塑胶模具基本结构详解.docx

塑胶模具基本结构简介
1 模具基本结构
1.1 二板模
1.2 三板模
1.3 热浇道
2 流道与浇口
2.1 流道形式
2.2 浇口设计
3 冷却系統
3.1 一般水
3.2 冷冻水
3.3 油温
4 顶出系統
4.1 二段顶出
4.2 强制顶出
5 倒勾处理
5.1 滑块(內滑块)
5.2 斜销
5.3 强制脱模

第一单元 模具基本结构
表1 塑胶成型模零件表
件号
名称
規格
件号
名称
规格
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
固定模板
活动模板
承板
脱模板
间隔板
上顶出板
下顶出板
固定侧安装板
活动侧安装板
型芯
导销
导销衬套
定位环
浇道衬套
浇道拉销
顶出销
复位销
移转罐
停止销
顶出板引导销
CNS6645
CNS6645
CNS6645
CNS6645

CNS6546
CNS6549
CNS6550
CNS6651

CNS6547
CNS6548
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
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34
35
36
37
38
39

顶出杆
链条
张力环
限动螺钉
剥料板
止动螺钉
链条接头
链条接头螺钉
张力环螺钉
流道定位销
固定螺栓
斜销
分件块
侧向心型
心型销
顶出套筒
止动件
定位件
支柱

图1挤压成形模具

图2转移成形模具

图3射出成形模具(1标准型)

图4射出成形模具(4滑板型L型流道用)

图5射出成形模具(5分割型)

图6射出成形专用模(6侧向型模活动侧)

图7射出成形专用模(7侧向型模固定侧)

图8塑胶射出成型机与塑胶模具

图9

图9 (续)
1.1模穴的配置
1.1.1对单穴之情況： ＜A＞对于需要中央进浇之情況

图10由中心进浇直达分模线 图11传统式之模具基本构造

图12三板式之模具基本构造 图13由中心进浇直达分模线
＜B＞对于侧向进浇之情況：

图14单穴侧面进浇方式

图15三板模于偏离口之应用实例

图16热浇道模于偏离浇口之应用实例

第二单元 流道与浇口
2-1前言
模具设计的必要条件是要有广泛的知识领域。根据成形品的形状及性质。考虑其材料将如何射入，成品将如何取出以及模具机构为何等问题。欲适当的处理这些问题，则必须充分的了解常用的基本机构及处理方法。在此让我们一一的介紹射出成形模具所必须具备的基本基能。
2-2材料的流通机构
2-2.1注道
注道是从成形机构的喷嘴至流道之间，有一段锥形的孔道，以引导材料进入模穴中，是模具构造中最先与材料接触的部位。其前端孔径较小，末端孔径较大，锥孔斜度约3～5度。注衬套前端之R需大于喷嘴之R约0.1mm，以便与喷嘴密切接合且小端孔径须大于成型机之喷嘴孔径约1mm程度。如图17所示。H部份约3～5mm。

图17 注道衬套
2-2.2流道
流道是从注道之末端至浇口之间的通路部份。也是影响材料流动关系最密切的部份。例如模穴充填不足等不良原因，大多由于流道问題而产生。流道的断面形状可采用如图18所示之形式，一般以圆形或梯形较适宜。为减少流动阻力，其表面必须加以研磨。並考虑其段面积的大小及材料损失。流道的断面积约16 ～50平方毫米至于多模穴的模具更须考虑其对称性及长度均等性加以配置。

图18 流道的断面关系
2-2.3 浇口
流道的終点，模穴的入口称为浇口。浇口在射出成形模具中占有最重要的地位，系因其具有下列的功能：
（1）控制注入材料的流动状态，如流量及流速等。
（2）减轻入口附近的残余应力，防止产生裂痕和收缩之影响。
（3）冷材料通过小浇口时，可使材料具加热作用提高材料温度。
（4）使流道在成形后易于脱落。浇口大小与成形品之重量及材料的流动性也有关系，一般的情況浇口的断面积可用下列公式计算：
A＝W。K
式中A表示浇口断面积（mm ），W表示成品重量（g），K表示材料的流动系数（mm /g）。浇口的断面积大，则留在成品的毛边不易去除，且成形品的表面较差，又因为成形品材料温度随其形状与厚度之不同而异，故最初时皆设置小浇口，再依实际情況作适度的调整。
2-2.4浇口之种类
（1） 标准型浇口：如图19所示。浇口厚度为成形品厚度的30～40%，宽度为成形品厚度的3倍左右。此型浇口之凝固速度快，可保持模穴內之压力。标准浇口、针尖浇口及潜入形浇口三者同称为限制型浇口。

