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上篇 注塑模具設(shè)計(jì)1

第1章注塑模具行業(yè)概況和發(fā)展趨勢(shì)1

1.1模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用1

1.2中國(guó)塑料模具行業(yè)的現(xiàn)狀2

1.2.1模具質(zhì)量同國(guó)外相比還有不小差距2

1.2.2工藝和加工精度仍落后于先進(jìn)國(guó)家2

1.2.3企業(yè)管理方面的差距明顯3

1.2.4模具行業(yè)人才缺乏3

1.2.5信息化和軟件應(yīng)用程度不高3

1.2.6創(chuàng)新能力薄弱3

1.2.7標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)滯后于生產(chǎn)發(fā)展3

1.3發(fā)達(dá)國(guó)家的模具企業(yè)的特點(diǎn)3

1.4針對(duì)存在的問(wèn)題采取相應(yīng)措施4

1.5注塑模具設(shè)計(jì)、制造的四大特點(diǎn)4

1.6模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)4

第2章注塑模具設(shè)計(jì)概況6

2.1模具設(shè)計(jì)手段和軟件應(yīng)用狀況6

2.2信息化管理技術(shù)在模具企業(yè)的應(yīng)用狀況7

2.3信息化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用7

2.4設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)框架簡(jiǎn)介7

2.4.1設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)框架7

2.4.2設(shè)計(jì)部門的人員組成8

2.5注塑模具的設(shè)計(jì)流程9

2.5.1設(shè)計(jì)流程的重要作用9

2.5.2設(shè)計(jì)流程的三要素9

2.5.3模具設(shè)計(jì)流程9

2.5.4注塑模具詳細(xì)設(shè)計(jì)程序13

2.6模具技術(shù)文件資料管理13

2.6.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料的整理要求13

2.6.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容14

2.6.3模具設(shè)計(jì)圖樣更改手續(xù)14

2.6.4模具設(shè)計(jì)圖樣管理14

2.7模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟15

2.8設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念和能力16

2.8.1模具設(shè)計(jì)師要有正確的設(shè)計(jì)理念16

2.8.2模具設(shè)計(jì)師的水平等級(jí)17

2.9注塑模具設(shè)計(jì)師應(yīng)知、應(yīng)會(huì)的內(nèi)容17

2.10技術(shù)部門模具設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容和要求18

2.10.1技術(shù)部門工作重點(diǎn)和要求18

2.10.2模具技術(shù)管理工作的內(nèi)容18

2.11提升技術(shù)部門的設(shè)計(jì)水平和能力18

2.11.1采取有效措施18

2.11.2提高模具設(shè)計(jì)人員水平的具體方法19

2.12建立模具檔案19

2.12.1“一模一檔”工作的重要性和必要性19

2.12.2“一模一檔”的內(nèi)容和要求19

第3章塑料的性能和用途22

3.1塑料的基本性能和特點(diǎn)22

3.2塑料的優(yōu)缺點(diǎn)22

3.3塑料的分類23

3.3.1根據(jù)理化特性分類23

3.3.2根據(jù)成型方法分類23

3.3.3根據(jù)使用特性分類24

3.4熱塑性塑料的性能25

3.4.1塑料的主要性能25

3.4.2塑料的物理性能25

3.5常用塑料的性能和用途30

3.6塑料在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用31

3.6.1塑料在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用零件簡(jiǎn)介31

3.6.2內(nèi)飾零件材料34

第4章注塑模具的分類和基本結(jié)構(gòu)38

4.1型腔模按成型材料分類38

4.2注塑模具按模塑方法進(jìn)行分類39

4.2.1壓縮模39

4.2.2壓注模39

4.2.3注塑模39

4.2.4擠出口模40

4.3按注塑機(jī)的形式和模具的安裝方式分類41

4.3.1按安裝使用注塑機(jī)的形式分類41

4.3.2按模具在注塑機(jī)上安裝方式分類42

4.4按注塑模的型腔數(shù)分類42

4.5按注塑模具的分型結(jié)構(gòu)分類42

4.5.1單分型面43

4.5.2雙分型面44

4.5.3三次分型面45

4.5.4垂直分型面46

4.5.5疊層模47

4.6按注塑模具的澆注系統(tǒng)特征分類47

4.6.1冷料道注塑模具47

4.6.2熱流道注塑模具47

4.6.3溫流道注塑模具47

4.6.4高光良注塑模具47

4.6.5模內(nèi)貼膜注塑模具48

4.7按成型零件結(jié)構(gòu)分類49

4.8按注塑模具的用途分類49

4.9按注射成型工藝特點(diǎn)分類49

4.10按注塑模具的大小分類49

4.10.1按模具的重量分類49

4.10.2按使用的注塑機(jī)鎖模力分類49

4.11注塑模具的工作原理49

