注射模具設計指引

1.0注射模具的結構組成

根據模具中各個部件的不同作用，一套注射模可以分成以下幾個部分：

1）內模零部件，賦予成型材料形狀和尺寸的零件。通常由Core（下模）Cavity（上模），鑲件（鑲針）等組成。

2）澆注系統：將熔融塑料由注射機射嘴引向閉合的模腔，一般由灌口主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。

3）熱交換系統：為了滿足注射成形工藝對模具溫度的要求（冷卻或加熱）需要對模具溫度進行較精確的控制。

4）行位系統：當側向有凸凹及孔時，在塑料被頂出之前，必須先抽拔側向的型芯（或鑲件），才能使塑膠產品順利脫模。

5）頂出系統：實現塑膠產品脫模的機構，其結構形式很多，最常用的是頂針、司筒和推板等脫模機構。

6）導向定位部件，是保證動模與定模閉合時能準確對準、脫模時運動靈活，注射時承受側向力的部件，常由導柱和導套及定位塊、錐等組成。

7）排氣系統：將型腔內空氣導出的結構，如：排氣槽及鑲件配合時的間隙。

8）結構件：如模架板、支承柱、限位件等。

2.0 模具設計的基本程序

2.1 設計注射模應考慮的問題：

1）分析塑膠產品結構及其技術要求。要注意塑膠產品的尺寸精度、表面粗糙度的要求及塑膠產品的結構形式，對不合理的結構要提出改進塑膠產品設計的建議。

2）了解注射機的技術規格。包括鎖模力、最大容模量，開模距離、頂出孔大小位置和數量、碼模方式、法蘭尺寸及其它機器參數。

3）了解塑膠產品材料的加工性能和工藝性能，包括塑膠產品能達到的最大流動距離比；塑料在模具內可能的結晶、取向及其導致的內應力；塑料的冷卻收縮和補縮；塑料對模具溫度的要求等。5）考慮模具的結構和制造，包括選擇分型面和型腔的布置及進料點；模具的強度、剛度和模腔尺寸精度；行位機構和頂出系統；模具零件的制造方法及制造的科學性可行性及經濟性；裝拆的工藝性；必要的輔助工具的設計等。

6）考慮模具材料的選擇，包括材料的機械、工藝性能及熱處理要求，材料胚料的大小。

7）考慮模具的成型效率，合理的設置運水。

2.2模具設計的一般流程

   1）見附件流程圖：

幾點說明：

1) 收到不明確的《確認表》可以退回生管部，并加強與營業代表溝通

2) 分析塑膠產品結構及模具設計要求要搞清注塑機噸位，然后選用適合注塑機的最大規格模架。對《確認表》已定注塑機的規格要再確認。注射機鎖模力＞塑膠產品合模所需最大力≌注射壓力×塑膠產品在分模面上最大投影面積=1噸/cm2×A。（上述1噸/cm2是一般的情況下，精確計算請參閱附錄十一《常用塑膠材料一覽表》根據膠厚、流程等選用注射壓力）

3)   計算鎖模力后，還要計算所選注塑機最大射膠量是否合適，保證塑膠產品重量（折成體積）是最大射膠量（體積）的80%左右。

4)   畫結構簡圖前可以找一些相近模具設計文件作參考。

5)   對不能明確認定的模架結構，可找相關人員協商定案。

6)   應按生產計劃批示確定是否開框，開框圖要以A4紙清晰表達。4040以上的模具一定要開框。

7)   安排畫模具排位圖要先向設計人員講清大概思路，然后把塑膠產品圖排入模架。排位圖要畫出內   模大小、行位、運水等。排位圖不須標尺寸，無須畫頂針等，排位圖要1：1打印出以方便審查，訂料。

