注射模具设计指引

1.0注射模具的结构组成

根据模具中各个部件的不同作用，一套注射模可以分成以下几个部分：

1）内模零部件，赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由Core（下模）Cavity（上模），镶件（镶针）等组成。

2）浇注系统：将熔融塑料由注射机射嘴引向闭合的模腔，一般由灌口主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。

3）热交换系统：为了满足注射成形工艺对模具温度的要求（冷却或加热）需要对模具温度进行较精确的控制。

4）行位系统：当侧向有凸凹及孔时，在塑料被顶出之前，必须先抽拔侧向的型芯（或镶件），才能使塑胶产品顺利脱模。

5）顶出系统：实现塑胶产品脱模的机构，其结构形式很多，最常用的是顶针、司筒和推板等脱模机构。

6）导向定位部件，是保证动模与定模闭合时能准确对准、脱模时运动灵活，注射时承受侧向力的部件，常由导柱和导套及定位块、锥等组成。

7）排气系统：将型腔内空气导出的结构，如：排气槽及镶件配合时的间隙。

8）结构件：如模架板、支承柱、限位件等。

2.0 模具设计的基本程序

2.1 设计注射模应考虑的问题：

1）分析塑胶产品结构及其技术要求。要注意塑胶产品的尺寸精度、表面粗糙度的要求及塑胶产品的结构形式，对不合理的结构要提出改进塑胶产品设计的建议。

2）了解注射机的技术规格。包括锁模力、最大容模量，开模距离、顶出孔大小位置和数量、码模方式、法兰尺寸及其它机器参数。

3）了解塑胶产品材料的加工性能和工艺性能，包括塑胶产品能达到的最大流动距离比；塑料在模具内可能的结晶、取向及其导致的内应力；塑料的冷却收缩和补缩；塑料对模具温度的要求等。5）考虑模具的结构和制造，包括选择分型面和型腔的布置及进料点；模具的强度、刚度和模腔尺寸精度；行位机构和顶出系统；模具零件的制造方法及制造的科学性可行性及经济性；装拆的工艺性；必要的辅助工具的设计等。

6）考虑模具材料的选择，包括材料的机械、工艺性能及热处理要求，材料胚料的大小。

7）考虑模具的成型效率，合理的设置运水。

2.2模具设计的一般流程

   1）见附件流程图：

几点说明：

1) 收到不明确的《确认表》可以退回生管部，并加强与营业代表沟通

2) 分析塑胶产品结构及模具设计要求要搞清注塑机吨位，然后选用适合注塑机的最大规格模架。对《确认表》已定注塑机的规格要再确认。注射机锁模力＞塑胶产品合模所需最大力≌注射压力×塑胶产品在分模面上最大投影面积=1吨/cm2×A。（上述1吨/cm2是一般的情况下，精确计算请参阅附录十一《常用塑胶材料一览表》根据胶厚、流程等选用注射压力）

3)   计算锁模力后，还要计算所选注塑机最大射胶量是否合适，保证塑胶产品重量（折成体积）是最大射胶量（体积）的80%左右。

4)   画结构简图前可以找一些相近模具设计文件作参考。

5)   对不能明确认定的模架结构，可找相关人员协商定案。

6)   应按生产计划批示确定是否开框，开框图要以A4纸清晰表达。4040以上的模具一定要开框。

7)   安排画模具排位图要先向设计人员讲清大概思路，然后把塑胶产品图排入模架。排位图要画出内   模大小、行位、运水等。排位图不须标尺寸，无须画顶针等，排位图要1：1打印出以方便审查，订料。