图19 标准浇口
（2） 直接浇口：如图20所示，又称为注道形浇口。使用此型浇口时材料的损失较少，模具的构造简单。但浇口附近易生缺陷，且一组模具內不能有多数个模穴。

图 20 直接浇口
（3） 扇形浇口：如图21所示。熔融材料进入模具部份，面积大而且薄，形状像扇形故称扇形浇口。此种浇口的附近不易产生缺陷，广泛用于平板的成形。

图21 扇形浇口
（4） 薄膜形浇口：如图22所示。与（3）同，浇口宽广且薄故称为薄膜形浇口。适用于大而薄的成形品。

图22 薄膜形浇口
（5） 盘形浇口：如图23所示。适用于圆板及环状之成品，其表面不允许产生接合痕迹。即在成形品之圆孔处或薄板上设置盘形浇口。

图 23 盘形浇口
（6） 环形浇口：如图24所示。在圆筒形成品的外侧，环绕一圆形的流道，再从环形流道设一圆板形的盘形浇口进入模穴，其目的与盘形浇口、薄膜形浇口、扇形浇口同样，系为了使材料的流动方向一致，防止成形品內部歪斜而设置。

图 24 环形浇口
（7） 两次浇口：如图25所示。从流道来的材料，不直接进入模穴，先通过一小片的副流道再进入模穴。如此经过两次浇口，材料平稳的流入模穴且经过两次的摩擦加热作用，流动性较加故成品的缺点较少。另一方面，材料进入模穴的速度减慢，亦可防止喷射情形发生，可得较佳之表面。流动性较差的材料如PVC、PC、PMMA等皆使用此种浇口。又称为柄形浇口。

图25 两次浇口
（8） 潜入形浇口：如图26所示。普通的浇口，大多在分模面上。而此种浇口却在固定侧或移动侧的模板中，以潜入的方式进入模穴，当模穴开起时或成品顶出时，浇口自动被切断。若成品表面不得设置浇口时，可采用如图27、图28所示的方式设置潜入形浇口。

图 26 潜入型浇口 图 27 潜入型浇口应用例

图 28 潜入型浇口应用例
（9） 针尖浇口：如图29所示。熔融流动性较好的材料或投影面积较大的成形品或侧面不得留有浇口痕迹的成形品，皆采用此种浇口，其优点是当材料通过浇口时，因摩擦生热的现象使材料及模具温度上升而充填容易。浇口的大小，最初皆以0.6㎜～0.8㎜直径試用，再依实际情況作适当调整而加大。浇口直径若大于1.5㎜则将产生过充填及外观上的缺点且浇口不易去除，造成麻煩。故较大的成形品以采用多点针尖浇口为宜。

（注）流道的弯角部份宜作成圆弧状以减低材料的流动阻力。
图29 针尖浇口
2.3流道形状与尺寸
熔融的塑料由喷嘴射出后，即进入流道中。较大断面积的流道可以减少摩擦阻力及温度散失；较小断面积之流道则使用的废料较少。一般设计的流道断面有圆形及梯形两种，如图30所示。流道的平面配置方式，务须使塑料能同时注入各模窝为最佳，如图31所示。

