，装配图中顶针排布、大小尺寸可不标注。标明需钳工制作的各柱位的详细尺寸

10.绘制模具运水排布，注明各组运水的入水口、出水口，并使用IN1、IN2… OUT1、OUT2…等表示。如无运水图时，需注明运水孔的大小及位置尺寸。

11.标注回位弹簧排布尺寸、大小及装配尺寸。 12.标注撑头排布尺寸、大小。

13.在一模多件的模具中，需注明各胶件的P/N号。

14. 如无前、后模图时，装配图中应标注重要尺寸及公差，尺寸旁边做序号标记 并记录在图框栏中，以便钳工检测。有前、后模图时，重要尺寸及公差的标识放在前、后模图中。重要尺寸包括成品图中有公差要求的尺寸、模具中需要控制的尺寸等。

15.不论图纸为何种版本，应在图框栏右上角“简要说明”栏中对版本进行简单描述。

C 等。若仅为位 B 、 16.模具图升版时，更改内容旁需有升版标记，如 置尺寸更改，新尺寸旁标识升版标记；若成品形状更改，更改部位用“粗双点划线”圈示，并于“粗双点划线”旁标识升版标记。

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第六章 物料清单“BOM”及文件管理

6.1 物料清单“BOM”的编制 6.1.1物料清单“BOM”的基本格式 物料清单“BOM”基本格式以下例形式表示:

02-118 物料清单“BOM”

PREPARED BY： REF：TDBMOXXXXX APPROVED BY： PAGE：1 OF 1 30-08888-000-000 DATE胶件编号： ：

序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名 稱 模胚 唧咀 定位圈 回位彈簧 撐頭 密封圈 模鑲件 呵鑲件 呵中鑲件 頂針 頂針 司筒 鑲件1 鑲件2 拉勾 鑲針 彈弓膠 拉板 緊定螺釘 規 格 CH4045 A80 B120 Φ16*100 φ100*15 Φ40*120 φ30*120 Φ16*2.5 70*270*320 63*270*320 60*200*260 Φ8*200 Φ2*150 Φ3*φ6*180 15*18*50 20*18*50 PS-201 φ5*40 φ20*20 25*50*260 M8*15 數量 材 料 1 1 2 1 4 2 6 1 1 1 16 16 10 1 1 2 4 4 2 5 S45C AISI 4340 王牌鋼 SAE 6150 王牌鋼 橡膠 718H 備 注 藍色 內六角螺釘 M6*20 M202 王牌鋼 JIS- SCM415(21) JIS-托长60 SCM415(21) JIS-KD61 M202 M202 MUP 橡膠 王牌鋼 AISI 340 针长φ3*300 拉力鋼 物料清单“BOM”文件编号方法(REF): TDBMO XXXXX

模代号 注：《模具设计更改记录》( REF：TL240XXXXX )、《模具受控工程文件收发记录》文件代号 ( REF：TL250XXXXX )文件编号方法与 物料清单“BOM”文件编号方法相同。

6. 1.2物料清单“BOM”的要求

(1)模胚按同一个部件来描述，不用细分。 (2)使用较统一的零件名称。

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(3)“BOM”单位以件(一)、毫米(mm)、千克(kg)、英寸(″)计量。 (4)“BOM”完成后须由设计组负责人审核。 (5)“BOM”随模具装配图一起发放。 (6)“BOM”更改须由负责人签名。 6.1.3物料清单“BOM”的流程

装配图 模具工程师完成“BOM” “BOM” 更改“BOM” 文员输入电脑,备料 增减物料 钳工按“BOM” 更改“BOM” 领料 6.2 文件管理

文件管理 按MQP4.01 《模具工程文件控制程序》执行。

剩余物料退回 组别负责人审核

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第七章 行位设计

7.1常用行位机构类型

对有侧向分型、抽芯的机构统称行位机构。行位机构类型较多，分类方法多种多样。根据各类行位结构的使用特点，常用行位机构可以概括为以下几类：

(1)前模行位机构 (5)斜顶、摆杆机构 7.2行位设计要求

(1)行位机构的各组件应有合理的加工工艺性，尤其是成型部位。一般要求： a.尽量避免出现行位夹线。若不可避免，夹线位置应位于胶件不明显的位置,且夹线长度尽量短小，同时应尽量采用组合结构，使行位夹线部位与型腔可一起加工。 如图7.2.1a，7.2.1b所示。

b.为了便于加工，成型部位与滑动部分尽量做成组合形式。如图7.2.2所示。

图7.2.2

型芯为镶拼结构,有利于制做及维修

图7.2.1a

加工工艺性不好,因为行 位上的成型部分不可以同前模一起加工,图示“夹线”部位不易接顺,影响模具质量。

图7.2.1b

加工工艺性好,因为行位上 的成型部分(去掉镶针)可以同前模一起加工,图示“夹线”部位容易接顺,可提高模具质量。

夹线

夹线

(2)后模行位机构

(3)内行位机构 (4)哈呋模机构

(6)液压(气压)行位机构

(2)行位机构的组件及其装配部位应保证足够的强度、刚度。

行位机构一般依据经验设计，也可进行简化计算(计算参阅第五章5.3节)，为保证足够的强度、刚度，一般情况采用：

A.结构尺寸最大。在空间位置可满足的情况下，行位组件采用最大结构尺寸 B .优化设计结构。例如以下几种情况

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1)对较长行位针末端定位，避免行位针弯曲，如图7.2.3

图7.2.3a

行位针悬空,易弯曲

对较长行位针增加定位,不易弯曲,但须增加行程

图7.2.3b 减小角度“A” 增强顶杆强度

2)加大斜顶的断面尺寸，减小斜顶的导滑斜度，避免斜顶杆弯曲，如图7.2.4 所示，在胶件结构空间“D”允许的情况下，加大斜顶的断面尺寸“a”“b”，尤其是尺寸“b”，同时，在满足侧抽芯的前提下，减小角度“A”，避免斜顶在侧向力的作用下杆部弯曲。

图7.2.4

加大尺寸“b” 增强顶杆强度

3)改变铲鸡的结构，增强装配部位模具的强度。如图7.2.5a ，7.2.5b ，7.2.6a 7.2.6b所示。 结构性不好，此处 强度较弱，易损 坏。

码模坑与铲鸡已基本相通

因码模坑及铲鸡结

构不合理,导致此处

悬空,模具强度减弱

图7.2.5a

改变铲鸡的装配位置,增大码模坑与铲鸡之间的距离，提高模具强度。另外,也可取消铲鸡装配位的码模坑

图7.2.6b 图7.2.5b

结构性较好，此处强度较强，不易损坏。

图7.2.6a

4)增加锁紧，提高铲鸡的强度。(参阅第五章5.3) (3)行位机构的运动应合理

为了行位机构可以正常的工作，应保证在开、合模的过程中，行位机构不与其它结构部件发生干涉，且运动顺序合理可靠。通常应多考虑以下几点：

A.采用前模行位时，应保证开模顺序。如图7.2.7，在开模时，应从A―A处首先分型，然后B―B处分型。

1—前模 2—锁紧块 3—行位 4—支

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B.采用液压(气压)行位机构时，行位 的分型与复位顺序必须控制好，否则行位 会碰坏。图7.2.8中，只有当锁紧块2离开行位后，行位机构才可以分型，合模前，行位机构须先行复位，合模后由锁紧块2锁紧行位。

图7.2.9中，由于行位针穿过前模，须在开模1—油缸报 2—支架 3—拉杆 4—行位 前抽出行位针，合模后行位机构才可复位，由5—前模 6—行位针 7—固定板 8—后模 油缸压力锁紧行位。

C.行位机构在合模时，防止与顶出机构发生干涉。

当行位机构与顶出机构在开模方向上的投影重合时，应考虑采用先复位机构,让顶出机构先行复位。(复位机构参见第八章8.6)

D.当驱动行位的斜导柱或斜滑板较长时，应增加导柱的长度。

导柱长度L>D+15mm 如图7.2.10所示

加长导柱的目的是为了保证在斜导柱或斜滑板导入行位机构的驱动位置之前，前后模已由导柱、导套完全导向，避免行位机构在合模的过程中碰坏。

图7.2.10

(4)保证足够的行位行程，以利于胶件脱模。

行位行程一般取侧向孔位或凹凸深度加上0.5~2.0mm。斜顶、摆杆类取较小值，其它类型取较大值。但当用拼合模成型线圈骨架一类的胶件时，行程应大于侧凹的深度，如图7.2.11所示，行程S由下式计算。

哈呋模成型： S=S1+(0.5~2.0)mm = R-r22 图7.2.9

多拼块模成型： S=S1+(0.5~2.0)mm = R-A+ r-A +(0.5~2.0)mm 图7.2.11

22 22 +(0.5~2.0)mm (5)行位导滑应平稳可靠，同时应有足够的使用寿命。

行位机构一般采用T型导滑槽形式进行导滑。图7.2.12所示为几种常用的结构形式

行位

导滑槽

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当行位机构完成侧分型、抽芯时，行位块留在导滑槽内的长度不小于全长的2/3。当模板大小不能满足最小配合长度时，可采用延长式导滑槽，如图7.2.13

延长导滑槽 镶件 导滑面

图7.2.14 (a)一般形式 (b)用延长导滑槽形式 行位导滑面(即运动接触面及受力面)应有足够的硬度和润滑。一般来说，行位组件图7.2.13 须热处理，其硬度应达到HRC40以上，导滑部分硬度应达到HRC52~56，导滑部分应加工油槽。

在斜顶摆杆类的行位机构中，导滑面为配合斜顶摆杆的孔壁。为了减少导滑面磨损，实际配合面不应太长。同时，为了增加导滑面的硬度，局部应使用高硬度的镶件制作。如图7.2.14所示。

(6)行位定位应可靠

当行位机构终止分型或抽芯动作后，行位应停留在刚刚终止运动的位置，以保证合模时胜利复位，为此须设置可靠的定位装置，但斜顶、摆杆类的行位机构无需设置定位装置。下面是几种常用的结构形式，如图7.2.15a，7.2.15b，7.2.15c，7.2.15d所示。

图7.2.15a)普遍使用，但因内置弹簧的，行距较小。

图7.2.15b)适用于模具安装后，行位块位于上方或侧面和行距较大的行位，行位块位于上方时，弹簧力应为行位块自重的1.5倍以上。

图7.2.15c)适用于模具安装后，行位块位位于侧面。

图7.2.15d)适用于模具安装后，行位块位位于下方，利用行位自重停留在挡块上。

1限位钉2弹簧3行位

7.2.15a)

1弹簧2限位块3行位

7.2.15b)

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(7)行位开启需由机械机构保证，避免单独采用弹簧的形式。

图7.2.16a采用由弹簧单独提供开启动力，结构不合理。图7.2.16b主要由拉块“3”提供， 行位开启动力得到保证，结构合理。

1—面板2—压块3—流道推板4—弹簧5—行位6—A板

不合理结构 图7.2.16a

行位开启动力仅由弹簧提供

行位开启动力由拉板“3”提供，弹簧起辅助作用。

1—面板2—压块3—拉板4—流道推板5—弹簧6—行位7—A板

合理结构 图7.2.16b

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7.3前模行位机构

前模行位机构是指行位设置在前模一方，因此须保证行位在开模前先完成分型或抽芯动作；或利用一些机构使行位在开模的一段时间内保持与胶件的水平位置不变并完成侧抽芯动作。

因为行位设置在前模一方，前模行位所成型的胶件上的位置就直接影响着前模强度。为了满足强度要求，前模行位所成型的胶件上的位置应满足下面要求，当不能满足时，应同相关负责人协商。

当行位成型形状为圆形、椭圆形时，如图7.3.1所示，边间距要求3.0mm。

图7.3.1

图7.3.2

避免尖角

当行位成型形状为长方形时，边间距取决于“L”的长度。如图7.3.2所示。 L20.0mm时，D5.0mm；L20.0mm时，DL/4，并按实际适当调整“D”的大小并改善模具结构，如图7.3.3所示。

改善模具结构增加钢位厚度

1—前模2—行位型芯3—后模4—后模镶件

图7.3.3

封胶距离5.0mm

斜面过渡

另外，在设计前模行位时，除了受胶件特殊结构影响外，应尽力避免因行位孔而产生薄钢、应力集中点等缺陷，提高模具强度。如图7.3.4a；7.3.4b

间距较小模具强度

较弱

应力集中点， 应采用圆角消除

1─前模2─前模行位3─后模

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前模行位机构典型结构：

1─前模2─前模行位3─后模

较合理结构 图7.3.4a

取消了台阶，消除了应力集中点，增强了此处钢位强度

增加圆角

(1)结构1(基本结构) 如图7.3.5

1—定距拉板2—铲鸡3—弹簧4—行位5—弹弓胶6—拉勾 前模行位机构的基本形式。开模时由于拉勾6的连结作用，模具在弹弓胶5的作用

图7.3.1

下首先沿A―A面分型，与此同时，行位4在铲鸡2斜滑槽的作用下完成侧抽芯，当开模到一定距离时，由于定距拉板1的作用，拉勾6打开，完成B―B面分型。

(2)结构2(简化结构) 如图7.3.6

使用于简化型细水口模坯的前模行位机构。开模时由于拉勾1的连结作用，模具在弹簧4的作用下首先沿A―A面分型，与此同时，行位3在铲鸡2斜滑槽的作用下完成侧抽芯，当开模到一定距离时，由于定距拉板5的作用，拉勾1打开，完成B―B面分型。

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7.4后模行位机构

后模行位机构的主要特点为行位在后模一方滑动，行位分型、抽芯与开模同时或延迟进行，一般由固定在前模的斜导柱或铲鸡驱动，开模时行位朝远离胶件的方向运动。其典型结构如下：

