塑料模具设计教案.docx

成都电子机械高等专科学校

教 案

课程名称 塑料模具设计
任课教师 王 静
任 课 系 机械工程系
教 研 室 模具教研室

第 1 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
绪论
目的要求：
1．了解塑料成型与模具在现代工业生产中的作用；
2．了解塑料模具的类型；
3．了解塑料成形过程。
重点难点：
1、塑料模具的概念；
2、本课程的学习目的与要求。
作业：

授课内容：

1．1 塑料成型与模具在现代工业生产中的作用你
塑料：是以树脂为主要成分的高分子有机化合物。
塑料成型：塑料模具是使塑料变成使用中所需要的形状、尺寸的一种装备，塑料制件必须通过塑料模具的模塑过程才能成型，这个过程称为塑料成型。
塑料的特点：
（1）物理特性：密度小、质量轻
（2）机械特性：比强度高
（3）电特性：绝缘性好、介电损耗低
（4）化学特性：化学稳定型高
（5）减振、隔音性能好
塑料成型技术的发展趋势
（1）模具设计、制造数字化，模具分析智能化
（2）快速原型制造技术的应用
（3）模具的快速测量技术与逆向工程的应用
（4）优质的模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术
（5）模具零部件向标准化水平发展
（6）模具的复杂化、精密化与大型化
1.2 塑料模具的类型
按照塑料制件的成型方法分
（1）注射模
（2）压缩模
（3）压注模
（4）挤出模
（5）气动成型模
1.3 塑料成型过程概述
（1）注射成型
将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在螺杆或柱塞的推动下，熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型腔中，经过一定的保压，塑料在模内冷却、硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。
注射模主要用于成型热塑性塑料
（2）压缩成型
压缩成型时，将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的热固性塑料原料直接加入敞开的模具加料室内，然后合模加热，使塑料熔化，在合模压力的作用下熔融塑料充满型腔各处，这时，型腔中的塑料产生化学交联反应，使熔融塑料逐步转变为不熔的硬化定型的塑料制件，最后将塑件从模具中取出。
压缩模主要用于成型热固性塑料
特点：
1）没有浇注系统，结构比较简单
2）塑件内取向组织少，取向程度低，性能比较均匀
3）成型收缩率小
（3）压注成型
压注成型时，将热固性塑料原料装入闭合模具的加料室内，使其在加料室内受热塑化。在压力的作用下，熔融的塑料通过加料室底部的浇注系统进入闭合的型腔。塑料在型腔内继续受热、受压而固化成型，然后打开模具取出塑件。
压注成型与压缩成型的区别：
1）压注成型能生产外形复杂、薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件的塑件
2）压注成型成型周期短，生产效率高， 塑件的强度和硬度高
3）压注成型塑件精度高，表面粗糙度值低
4）压注成型原料消耗大
5）塑件上浇口痕迹的修整使工作量增大
6）压注成型的压力大
7）压注模的结构复杂
8）压注成型的工艺条件要求严格
9）压注成型过程一般要求先闭模后加料，而压缩成型过程是先加料后闭模
（4）挤出成型
工艺过程：塑化 成型 定型
（5）气动成型
1）中空吹塑成型：是将处于塑性状态的塑料型坯置于模具型腔内，使压缩空气注入型坯中将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，经冷却定型得到一定形状的中空塑件的加工方法。
2）真空成型：是把热塑性塑料板、片固定在模具上，用辐射加热器进行加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，从而使板材贴在模腔上而成型。冷却后，借助压缩空气使塑件从模具中脱出。
3）压缩空气成型：是借助压缩空气的压力，将加热软化的塑料压入型腔而成型的方法。

第 2 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
塑料、塑件及应用
目的要求：
1．了解塑料的成分；
2．掌握塑料的一般工艺特性；
3．掌握塑料的特性及应用。
重点：
1、塑料的一般工艺特性；
2、塑料的特性及应用。
难点：
塑料的一般工艺特性
作业：