8)   设计完成后应检讨已订材料是否与现设计一致，若有偏差应通知仓库及采购部作相应调整。

2.4塑胶产品结构工艺性分析方法

2.4.1塑胶产品工艺性分析的步骤：

塑胶产品工艺性的分析包含五个方面的内容：

①   要分析塑胶产品使用塑胶材料的成型工艺性能（包括流动性、收缩性、结晶性、定向作用、吸水性、硬化特征等）。

②   分析塑胶产品的形状是否符合成型工艺和模具制造的要求。

③   要了解塑胶产品使用场合及功能，把握塑胶产品尺寸中的重点和关键点及外观面的位置和外观质量要求。

④   入水方式及入水点的形状会对塑胶产品的最终尺寸和形状产生影响，对把握不大的入水点，最好利用CAE软件作分析。

⑤   对收缩率把握不准的场合，特别难控制的模具要预留收缩变动修模余量，要提出试验模要  求。同时应与营业代表，生产部商量协定试验模日期。

2.4.2塑胶产品结构的要求

注射成型的塑胶产品要合符注射成型的工艺要求及模具结构和制造尽可能简单的要求。

 

从注射工艺的要求上分析，塑胶产品的结构应具备以下特点：

①    塑胶产品的壁厚要恰当，即不能过薄又不能过厚，一般在1 ~ 6mm范围内表2-3 是常用塑胶材料的壁厚值。（表2-3）

②    尽量使用圆角去代替尖锐的角，以利于塑胶的充模。

③    设计加强筋加快填充及以增加塑胶产品的强度和刚度。图2-1表示了加强筋的一般不会出现注塑缺陷的尺寸。

 

 一般原则是要求保证加强筋的大头尺寸，在（0.5 ~ 0.7）t的范围内，且加强筋大头的尺寸等于塑胶产品图筋位的名义尺寸。如果加强筋落在曲面上，且较深时，从制造的角度考虑应给出筋小头的尺寸。并且小头尺寸不应小于表  2-3  推荐的最小壁厚，拔模角在1°~ 5°范围内给出。此时，如果大头的尺寸超出了塑胶产品图筋位的名义尺寸需要和客户达成共识后调整。

 

从模具结构和制造上分析，塑胶产品的结构要具备以下特点：

1） 塑胶产品要有足够的拔模角，以利于塑胶产品从模腔及模呵上脱出，表  2-4    是塑胶产品的单边脱模角的推荐值。蚀纹表面的脱模角，参见附录六

2） 钩、扣位工艺孔

塑胶产品的钩位、扣位等结构有些是通过前后模插穿实现的。下图是钩位、扣位的合理设计例子：(图2-2示)

 3） 落在曲面上的孔，孔口要倒角，以避免出现尖锐的胶位。（图2-3）

     4） 用Half成型外螺纹或精密圆柱时，要削平与PL面垂直的两个面（图2-4）

     5） 当内、外螺纹必须采用旋转脱模时，应合理的设置止转位（图2-5）

    6） T形切面的接合面会产生凹陷，要在模呵（core）侧边设置锲角减薄胶位（图2-6）

    7） 加强筋高度的预留（图2-7）8） 一般塑胶产品上注有公差的尺寸，在计算收缩时，要取中间尺寸为名义尺寸。

9） 当塑胶产品使用的塑料收缩率变化范围较大时，如果塑胶产品的尺寸公差要求小于可能出现的收缩变化，模具上要留有可修改的量，考虑能镶、能换，做一些防错应变措施。

10）要对大于基本胶厚的部分作吊空胶处理，保证基本肉厚一致，并考虑冷却问题。

 M3自攻螺丝孔规格

11）面壳比底壳预大的问题。通常要求：

面壳周边大出约0.03 ~ 0.05。但底面壳缩水可能不一样。拿遥控器面壳来说，由于胶厚、模温、塑胶产品形状与底壳有差异，造成面壳收缩率大于底壳，这在尺寸预留时要预以考虑。加胶要加易修正的壳。

12） 上、下模有胶位时要考虑预留。如上模出圆角、倒角时，一般下模胶位要多单边0.03 ~ 0.05。见下图：

13） 变形的预留：

a 反变形

b 吊空胶

2.5审图程序（设计人员先按表自审，然后交工程审图员）见附表