(1)结构1 如图7.4.1 行位3在铲鸡2斜 滑槽的作用下完成分型、抽芯动作。

特点：结构紧凑，工作稳定可靠，侧向抽 拔力大。适用于行位较大、抽拔力较大的情况。 缺点：制作复杂，铲鸡与斜滑槽之间 的摩擦力较大，其接触面需提高硬度并润滑。

(2)结构2 如图7.4. 行位3在斜导柱的作 用下完成分型、抽芯动作。

特点：结构简单。适用于行程较小、抽拔力 较小的情况。锁紧块与行位的接触面需有较高硬

1—A板 2—铲鸡 3—行位

度并润滑。锁紧块斜面角应大于斜导柱斜度角2~3º。 4—弹簧 5—B板 6—托板

图7.4.1

缺点：侧向抽拔力较小。行位回位时，大部分行位需由斜导柱启动，斜导柱受力状况不好。

1—A板 2—锁紧块 3—行位 4—限位钉 5—弹簧 6—B板

图7.4.2

特别注意：当驱动行位的斜导柱或斜滑板开始工作前，前、后模必须由导柱导向。

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7.5内行位机构

内行位机构主要用于成型胶件内壁侧凹或凸起，开模时行位向胶件“中心”方向运动。其典型结构如下：

(1)结构1 如图7.5.1，内行位成型胶件内壁侧凹。

内行位1在斜销3的作用下移动，完成对胶件内壁侧凹的分型，斜销3与内行位1脱离后，内行位1在弹簧4的作用下使之定位。因须在内行位1上加工斜孔，内行位宽度要求较大。

1—内行位2—压块3—斜销4—弹簧5—挡块 (2)结构2

图7.5.1

如图7.5.2，行位1上直接加工斜尾，开模时内行位1在镶块5的A斜面驱动下移动，完成内壁侧凹分型。此形式结构紧凑，内行位宽度不受，占用空间小。

当内行位空间较小

时，为了避免此处弯曲，压块应取较

小的厚度

(3)结构3

1—内行位2—压块3—弹簧4—挡块5—镶块

图7.5.2

厚度允许小于8.0mm，但行位须做成“T”结构。

必须增加圆角

控制压块厚度，厚度取8.0~10.0mm

注意此处强度

如图7.5.3内行位成型凸起。在这种形式的结构中，为了避免胶件顶出时，后模刮坏成型的凸起部分，一般要求图示尺寸D>0.5mm。注意a1应大于a。

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7.6哈呋模

由两个或多个滑块拼合形成型腔，开模时滑块同时实现侧向分型的行位机构称为哈呋模。哈呋模的侧行程一般较小。哈呋模常采用的典型结构如下：

(1)结构1

如图7.6.1所示，型腔由两个位于前模一方的斜滑块组成。开模时在拉勾1及弹簧的作用下，斜滑块3沿斜滑槽运行，完成侧向分型。分型后由弹簧2及限位块4对斜滑块3进行定位。

拉勾1的结构及装配形式通常采用图7.6.1右侧所示的两种方式。 斜滑块的斜角A一般不超过30°

(2)结构2

第二种形式

1—拉勾2—弹簧3—斜滑块4—限位块

图7.6.1

第一种形式

如图7.6.2所示,型腔由两个 位于后模一方的斜滑块组成。 顶出时斜滑块3在顶杆5的作用 下，沿斜滑槽移动，完成侧向 分型，同时推出胶件。

斜滑块的斜角A一般以不超 过30°为宜。

1—A板2—挡块3—斜滑块4—B板5—顶杆

图7.6.2

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7.7斜顶、摆杆机构

斜顶、摆杆机构主要用于成型胶件内部的侧凹及凸起，同时具有顶出功能，此机构结构简单，但刚性较差，行程较小。常采用的典型结构如下：

(1)结构1 斜顶机构

图7.7.1a为最基本的斜顶机构。在顶出过程中，斜顶1在顶出力的作用下，沿后模的斜方孔运动，完成侧向成型。斜顶根部要求使用图示装配结构，图7.7.1b为其装配的分拆示意。

导向、增强斜杆强度

1—斜顶2—镶块3—滑块4—固定块

5—上顶针板6—下顶针板

滑块

图7.7.1a 图7.7.1b

在斜顶机构中，为了保证斜顶工作稳定、可靠，应该注意以下几点： (A)斜顶的刚性。增强斜顶刚性一般采用：

1.在结构允许的情况下,尽量加大斜顶横断面尺寸。(参见第七章7.2节) 2.在可以满足侧向出模的情况下，斜顶的斜度角“A”尽量选用较小角度，斜 角A一般不大于20°，并且将斜顶的侧向受力点下移，如增加图7.7.1a中的镶块2，同时镶块可以具有较高的硬度，提高模具的寿命。

(B)斜顶横向移动空间。如图7.7.1a所示尺寸“D”，为了保证斜顶在顶出时不与胶件上的其它结构发生干涉，应充分考虑斜顶的侧向分模距离、斜顶的斜度角“A”，以保证有足够的横向移动空间“D”。

(C)斜顶在开模方向的复位。为了保证合模后，斜顶回复到预定的位置，一 般采用下面的结构形式。如图7.7.2a；7.7.2b。 `

固定块 斜顶

在图7.7.2a中，通常利用平行于开模方向的平面或柱面“A”对斜顶进行限位，保证斜顶回复到预定的位置

图7.7.2a 在图7.7.2b中，通常利用垂直于开模方向的平面“A”对斜顶进行限位，保证斜顶回复到预定的位置。台阶平面图7.7.2b

也可设计于斜顶的另两个侧面. 模具设计指南

(D) 斜顶底部在顶针板上的滑动要求平顺，稳定。 (2)结构2 摆杆机构，如图7.7.3。

在顶出过程中，当摆杆1的头部(L1所示范围)超出后模型芯时，摆杆1在斜面A的作用下向上摆动，完成分型。

设计摆杆机构时，应保证：L2>L1；E2>E1。

缺点：图示“B”处易磨损，须提高此处硬度。一般要求将此处设计成镶拼结构。

“B”，此处易

1—摆杆2—上顶针板3—下顶针板

图7.7.3

7.8液压(气压)行位机构

利用液体或气体的压力，通过油缸(气缸)活塞及控制系统，实现侧向分型或抽芯。液压(气压)行位机构的特点是行位行程长，分型力量大，分型、抽芯不受开模时间和顶出时间的，运动平稳灵活。典型结构形式参见图7.2.8；图7.2.9。

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第八章 脱模机构

胶件脱模是注射成型过程中最后一个环节，脱模质量好坏将最后决定胶件的质量；当模具打开时,胶件须留在具有脱模机构的半模(常在动模)上，利用脱模机构脱出胶件。

脱模设计原则：

(1)为使胶件不致因脱模产生变形，推力布置尽量均匀，并尽量靠近胶料收缩包紧的型芯，或者难于脱模的部位，如胶件细长柱位，采用司筒脱模。

(2)推力点应作用在胶件刚性和强度最大的部位，避免作用在薄胶位，作用面也应尽可能大一些，如突缘、(筋)骨位、壳体壁缘等位置，筒形胶件多采用推板脱模。

(3)避免脱模痕迹影响胶件外观，脱模位置应设在胶件隐蔽面(内部)或非外观表明；对透明胶件尤其须注意脱模顶出位置及脱模形式的选择。

(4)避免因真空吸附而使胶件产生顶白、变形，可采用复合脱模或用透气钢排气，如顶杆与推板或顶杆与顶块脱模，顶杆适当加大配合间隙排气，必要时还可设置进气阀。

(5)脱模机构应运作可靠、灵活，且具有足够强度和耐磨性，如摆杆、斜顶脱模，应提高滑碰面强度、耐磨性，滑动面开设润滑槽；也可渗氮处理提高表面硬度及耐磨性。

(6)模具回针长度应在合模后，与前模板接触或低于0.1mm，如图8.1.1所示。 (7)弹簧复位常用于顶针板回位；由于弹簧复位不可靠，不可用作可靠的先复位。

8.1 顶针、扁顶针脱模

回针接触前模板或低于0.1mm 面针板 底针板 回针 回位弹簧 顶针 防转销 扁顶针 有托顶针 顶位斜面

图8.1.1

胶件脱模常用方式有顶针、司筒、扁顶针、推板脱模；由于司筒、扁顶价格较高(比顶针贵8～9倍)，推板脱模多用在筒型薄壳胶件，因此，脱模使用最多的是顶针。当胶件周围无法布置顶针，如周围多为深骨位，骨深15mm时，可采用扁顶针脱模。顶针、扁顶针表面硬度在HRC55以上，表面粗糙度Ra1.6以下。顶针、扁顶针脱模机构如图8.1.1所示，设置要点如下：

(1)顶针直径 dØ2.5mm时，选用有托顶针，提高顶针强度。

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(2)扁顶针、有托顶针 KH。

(3)顶位面是斜面，顶针固定端须加定位销；为防止顶出滑动，斜面可加工多个R小槽，如图8.1.2所示。

图8.1.3 图8.1.2

(4)扁顶针、顶针与孔配合长度L=10～15mm；对小直径顶针L取直径的5～6倍。 (5)顶针距型腔边至少0.15mm，如图8.1.2所示。

(6)避免顶针与前模产生碰面，如图8.1.3所示，此结果易损伤前模或出披峰。 顶针位的布置原则(另见5.5节)。

避免与前模碰面 8.1.1 顶针、扁顶针配合间隙

顶针、有托顶针、扁顶针配合部位 如图8.1.4图8.1.5图8.1.6所示，配合要 求如下：

配合段

图8.1.5

端面齐平

图8.1.6

配合段

端面齐平

图8.1.4

(1)顶针头部直径d及扁顶针配合尺寸t、w与后模配合段按配作间隙0.04mm配合 (2)顶针、扁顶针孔在其余非配合段的尺寸为d0.8mm或d10.8mm，台阶固定端与面针板孔间隙为0.5mm。

(3)顶针、扁顶针底部端面与面针板底面必须齐平。 (4)如图8.1.7所示，顶针顶部端面与后模面应齐平， 高出后模表面 e0.1mm。

8.1.2 顶针固定

图8.1.7 (1)固定顶针一般是在面针板加工台阶固定，如图8.1.4所示。为防止顶针转动，常用方式有两种：一种顶针轴向台阶边加定位销定位如图8.1.8所示；另一种横向加定位销定位如图8.1.9所示。

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图8.1.8

图8.1.9

(2)无头螺丝固定，如图8.1.10所示，此方式是在顶针端部无垫板时使用，常用在固定司筒针和三板模球形拉料杆上。

图8.1.10

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8.2 司筒脱模

司筒脱模如图8.2.1所示，司 筒常用于长度20mm的圆柱位脱模。 标准司筒表面硬度HRC60,表面粗 糙度Ra1.6。另外，司筒的壁厚应

顶棍孔

1mm；布置司筒时，司筒针固定位 不能与顶棍孔发生干涉。

台阶(猪嘴形)圆柱位

司筒 司筒针 无头螺丝

8.2.1 司筒配合要求

圆柱位

图8.2.1

司筒脱模配合关系如图8.2.2 图8.2.3所示，配合要求如下：

台阶(猪嘴形)柱位 图8.2.2

图8.2.3

(1)司筒与后模配合段长度为L=10～15mm，其直径D配合间隙应0.04mm。 (2)其余无配合段尺寸为D0.8mm。

8.2.2 大司筒针固定

司筒针固定于底板上，通常使用无头螺 丝如图8.2.1所示。当司筒针直径d8mm或 5/16时，固定端采用垫块方式固定，如图 8.2.4所示。

图8.2.4

垫块

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8.3 推板脱模

推板脱模如图8.3.1所示。此机构 适用于深筒形、薄壁和不允许有顶针 痕迹的胶件，或一件多腔的小壳体(如 按钮胶件)。其特点是推力均匀，脱模 平稳，胶件不易变形。不适用于分模 面周边形状复杂，推板型孔加工困难 的胶件。

边钉

推板

回针

8.3.1 机构要点

推板脱模机构要点：

图8.3.1

(1)推板与型芯的配合结构应呈锥面；这样可减少运动擦伤，并起到辅助导向作用；锥面斜度应为3～10，如图8.3.2所示。

(2)推板内孔应比型芯成形部分(单边)大0.2～0.3mm,如图8.3.2所示。

配合锥面

线切割加工线

型芯

推板

推板 固定板 型芯

型芯产生过切

图8.3.3 图8.3.4 图8.3.2

(3)型芯锥面采用线切割加工时，注意线切割与型芯顶部应有0.1mm的间隙，如图 8.3.3所示；避免线切割加工使型芯产生过切，如图8.3.4所示。

(4)推板与回针通过螺钉连接，如图8.3.1所示。

(5)模坯订购时，注意推板与边钉配合孔须安装直司(直导套)，推板材料选择应相同于M202。

(6)推板脱模后，须保证胶件不滞留在推板上。

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8.3.2 推板机构示例

(1)如图8.3.4所示，此模一件多腔，线切割加工型芯、推板、固定板。推板模通常采用球形拉料杆，浇道只在前模开设，如图8.3.5所示。此推板模线切割线将米仔位留在型芯内，防止胶件滞留在推板上，如图8.3.6所示。

前模开浇道

球形拉料杆

图8.3.5

图8.3.4

推板 型芯

球形拉料杆

固定板

胶件米仔 线切割线 前模型腔边缘

图8.3.6

型芯

(2)如图8.3.7所示，此推板模固定板在推板内。特点：使后模板B变小，减少线切割加工量。模具上固定板用螺钉、圆柱销与托板连接，结构如图8.3.8所示。线切割加工线将圆柱位留在型芯内，使胶件能顺利脱模，如图8.3.9所示。