授课内容：

2．1塑料的成分
塑料：是以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂组成的。
合成树脂：是由低分子化合物经聚合反应而获得的高分子化合物。塑料中树脂的含量为40%~100%。
添加剂：包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂、
（1）填充剂
作用：调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围，以
及减少合成树脂的用量，降低塑料的成本。
常用的填充剂：木粉、纸、棉屑、云母、石墨、金属粉、玻璃纤维、碳纤维等。
含量：20%~50%
（2）增塑剂
作用：提高塑料的可塑性和柔软性。降低塑料的稳定性、介电性能和
机械强度。
可塑性：固体在外力作用下发生形变并保持形变的性质，多指胶泥、塑料、大部分金属等在常温下或加热后能改变形状的特性。
常用的增塑剂： 一些不易挥发的、高沸点的液体有机化合物或低熔点
的固体有机化合物。
（3）稳定剂
作用：抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质，使加工顺利并保证塑件具有一定的使用寿命。
常用的稳定剂：硬脂酸盐、铅的化合物及环氧化合物
含量：0.3%~0.5%
（4）润滑剂
作用：对塑料表面其润滑作用，防止塑料在成型过程中粘附在模具上，同时还可以提高塑料的流动性，便于成型加工，并使塑件表面光滑。
常用的润滑剂：硬脂酸及其盐类
含量：小于塑料的1%
（5）着色剂
作用：满足塑件使用上的美观要求。
常用的着色剂：有机颜料、无机颜料和染料
含量：一般为塑料的0.01%~0.02%
（6）固化剂
作用：促使合成树脂进行交联反应而形成体型网状结构，或加快交联反应速度。
塑料的分类
按合成树脂的分子结构及其特性分为：热塑性塑料和热固性塑料
热塑性塑料：这类塑料中合成树脂的分子结构是线型或支链型结构。
热固性塑料:这类塑料中树脂的分子结构最终为体型结构。它在受热之初分子为线型结构。所以具有可塑性和可溶性，可塑制成一定形状的塑件。当继续加热时，线型分子主链间形成化学键结合（即交联），分子变为网状结构，当温度达到一定值后，交联反应进一步发展，分子最终变为体型结构，树脂既不溶解也不熔化，塑件形状固定下来不再变化。

2.2 塑料的一般工艺特性
收缩性
定义：塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。
成型收缩：成型后塑件的收缩称为成型收缩。
成型收缩的形成：
（1） 塑件的尺寸收缩 由于热胀冷缩和塑件脱模时的弹性恢复、
塑件变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸收缩。
（2） 收缩方向性 塑件在成型过程中分子按一定方向排列，使塑
件呈现各向异性，沿料流方向收缩大、强度高，与料流垂直方向则收缩小、强度低。另外，塑件在成型时由于各部位密度及填料分布不均匀，故使收缩也不均匀，从而产生收缩差，使塑件易发生翘曲、变形、裂纹。
（3） 后收缩 塑件在成型时，因受成型压力、切应力、各向异性、
密度不均、填料分布不均、模温不匀、硬化不匀、塑性变形等因素，引起一系列应力的作用，由于这些应力在塑料的粘流态时不能全部消失，故塑件成型固化后存在残余应力。当脱模后由于应力趋于平衡及贮存条件的影响，使塑件发生再次收缩称为后收缩。
（4） 后处理收缩 有时塑件按性能及工艺要求，成型后需进行热处
理，处理后也会导致塑件尺寸发生变化或收缩称为后处理手搜。
影响收缩率的因素
（1） 塑料品种方面
（2） 塑件特征方面
（3） 模具结构方面
（4） 成型工艺方面
流动性
定义：在成型过程中，塑料熔体在一定的温度与压力作用下充填模腔的能力，称为塑料的流动性。
流动的实质是分子间相对滑移的结果。聚合物熔体分子的滑移是通过分子链段运动来实现的。
影响流动性的主要因素：
温度：料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。
压力 ：注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。
模具结构：凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。
此外，只有线型分子结构而没有或很少有交联结构的聚合物流动性好，而体型结构的高分子一般不产生流动。
聚合物中加入填料会降低树脂的流动性，加入增塑剂、润滑剂可以提高流动性。
相容性
指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。
热敏性
热敏性对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。
水敏性
有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。
吸湿性
塑料对水分的亲疏程度。
比容和压缩比
比容是指每一克塑料所占有的体积（以厘米3/克计）。
压缩比是指塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）。