8)   設計完成后應檢討已訂材料是否與現設計一致，若有偏差應通知倉庫及采購部作相應調整。

2.4塑膠產品結構工藝性分析方法

2.4.1塑膠產品工藝性分析的步驟：

塑膠產品工藝性的分析包含五個方面的內容：

①   要分析塑膠產品使用塑膠材料的成型工藝性能（包括流動性、收縮性、結晶性、定向作用、吸水性、硬化特征等）。

②   分析塑膠產品的形狀是否符合成型工藝和模具制造的要求。

③   要了解塑膠產品使用場合及功能，把握塑膠產品尺寸中的重點和關鍵點及外觀面的位置和外觀質量要求。

④   入水方式及入水點的形狀會對塑膠產品的最終尺寸和形狀產生影響，對把握不大的入水點，最好利用CAE軟件作分析。

⑤   對收縮率把握不準的場合，特別難控制的模具要預留收縮變動修模余量，要提出試驗模要  求。同時應與營業代表，生產部商量協定試驗模日期。

2.4.2塑膠產品結構的要求

注射成型的塑膠產品要合符注射成型的工藝要求及模具結構和制造盡可能簡單的要求。

 

從注射工藝的要求上分析，塑膠產品的結構應具備以下特點：

①    塑膠產品的壁厚要恰當，即不能過薄又不能過厚，一般在1 ~ 6mm范圍內表2-3 是常用塑膠材料的壁厚值。（表2-3）

②    盡量使用圓角去代替尖銳的角，以利于塑膠的充模。

③    設計加強筋加快填充及以增加塑膠產品的強度和剛度。圖2-1表示了加強筋的一般不會出現注塑缺陷的尺寸。

 

 一般原則是要求保證加強筋的大頭尺寸，在（0.5 ~ 0.7）t的范圍內，且加強筋大頭的尺寸等于塑膠產品圖筋位的名義尺寸。如果加強筋落在曲面上，且較深時，從制造的角度考慮應給出筋小頭的尺寸。并且小頭尺寸不應小于表  2-3  推薦的最小壁厚，拔模角在1°~ 5°范圍內給出。此時，如果大頭的尺寸超出了塑膠產品圖筋位的名義尺寸需要和客戶達成共識后調整。

 

從模具結構和制造上分析，塑膠產品的結構要具備以下特點：

1） 塑膠產品要有足夠的拔模角，以利于塑膠產品從模腔及模呵上脫出，表  2-4    是塑膠產品的單邊脫模角的推薦值。蝕紋表面的脫模角，參見附錄六

2） 鉤、扣位工藝孔

塑膠產品的鉤位、扣位等結構有些是通過前后模插穿實現的。下圖是鉤位、扣位的合理設計例子：(圖2-2示)

 3） 落在曲面上的孔，孔口要倒角，以避免出現尖銳的膠位。（圖2-3）

     4） 用Half成型外螺紋或精密圓柱時，要削平與PL面垂直的兩個面（圖2-4）

     5） 當內、外螺紋必須采用旋轉脫模時，應合理的設置止轉位（圖2-5）

    6） T形切面的接合面會產生凹陷，要在模呵（core）側邊設置鍥角減薄膠位（圖2-6）

    7） 加強筋高度的預留（圖2-7）8） 一般塑膠產品上注有公差的尺寸，在計算收縮時，要取中間尺寸為名義尺寸。

9） 當塑膠產品使用的塑料收縮率變化范圍較大時，如果塑膠產品的尺寸公差要求小于可能出現的收縮變化，模具上要留有可修改的量，考慮能鑲、能換，做一些防錯應變措施。

10）要對大于基本膠厚的部分作吊空膠處理，保證基本肉厚一致，并考慮冷卻問題。

 M3自攻螺絲孔規格

11）面殼比底殼預大的問題。通常要求：

面殼周邊大出約0.03 ~ 0.05。但底面殼縮水可能不一樣。拿遙控器面殼來說，由于膠厚、模溫、塑膠產品形狀與底殼有差異，造成面殼收縮率大于底殼，這在尺寸預留時要預以考慮。加膠要加易修正的殼。

12） 上、下模有膠位時要考慮預留。如上模出圓角、倒角時，一般下模膠位要多單邊0.03 ~ 0.05。見下圖：

13） 變形的預留：

a 反變形

b 吊空膠

2.5審圖程序（設計人員先按表自審，然后交工程審圖員）見附表