推板 托板

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推板

固定板 螺钉 圆柱销

图8.3.8托板

前模型腔边缘

线切割线

胶件柱位 型芯

图8.3.9

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8.4 推块脱模

对胶件表面不允许有顶针痕迹(如 透明胶件)，且表面有较高要求的胶件， 可利用胶件整个表面采用推块顶出，如 图8.4.1所示。

推块

8.4.1 机构要点

推块脱模要点：

呵镶件

图8.4.1

(1)推块应有较高的硬度和较小的表面粗糙度；选用材料应与呵镶件有一定的硬度 差(一般在HRC5度以上)；推块需渗氮处理(除不锈钢不宜渗氮外)。 (2)推块与呵镶件的配合间隙以不溢料为准， 并要求滑动灵活；推块滑动侧面开设润滑槽。 (3)推块与呵镶件配合侧面应成锥面，不宜 采用直身面配合。

(4)推块锥面结构应满足如图8.4.2 所示； 顶出距离(H1)大于胶件顶出高度，同时小于推 块高度的一半以上。

推块

图8.4.2

限位块 推杆

(5)推块推出应保证稳定，对较大推块须设置两个以上的推杆。

8.4.2 推块机构示例

(1)胶件如图8.4.3所示，推块机构如图8.4.4所示。此机构考虑推块脱模面积大，顶力均匀特点，采用内、外推块顶出，使脱模平衡。

图8.4.3

图8.4.4

(2)胶件如图8.4.5所示，胶件要求不能有顶针痕迹；推块机构如图8.4.6所示。此机构应用镶件推块脱模，推块痕迹均匀的特点。

外推块 内推块

推块

推块边线

限位块

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(3)透明胶件不能有顶针痕迹，采用推块机构脱模，如图8.4.7所示。

图8.4.7

透明胶片

推块

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8.5 二次脱模

为获得可靠的脱模效果，分解胶件脱模阻力，经二次脱模动作，来完成胶件出模的机构称二次脱模机构，如图8.5.1所示。

二次脱模机构示例：

胶件凹凸位被型芯包紧

第一次脱模出内芯，为胶件提供变形空间

图8.5.1

顶针 型芯推块 胶件半圆凹陷

第二次脱模，胶件凹凸位变形后强脱出模

(1)胶件如图8.5.2 所示，两骨间有半圆凹陷，被后模 型腔包紧。脱模机构如图8.5.3 所示，第一次脱模使胶件脱 出后模型腔，为强脱变形提供空间；第二次脱模，由顶针脱 模，胶件半圆凹陷位强脱出型芯推块。该机构运动过程：第 一次脱模四块顶针板都运动，带着顶针、型芯推块同时运动， 脱模距离h，使胶件脱出后模型腔，一次脱模完成。当继续

图8.5.2

运动至摆块碰上限位面后，摆块摆动使上面两块针板快速运动，带动顶针脱出胶件，完成二次脱模。此机构须注意: h1 > h，H > 10mmh1(二次脱模运动距离)。

二次脱模摆块

方铁限位面

图8.5.3

(2)胶件上入浇口、行位分模线如图8.5.5 所示。

行位分

由于潜浇道须设在斜顶行位块上，穿过斜顶块入胶， 模线 模具需实现浇道先脱出斜顶块，模具采用二次顶出机

入浇口

构如图8.5.6 所示。该机构第一次脱模时，拉料杆使浇 道不动，顶针、斜顶脱出胶件 M 距离，使胶件与潜浇道

图8.5.5

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断开，潜浇道从斜顶行位块中变形后脱出，第一次脱模结束。第二次脱模四块顶针板都动，顶出胶件、浇道脱出后模型腔。需注意，为保证潜浇道脱出斜顶块，须M > S (潜浇道长度)。

图8.5.6

潜浇道放大图 拉料杆

斜顶行位块 顶针 拉料杆

8.6 先复位机构

当行位型芯与顶针位在开模方向上投影相重合，是发生干涉的必要条件。先复位机构是保证行位(型芯)复位时，避免与顶针发生干涉，如图8.6.1所示。

行位型芯

顶针与型芯投影重合

行位型芯 顶针

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如图8.6.2所示，为避免行位型芯与顶针发生 干涉，须满足的条件是：

当行位型芯顶端与顶针投影重合时，行位型芯与顶针垂直方向应有间隙，即 F > f ; 行位继续行入距离C，同时顶针退回距离f；此时f  C*ctg；当 f C*ctg 会发生干涉，必须增设先复位机构。

摆块先复位机构：

行位型芯顶端与顶针投影重合边

图8.6.2

行位

型芯

顶针

如图8.6.3所示，为防止行位型芯与顶针合模时发生干涉，常用摆块先复位机构。该机构在合模过程中，复位杆先推动摆块，摆块迫使压块回动，从而带动顶针板完成先复位。机构复位杆长度须保证 Z  A + 15mm。 导向块 闭模状态

图8.6.3

开模状态

复位杆 挡销

摆块

压块

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第九章 浇注系统及排气设计

1

5

9.1 浇注系统设计原则 9.1.1 浇注系统的组成

模具的浇注系统是指模具中从注塑机 喷嘴开始到型腔入口为止的流动动通道， 它可分为普通流道浇注系统和无流道浇注 系统两大类型。普通流道浇注系统包括主 流道、分流道、冷料井和浇口组成。如图 9-1所示。

9.1.2 浇注系统设计时应遵循如下原则： 1 . 结合型腔的排位，应注意以下三点：

3 2

4 6 I局部放大

I

图9-1 浇注系统的组成

1 - 主流道 ；2 - 一级分流道 ；3 - 料槽兼冷料井 4 - 冷料井 ；5 - 二级分流道 ；6 – 浇口

a .尽可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔； b .型腔的布置和浇口的开设部位尽可能使模具在注塑过程中受力均匀； c .型腔的排列尽可能紧凑，减小模具外形尺寸。 2 . 热量损失和压力损失要小 a .选择恰当的流道截面； b .确定合理的流道尺寸；

在一定范围内，适当采用较大尺寸的流道系统，有助于降低流动阻力。但流道系统上的压力降较小的情况下，优先采用较小的尺寸，一方面可减小流道系统的用料， 另一方面缩短冷却时间。 c .尽量减少弯折，表面粗糙度要低。

3 . 浇注系统应能捕集温度较低的冷料，防止其进入型腔，影响塑件质量；

4 . 注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出； 5 . 防止制品出现缺陷；

避免出现充填不足、缩痕、飞边、熔接痕位置不理想、残余应力、翘曲变形、收 缩不匀等缺陷。

6 . 浇口的设置力求获得最好的制品外观质量

浇口的设置应避免在制品外观形成烘印、蛇纹、缩孔等缺陷。

7 . 口应设置在较隐蔽的位置，且方便去除，确保浇口位置不影响外观及与周围零件 发生干涉。

8 . 考虑在注塑时是否能自动操作

9 .考虑制品的后续工序，如在加工、装配及管理上的需求，须将多个制品通过流道连 成一体。 9.2 流道设计 9.2.1 主流道的设计

(1)定义：

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主流道是指紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。一般地，要求主流道进口处的位置应尽量与模具中心重合。

(2) 设计原则：

热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构成，它可分为两类：两板模浇口套和三板模 浇口套。

参照图9-2，无论是哪一种浇口套，为了保证主流道内的凝料可顺利脱出,应满足: D = d + (0.5 ~ 1) mm (1) R1= R2 + (1 ~ 2) mm (2) 其它相关尺寸详见第十六章第四节。 9.2.2 冷料井的设计 (1) 定义及作用：

冷料井是为除去因喷嘴与低温模具接触而 在料流前锋产生的冷料进入型腔而设置。它一

SR2

图 9-2 喷嘴与浇口套装配关系 SR1

ΦD 浇口套

注塑机喷嘴

Φd

般设置在主流道的末端，分流道较长时，分流道的末端也应设冷料井。 (2) 设计原则 ：

一般情况下，主流道冷料井圆柱体的直径为6 ~ 12mm，其深度为6 ~ 0mm。对于大 型制品，冷料井的尺寸可适当加大。对于分流道冷料井，其长度为(1 ~ 1.5)倍的流道直径。

(3) 分类：

a . 底部带顶杆的冷料井

H

d

H

d

D

H

 d

D

由于第一种加工方便，故常采用。Z图形拉料杆不宜多个同时使用，否则不易从拉料 9-3 底部带顶杆的冷料井 杆上脱落浇注系统。如需使用多个Z形拉料杆，应确保缺口的朝向一致。但对于在脱模时无法作横向移动的制品，应采用第二种和第三种拉料杆。根据塑料不同的延伸率选用不同深度的倒扣。若满足：(D-d)/D 1，则表示冷料井可强行脱出。其中1是 塑料的延伸率。

表9-1 树脂的延伸率( % )

树脂 1 PS 0.5 AS 1 ABS 1.5 PC 1 PA 2 POM 2 LDPE HDPE RPVC SPVC 5 3 1 10 PP 2 b . 推板推出的冷料井

这种拉料杆专用于胶件以推板或顶块脱模的模具中。拉料杆的倒扣量可参照表9-1。 锥形头拉料杆(图 9-4 c 示)靠塑料的包紧力将主流道拉住，不如球形头拉料杆和

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菌形拉料杆(图9-4 b、c 所示)可靠。为增加锥面的摩擦力，可采用小锥度，或增加锥 面粗糙度，或用复式拉料杆(图9-d示)來替代。后两种由于尖锥的分流作用较好，常用 于单腔成型带中心孔的胶件上，比如齿轮模具。

c . 无拉料杆的冷料井

对于具有垂直分型面的的注射模，冷料井置于左右两半模 的中心线上，当开模时分型面左右分开，制品于前锋冷料一起 拔出，冷料井不必设置拉料杆。见图9-5。 d . 分流道冷料井

一般采用图9-6中所示的两种形式：图a所示的将冷料井做

在后模的深度方向；图b所示的将分流道在分型面上延伸成为冷料井。有关尺寸可参考图9-6。

9.2.3 分流道的设计

L=(1~1.5)D

2

ΦD

图9-6 分流道冷料井 1- 主流道 2- 分流道冷料井

ΦD

1

ΦD

H=(1~1.5)D

2

1

图9-5 无拉料杆冷料井 冷料井

熔融塑料沿分流道流动时，要求它尽快的充满型腔，流动中温度降尽可能小，流动阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。所以，在流道设计时，应考虑：

(1) 流道截面形状的选用

较大的截面面积，有利于减少流道的流动阻力；较小的截面周长，有利于减少熔 融塑料的热量散失。我们称周长与截面面积的比值为比表面积(即流道表面积与其体积的比值)，用它来衡量流道的流动效率。即比表面积越小，流动效率越高。

名称 圆 形 表9-2 不同截面形状分流道的流动效率及散热

性能 正六边形 U 形 正方形 梯 形 半圆形 矩 形

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流道截图形及尺寸代面 号 0.153d b/2 0.167b 效通用 0.250D 0.217b 0.250d 0.250b 0.250d 率 表达(P=S/L式 h b/4 0.100b b/6 0.071b 截面)值 面积S =π2R时的P值 使截面面积2S =πR 时应取的尺寸 0.250D 0.239D 0.228D 0.222D 0.220D 0.216D b/2 0.209D h b/4 0.177D b/6 0.155D D = 2 R b =0.886D d =0.879D d =1.414D b/2 1.253D b =1.1D d =0.912D h b/4 1.772D b/6 2.171D 最大 热量损失 最小 小 较小 较大 大 更大 从表9-2中，我们可以看出相同截面面积流道的流动效率和热量损失的排列顺序. 圆形截面的优点是：比表面积最小，热量不容易散失，阻力也小。缺点是：需同时开设在前、后模上，而且要互相吻合，故制造较困难。U形截面的流动效率低于圆形与正六边形截面，但加工容易，又比圆形和正方形截面流道容易脱模，所以，U形截面分流道具有优良的综合性能。以上两种截面形状的流道应优先采用，其次，采用梯形截面。U形截面和梯形截面两腰的斜度一般为5°-10°。 (2) 分流道的截面尺寸

分流道的截面尺寸应根据胶件的大小、壁厚、形状与所用塑料的工艺性能、注射 速率及分流道的长度等因素来确定。对于我们现在常见(2.0~3.0)mm壁厚,采用的圆形分流道的直径一般在3.5~7.0mm之间变动，对于流动性能好的塑料，比如：PE、PA、PP等，当分流道很短时，可小到Φ2.5mm。对于流动性能差的塑料，比如：HPVC、PC、PMMA等，分流道较长时，直径可Φ10~Φ13mm。实验证明，对于多数塑料，分流道直径在5~6mm以下时，对流动影响最大。但在Φ8.0mm以上时，再增大其直径，对改善流动的影响已经很小了。

一般说来，为了减少流道的阻力以及实现正常的保压，要求： a. 在流道不分支时，截面面积不应有很大的突变； b. 流道中的最小横断面面积大于浇口处的最小截面面积。 对于三板模来讲，以上两点尤其应该引起重视。 ΦD1

R1

 R2 Φ d1



H

R1 

h

ΦD2 ΦD1

H

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在图9-7的a图中，H  D1  D2  D3；d1大于浇口最小截面,一般取(1.5~2.0)mm ，h =d1，锥度及一般取2°~3°，应尽可能大。为了减少拉料杆对流道的阻力，应将 流道在拉料位置扩大，如图9-7c所示；或将拉料位置做在流道推板上，如图9-7d 所。 在图9-7的b 图中，H  D1，锥度及一般取2°~3°，锥形流道的交接处尺寸相差 0.5~1.0mm，对拉料位置的要求与图9-7a 相同。 9.3 浇口设计