第 3 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
塑料零件的结构与设计
目的要求：
1．掌握塑件的尺寸精度和表面粗糙度；
2．掌握塑件的结构设计（脱模斜度、加强筋、圆角设计、支承面及凸台）。
重点难点：
会分析产品的工艺性能
作业：

授课内容：

2．4塑料零件的结构与设计
塑件的工艺性：是塑件对成型加工的适应性
塑件工艺性设计包括 :塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构
塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。
1．塑料材料的选择
塑料的选材包括：选定塑料基体聚合物（树脂）种类、塑料具体牌号、添加剂种类与用量等
塑料原料选择方法：
（1）使用环境(不同的温度、湿度及介质条件、不同的受力类型选择不同的塑料)
（2）使用对象（根据国别、地区、民族和具体使用者的不同选材 ）
（3）按用途进行分类 （按应用领域 、功能 ）
2．塑件的尺寸
塑件的尺寸：指塑件的总体尺寸
塑件的尺寸受下面两个因素影响：
（1）塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）
（2）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）
塑件的精度：塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。
影响塑件尺寸精度的因素:
（1）模具的制造精度、磨损程度和安装误差
（2）塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化
（3）塑件成型后的时效变化
尺寸精度的确定：
（1）对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（＋）号；
对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（－）号。
（2）一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。
（3）模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。
3．塑件的表面质量
表面粗糙度、光亮程度
色彩均匀性
表面缺陷：缩孔、凹陷
推杆痕迹
对拼缝、熔接痕、毛刺等
表面质量

一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 1～2级
4．塑件的几何形状
（1）表面形状
塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型
（2）脱模斜度
为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度。
脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30 ′～1°30′。
脱模斜度方向
Ø 外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得
Ø 内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得
脱模斜度设计要点：
Ø 塑件精度高，采用较小脱模斜度
Ø 尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度
Ø 塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度
Ø 增强塑料采用较大的脱模斜度
Ø 收缩率大，斜度加大
Ø 含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度
Ø 从留模方位考虑:
留在型芯，内表面脱模斜度﹤外表面
留在型腔，外表面脱模斜度﹤内表面
（3）塑件的壁厚
壁厚过小，强度及刚度不足，塑料流动困难
壁厚过大，原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷
塑件壁厚设计原则：
Ø 满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚
Ø 能承受推出机构等的冲击和振动
Ø 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度
Ø 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚
Ø 满足成型时熔体充模所需的壁厚
（4）塑件的加强筋
加强筋的作用
它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲
加强筋设计要点
Ø 加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集
中而被破坏。
Ø 加强筋厚度小于壁厚
Ø 加强筋与支承面间留有间隙
（5）圆角
在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。
圆角的作用：
Ø 圆角可避免应力集中，提高制件强度
Ø 圆角可有利于充模和脱模
Ø 圆角有利于模具制造，提高模具强度
圆角的确定：
Ø 内壁圆角半径应为壁厚的一半
Ø 外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍
Ø 一般圆角半径不应小于0.5mm
Ø 壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径
Ø 理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上
（6）塑件的支承面
通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面。
7.塑件的凸台与角撑
凸台 ：是用来增强孔或装配附件、或为塑件提供支撑的截锥台或支撑块
凸台设计要点：
Ø 凸台一般应位于边角部位
Ø 其几何尺寸应小
Ø 其高度不应超过直径的两倍
（8）塑件上的孔（槽）
塑件的孔三种成型加工方法：
Ø 直接模塑出来
Ø 模塑成盲孔再钻孔通
Ø 塑件成型后再钻孔
常见孔的设计要求：
Ø 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些
Ø 当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型。
Ø 肓孔的深度：
h ﹤（3～5）d ；d﹤1.5mm时， h ﹤3d
Ø 紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强
（9）塑件上的螺纹
塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切削方法获得。
经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹嵌件来成型。
（10）嵌件
在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为嵌件。
嵌件可以是金属、玻璃、木材或已成形的塑件。
嵌件的作用：
Ø 提高塑件力学性能和磨损寿命
Ø 提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度
Ø 起导电、导磁作用
Ø 起紧固、连接作用