4.12注塑模具的結(jié)構(gòu)組成及零件名稱50

4.12.1成型零件50

4.12.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)51

4.12.3澆注系統(tǒng)51

4.12.4側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)51

4.12.5脫模機(jī)構(gòu)51

4.12.6溫控系統(tǒng)52

4.12.7排氣系統(tǒng)52

4.12.8注塑模具結(jié)構(gòu)件及附件52

4.13汽車的塑件模具圖例53

第5章模架與結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)55

5.1注塑模具模架的類型及名稱56

5.2模架的標(biāo)記方法57

5.3模架選用原則和要求58

5.4模架的選用步驟58

5.4.1模架形式的選用步驟59

5.4.2模架選用示例59

5.5模架尺寸的確定60

5.5.1定模A板和動(dòng)模B板的長(zhǎng)、寬尺寸60

5.5.2A、B板的厚度尺寸確定61

5.5.3墊鐵高度的確定61

5.5.4確定模架尺寸應(yīng)注意的事項(xiàng)62

5.6模架的基本加工項(xiàng)目及要求62

5.6.1定模A板、動(dòng)模B板開(kāi)框62

5.6.2撬模槽63

5.6.3頂桿孔尺寸63

5.6.4模板吊環(huán)螺孔設(shè)計(jì)要求64

5.7模架的其他要求67

5.8注塑模架驗(yàn)收要求67

5.9注塑模具的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)68

5.9.1定位圈68

5.9.2澆口套69

5.9.3拉料桿70

5.9.4復(fù)位桿70

5.9.5限位柱70

5.9.6支撐柱70

5.9.7頂桿板的復(fù)位彈簧71

5.9.8垃圾釘73

5.9.9彈力膠74

5.9.10定距分型機(jī)構(gòu)74

5.9.11內(nèi)六角螺釘79

5.9.12定位銷80

5.9.13模具支架81

5.9.14模具銘牌82

5.9.15頂桿防塵蓋82

5.9.16隔熱板82

5.9.17鎖模塊83

5.9.18吊模塊84

5.9.19油缸85

5.9.20氮?dú)飧?6

5.9.21行程開(kāi)關(guān)86

5.9.22計(jì)數(shù)器87

第6章注塑模的導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)89

6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)89

6.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和要求89

6.1.2導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)類型89

6.1.3導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)類型90

6.1.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和要求90

6.1.5導(dǎo)向零件的配合關(guān)系91

6.1.6頂板的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式和要求91

6.2定位機(jī)構(gòu)92

6.2.1定位機(jī)構(gòu)類型和應(yīng)用場(chǎng)合92

6.2.2正確選用定位結(jié)構(gòu)97

6.2.3避免重復(fù)定位97

6.2.4避免欠定位99

第7章注塑模具成型零件設(shè)計(jì)101

7.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則101

7.2成型零件的設(shè)計(jì)步驟102

7.3型腔數(shù)目的確定方法102

7.4型腔布局103

7.4.1制品在模具中布局的基本要求103

7.4.2多型腔布局原則103

7.5動(dòng)、定模的分型面104

7.5.1分型面定義104

7.5.2分型面的重要性104

7.5.3動(dòng)、定模的分型面分類105

7.6分型面的設(shè)計(jì)原則107

7.6.1保障塑件的質(zhì)量原則107

7.6.2模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單原則107

7.6.3脫模順暢原則108

7.6.4模具不會(huì)提前失效原則108

7.6.5正確選擇分型面形式108

7.7封膠面和平面接觸塊110

7.7.1封膠面的定義及要求110

7.7.2設(shè)置平面接觸塊的目的和作用111

7.7.3平面接觸塊設(shè)置要求111

7.8動(dòng)、定模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)111

7.8.1需要綜合考慮，正確選擇動(dòng)、定模結(jié)構(gòu)形式111

7.8.2動(dòng)、定模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)置112

7.8.3動(dòng)、定模的脫模斜度的確定113

7.8.4動(dòng)、定模零件要有足夠的強(qiáng)度和剛性114

7.8.5動(dòng)、定模零件設(shè)計(jì)工藝要合理114

7.8.6動(dòng)、定模成型處要避免有尖薄或清角設(shè)計(jì)114

7.8.7動(dòng)、定模零件加工后要考慮消除應(yīng)力115

7.8.8動(dòng)、定模加強(qiáng)筋的鑲塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)115