浇口是浇注系统的关键部分，浇口的位置、类型及尺寸对胶件质量影响很大。在 多数情况下，浇口是整个浇注系统中断面尺寸最小的部分(除主流道型的直接浇口外). 对于圆形流通截面，圆管两端的压力降为P，有以下关系式：

8aLQ

P= 式(9-1)

4

R 式中 a ------ 为熔融塑料的表观粘度 L ---- 圆形通道的长度

Q ---- 熔融塑料单位时间的流量 (cm/sec) R ---- 圆管半径

对于模具中常见的窄缝形流动通道，经推导有 W ---- 窄缝通道的宽度

H ---- 窄缝通道的深度

8aLQ

P = 式(9-2)

3

WH

从式(9-1)和(9-2)可知，当充模速率恒定时，流动中的模具入口处的压力降P与

下列因素有关：

(1) 通道长度越长，即流道和型腔长度越长，压力损失越大；

(2) 力降和流道及型腔断面尺寸有关。流道断面尺寸越小，压力损失越大。矩形 流道深度对压力降的影响比宽度影响大得多。

一般浇口的断面面积与分流道的断面面积之比约为0.03~0.09，浇口台阶长1.0 ~1.5mm左右。断面形状常见为矩形、圆形或半圆形。

9.3.1 浇口的类型 1.直接式浇口

优点：(1) 压力损失小； (2) 制作简单。

a b c

3

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缺点：(1) 浇口附近应力较大； (2) 需人工剪除浇口(流道)； (3) 表面会留下明显浇口疤痕。

应用：(1)可用于大而深的桶形胶件，对于浅平的胶件，由于收缩及应力的原因，容易 产生翘曲变形。

(2)对于外观不允许浇口痕迹的胶件，可将浇口设于胶件内表面，如图9-8c所示 。这种设计方式，开模后胶件留于前模，利用二次顶出机构(图中未示出)将胶件顶出 2.侧浇口

优点:1.)形状简单，加工方便， 2.)去处浇口较容易。 缺点:1.)胶件与浇口不能自行分离， 2.)胶件易留下浇口痕迹。

参数:1.)浇口宽度W为(1.5~5.0)mm，一般取W=2H。大胶件、 透明胶件可酌情加大 ；

R1

L

h



图 9-9 侧浇口

L W H



2.)深度H为(0.5~1.5)mm。具体来说，对于常见的ABS、

HIPS，常取H=(0.4~0.6) ,其中为胶件基本壁厚；对于流动性能较差的PC、  PMMA，取 H=(0.6~0.8)；对于POM、PA来说，这些材料流道性能好，但凝固 R2

d

速率也很快，收缩率较大，为了保证胶件获得充分的保压，防止出现缩痕、 R3 皱纹等缺陷，建议浇口深度H=(0.6~0.8)；对于PE、PP图等材料来说，且小浇 9 -11 针点浇口 口有利于熔体剪切变稀而降低粘度，浇口深度H=(0.4~ 0.5)。 应用：1.)适用于各种形状的胶件，但对于细而长的桶形胶件不以采用。 3.搭接式浇口

优点：1.)它是侧浇口的演变形式，具有侧浇口的各种优点； 2.)是典型的冲击型浇口，可有效的防止塑料熔体的 喷射流动。

缺点：1.)不能实现浇口和胶件的自行分离； 2.)容易留下明显的浇口疤痕。 参数：可参照侧浇口的参数来选用。

应用：适用于有表面质量要求的平板形胶件。 4.针点浇口

优点：1.)浇口位置选择自由度大， 2.)浇口能与胶件自行分离， 3.)浇口痕迹小，

4.)浇口位置附近应力小。 缺点：1.)注射压力较大，

2.)一般须采用三板模结构,结构较复杂。 参数：1.)浇口直径d一般为(0.8~1.5)mm， 2.)浇口长度L为(0.8~1.2)mm。

图 9 -10 搭接式浇口 H

W L

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3.)为了便于浇口齐根拉断，应该给浇口做一 锥度，大小15°~20°左右；浇口与流道相 接处圆弧R1连接，使针点浇口拉断时不致损伤 胶件，R2为(1.5~2.0)mm，R3为(2.5~3.0)mm， 深度h=(0.6~0.8)mm。

应用：常应用于较大的面、底壳，合理地分配浇口有助于减少流动路径的长度，获得较理想的熔接痕分布；也可用于长桶形的胶件，以改善排气。 5.扇形浇口

优点：1.)熔融塑料流经浇口时，在横向得到 更加均匀的分配，降低胶件应力；

2.)减少空气进入型腔的可能，避免产生银丝、 气泡等缺陷。

缺点：1.)浇口与胶件不能自行分离，

2.)胶件边缘有较长的浇口痕迹，须用工具才能 将浇口加工平整。

参数：1.)常用尺寸深H为(0.25~1.60)mm， 2.)宽W为8.00mm至浇口侧型腔宽度的1/4。 3.)浇口的横断面积不应大与分流道的横断面积。

W

H

图9–12 扇形浇口 L

应用：常用来成型宽度较大的薄片状胶件，流动性能较差的、透明胶件。比如 PC、PMMA等。

6.潜伏式浇口(鸡嘴入水)

优点：1.)浇口位置的选择较灵活； 2.)浇口可与胶件自行分离； 3.)浇口痕迹小；

4.)两板模、三板模都可采用。 缺点：1.)浇口位置容易拖胶粉； 2.)入水位置容易产生烘印； 3.)需人工剪除胶片；

4.)从浇口位置到型腔压力损失较大。 参数：1.)浇口直径d为0.8~1.5mm，

H





d

A

2.)进胶方向与铅直方向的夹角为30°~50°之间， 3.)鸡嘴的锥度为15°~25°之间。 4.)与前模型腔的距离A为(1.0~2.0)mm。



图 9-13 潜伏式浇口

应用：适用于外观不允许露出浇口痕迹的胶件。对于一模多腔的胶件，应保证各腔从浇口到型腔的阻力尽可能相近，避免出现滞流，以获得较好的流动平衡。 7.弧形浇口 优点：

1.)浇口和胶件可自动分离；

A

d

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2.)无需对浇口位置进行另外处理： 3.)不会在胶件的外观面产生浇口痕迹。 缺点：

1.)可能在表面出现烘印； 2.)加工较复杂；

3.)设计不合理容易折断而堵塞浇口。 参数：

图 9-16 圆环形浇口

1.)浇口入水端直径d为(Φ0.8~Φ1.2)mm，长(1.0~1.2)mm； 2.)A值为 2.5D 左右；

3.)Φ2.5min* 是指从大端0.8D 逐渐过渡到小端Φ2.5。

应用：常用于ABS、HIPS。不适用于POM、PBT等结晶材料，也不适用于PC、PMMA等刚性好的材料，防止弧形流道被折断而堵塞浇口。 8.护耳式浇口

优点：有助于改善浇口附近的气纹。 缺点：(1) 需人工剪切浇口；

(2) 胶件边缘留下明显浇口痕迹。

参数：(1) 护耳长度A=(10~15)mm，宽度B=A/2，厚度为进

W

图 9-15 护耳式浇口 B

L

H A

口处型腔断面壁厚的7/8；浇口宽W为(1.6~3.5)mm， 深度H为(1/2~2/3)的护耳厚度，浇口长(1.0~2.0)mm。 应用：常用于PC、PMMA等高透明度的塑料制成的平板形胶件。 9.圆环形浇口

优点：(1)流道系统的阻力小； (2)可减少熔接痕的数量； (3)有助于排气； (4)制作简单。 缺点：(1)需人工去除浇口；

(2)会留下较明显的浇口痕迹。

参数：(1)为了便于去除浇口，浇口深度h一般为(0.4~0.6)mm； (2) H为(2.0~2.5)mm。 应用：适用于中间带孔的胶件。 10.斜顶式弧形浇口

优点：1)不用担心弧形流道脱模时被拉断的问题； 2)浇口位置有很大的选择余地； 3)有助于排气。

缺点：1)胶件表面易产生烘印； 2)制作较复杂；

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3)弧形流道跨距太长可能影响冷却水的布置。 参数：可参考侧浇口的有关参数。

应用：1)主要适用于排气不良的或流程长的壳形胶件；

2)为了减少弧形流道的阻力，推荐其截面形状选用U形截面(见图示)； 3)斜顶的设计可参照“第7.7节 斜顶、摆杆机构”； 4)浇口位置应选择在胶件的拐角处或不显眼处。

9.3.2 浇口的布置

图 9-17 斜顶式弧形浇口 弧形流道

( 弧形流道截面 )

胶件

胶件 斜顶

1. 避免熔接痕出现于主要外观面或影响胶件的强度

根据客户对胶件的要求，把熔接痕控制在较隐蔽及受力较小的位置。同时，避免各熔接痕在孔与孔之间连成一条线，降低胶件强度。如图9-18(a)所示，胶件上两孔 形成的熔接痕连成了一条线，这将降低胶件的强度。应将浇口位置按图9-18(b)来布 置。为了增加熔接牢度，可以在熔接痕的外侧开设冷料井，使前锋冷料溢出。对于大型框架型胶件，可增设辅助流道，如图9-19 所示；或增加浇口数目，如图9-20所示， 以缩短熔融塑料的流程，增加熔接痕的牢度。

浇口位置 图 9-18 浇口位置对熔接痕的影响 图9-19 过渡浇口增加熔接痕牢度

辅助流道

熔接痕连成一线

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2. 防止长杆形胶件在注塑压力的作用下发生变形；

见图9-21，在方案(a)中,型芯在单侧注塑压力的冲击下，会产生弯曲变形，从而导 致胶件变形。采用方案(b),从型芯的两侧平衡的进胶，可有效地消除以上缺陷。

图 9-21 长杆形胶件的浇口布置方案 3. 避免影响零件之间的装配或在外露表面留下痕迹；

如图9-22(a)所示，为了不影响装配，在按键的法兰上做一缺口，浇口位置设在缺 口上，以防止装配时与相关胶件发生干涉。如图9-22(b)所示，浇口潜伏在胶件的骨位 上，一来浇口位置很隐蔽，二来没有附加胶片，便与注塑时自动生产。

图9-22 浇口位置的布置不影响装配及外观

4. 防止出现蛇纹、烘印，应采用冲击型浇口或搭底式浇口； 熔融塑料从流道经过小截面的浇口进入型腔时，

图9-19 浇口位置的布置不影响装配及外观 速度急剧升高，如果这时型腔里没有阻力来降低熔

体速度，将产生喷射现象，如图9-23 (a)所示，轻 微时在胶口附近产生烘印，严重时会产生蛇纹。如 图9-23 (b)所示，若采用厚模搭底，熔融塑料将喷 到前模面上而受阻，从而改变方向，降低速度，均

图9-23 避免产生喷射的浇口布置

匀地充填型腔。图9-24(a)由于熔体进入型腔时没有受到阻力，而在胶件的前端产生 气纹；按9-24 (b)改进后，以上缺陷可消除。

图9-20 避免产生喷射的浇口布置

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5. 为了便於流动及保压 ，浇口应设置在胶件壁厚较厚处 6. 有利于排气

如图9-25 所示，一盖形胶件，顶部较四周薄，采用侧浇口，如图(a)，将会在顶部 A处形成困气，导致熔接痕或烧焦。改进办法如(b)图,给顶面适当加胶，这时仍有可能在侧面位置A产生困气；如按(c)图所示，将浇口位置设于顶面，困气现象可消除。

图 9-25 浇口位置对排气的影响(1) A-熔接痕；紫色-流动方向 A

A

如图9-26所示，若按(a)图的方案进胶，预计将在位置A产生困气，建议采用方案 (b)，可有助于气体排出型腔。

图9-26 浇口位置对排气的影响(2) A – 预计困气位置

A

7. 考虑取向胶件质量的影响；

对于长条形的平板胶件，浇口位置应选择在胶 件的一端，使胶件在流动方向可或得一致的收缩， 如图9-26(a)所示；如果胶件的流动比

较大时，可将浇口位置向中间移少量距离，如图 9-26(b)所示；但不宜将浇口位置设于胶件中间， 从图9-26(c)可以看出，浇口设于胶件中间时，树 脂的流动呈辐射状，造成胶件的径向收缩与切线 方向的收缩不匀而产生变形。

8. 对于一模多腔的模具，优先考虑按平衡式 流道布置来设置浇口；

图9-27 平板胶件不同浇口位置的流动状态

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如图9-28所示，建议采用(b)平衡式流道来布置 浇口，有利于各型腔的平衡充填。

9. 考虑注塑生产的效率，便于流道系统与胶件的分离

模具结构确定后，应考虑流道系统和胶件便于分离，采用针点式浇口、潜伏式浇口 、弧形流道可实现流道系统和胶件自动分离。选择潜伏式浇口位置时，应优先考虑在胶件本身结构上，一方面减少注塑压力，另一方面，避免生产时去除胶片。侧浇口、搭接式浇口、圆环形浇口、斜顶式浇口较易分离。直接浇口、扇形浇口、护耳式浇口则较难分离。

10.考虑加工方便

对于一模多腔的弧形流道结构，为了减少镶块的数量，应在后模将各弧形流道设置在大镶块的镶拼面上，如图9-29所示,后模由7块镶块组成，各个型腔的弧形流道在 各镶块各出一半，这将简化加工工艺。

9.4 流动平衡分析

流动平衡是流道系统设计时保证胶件质量的一个重要原则。从单个型腔的角度来看,它要求所有的流动路径应该同时以相同的压力充满；从多个型腔而言，每个型腔都应在同一瞬时、以相同的压力充满。 9.4.1 不平衡的流动将产生以下弊病 ( 1 )先充填的区域产生过压实。