第 4 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
注射成型工艺过程及参数选择、典型注射模具结构
目的要求：
1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择；
2.掌握工艺条件对塑件质量的影响；
3.掌握注射模的组成结构。
重点：
1.成型时间、成型温度、成型压力；
2.塑料模具的基本结构及各零部件在模具中的功能。
难点：
1.工艺条件与各个因素之间的关系；
2.塑料模具结构的组成。

作业：

授课内容：

3.1 注射成型工艺过程及参数选择
1.注射成型原理

注射模塑：又称注射成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型加热熔融
颗粒、粉状塑料
注射机料筒
充模
冷却固化
塑件
。

2. 注射成型工艺
注射过程
成型后处理
成型前准备
原料的检验、染色和干燥
模具清理
嵌件预热
料筒清理
退火
调湿

成型前准备
原料检验
原料染色
原料干燥
质量体积
流动性
水分及挥发物含量
收缩率
烘箱干燥
红外线干燥
热板干燥
高频干燥

注射过程
原料检验
预处理
合模
注射
装入料斗
保压
脱模
装入嵌件
嵌件清理、预热
预塑化
塑件后处理
冷却
清理料筒
清理模具
涂脱模剂

注射成型后处理
退火：放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。
退火的温度：高于使用温度10～20℃，低于相变温度10～20℃。
调湿：将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100～120℃)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。
3.注射成型工艺条件
1.温度
①料筒温度：
在Tf(Tm)~Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；
料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；
当Tf(Tm)~Td范围窄时，料筒温度取偏低值。
②喷嘴温度：
略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。
③模具温度：
温度过高：成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；
温度过低：产生较大内应力，开裂，表面质量下降。
2.压力
①塑化压力：又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小
②注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40～130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。
注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。
3.成型时间
成型周期或总周期：完成一次注射模塑过程所需的时间。
充模时间
注射时间
闭模冷却时间
其它时间
保压时间

成型周期

3.2 典型注射模具结构
1.模具基本组成
注射模
动模：安装在注射机移动工作台面上的那一半模具，可随注射机做开合运动。
定模：安装在注射机固定工作台面上的那一半模具。
2.模具基本结构
成型零件：直接与塑料接触的决定塑件形状和尺寸精度的零件。
结构零件：在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。

第 5 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
浇注系统设计
目的要求：
1.掌握浇注系统设计原则，组成、作用；
2.主流道的作用、设计要点；
3.分流道的作用、类型，设计要点；
4.会选择浇口在工件上的位置。
重点：
浇注系统各部分尺寸、设计
难点：
浇注系统尺寸分析

作业：

授课内容：

3.3 浇注系统设计
1.浇注系统概念
浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。
作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。
分类：
普通浇注系统：冷流道
无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道
2.浇注系统组成及各部分作用
组成：主浇道、分浇道、 浇口、冷料穴
流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。
3.浇注系统设计原则
(1) 要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题 )
Ø 尽量减少停滞现象
停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。
Ø 尽量避免出现熔接痕
熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方强度也会较差。
Ø 尽量避免过度保压和保压不足
当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。
过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。
Ø 尽量减少流向杂乱
流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。
(2) 尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度
Ø 尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失
Ø 减小塑料用量和模具尺寸
（3）尽可能做到同步填充
一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。
4.主流道设计
作用：是连接注射机喷嘴和模具的桥梁，是熔料进入型腔最先经过的部位。
设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r
5.分流道设计
作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔。
Ø 分流道的截面形状
圆形截面：优点：流道形状效率较高。
缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。
矩形截面：流道效率与圆形相当，但面积却比圆形流道多出27%，增加了射出废料，而且会造成顶出力量增加的现象。
梯形截面：面积比圆形流道多出39%，更加浪费，但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。
U形截面：又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成，面积仅比圆形流道多出14%。
六角形截面：其面积仅为圆形流道的82%，是最理想的浇道，但是制造不易，通常不考虑使用。
Ø 分流道的设计要点
①制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。
②成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截
面要大一些。
③流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。
④使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重
合。
⑤保证熔体迅速而均匀地充满型腔。
⑥分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小。
⑦要便于加工及刀具的选择。
⑧每一节流道要比下一节流道大10～20％（D＝d×10～20％）。
Ø 分流道的尺寸设计