7.8.9圓角與清角115

7.9動(dòng)、定模采用鑲塊形式115

7.9.1動(dòng)、定模采用拼塊、鑲塊結(jié)構(gòu)的目的和作用115

7.9.2鑲塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)116

7.9.3定模結(jié)構(gòu)形式和鑲塊方式117

7.9.4動(dòng)模結(jié)構(gòu)形式和鑲塊方式117

7.10成型零件的成型收縮率的確定118

7.10.1成型收縮率的定義118

7.10.2收縮率的數(shù)據(jù)來(lái)源118

7.10.3影響成型收縮率的因素118

7.10.4制品成型收縮率的確定119

7.10.5高精度塑件的成型收縮率的確定119

7.11成型零件的尺寸確定119

7.12成型零件的表面粗糙度121

7.12.1表面粗糙度的作用121

7.12.2表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)121

7.12.3表面粗糙度數(shù)值的選用原則122

7.12.4表面粗糙度標(biāo)注方法122

7.12.5表面粗糙度的標(biāo)注122

7.12.6模具成型零件的粗糙度選用123

7.12.7動(dòng)、定模表面的加工方法選用123

7.13成型零件的表面拋光128

7.13.1成型零件的表面拋光要求128

7.13.2模具拋光工藝129

第8章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)132

8.1澆注系統(tǒng)的組成132

8.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)133

8.2.1澆口、凝料去除容易原則133

8.2.2注塑壓力平衡原則133

8.2.3應(yīng)遵循體積最小原則133

8.2.4保障塑件外觀質(zhì)量，避免制品出現(xiàn)成型缺陷133

8.2.5模具排氣良好原則133

8.2.6澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)133

8.3主流道設(shè)計(jì)134

8.3.1主流道的設(shè)計(jì)要求134

8.3.2偏離模具中心的主流道設(shè)計(jì)134

8.3.3傾斜式主流道的設(shè)計(jì)要求135

8.4分流道設(shè)計(jì)135

8.4.1分流道的布置原則136

8.4.2分流道截面形狀和參數(shù)136

8.4.3分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)138

8.5澆口結(jié)構(gòu)形式的選用138

8.5.1澆口結(jié)構(gòu)形式、分類和特點(diǎn)、缺點(diǎn)138

8.5.2正確選擇澆口的形式140

8.6澆口設(shè)計(jì)141

8.6.1澆口的作用141

8.6.2澆口的位置選擇141

8.6.3澆口尺寸設(shè)計(jì)150

8.6.4潛伏式澆口、羊角澆口設(shè)計(jì)152

8.7冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)155

第9章模流分析的作用和要求158

9.1CAE模流分析的作用158

9.2模流分析的應(yīng)用軟件簡(jiǎn)介159

9.3模流分析內(nèi)容和流程160

9.3.1模流分析內(nèi)容160

9.3.2模流分析步驟及流程160

9.4模流分析的應(yīng)用161

9.4.1塑件設(shè)計(jì)161

9.4.2模具設(shè)計(jì)和制造161

9.4.3成型工藝162

9.5模流分析報(bào)告內(nèi)容162

9.6模流分析報(bào)告判斷標(biāo)準(zhǔn)162

9.7CAE模流分析案例167

9.7.1洗衣機(jī)外桶167

9.7.2電視機(jī)前蓋模具167

9.7.3門欄護(hù)板167

9.7.4CEFIRO水箱罩CAE模流分析案例168

9.7.5電視機(jī)殼表面色差案例168

9.8從模具設(shè)計(jì)角度優(yōu)化塑件變形及縮痕問(wèn)題169

9.8.1澆口位置不妥當(dāng)，使塑件產(chǎn)生變形、縮痕169

9.8.2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理引起制品變形、翹曲171

9.8.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理對(duì)塑件產(chǎn)生變形、縮痕的影響171