过压实可能造成以下四个方面缺陷有：

图9-29 弧形流道的镶拼结构 圖9-28 按平衡式流道來佈置澆口

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a.浪费胶料，

b.不同区域的收缩率不同将导致胶件尺寸的不一致及翘曲 ； c.粘模、顶白；

d.过高的应力状态将缩短胶件寿命。 ( 2 )增加注塑压力。可能导致： a.先充填型腔出现飞边； b.需要加大机器的锁模力。

( 3 )不平衡的流动往往导致分子取向的不规则，引起收缩率不一致，使胶件产生翘曲 9.4.2 实行流动平衡的方法

除了调整流道系统的尺寸以外，我们还应考虑四个因素： ( 1 )正确的浇口位置及合理的浇口数量；

图9-30 原始流道布置方案的充填时间分析结果(1)

B

型腔A体积最大，应采用两个浇口。

该模具由大小不同的八个型腔组成，首先考虑： a.将体积最大的型腔A布置在离主流道最近的位置； b.且该型腔采用两点进胶。

经流动分析发现，型腔B流程较短，最早被充填满,流动秩序与其它七个型腔相差 很大。

继续比较充填压力的分布。

该型腔将过压实

该方案最高充填压力为:

71.7 Mpa

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和最高充填压力71.7Mpa相比，型腔B将承受很大的额外压力，所以，该型腔将出现过压实。

为了获得较理想的流动平衡，应给型腔B选择合理的浇口位置，并对流道系统的尺寸进一步调整，重新进行流动分析。 先考察充填时间的分析结果：

图9-32 优化流道布置后的充填时间分析结果(1) 由以上分析结果可知，流道平衡得到了很好的改善。

重新选择该型

腔的浇口位置

再比较充填压力的分布：

图9-33 优化流道系统后的充填压力分析结果(1)

该方案最 大充填压 力为: 58.774

由分析结果可知，平衡后的流道系统有效地降低了整个模具的充填压力。 ( 2 )改变型腔不同部位的壁厚；

由于结构和外观的原因，浇口位置可能是确定的，如图9-33所示，浇口定在矩形 盘的中心，若采用一致的壁厚2.0mm，见9-34(a)图，显然，由于浅色区域流动路径最 短，它将先于深色区域被充填满，形成不平衡流动。 可以通过以下方法来实行流动平衡：

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a.导流，即增加壁厚以加速流动。该例中,将深色区域的壁厚从2.0mm增加到2.5mm； b.限流，即减少壁厚以减慢流动。该例中,将浅色区域的壁厚从2.0mm减少到1.5mm. 通过调整胶件的壁厚，使胶件获得平衡的流动秩序，如图9-33(c)。

(a) 胶件原壁厚2.0mm (b) 调整后的壁厚分布 (c) 充填时间图

图9-34 通过导流和限流来调节胶件的流动平衡

导流 区域

限流 区域

导流和限流各有其优缺点。

导流需增加塑料用量，并要延长冷却时间，从而可能会因冷却不均匀而造成胶件翘曲。然而，这种方法可以采用较低的注塑压力以降低浇口附近的应力水平，并且能得到较好的流动平衡，最后仍会使胶件翘曲变形减小。

限流可以节约材料，且不会延长冷却时间，但会增加充填压力。

竟采用哪一种，要取决于应力和压力的大小，有时两种方法同时采用能收到更好 的效果。

主要应用于大型的箱盖、面壳，以防治胶件变形,或用于解决胶件局部困气。 ( 3 )对于多腔模具，合理的型腔布置；

如图9-35所示，在原型腔布置的基础上，流道系统无法实现流动平衡。因为体积 较大的型腔和体积较小的型腔共用了相当长的一段流道，了尺寸的调节。

调整型腔布置后，对流道的布置也进行调整，可以或得较好的流动平衡。

流道系统所占体积： 10.60cu.cm

图9-35 原型腔布置的充填时间分析结果

流道系统所占体积： 10.69cu.cm

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由以上分析结果可知，调整型腔布置后，流道系统的用料并没有增加。 ( 4 )尽量采用平衡式流道。

如图9-37所示，非平衡示流道布置会导致很大的流动秩序差别。

把流道系统改为平衡示布置后，可获得很好的平衡流动，见图9-38：

图9-38 采用平衡式流道系统后的充填时间分析结果 图9-37 非平衡式流道布置的充填时间分析结果

以上几种实现流动平衡的方法，一般优先考虑调节流道系统的尺寸来达到平衡的流 动，但往往很难通过一种方法来实现，可根据实际情况选用一种，或两三种的组合。

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9.5 排气

模具内的气体不仅包括型腔里空气，还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时，这些气体都应顺利的排出。 9.5.1 排气不足的危害性：

( 1 ) 在胶件表面形成烘印、气花、接缝，使表面轮廓不清； ( 2 ) 充填困难，或局部飞边； ( 3 ) 严重时在表面产生焦痕； ( 4 ) 降低充模速度，延长成型周期。 9.5.2 排气方法

我们常用的排气方法有以下几种： ( 1 ) 开排气槽

排气槽一般开设在前模分型面熔体流动的末端，如图9-30所示，宽度b=(5~8)mm 长度 L为8.0mm ~10.0mm左右。

图9-30 排气槽的设计

1

Section A-A

3

2

(0.20~0.30) mm

排气槽的深度h因树脂不同而异，主要是考虑树脂的粘度及其是否容易分解。作为原则而言，粘度低的树脂，排气槽的深度要浅。容易分解的树脂，排气槽的面积要大，各种树脂的排气槽深度可参考表9-3。

表9-3 各种树脂的排气槽深度

树脂名称 PE PP PS ABS SAN ASA POM ( 2 ) 利用分型面排气 对于具有一定粗糙度的分型面，可从分型面将气体排出。见图9-31。

1. 分流道 2. 排气槽 3. 导向沟

排气槽深度(mm) 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.02 树脂名称 PA(含玻纤) PA PC(含玻纤) PC PBT(含玻纤) PBT PMMA 排气槽深度(mm) 0.03~0.04 0.02 0.05~0.07 0.04 0.03~0.04 0.02 0.04 模具设计指南

( 3 ) 利用顶杆排气

胶件中间位置的困气，可加设顶针,利用顶针和型芯之间的配合间隙，或有意增加顶针之间的间隙来排气，见图9-32。 ( 4 ) 利用镶拼间隙排气

对于组合式的型腔、型芯，可利用它们的镶拼间隙来排气，见图9-33、图9-34。

( 5 ) 增加走胶米仔

对于喇叭骨之类的封闭骨位，为了改善困气对流动的影响，可增加走胶米仔，米 仔高出骨位h值0.50 mm左右。如图9-35所示。

图 9-35 增加走胶米仔排气 图 9-36 透气钢排气 1.前模 2.透气钢 3.型芯

3 2 1

困气位置

图9-34 利用镶拼间隙排气 (2) 图9-33 利用镶拼间隙排气 (1)

( 6 ) 透气钢排气

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透气钢是一种烧结合金，它是用球状颗粒合金烧结而成的材料，强度较差，但质地疏松，允许气体通过。在需排气的部位放置一块这样的合金即达到排气的目的。但底部通气孔的直径D不宜太大，以防止型腔压力将其挤压变形，如图9-36所示。由于 透气钢的热传导率低，不能使其过热，否则，易产生分解物堵塞气孔。

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第十章模温控制

模具温度对胶件的成型质量、成型效率有着较大的影响。在温度较高的模具里，熔融胶料的流动性较好，有利于胶料充填型腔，获取高质量的胶件外观表面，但会使胶料固化时间变长，顶出时易变形，对结晶性胶料而言，更有利于结晶过程进行，避免存放及使用中胶件尺寸发生变化；在温度较低的模具里，熔融胶料难于充满型腔，导致内应力增加，表面无光泽，产生银纹、熔接痕等缺陷。

不同的胶料具有不同的加工工艺性，并且各种胶件的表面要求和结构不同，为了在最有效的时间内生产出符合质量要求的胶件，这就要求模具保持一定的温度，模温越稳定，生产出的胶件在尺寸形状、胶件外观质量等方面的要求就越一致。因此，除了模具制造方面的因素外，模温是控制胶件质量高低的重要因素，模具设计时应充分考虑模具温度的控制方法。

10.1模具温度控制的原则和方式 10.1.1模具温度控制的原则

为了保证在最有效的时间内生产出高外观质量要求、尺寸稳定、变形小的胶件，设计时应清楚了解模具温度控制的基本原则。

(1)不同胶料要求不同的模具温度。参见10.1.3节

(2)不同表面质量、不同结构的模具要求不同的模具温度，这就要求在设计温控系统时具有针对性。

(3)前模的温度高于后模的温度，一般情况下温度差为20~30º左右。

(4)有火花纹要求的前模温度比一般光面要求的前模温度高。当前模须通热水或热油时，一般温度差为40º左右。

(5)当实际的模具温度不能达到要求模温时，应对模具进行升温。因此模具设计时，应充分考虑胶料带入模具的热量能否满足模温要求。

(6)由胶料带入模具的热量除通过热辐射、热传导的方式消耗外，绝大部分的热量需由循环的传热介质带出模外。铍铜等易传热件中的热量也不例外。

(7)模温应均衡，不能有局部过热、过冷。 10.1.2模具温度的控制方式

模具温度一般通过调节传热介质的温度，增设隔热板、加热棒的方法来控制。传热介质一般采用水、油等，它的通道常被称作冷却水道。

降低模温，一般采用前模通“机水”(20ºC左右)、后模通“冻水”(4ºC左右)来实现。当传热介质的通道即冷却水道无法通过某些部位时，应采用传热效率较高的材料(如铍铜等，模具材料的传热系数详见《塑料模具技术手册》第219页)，将热量传递到传热介质中去，如图10.1.1，或者采用“热管”进行局部冷却。

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升高模温，一般采用在冷却水道中通入热水、热油(热水机加热)来实现。当模温要求较高时，为防止热传导对热量的损失，模具面板上应增加隔热板。

热流道模具中，流道板温度要求较高，须由加热棒加热，为避免流道板的热量传至前模，导致前模冷却困难，设计时应尽量减少其与前模的接触面。

10.1.3常用胶料的注射温度与模具温度

下表为胶件表面质量无特殊要求(即一般光面)时常用的胶料注射温度、模具温度，模具温度指前模型腔的温度。

胶料名称 ABS AS HIPS PC PE PP 注射温度(ºC) 210~230 210~230 200~210 280~310 200~210 200~210 模具温度(ºC) 胶料名称 60~80 PVC 50~70 POM 40~70 PMMA 90~110 PA6 35~65 PS 40~80 TPU 注射温度(ºC) 160~180 180~200 190~230 200~210 200~210 210~220 模具温度(ºC)

30~40 80~100 40~60 40~80 40~70 50~70

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10.2冷却系统设计

10.2.1冷却系统设计原则

(1)冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等，一般取15~25mm，如图10.2.1所示。

(2)冷却水道数量尽可能多，而且要便于加工。一般水道直径选用6.0，8.0，10.0，两平行水道间距取40~60mm，如图10.2.1所示。

(3)所有成型零部件均要求通冷却水道，除非无位置。热量聚集的部位强化冷却，如电池兜、喇叭位、厚 胶位、浇口处等。A板，B板，水口板，浇口部分则视情况定。

(4)降低入水口与出水口的温差。入水，出水温差会影响模具冷却的均匀性，故设计

时应标明入水，出水方向，模具制作时要求在模坯上标明。.运水流程不应过长，防止造成出入水温差过大。

(5)尽量减少冷却水道中“死水”(不参与流动的介质)的存在。 (6)冷却水道应避免设在可预见的胶件熔接痕处。

(7)保证冷却水道的最小边距(即水孔周边的最小钢位厚度)，要求当水道长度小于150mm时，边间距大于3mm；当水道长度大于150mm时，边间距大于5mm。

(8)冷却水道连接时要由“O”型胶密封，密封应可靠无漏水。密封结构参见10.2.2。

(9)对冷却水道布置有困难的部位应采取其它冷却方式，如铍铜、热管等 (10)合理确定冷却水接头位置，避免影响模具安装、固定。 10.2.2“O”型密封圈的密封结构

常用“O”型密封圈结构如图10.2.3所示。可参见第十五章15.5节。

图10.2.3

常用密封结构如图10.2.4所示。常用装配技术要求参见列表： 密封圈规格 ØD 13.0 2.5 16.0

图10.2.1

图10.2.2

装配技术要求 ØD1 8.0 1.8 11.0 3.2 H W 此间距须≥1mm Ød 模具设计指南

19.0 16.0 19.0 25.0 3.5 14.0 9.0 12.0 18.0 单位：mm 2.7 4.7 10.2.3冷却实例

(1)浅模腔冷却。前模如图10.2.5所示，后模如图10.2.6所示。

图10.2.6

(2)深模腔冷却。如图10.2.7所示。

为了使冷却水道的孔壁至型腔表面的距离应尽可能相等 此处有“死水”存在，应隔断 电池盒镶件，采用水缸冷却

图10.2.5 标注出水口入水口

采用“O”型密封圈密封

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(3)较小的高、长型芯冷却。图10.2.8采用斜向交叉冷却水道；10.2.9采用套管形式的冷却水道。

(4)无法加工冷却水道的部位采用易导热材料传出热量。如图10.2.10所示

型芯用导热率较高的铍铜制作

图10.2.10

(5)哈夫模冷却。如图10.2.11所示。哈夫块上开设冷却水道，模坯上开设出水、入水管道的避空槽。

(6)成型顶块冷却。如图10.2.12所示。在顶块的出水、入水管道的接口处开设避空槽，避空槽的大小应满足引水管在顶块顶出时的运动空间。

套管

图10.2.8 图10.2.9

由铍铜将热量传到冷却介质 由冷却介质将热量带出模外

模坯上的避空槽 图10.2.11

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第十二章 双色模具

双色模具使用双色/双料注射机，可生产出两种胶料(硬胶为主，再加上软胶配合)及不同颜色的产品，特别适宜于成形有永久标记符合的各种按键。其优点是：同时成形缩短了生产周期，提高生产效率。