D>=产品最壁+1.5mm B=1.25D
流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。
流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。
因此流道直径应适合产品的重量或投影面积。
流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产,同时也浪费材料；但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。
　 流道长度可以按如下经验公式计算:

D =

D---分流道直径mm W----- 产品质量g L-----流道长度mm
Ø 分流道的布置
流道排列的原则：尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。
使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。
流道的布置：自然平衡 人工平衡
6.冷料穴与拉料杆设计
作用：贮存冷料，拉出凝料。
带钩形拉料杆的冷料穴
带球头拉料杆的冷料穴
无拉料杆冷料穴
7. 浇口的设计
Ø 浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环
节。
Ø 浇口的作用：
（1）熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。
（2） 注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。
（3） 狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离， 修整方便。
（4）浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。
浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。
浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。
Ø 浇口的类型及特点
（1）直接浇口
直接浇口广泛应用于单型腔模具
缺点：是去除浇道后﹐将在成型品表面留下痕迹。
（2）侧浇口
一般开设在分型面上，适合于一模多腔，浇口去除方便；但压力损失大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。
典型的浇口尺寸为：厚度为0.4至6.4mm，宽度为1.6至12.7mm。
（3）扇形浇口
典型的浇口尺寸为﹕厚度0.25至1.6mm﹐宽度6.4至25%的型腔侧壁的长度。
（4）圆盘浇口
圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形制品。
此类型浇口适用同心﹑且尺寸的要求严格﹑及不容许有熔接痕生成的塑料制品
典型的浇口厚度是0.25至1.27mm。
（5）环状浇口
使用环状浇口﹐熔料自由地沿着环状浇口中心部分流动﹐然后熔料向下流动充填模具。
典型的浇口厚度是0.25至1.6mm。
（6）轮幅浇口
轮幅浇口又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。
缺点：可能会产生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圆。
典型的浇口厚度是0.8至4.8mm﹐宽度为1.6至6.4mm。
（7）薄膜浇口
与环状浇口类似﹐但用于平直边缘的塑件。
薄膜浇口适用于既平坦及大面积、且翘曲要保持最小的设计。
典型的浇口厚度是0.25至0.63mm﹐其长度必须短﹐大约0.63mm。
（8）护耳式浇口
通常应用于平板状且薄的成型品﹐以降低型腔內的剪应力。
浇口周围产生的高剪切应力局限于辅助凸片﹐而凸片将在射出成型后去除。
凸片浇口广泛应用于PC﹑SAN和ABS等树脂的成型。
凸片的最小宽度为6.4mm﹐最小厚度为型腔深度的75%。
（9）点状浇口
适合于多型腔、三板两开式模具，开模时点浇口自动脱落。
浇口小压力损失大，需要较高的注射压力。
（10）潜伏式浇口
浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。
Ø 浇口设计原则
一个好的浇口可以使塑料快速﹑均匀及更好的单方向性流动﹐并且有着合适的浇口凝固时间。
⑴ 防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。
防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。
⑵ 对称的浇口可以防止翘曲
⑶ 浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩。
⑷ 防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。
⑸ 浇口位置要有利于排气以避免包风。
浇口的位置应该有利于包风的排除，否则会造成短射﹑烧焦﹑或在浇口处产生高的压力。
⑹ 流动比不够时，考虑多个浇口。
⑺ 浇口的位置应尽可能避免熔接痕的产生。如果实在无法避免，应使它们不处于功能区、负载区、外观区。