图30 流道之断面形状

图 31
第三单元 冷却系統
3-1 模具的温度控制
3-1.1 模温控制的目的
射出成形作业中，为了使已充填的熔融材料（温度约150℃~350℃）迅速固化，故必须很快的加以冷却。如果温度太低则材料固化迅速，流通困难易产生缺点，故必须有适当的温度调节。其目的如下：
（1） 使成形品的表面光泽良好。
（2） 使成形的歪曲减小，可得品质安定的较佳成形品。
（3） 可控制成形收缩率减少变形。
（4） 减短成形周期，生产效率提高。
3-1.2温度控制的方法
1. 液体控制法
冷却媒体通常采用冷却水、温水及油等，使其在冷却孔中循环以达温度控制的目的。冷却孔尽可能取大但须以不伤及顶出销、导销、模穴、模芯及强度等的位置为宜。媒体的通路也须依照现物及温异情形决定其流通顺序。流量方面则须大量流通使液温与模温之差尽量减小。
2. 电热控制法
模具温度须保持100℃以上时，大多采用电热控制法。为使电热器与模具密切贴合，通常皆制成带形或棒形等模具专用的形式，其贴合部份应注意防锈。
3-1.3模具温度的测定与调节
测定模具温度时可在模具上钻一温度测定孔，用棒形温度计来测定。亦可用表面温度计直接对模穴或模芯加以测量。若要精密控制模温则须使用模具温度调节器，以感温器、进口水温及流量调节器来控制模具温度。
3-1.4 模具的冷却法
模具的冷却必须分別在移动侧与固定侧行之，效果好坏依水道的分布情形、热传导率及流体之防漏技巧而定。细长的模芯无法设水道时，可以高热传导金属代替模芯，若模芯为多块组合者无法设水道时，可于其底部墊上一片热良导体以达冷却作用。固定侧的冷却水道，必须能涵盖大部份的成形模具面积，且让管道尽量靠近模穴面为佳。移动侧比固定侧温度略低10℃以下，才不敢因温差而产生零件位置变化，造成磨损。冷却管路的分布法及其设置法依成形品的形状与重量分布的比例而定，茲分述如下：
1. 小的或薄的成形品冷却法
如图32所示。模穴方面：先冷却浇口附近，冷却水由入口（2）同时进入再由两侧排出。模芯方面则由入口（1）进入从出口排出。

图32 小的或薄的成形品冷却法
2. 宽而深的模芯冷却法
冷却孔的设计要点在模芯冷却因为模芯是非常容易聚集热的地方，必须要有特殊冷却效果的构造，故须依其宽和深之不同而有不同的设计。
（1）图33表示模芯较短而宽的冷却管路设置法。
（2）图34所示为模芯较长而窄的冷却法，又称为墙板式冷却法。墙板用不锈钢制成，厚度约2~5㎜，插入孔中须与孔穴密合，而将孔穴隔开，冷却水从一方进入再从另一方流出以达模芯冷却效果。
（3）如图35所示为衬管式冷却法又称为泉水式冷却法，冷却水经由衬管流至模芯温度最高部份进行冷却，再冷却模芯四周，故效果良好。

图 33 模芯较短之冷却法 图34 墙板式冷却法

图 35 衬管式冷却法
3. 细长模芯冷却法
（1）如图36所示。模芯无法设置冷却孔时，通常采用高热传导的铍铜模芯。从模芯的根部加以冷却。
（2）如图37所示散热管使用例。所谓热管是密闭管內的流体，经返覆的蒸发、移动、凝缩、环流等动作所发生热量有移导效果。在装置水道有困难时，可利用這种方法。又热管对于温差小的情形也能发挥传热效果。
（3）压缩空气冷却法：对细小的模芯无法设置水道时，有时候则在模芯中间开个细孔，打入压缩空气，同样也有冷却效果。

图36 铍铜模芯冷却法

图37 热管冷却法
第四单元 顶出系統
4-1 成形品顶出装置
4-1.1顶出销
顶出销为最常用的顶出机构，不但加工容易、寿命长且易于更换，故大多采用此型。顶出销与销孔的配合间隙如图38所示。从模面至模面以下25㎜的地方其配合间隙须小于0.02㎜，以下可略为加大至0.5~1㎜。顶出销的安置法如图39所示。顶出销与顶出板的销孔须留有0.25~0.5㎜的间隙，以便于模具组装及运动。

图38 顶出销的间隙

图39 顶出销的安置方法
4-1.2脱模板
成形品上不得留有顶出销的痕迹时（如透明的成形品，外观要求严格）或厚度较薄的成形品，使用顶出销顶出时有破坏或变形之虞时，接使用脱模板。脱模板如图40所示之（a），其板厚约20㎜且与顶出板运动，其连动销与模板间隙约0.1㎜~0.2㎜。脱模板与模芯（b）之配合间隙须小于0.03㎜，与模板上之导销的配合间隙须小于0.01㎜为宜。（（c）部位易产生毛边）。且由于动作频繁容易磨损故须衬以硬质套管。

图40 脱模板
4-1.3顶出管
若移动侧的孔內有成形品存在而不易顶出时或顶出阻力过大时，以采用顶出管的方式较为适宜。由于作动频繁，易于磨损故其內侧及外侧以及模芯侧均须采用硬质材料，以增寿命。如图41所示。从模面至模面以下20㎜的（A）部，顶出管与模芯的间隙约0.025㎜~0.05㎜，內径（B）部位亦同。（C）或（D）部位则可加大至0.4~0.5㎜。且为了模具的组立方便及顶出销、顶出管及复位销之运动容易，故承板及模芯的插入面的孔部须导角。