12.1 ARBURG 520C注射机

现塑胶部拥有双色/双料注射设备为：(直角式)ARBURG520C注射机，由德国生产厂 家ARBURG(雅宝)公司制造如图12.1.1所示。注射装置由水平注射台和垂直注射台组成，两个注射台可做运动，如图12.1.2 图12.1.3所示。

转盘

图12.1.1

双色/双料产品成形过程为(以注入胶料1、胶料2 两 种胶料为例)：(1) 先注入胶料1；(2) 开模后顶出浇道； (3) 转盘转动180至另一面；(4) 合模锁紧；(5) 再注入 胶料2，另一模腔亦同时注入胶料1；(6) 保压，胶料1、 胶料2 同时冷却；(7) 开模，顶出成品和浇道，另一模 腔只顶出浇道；(8) 重复过程(3)(转盘转动180至另一 面)。

以下针对ARBURG 520C 注射机的相关参数说明如下。

图12.1.3 图12.1.2

12.1.1 设备技术规格

(1) 相关规格如下表：

项目 最大锁模力 最大合模力 最大开模力 最大开模行程(最小模厚时) 最大容模宽度 最大容模高度(最大模长) 最小容模厚度 最大容模厚度 最大机板跨距 格林柱间距

单位 吨 吨 吨 mm mm mm mm mm mm mm 参数 204 7.14 5.1 650 510 740 双色模特别参数 (参见12.2.2节) (参见12.2.2节) 400 290(包括回转板) 945-X 830-X(包括回转板) 950 520 模具设计指南

动模最大重量 最大顶出力 顶杆最大行程 理论熔胶体积(1#水平注射台) 理论熔胶体积(2#垂直注射台) 最大射胶量(PS)(1#水平注射台) 最大射胶量(PS)(2#垂直注射台) 公斤 吨 mm cm3 cmg g 3 1000 6.7 225 353 182 297 153 注：1)X表示模具所需求的最大开模行程，该机采用全液压直压式锁模； 2)参数项所列值均为未包括附加板(混合射嘴板或回转板)； 3)双色模容模宽度、高度另见12.2.2节及图12.2.2所示。 (2) 设备容模结构 尺寸，如图12.1.4所示。 (3) 设备垂直注射 嘴与模具三种配合形式 如图12.1.5所示；为方 便加工，优先选用第一 种形式。

第一种形式

第二种形式 图12.1.5

第三种形式

图12.1.4

动机板

定机板

设备水平注射嘴与模具的配合，其模具唧嘴结构如图12.1.6 图12.1.7所示。

图12.1.6

图12.1.7

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12.1.2 回转板尺寸

回转板属于附加板，安装在动机板上，回转板结构尺寸如图12.1.8所示。回转由抽芯机构油压驱动，可做+/-180转动，仅适用于双色/双料注射。回转板上与模具配 合尺寸如图12.1.9所示，中部冷却水道局部放大图如图12.1.10所示。

图12.1.9

模具底板 模具定位销

水孔密封槽直径 (回转板中部放大)

图12.1.10

进水孔直径

冷却水道入口

冷却道与模具定位孔直径

图12.1.8

模具底板上冷却水道、定位 轴与回转板配合结构尺寸，如图

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12.1.11所示。

12.1.3 设备顶出结构

ARBURG 520C 注射机设有中 心顶出，若实现双色/双料注射时 所需的上下顶出，须在中心顶杆 上加装上下顶出机构。该(自制) 顶出机构如图12.1.12所示。

此端与注射机中心顶杆连接

上下杆顶出端

附录1 ARBURG 520C注射机夹芯注射

图12.1.12

ARBURG 520C 注射机既能双色/双料注射，还可注射夹芯胶件，即胶件内部填充与外 层不同颜色或种类的胶料及迷彩外观。 当成形夹芯或迷彩色胶件时，附 加板(混合射嘴板)安装在设备定机板 上，两个射嘴经附加板上的混合射嘴， 如图12.1.13所示，从模具的一个唧嘴 入胶，适合于通常结构的模具；混合 射嘴具有加热线圈。

外壳成形

夹芯成形图12.1.4

封闭浇口

图12.1.13

夹芯注射原理如图12.1.4所示，分三段注射充满整个型腔。第一段外壳成形部分填 充量最大，溶胶填入型腔的绝大部分。第二段则在第一段的基础上继续向型腔充胶，以夹芯料不外露为原则。第三段填充量基本固定，只要封闭浇口部分即可。

目前塑胶部夹芯注射还存在一些缺陷无法克服，主要有胶件表面经常出现混色现象,

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浅色的表面层不能完全遮盖深色的夹芯料，夹芯料填充不均匀，夹芯率不高约20%以下。

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12.2 模具结构

应用ARBURG 520C 注射机进行双色/双料注射，其模具结构说明如下。

12.2.1 一般结构

双色/双料模具结构如图12.2.1所示。模具结构与普通(单色料)模具相比，有下列特点：

(1)模具具有两组的顶出机构；

(2)垂直端注射，从模具分模面或(三板模)水口推板与前模板之间入浇，三板模如图12.2.6所示；

(3)模具后模冷却由旋转板中间通入，再经模具底板引入后模； (4)模具固定在旋转板上，需有定位销定位，并保证顶出杆准确对位； (5)模具底板、方铁和垫板之间须有定位销连接定位；

(6)为使模具后模旋转180后，前、后模配合良好，模具边钉和(三板模)水口边的位置尺寸须对称一致。 垂直端入 浇口

两组的顶出机构 图12.2.1

底板、方铁和垫板连接定位销

后模冷却水入口 模具底板

与旋转板定位销

12.2.2 注意要点

双色/双料模具设计与制造注意要点：

(1)为使模具装在回转板上能作回转运动，模具最大高、宽尺寸应保证在格林柱内切圆直径750mm范围内；当模具用压板固定于回转板上时，模具最大宽度为450mm，最大

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高度(长度)为590mm；另外，也为满足模具定位和顶出孔位置尺寸的要求，模具最小宽度为300mm，最小高度(长度)为400mm，如图12.2.2所示。 平面射

嘴结构

图12.2.3

(2)由于设备水平、垂直注射嘴端面为平面结构，模具唧嘴须满足平面接触，如图 12.2.3所示。

(3)注意保证模具定位和顶出的中心位置尺寸1200.02，如图12.2.1所示。

(4)双料注射模具，若两种胶料的收缩率不同，其模具型腔的缩放量也不一致；当进行第二次注射时，第一次成形的胶件已收缩，因此模具第二次成形的封胶面应为胶件实际尺寸，亦可减小(单边)0.03mm来控制封胶，如图12.2.4所示。

第二次成形

图12.2.4

(5)模具二次成形的前模型腔，注意避空非封胶配合面，避免夹伤、擦伤第一次注射

第一次成形

避空面

二次成形封胶边

避空面

已成形的胶件表面，如图12.2.4所示避免夹伤，又如图12.2.5所示避免擦伤。 一次 成形

图12.2.5

避空面避免擦伤

二次

成形

(6)避免两胶料接合端处锐角接合；当出现锐角接合时，因尖锐角热量散失多，不利于两胶料熔合，角位易脱开，如图12.2.6所示。

端角位角度大，锐角接合，

有利熔合 不利熔合 图12.2.6

(7)胶件两种胶料的选择注意其接合效果，常用各胶料组合见下表。

模具设计指南

PC-ABS PE-HD PE-LD PS-GP PS-HI PVC-W PA66 PMMA ABS PA6 POM TPU Polymer ABS PA6 PA66 PC PE-HD PE-LD PMMA POM PP PS-GP PS-HI TPU PVC-W SAN   PC PP                                                                                                                                                                PC-ABS  SAN                注明：(1)“”为好的组合；“”为略微差的组合；“”为较差的组合。 (2)其余空白为不好的组合。

12.2.3 后模冷却方式

双色/双料模具的冷却，前模与普通(单色料)模具相同；而后模安装在回转板上，冷却水是由回转板中部引入。冷却水进入后模方式通常有以下两种：

(1)如图12.2.6所示，冷却水进入模具底板，通过引水柱进入垫板，再由垫板进入后模循环冷却。

垂直端入浇口

垫板 底板 冷却水入孔

引水柱定位销 引水柱

图12.2.6

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(2)如图12.2.7所示，冷 却水进入模具底板并从侧面引 出，再经软管通入垫板，后进 入后模型腔冷却。

12.3 模具示例

(1)如图12.3.1所示，模具成形胶件为双色料“笔”。模具前模采用哈夫结构如图 12.3.2所示，由两组(每组四对)哈夫块组成；通过两组哈夫型腔的变化，来实现胶件内芯(硬胶)和旋转后外包胶料(软胶)的成形。模具后模利用胶件两端斜顶机构如图12.3.3所示，使胶件第一次成形后固定在斜顶上，并旋转至另一组哈夫型腔内，二次成形后顶出胶件。

一对哈夫块

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(2)如图12.3.4所示，模具为推板模，成形胶件是双色料“按钮”。模具内两组型腔后模相同，前模变化。胶件第一次成形完成后留在后模上，顶出浇道；后模旋转180，合入另一组前模，再完成胶件二次成形，推出胶件并顶出浇道。

第一次成形

(3)如图12.3.5所示，成形胶 件“圆盘壳”上有一个不同色料的 圆环。模具后模型腔都相同，前模 有改变。第一次成形后，浇道经水

第二次成形

前模

胶件图

图12.3.4

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口板脱出；旋转180二次成形，胶 件顶针顶出，浇道水口板脱出。

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第十三章 无流道凝料模具

无流道凝料模具是针对热塑性胶料，利用加热或隔热的方法使流道内的胶料始终保持熔融状态，从而达到无流道凝料或少流道凝料目的的注射模具。

无流道凝料模具的优点很多，其主要表现有：

1. 无流道凝料或少流道凝料，胶料的有效利用率高，并可充分发挥注射机的塑化能力。

2. 熔融胶料在流道里的压力损耗小，易于充满型腔及补缩，可避免产生胶件凹陷、缩孔和变形。

3. 缩短了成形周期，提高了生产效率。 4. 浇口可自动切断，提高了自动化程度。 5. 能降低注射压力，可减小锁模吨位。

无流道凝料模具也有其相应的缺点，其主要表现有：

1. 装有热流道板的模具其闭合高度加大，有可能需要选用较大的注射机。 2. 热唧咀、热流道板中的热量经热辐射和热传导影响前模温度，模具设计时应尽量减少热传递，加强前模冷却。

3. 模具成本较高。

13.1 无流道凝料模具的基本形式

无流道凝料模具经过多年的发展，现基本采用以下两种主要结构形式： 1.采用热唧咀直接进料或间接进料的模具，简称热唧咀模具。其基本结构如图 13.1.1所示。

面板 A 板 B 板

2.具有热流道板、二级热唧咀形式的模具，简称热流道模具。其基本结构如图 13.1.2所示。

定位圈

隔热板

热唧咀

前模

后模 垫板

图13.1.1

后模镶件

模具设计指南

面板

二级热唧咀 面板

图

13.1.1热唧咀模具结构示例 13.1.2

(1)点浇口形式进料的热唧咀模具结构，如图13.1.3所示。此结构仅适用于单腔模具，且受浇口位置的。

注射机喷咀

定位圈 隔热垫块

热流道板

定位销

中心隔热垫块 冷却水孔

前模

热流道板 隔热垫块

电热管孔

二级热唧咀

模具设计指南

面板

后模

图

13.1.3

(2)热唧咀端面参与成型的热唧咀模具结构，如图13.1.4所示。适用于单腔模具，胶件表面有唧咀痕迹。热唧咀端面可加工。

后模

后模镶件

热唧咀端面参与成型

图13.1.4

(3)具有少许常规流道形式的热唧咀模具结构，如图13.1.5所示。这种结构的模具可同时成型多个胶件，缺点是会产生部分流道冷料。

定位圈

定位圈

隔热板 前模

热唧咀 配合面，起封胶作用 定位圈

面板

隔热板

前模

热唧咀 配合面

面板

隔热板 热唧咀 配合面

前模

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13.1.2热流道模具结构示例

(1)二级热唧咀端部参与成型的热流道模具结构。如图13.1.2所示 (2)二级热唧咀针点式进料的热流道模具结构。如图13.1.6所示

另外，根据二级热唧咀的结构及进料方式可产生多种不同的模具结构，但其基本要求相同。 隔热板 定位圈 面板 隔热垫块 热唧咀 热流道板 二级热唧咀 中心隔热块 A板 B板

后模 图前模

定位销

13.2

模具设计指南

热唧咀、热流道模具的注意事项

(1)射胶量

应根据胶件体积大小及不同的胶料选用适合的热唧咀。供应商一般会给出每种热唧咀相对于不同流动性胶料时的最大射胶量。因为胶料不同，其流动性就各不相同。另外，应注意热唧咀的喷咀口大小，它不仅影响射胶量，还会产生其它影响。如果喷咀口太小，会延长成型周期；如果喷咀口太大，喷咀口不易封闭，易于流涎或拉丝。

(2)温度控制

热唧咀和热流道板的温度直接关系到模具能否正常运转，一般对其分别进行温度控制。不论采用内加热还是外加热方式，热唧咀、热流道板中温度应保持均匀，防止出现局部过冷、过热。另外，加热器的功率应能使热唧咀、热流道板在 0.51h内从常温升到所需的工作温度，热唧咀的升温时间可更短。