第 6 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
塑件在模具中的位置与分型面、合模导向机构设计、成型零件的设计
目的要求：
1.掌握分型面选择原则；
2.掌握导柱导向机构设计；
3.掌握型芯的各种结构、适用场合；
4.掌握凹模结构类型及适用场合。
重点：
1.对塑料模具分型面选择原则的理解和运用；
2.型芯的结构类型、装配、配合以及选用；
3.模的类型、装配、配合以及适用场合。
难点：
1. 对塑料模具分型面选择原则的理解和运用；
2. 型芯、凹模的镶拼组合形式。

作业：

授课内容：

1、型腔数目的确定
影响型腔数目确定的因素主要有：
注塑机的注射量、注塑机的锁模力、塑件精度的要求、生产经济型
2、分型面的选择
分型面的定义及表示方法
分型面 —— 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。

3、分型面的选择原则
（1）选在塑件外形的最大轮廓处
（2）应使塑件留在动模部分
（3）应有利于保证塑件外观质量和精度要求
（4）应有利于型腔排气
（5）应有利于模具的制造
（6）应有利于侧向抽芯
4、合模导向机构的作用
（1）定位作用：在模具装配和开合模过程中，保证动、定模的正确位置，满足塑件的形状和尺寸精度要求。
（2）导向作用：合模时导向零件先接触，引导动、定模或上、下模准确闭合，防止损坏模具成型零件。
（3）承压作用：承受一定的侧向压力。
5、导柱导向机构设计
（1）导柱的设计
导柱的结构：带头导柱和带肩导柱
导柱的技术要求：①导柱通常设在型芯高出分型面较多的一侧；②导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出6~8mm；③导柱前端应做成锥形并用圆角过渡或做成半球形，方便导柱顺利进入导套孔；④导柱固定端与模板之间很一般采用H7/k6配合，导柱导向部分通常采用H7/f7或H8/f7配合；⑤导柱应具有良好的耐磨性，材料可用20钢、T8、T10钢，淬火后硬度为50~55HRC。
导柱的布置：导柱一般应均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1~1.5倍。
6、导套的设计
导套的结构：直导套和带头导套
导套的技术要求：①导套的前端应倒内、外圆角；②固定导套的导向孔应做成通孔，便于导套压入模板时孔内气体的顺利排出；③导套壁厚一般为3~10mm，根据内孔的大小和总长尺寸确定；④导套材料、硬度与导柱相同；⑤直导套用H7/r6配合压入模板，带头导套固定部分用H7/K6配合镶入模板。
7、成型零件设计
凹模结构设计
凹模的结构形式：整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼式凹模、大面积镶拼式凹模
整体式凹模：凹模由整块材料构成。结构特点：牢固、不易变形、塑件质量好。适用范围：形状简单或形状复杂但凹模可用电火花和数控加工的中小型塑件。
整体嵌入式凹模：凹模由整块金属材料加工成并镶入模套中。结构特点：型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转体，更换方便。
适用范围：塑件尺寸较小的多型腔模具
局部镶拼式凹模：将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中。结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换
大面积镶拼式凹模：凹模由许多拼块镶制组合而成。组合目的：满足大型塑件凸凹形状的需求，便于机加、维修、抛光、研磨、热处理以及节约贵重模具钢材。适用范围：广泛应用于大型塑件上
凹模的技术要求：①凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20钢，40Cr；
②凹模热处理：40～50HRC；③表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2～Ra0.1μm， 配合面：Ra0.8μm；④凹模表面处理：表面镀铬、抛光；⑤凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工。
凸模和型芯的结构设计
型芯（凸模）：又叫阳模，成型塑件的内表面。
型芯：成型塑件中较大的主要内型的成型零件。
成型杆：成型塑件上较小孔的成型零件。
整体式型芯：整个型芯和模板为一个整体。适用范围：形状简单的型芯
组合式型芯：型芯采用拼块组合。适用范围：塑件内型较复杂的情况。
优缺点：节约贵重金属，减少加工量，拼接处必须牢靠严密。
小型芯（成型杆）：成型杆的形状有圆形、矩形、锥形等等，成型杆的形式和装配固定方法直接影响着塑件的内型及精度。
型芯的技术要求：①型芯材料：T7A、T8、T10A、Cr12；②型芯热处理：45～50HRC；③表面粗糙度：型芯表面：Ra0.1~0.025μm， 配合面：Ra0.8μm；④型芯表面处理：表面镀铬、抛光；⑤型芯加工：同轴度高的地方配制加工。