图41 顶出管
4-1.4 空气顶出
对于面积较大，深度较深或厚度较薄的成形品，尤其是软质成形品成形时，若只用顶出板顶出时，容易使成形品产生破坏或变形的影响。如水桶、盆子、盖子等成形品在顶出之际须有大量空气进入才能脱落，基于此一需求，故皆采用空气顶出法。空气顶出法的构造简单。若成形品附着在固定侧时，由于冷却收缩故只要以空气吹之即可脱落。但若成形品附着在移动侧时，模芯內须设有气阀使空气从模芯內部吹出成形品，如图42所示。

图42 空气顶出
第五单元 倒勾处理
5-1 凹陷处理
成品的內侧或外侧有凹凸或孔时，势必造成离模或顶出困难。因此必须设有某些机构，使之在顶出之前或顶出的同时将阻碍的地方排除，以便取出成形品。這些机构之构造复杂，作业中也较易故障，若是为小的凹陷，其脱模阻力不太大时可采用强制脱模法或变更成形品的设计即可简化模具构造。必要时可采用下列方法加以处理。
5-1.1利用傾斜销法
（1） 如图43所示。成形品外侧有部份凹陷时则利用傾斜销及滑块使侧向模穴分离。模具闭合时利用锁定块加以固定，以防止射出时被迫后退。模具开起时锁定块分离，滑块受傾斜销作用而后退。当傾斜分离时为防止滑块移动，则在其下方设置定位器以使滑块停留在固定位置以作下一次闭模准备。改变傾斜销的角度或长度时可变更滑块的移动距离，唯须考虑其强度即作用力等因素。故设计时傾斜销的傾斜角度以不超过22度为原则，与滑块的配合间隙以0.2㎜~0.5㎜为宜。

图43 傾斜销之使用例
（2） 如图44所示。成形品外周全为凹陷时亦可利用傾斜销使分件模穴块分离以便取出成形品。

图44 傾斜销与分件模穴
（3） 如图45所示。成形品內部部份凹陷时亦可利用傾斜销以使滑块移动，借以处理凹陷。

图45
5-1.2利用斜角凸轮法
（1）利用斜角凸轮使滑块动作：如图46所示。在安装傾斜销有困难时或滑块的移动距离很大时傾斜销的强度不足情況，可改用斜角凸轮的方式使滑块动作。凸轮的部份须精密加工，成本较傾斜销为高。
（2）利用弯角凸轮：如图47所示。为了要使成形品附着在移动侧，在模具开起之初分件模不能立即分离的情況，则不宜采用傾斜销。宜采用弯角凸轮使分件模在模具开起一段距离后再分离。

图46 斜角凸轮使用例

图47 弯角凸轮使用例
5-1.3在移动侧装置傾斜顶出销法
（1）利用傾斜顶出销使分件模分离：如图48所示。当模具开起时成形品附着在移动侧，顶出时分件模才分离同时成形品脱落。

图48 傾斜销使分件模分离
（2）利用傾斜销处理內部凹陷：如图49所示。傾斜顶出销兼往复销的作用，故仍须装有回位弹簧。顶出时可利用机器手或压缩空气将成形品取出。

图49 傾斜销与內部凹陷
（3）特殊顶出销：如图50所示。顶出适当距离后顶出销因弹簧及凸轮作用而向內移，则可顺利取出成形品。

图50 斜角顶出销使用例
5.2 预置嵌件法
（1）嵌件不取出：嵌件系模芯的一部份，利用顶出动作以消除凹陷，嵌件不随成形品取出。如图51所示。

图51 嵌件不随成形品取出
（2）嵌件随成形品取出：成形品內部或外部有凹陷时，采用预置嵌件法可简化模具的构造。将凹陷部份预置可随成形品取出模芯，如图52所示之內螺纹成形品，成形后预置嵌件随成形品取出再以手工取出嵌件。

图52 预置嵌件法
5-2.1利用弹簧推开分件模法
如图52所示。成形品之侧面有如放射状的凹陷存在。顶出的同时分件模穴由于受弹簧作用而随着斜度分开，同时成形品也被顶出而脱落。

图53 弹簧推开分件模
5-2.2回转滑动模芯法
如图53所示。成形品具有圆弧状的空心孔时，可利用回转法使圆弧模芯取出以便顶出成形品。

图54 回转滑动模芯使用例