(3)隔热

热唧咀、热流道板应与模具面板、A板等其它部分有较好的隔热，隔热介质可用石棉板、空气等。除定位、支撑、封胶等需要接触的部位外，热唧咀的隔热空气间隙厚度通常在3mm左右；热流道板的隔热空气间隙厚应不小于8mm。如图13.2.1；13.2.2；13.2.3所示。

热流道板与模具面板、A板之间的支撑采用具有隔热性质的隔热垫块，隔热垫块由传热率较低的材料制做。

热唧咀、热流道模具的面板上一般应垫以610mm的石棉板或电木板作为隔热之用。隔热垫板的厚度一般取10mm。

定位圈

面板

隔热板

隔热间隙D3mm

前模

热唧咀

图13.2.1

定位圈

隔热板

面板

热唧咀

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二级热唧咀

图13.2.3 图13.2.3中，为了保证良好的隔热效果，应满足下列要求：D13mm；D2以热唧咀台阶的尺寸而定；D38mm ，以中心隔热垫块的厚度而定；D48mm。

(4)隔热垫块

热流道板与模具其它部分之间的隔热垫块不仅起隔热作用，而且对热流道板起支撑作用，支撑点要尽量少，且受力平衡，防止热流道板变形。为此，隔热垫块应尽量减少与模具其它部分的接触面积，常用结构如图13.2.4所示。图13.2.5所示的结构是专用于模具中心的隔热垫块，它还具有中心定位的作用。

隔热垫块使用传热效率低的材料制作，如不锈钢、高铬钢等。不同供应商提供的隔热垫块的具体结构可能有差异，但其基本装配关系相同，如图13.2.6所示。

隔热板 一级热唧咀

面板

支撑块以隔

热材料制作

热流道板

中心隔热垫块

隔热保护层 二级热唧咀

隔热垫块 图13.2.4

中心隔热垫块 图13.2.5

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(5)定位 A 板

为防止热流道板的转动及整体

图13.2.6

长形槽

中心隔热垫块

热流道板

隔热垫块结构1

面板

隔热垫块结构2

偏移，满足热流道板的受热膨胀，通常采用中心定位和槽型定位的联合方式对热流道板进行定位。具体结构如图13.2.7所示。

定位销 受热膨胀的影响，起定位作用的长形槽的中心线必须通过热

流道板的中心。如图13.2.8所示。

(6)热膨胀 热流道板

预留膨胀空间

中心

定位

图13.2.7 长形槽的中心线通过热流道板的中心 定位销

加热线圈

图13.2.8

由于热唧咀、热流道板受热膨胀，所以模具设计时应预算膨胀量，修正设计尺寸，使膨胀后的热唧咀、热流道符合设计要求。另外，模具中应预留一定的间隙，不应存在膨胀的结构。如图13.2.9；13.2.10所示，热唧咀主要考虑轴向热膨胀量，径向热膨胀量通过配合部位的间隙来补正；热流道板主要考虑长、宽方向，厚度方向由隔热垫块与模板之间的间隙调节。

热膨胀量按下式计算： D=D1+膨胀量

膨胀量=D1xTxZ

D受热膨胀后的尺寸，此尺寸应满足模具的工作要求； D1非受热状态时的设计尺寸；

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T=热唧咀(热流道板)温度室温(C)；

Z线膨胀系数。一般中碳钢Z=11.2x106；H13类钢Z=13.2X106；

热流道板 二级热唧咀

轴向无热膨胀的结构

图13.2.9

热唧咀阻碍热流道板移动

轴向有热膨胀间隙，D2=0.5+膨胀量

热唧咀 热唧咀

采用滑移结构调节热膨胀 合理结构

13.2.10

不合理结构

图

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13.3 热唧咀的选用

使用于热唧咀模具和热流道模具中的热唧咀、二级热唧咀，虽然其结构形式略有不同，但其作用及选用方法相同，为了后述方便，将热唧咀、二级热唧咀统称为热唧咀。

由于热唧咀的结构及制造较为复杂，模具设计、制作时通常选用专业供应商提供的不同规格的系列产品。各个供应商具有各不相同的系列标准，其热唧咀结构、规格标识均不相同。因此，在选用热唧咀时一定要明确供应商的规格标识，然后根据下面三个方面确定合适的规格。

(1)热唧咀的射胶量

不同规格的热唧咀具有不同的最大射胶量，这就务必要求模具设计者根据所要成型的胶件大小、所需浇口大小、胶料种类选择合适的规格，并取一定的保险系数。保险系数一般取0.8左右。

(2)胶件允许的浇口形式

胶件是否允许热唧咀顶端参与成型、热唧咀顶端结构形状等都会影响其规格选择，浇口形式将影响热唧咀的长度选择，详见下述热唧咀长度确定。

(3)浇口与热唧咀轴向固定位的距离

热唧咀轴向固定位是指模具上安装、热唧咀轴向移动的平面。此平面的位置直接影响热唧咀的长度尺寸。

为了能更好理解浇口、浇口与热唧咀轴向固定位的距离对热唧咀长度尺寸的影响，下面是几类常见的热唧咀结构(主要指顶端形状)、相应的浇口形状以及其长度的确定方法。

结构1：如图13.3.1所示，此类结构的热唧咀允许其顶端参与胶件成型，顶端允许加工以适应不同的胶件形状。加工后浇口的大小应符合模具要求，图13.3.2为可加工的几种形式。

固定平面

可加工部分

封胶面板距离

基本结构

图13.3.1 一般加工位置

装配结构

加工到一般位置

加工到一般位置

出胶口处留一定的直身

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热唧咀长度L=L1Z；Z为热膨胀量。

热膨胀量Z=Lx13.2X106x[热唧咀(热流道板)温度室温](C)

结构2：如图13.3.3所示，这是较常用的结构形式，点浇口既可满足胶件的表面要求，又可防止入胶口处产生拉丝。

基本结构

见图13.3.4

图13.3.3

热唧咀长度“L”因浇口结构不同， 计算方法不同。浇口结构见图13.3.4 GATE“A”：L=L1Z； GATE“B”：L=L1Z0.2mm GATE“C”：L=L1ZJ0.2mm Z为热膨胀量。

图13.3.4 热流道模装配结构

热膨胀量Z=Lx13.2X106x[热唧咀(热流道板)温度室温](C)

结构3：如图13.3.5所示，应用于对浇口位质量要求不高的胶件，因为浇口处会有一小点残余胶料。

热唧咀长度L=L1ZJ；Z为热膨胀量。

热膨胀量Z=Lx13.2X106x[热唧咀(热流道板)温度室温](C)

结构4：如图13.3.6所示，此为针阀式结构，针阀由另外的机构控制，针阀一般穿过热流道板，所以热流道板上的过孔位置应合理计算热膨胀量。此类结构主要应用于流动性高的胶料，防止浇口产生流涎。

基本结构

图13.3.5

装配结构

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热唧咀长度L=L1ZJ；Z为热膨胀量。

热膨胀量Z=Lx13.2X106x[热唧咀(热流道板)温度室温](C) 阀针

基本结构

装配结构

图

13.3.6

装配结构，针阀封胶状态

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13.4

其它配件的选用

在前面的几节里，主要介绍了常用无流道凝料模具的类型、结构形式及选用热唧咀的要求，但模具设计时还应该注意其它配件及其选用方面的问题。

(1)模坯

热唧咀模具使用的模坯与一般形式的模具相同，只需选用合理的板厚即可。 热流道模具因为需要加设热流道板，所以A板与面板之间需增加支撑板，并需预留足够的空间以保证热流道板的安装要求。

(2)连接线及其接口

为了对热唧咀、热流道板单独进行加热及温度控制，每个组件上相应有两个接口：一个电源输入接口；一个温度输出接口。热唧咀模具中，连接线及其接口形式较为简单，在连接线足够长时可以直接连接到温控箱上，如图13.4.1；也可采用图13.4.2所示形式。热流道模具中，需要控制温度的组件较多，一般将电源线、温控线各自集结在一个接口上，采用图13.4.2的形式与温控箱连接；也可将每个组件分别与温控箱连接，根据实际选用13.4.1或13.4.2的连接形式。

接口

电源连接线

模具

温控连接线

温控箱

模具

温控连接线

温控箱

接口

电源连接线

图图

模具设计时，要根据供应商提供的热唧咀、热流道板的接口形式、厂方所使用的温13.4.213.4.1

控箱的接口形式、模具与温控箱之间的距离来决定是否需要连接线及其接头。若需要，一般需单独定购。

(3) 温控箱

根据温度控制模块的多少，温控箱可分为单组温控箱和多组温控箱。每一个温度控制模块控制一个加热组件，温度控制模块以最大电流来分类，一般有15A、30A两种。使用温控箱时，要求电源、温度连接线的接口与温控箱的接口形式相匹配。通常我们采用单组温控箱。VT-PL所使用的温控箱是加拿大D-M-E公司的DSS-15-02/01型，使 用单相直流电，最大电压240V，最大电流15A，具体使用条件请参阅温控箱使用说明。

另外，其它配件还包括电压转换器、(装载温控箱的)移动架、(可迅速换用的)保险丝等，可根据实际情况选用。

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第十五章 常用模具零件选用

15.1 顶针类标准 15.1.1 圆顶针

英制圆顶针：

G (3/) 1/16 5/ 3/32 (7/) 1/8 9/ 5/32 (11/) 3/16 (13/) 7/32 (15/) 1/4 5/16 3/8 (7/16) 1/2 (5/8) 1.19 mm 1.59 mm 1.98 mm 2.38 mm 2.78 mm 3.18 mm 3.57 mm 3.97 mm 4.37 mm 4.76 mm H K M(常用规格尺寸) 4、6、8 1/4 1/8 9/32 11/32 5/32 4(101.6mm)、6(152.4mm)、 3/8 5.16 mm 3/16 5.56 mm 5.95 mm 6.35 mm 7.94 mm 9.53 mm 11.11 mm 12.70 mm 15.88 mm 7/16 1/2 5/8 11/16 3/4 7/8 1/4 13/32 8(203.2mm)、10(2.0mm)、 12(304.8mm) 注：顶针直径尺寸G中，“*”号为优先选用，“( )”是不常用尺寸，其余为一般选用 尺寸。

公制圆顶针：

G (1.0 mm)

H 6 mm K 4 mm M(常用规格尺寸) 100 mm、150 mm、200 mm、 模具设计指南

1.5 mm *2.0 mm 2.5 mm 3.0 mm (3.5 mm) *4.0 mm (4.5 mm) 5.0 mm *6.0 mm (7.0 mm) *8.0 mm (9.0 mm) 10.0 mm 12.0 mm (14.0 mm) 15.0 mm (16.0 mm) (20.0 mm) 技术说明：

(1)顶针材料：JIS-SCM-415 (21)，渗碳热处理；硬度：HRC 602；

-0.01 0 0 +2.0 。 (2)尺寸公差：G ，H ，K ，M

-0.02

-0.2

- 0

0.02 中，“*”号为优先选用，“()”是不常用尺寸，其余为一般选

250 mm、300 mm 7 mm 8 mm 5 mm 9 mm 10 mm 13 mm 14 mm 15 mm 17 mm 19 mm 20 mm 21 mm 25 mm 8 mm 6 mm (3)顶针直径尺寸G用尺寸。

15.1.2 有托圆顶针

英制有托顶针：

英制有托顶针 公制有托顶针

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G 3/ 1/16 5/ 3/32 7/ 公制有托顶针：

1.19 mm 1.59 mm 1.98 mm 2.38 mm 2.78 mm 1/4 (6.35mm) 1/8 (3.18mm) 4/1、6/2、8/2或3、 10以上/3 H K M/L(常用规格尺寸) G 1.0 mm 1.2 mm 1.5 mm 2.0 mm 2.5 mm 技术说明：

H K M/L(常用规格尺寸) 6.0 mm 4.0 mm 100mm/25mm、150mm/50mm、 200mm/50mm、250mm/75mm (1)顶针材料：JIS-SCM-415 (21)； 硬度：HRC 602；

0 -0.01 0 +2.0

(2)尺寸公差：G ，H ，K ，M 。

-0.02

-0.2

- 0

15.1.3 扁顶针

公制扁形顶针： 正身位 轴位 头部 单位：mm 全长(常用规格尺寸) t 1.0 1.2 1.0 w 3.0 d 4.0 H D 8.0 L 100、125、150 6.0 4.0 5.0 9.0 1.2 1.5 1.2

5.0 6.0 10.0 100、125、150、175、200 模具设计指南

1.5 1.8 1.5 1.8 2.0 1.5 1.8 2.0 1.5 1.8 2.0 技术说明： (1)顶针材料：JIS-SKD-61 合金工具钢；

(2)热处理：真空离子氮化；硬度：(内部)HRC 402，(表皮)HRC 702；

0 - 0 ，w 0 0 (3)尺寸公差：t ，d ，H ，D 。

-0.01

-0.01

0.01

--0.02

-0.2

6.0 8.0 13.0 8.0 10.0 8.0 15.0 10.0 12.0 17.0 15.1.4 司筒

公制司筒：

单位：mm

d1 2.0 2.0 G 4.0 5.0 D 8.0 9.0 10.0 9.0 H S = 35 mm L(规格尺寸) S = 70 mm L(规格尺寸) 2.5 2.5 3.0 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0

6.0 5.0 6.0 7.0 6.0 7.0 6.0 100mm、125mm、 6.0 150mm、175mm、 200mm。 225mm、250mm、 275mm、300mm。 10.0 11.0 10.0 11.0 10.0 模具设计指南