第 7 次课 日期 周次 星期 ___ 学时 3_

内容提要：
成型零件的工作尺寸计算、模架及支承零件的设计
目的要求：
1.会运用公式计算成型零件工作部分的尺寸，会选用表中的数据确定型腔的壁厚和底板厚度；
2.会分析模具零件的受力情况；
3.掌握支承零件的作用、结构、配合、安装形式和材料的选择。
重点：
掌握公式运用及选用表中参数
难点：
掌握公式运用及选用表中参数

作业：

授课内容：

1、成型零件的尺寸计算
成型零件的工作尺寸：包括型芯和型腔的径向尺寸、型芯和型腔的深度尺寸、中心距尺寸
塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。
影响塑件尺寸公差的因素：
①成型零件的制造误差δz，模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：δz=Δ/3；
②成型零件的磨损δc，中小型塑件模具：δc=Δ/6，大型塑件模具：δc<Δ/6
成型零件磨损的原因：
※塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变)
※料流的冲刷
※腐蚀性气体的锈蚀
※模具的打磨抛光
磨损量δc的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。
※小批量生产时，δc取小值，甚至可以不考虑。
※玻璃纤维塑料磨损大，δc应取大值。
※模具材料耐磨，表面强化好，δc应取小值。
※垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损。
※平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。
※小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。
③塑件的成型收缩δs
成型收缩率S：室温下塑件尺寸b与模具尺寸c的相对差值。
S =（c-b）/ c
模具型腔在室温下的尺寸：c=b+S×b
影响塑件收缩的因素（产生偶然误差）
※塑料品种
※塑件特点
※模具结构
※成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度）
成型收缩偏差δs产生的原因：
系统误差：计算收缩率与实际收缩的差异
偶然误差：成型时工艺的波动、材料批号的改变等
δs=(Smax-Smin) ×b
对于一副已制造好的模具，δs是引起塑件尺寸变化的主要因素
一般要求：成型收缩引起的塑件尺寸误差δs＜ Δ/6
④模具的安装配合误差δj
模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化
⑤水平飞边的波动δf
压缩模飞边厚度受成型工艺条件变化的影响，从而影响塑件的高度尺寸，而压注模和注射模的飞边较小。
成型零件尺寸计算方法：
※塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：
　　δ=δz+δc+δs+δj+δf
※塑件的公差Δ应大于或等于各种因素引起的积累误差之和δ，即Δ≥δ
※模具制造公差δz ，模具的磨损δc 和成型收缩的波动δs 是影响塑件公差的主要因素。
※成型零件的尺寸计算的方法有：平均值法和极限值法
※塑件与成型零件尺寸标注方法：
　　轴类尺寸采用基轴制，标负差
　　孔类尺寸采用基孔制，标正差
　　中心距尺寸公差带对称分布，标正负差
2、支承零件的设计
动模座板和定模座板：作用：是模具的基座，起支承与连接作用。
动模座板固定在注射机移动工作台上
定模座板固定在注射机固定工作台上
要求:足够的强度：小型模具H>13mm，大型模具H可达75mm以上
材料：中碳钢
连接方式：用螺栓压板与机床相连
固定板：作用：固定凸模、型芯、凹模、导柱、导套、推杆等零件
要求：有足够的强度与厚度H=15～45
与型芯的连接方法：台阶、沉孔、平面连接
支承板: 作用：垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件的轴向移动并承受一定的成型压力。
垫块: 作用：调节模具闭合高度，形成推出机构所需的推出空间。
材料：中碳钢
安装要求：两边垫块高度应一致，保证模具上下表面平行。