4.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 6.0 8.0 12.0 15.0 17.0 8.0 15.0 8.0 17.0 13.0 7.0 11.0 注：公制、英制司筒正位“d1”与司筒针相配合，可切短10.0mm。

英制司筒：

S = 35 mm d1 5/ 5/ 3/32 7/ 1/8 5/ 3/32 7/ 1/8 9/ 5/ 3/32 7/ 1/8 9/ 5/32 3/16 3/32 1/8 5/32 3/16 5/32 3/16 7/32 1/4 5/32 3/16

2.38mm 2.78mm 3.18mm 1.98mm 2.38mm 2.78mm 3.18mm 3.57mm 1.98mm 2.38mm 2.78mm 3.18mm 3.57mm 3.97mm 4.76mm 2.38mm 3.18mm 3.97mm 4.76mm 3.97mm 4.76mm 5.56mm 6.35mm 3.97mm 4.76mm 3/8 9.53mm 5/8 5/16 7.94mm 1/2 1/4 9/32 7.14mm 7/16 1/4 6.35mm 4(101.6mm), 5(127.0mm), 6(152.4mm), 7(177.8mm), 8(203.2mm). 9(228.6mm), 10(2.0mm), 11(279.4mm), 12(304.8mm). 7/32 5.56mm 13/32 3/16 3/16 4.76mm 3/8 5/32 S = 70 mm L(常用规格) G 3.97mm D 5/16 H L(常用规格) 1.98mm 模具设计指南

1/4 5/16 6.35mm 7.94mm 技术说明： (1)司筒材料：JIS-SKD-61 合金工具钢；

(2)热处理：真空离子氮化；硬度：(内部)HRC 402，(表皮)HRC 702；

0 0 (3)尺寸公差：d1 ，G ，D ，H ，L -0.02

-0.2

-0.02

+0.01

0

-0.01

+2.0 0

d2=d1+0.5mm。

15.2 紧固件类标准

15.2.1 内六角螺钉(杯头螺丝)

英制内六角螺钉：

M d (inch) 1/8 5/32 3/16 1/4  D A (mm) (mm) 5.2 6.4 7.8 9.4 2.2 3.0 3.8 4.6 L(常用规格尺寸) (inch) 1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、1、1-1/4、1-1/2 3/8、1/2、5/8、3/4、1、1-1/4、1-1/2 3/8、1/2、5/8、3/4、1、1-1/4、1-1/2、1-3/4、2、2-1/4、2-1/2 3/8、1/2、5/8、3/4、1、1-1/4、1-1/2、1-3/4、2、2-1/2、2-3/4、3、3-1/2、4 3/8、 1/2、 5/8、 3/4、 1、 1-1/4、1-1/2、 1-3/4、2、2-1/4、2-1/2、2-3/4、3、3-1/4、 3-1/2、4、4-/2、5 1/2、5/8、3/4、1、1-1/4、1-1/2、1-/4、2、 2-1/4、2-1/2、2-3/4、3、3-1/2、4、4-/2、5 3/4、 1、 1-1/4、 1-1/2、 1-3/4、 2、 2-1/4、 2-1/2、2-3/4、 3、 3-1/4、 31/2、4、4-/2、5、5-1/2、6、6-/2、7、8、 1、 1-1/4、 1-1/2、 1-3/4、 2、 2-1/4、2-1/2、 2-/4、6、8 5/16 10.8 5.6 3/8 14.0 7.8 1/2 19.0 9.4 5/8 22.0 12.6 公制内六角螺钉：  D A (mm) (mm) (mm) 3 5.5 7.0 8.5 10.0 13.0 2.2 3.0 3.8 4.6 5.6 16 20、30、40 20、25 20、30、40、50 M d L(常用规格尺寸) (mm) *4 5 *6 8

20、25、30、40、50 模具设计指南

*10 *12 (14) 16.0 18.0 21.0 7.8 9.4 12.6 20、25、30、40、50 25、30、35、40、50、60 25、30、40、50、60 注：上述列表中，“*”号为优先选用,“()”是不常用尺寸，其余为一般选用尺寸。

15.2.2 外六角螺钉(垃圾钉)

外六角螺钉(右图所示形式)在模具中较少使用，通 常仅被当作垃圾钉使用，选 用类型及规格单一，一般 选用下面两种规格：

M d(inch) M10 M12 K(mm) 6.4 7.5 S(mm) 16 18 L(mm) 18 18 15.2.3 内六角紧定螺钉(无头螺丝)

内六角紧定螺钉(右图所示形式)在模具中通常用来 紧固拉料杆、司筒针及镶针等，基本选用图示形式，且 规格较少，一般选用下面规格：

英制内六角紧定螺钉： M (inch) 1/8 3/16 1/4 L 5/16 3/8 1/2 5/8 3/4 1/8       5/32 3/16             1/4       5/16      3/8     1/2    5/8   公制内六角紧定螺钉： M (mm) 5 6 8 L 10 12 15 20 3        4        5        6       * 8 * 10 * 12              16   注：上述列表中，“*”号为优先选用，其余为一般选用尺寸。

模具设计指南

15.2.4 内六角圆柱头轴肩螺钉(内六角起模顶杆脱模螺丝)

公制规格： d1 L 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 90 100 110 120 130 140 150 160 M d d2 b K 英制规格： d1 3/4 L 1 1-1/4

6            M5 10 8 5 6.5           M5.5 10 8 5 8                 M6 13 10 6 10                 M8 16 12 8 13                 M10 18 16 10 16                    M12 24 18 12 1/4    5/16    3/8    1/2    5/8 模具设计指南

1-1/2 1-3/4 2 2-1/4 2-1/2 2-3/4 3 3-1/4 3-1/2 4 4-1/2 5 M d d2 b K                                       注：部分参数因资料不全暂时空缺

15.3 弹簧、弹弓胶

15.3.1 模具用蓝色(轻荷重)弹簧

英制规格：

D d

3/8 1/2 5/8 3/4 1 1-1/4 1-1/2 2 3/4 1 3/16 9/32 11/32 3/8 1/2 5/8 模具设计指南

1 1-/14 1-1/2 1-3/4 2 2-1/2 3 3-L 1/2 4 4- 1/2 5 5- 1/2 6 7 8 10 12                                                                                                  注：上述列表中，“”号为优先尺寸。

模具设计指南

公制规格： D d 8 4 10 5 12 6 14 16 7 8 20 25 18 22 9 27 30 35 40 50 60 10 11 12.5 13.5 15(16) 17.5(20) 20(26) 25(30) 30 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 L 65 70 75 80 90 100 125 150 175 200 250 300                                                                                                                                                                                                                             注：上述列表中，“”号为优先尺寸。

模具设计指南

15.3.2 圆线(黑色)弹簧

圆线(黑色)弹簧基本形式如右图所示，因其压缩比(压缩比一般不超过32%)较小，在模具中使用不多，常根据实际需要从整枝(长弹簧)上截取所需尺寸。

英制规格：(线径以公制给出) D 5/16 d1 1.2mm L 12 公制规格： D 3 d 2 L 300 3/8 1.5mm 12 4 2.6 300 1/2 1.8mm 12 6 4 300 5/8 2.5mm 12 8 5.4 300 3/4 3mm 12 10 6.5 300 22 14.7 300 1 3.5mm 12 12 8 300 25 17 300 16 18 20 10.7 12 13.5 300 300 300 15.3.3 弹弓胶(主要形式如右图所示) 代号 外径DX内径dX长度代号 外径DX长度L L A15 15x6.5x300 B15 15x300 A20 20x8.5x300 B20 20x300 A25 25x11x300 B25 25x300 A30 30x13x300 B30 30x300 A35 35x13x300 B35 35x300 A40 40x15x300 B40 40x300 A45 45x15x300 B45 45x300 A50 50x16x300 B50 50x300 A55 55x16x300 B55 55x300 A60 60x18 x300 B60 60x300 A65 65x18x300 B65 65x300 A70 70x18x300 B70 70x300 A75 75x18x300 B75 75x300 A80 80x20x300 B80 80x300 A90 90x25x300 B90 90x300 A100 100x30x300 B100 100x300 A110 110x30x300 B110 110x300 A120 120x30x300 B120 120x300 A130 130x35x300 B130 130x300 A140 140x35x300 B140 140x300 A150 150x40x300 B150 150x300 注：上述列表中，“”号为优先选用。 D d L 14 9.3 300 MATERIALS： POLY PETHANEELAST -OMER HARDNESS： SHORE A90 15.4 浇口套(唧咀)、定位圈 15.4.1 浇口套(唧咀)

模具设计指南

(1) 大水口唧咀：

规格 代号 2025 2335 2525 2740 3030 3035 3535 35 3550 4070 45 5070  5070 140.0 100.6 80.0 15.0 10.0 15.0 10.0 60.0 85.0 90.0 3.5 单位：mm

A B C D E F G H I J K 130.0 130.0 130.0 130.0 130.0 140.0 50.6 30.0 13.0 7.0 10.4 6.8 15.0 40.0 45.0 3.0 60.6 40.0 13.0 7.0 10.4 6.8 20.0 45.0 50.0 3.0 75.6 55.0 13.0 7.0 10.4 6.8 35.0 60.0 65.0 3.0 80.6 60.0 15.0 8.5 12.0 8.5 40.0 65.0 70.0 3.5 85.6 65.0 15.0 8.5 12.0 8.5 45.0 70.0 75.0 3.5 100.6 80.0 15.0 10.0 15.0 10.0 60.0 85.0 90.0 3.5 注：1) 唧咀材料：黄牌钢；表格中“规格”为模坯(宽、高)范围尺寸。 2) 模具面板有隔热板时，图中“*”号尺寸增加10mm。

(2) 大水口唧咀：

模具设计指南 D 12.0mm 12.0mm 16.0mm 16.0mm L 80.0mm 100.0mm 80.0mm 100.0mm d 3.3mm 3.5mm 3.3mm 3.5mm  4 3 SR T H 20mm 20mm 35mm 4 3 附注：唧咀材料：S45C钢；SR位(球面)加硬热处理，硬度：HRC40～45。

15.4.2 定位圈

附注：1) 常用定位圈尺寸如上图；定位圈材料：S45C钢。 2) 模具面板有隔热板时，“*”号尺寸增加10mm。

15.5 密封胶圈

单位：mm

D 13.0 *16.0 19.0 注：“*”号为常用胶圈。

2.5 d D 16.0 19.0 25.0 3.5 d

模具设计指南

15.6 导柱、导套 15.6.1导柱(边钉) A.类型1

导柱直径硬度：58~62

d1 尺寸 10 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 公差范围 -0.013 -0.022 -0.015 -0.027 -0.020 -0.033 -0.025 -0.040 -0.040 -0.055 尺寸 10 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 d1 公差范围 +0.015 +0.006 +0.018 +0.007 +0.021 +0.008 d 10 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 D 13 17 20 25 30 35 40 45 56 66 76 H 5 6 8 10 12 15 +0.025 +0.009 B.类型2 (水口边)

导柱直径硬度：58~62

d 尺寸 公差范围 尺寸 d1 公差范围 d 12 16 20 25 30 35 40 D 17 20 25 30 35 40 45 H 6 8 10 12 14 16 18 M M6 M10 M12 M14 M16 l 12 20 25 30 35 12 16 20 25 30 35 40 -0.016 -0.027 -0.020 -0.033 -0.025 -0.041 12 16 20 25 30 35 40 +0.018 +0.007 +0.021 +0.008 +0.025 +0.009

模具设计指南

15.6.2导套(边司) A.导套GBA(有托边司)

硬度：58~62

导套直径d 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 d 尺寸 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 +0.025 +0.009 d1 尺寸 18 25 30 35 42 48 55 70 80 90 100 +0.030 +0.011 公差范围 +0.017 +0.006 +0.020 +0.007 公差范围 +0.018 +0.007 D 22 30 35 40 47 61 76 86 96 106 H 5 6 8 +0.021 +0.008 +0.025 +0.009 10 12 15 B.导套GBB(直司) 导套直径d 10 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 硬度：58~62

d 尺寸 10 12 16 20 25 30 35 40 50 60 70 80 +0.025 +0.009 +0.009 0 d1 M L>21mm  4 4 6 公差范围 尺寸 公差范围 L<20mm 14 18 25 30 35 42 48 55 70 80 90 100 +0.030 +0.011 +0.018 +0.007 +0.021 +0.008 +0.025 +0.009   +0.017 +0.006 +0.020 +0.007 8 10 C.顶针板导套(针板司)

模具设计指南

在实际选用时，“L1” 以底顶针板厚度而定，“L” 以顶针板总厚度而定。

导套直径d 10 12 16 20 25 30 40 50 硬度：58~62

d 尺寸 10 12 16 20 25 30 40 50 公差范围 +0.014 +0.005 D 尺寸 16 18 25 30 35 40 50 60 公差范围 D1 16 18 D2 20 22 30 35 40 45 55 66 +0.017 +0.006 +0.020 +0.007 +0.025 +0.009 -0.03 -0.05 25 30 35 40 50 60 15.7 银钢枝选择

常用银钢枝直径(英制) 3/32 2.38mm 1/4 6.35mm 7/ 1/8 9/ 5/32 3/16 7/32 5.56mm 2.78mm 3.18mm 3.57mm 3.97mm 4.76mm 5/16 3/8 1/2 5/8 3/4 7.94mm 9.53mm 12.7mm 15.88mm 19.05mm 常用银钢枝直径(公制) 1.0 mm 5.0 mm 1.5 mm 2.0 mm 5.5 mm 6.0 mm 2.5 mm 3.0 mm 3.5 mm 6.5 mm 7.0 mm 8.0 mm 4.0 mm 9.0 mm 10.0 mm 11.0 mm 12.0 mm 13.5 mm 14.0 mm