9.8.4制品壁厚設(shè)計(jì)不合理，模具設(shè)計(jì)前期評(píng)審沒(méi)有考慮到171

9.8.5模具沒(méi)有排氣機(jī)構(gòu)171

9.8.6模具強(qiáng)度和剛性不夠171

9.8.7避免注塑工藝不夠合理171

9.9利用CAE優(yōu)化成型制品的熔接痕171

第10章熱流道模具設(shè)計(jì)174

10.1熱流道的定義174

10.2熱流道模具的優(yōu)缺點(diǎn)174

10.2.1熱流道模具的優(yōu)點(diǎn)174

10.2.2熱流道模具的缺點(diǎn)175

10.3熱流道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及作用175

10.3.1熱流道的組成零件175

10.3.2熱流道系統(tǒng)的功能區(qū)177

10.4熱流道模具的結(jié)構(gòu)形式178

10.4.1單點(diǎn)式熱流道模具178

10.4.2多點(diǎn)式熱流道模具178

10.4.3熱流道模具的澆注系統(tǒng)類型178

10.4.4熱流道注塑模具加熱方式179

10.5無(wú)流道注塑模具的類型及結(jié)構(gòu)180

10.5.1井坑式噴嘴模具180

10.5.2延伸噴嘴模具181

10.5.3半絕熱流道模具181

10.5.4絕熱流道模具182

10.6無(wú)流道模具對(duì)成型塑料的要求183

10.6.1熱流道模具設(shè)計(jì)要考慮塑料的性能183

10.6.2熱流道模具的噴嘴類型的選用183

10.7熱流道模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)184

10.7.1須有CAE模流分析報(bào)告184

10.7.2要求熱流道的熔料平衡充填模具184

10.7.3溫度控制和熱平衡186

10.7.4要考慮流道板的熱膨脹，噴嘴會(huì)產(chǎn)生中心錯(cuò)位187

10.7.5要考慮噴嘴的軸向熱膨脹，避免引起堵塞、溢料187

10.7.6要防止噴嘴的熔料流延、降解188

10.7.7熱流道模具要求絕熱性能好188

10.7.8流道板的流道直徑選擇188

10.7.9噴嘴尺寸和澆口的直徑189

10.7.10零件加工表面粗糙度要求192

10.7.11熱流道系統(tǒng)裝配的錯(cuò)誤造成泄漏損失示例192

10.8熱流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體要求193

10.8.1料道內(nèi)不能有死角使熔料滯留193

10.8.2熱流道板形狀要求194

10.8.3電器元件必須在天側(cè)(上側(cè))194

10.8.4零件便于維修和調(diào)換194

10.8.5加熱元件和熱電偶設(shè)計(jì)要求194

10.8.6熱流道線架設(shè)計(jì)要求194

10.8.7流道板的緊固與定位194

10.8.8流道板與噴嘴的連接195

10.8.9流道板的密封195

10.9熱流道噴嘴分類條目196

10.10熱流道澆口的基本種類196

10.11熱流道典型噴嘴的類型197

10.11.1直澆口噴嘴197

10.11.2點(diǎn)澆口噴嘴198

10.11.3多點(diǎn)開(kāi)放式熱流道結(jié)構(gòu)198

10.11.4針閥式噴嘴結(jié)構(gòu)198

10.11.5側(cè)澆口噴嘴201

10.12順序控制閥噴嘴的模塑203

10.13熱流道系統(tǒng)的確定204

10.13.1熱流道供應(yīng)商介紹204

10.13.2熱流道系統(tǒng)品牌的選用原則204

10.13.3熱流道系統(tǒng)的確定204

10.14汽車部件的大型制品的熱流道模具206

10.15熱流道模具的操作失誤和典型制品缺陷208

10.15.1熱流道系統(tǒng)的泄漏208

10.15.2針閥式噴嘴遺留痕跡208

10.15.3澆口的堵塞208

10.15.4澆口拉絲或流延209

10.15.5不完整的模塑件209

10.15.6凹陷209

10.15.7銀色或褐色條紋210

10.15.8脫黏210

第11章注塑模具溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)212

11.1注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的重要作用212

11.1.1滿足成型工藝要求212

11.1.2提高塑件表面質(zhì)量和制品精度213

11.1.3縮短成型周期213

11.2模具的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則213

11.2.1溫度均衡原則213

11.2.2區(qū)別對(duì)待原則214

11.2.3方便加工原則215

11.2.4滿足成型工藝需要原則215

11.3冷卻水道設(shè)計(jì)要求215

11.3.1冷卻水道直徑215

11.3.2冷卻水道位置216

11.3.3正確設(shè)計(jì)冷卻水回路，提高冷卻效果217

11.4模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意的問(wèn)題217

11.5冷卻水的回路布局形式219

11.5.1冷卻通道布局形式串聯(lián)、并聯(lián)的區(qū)別219

11.5.2平衡式和非平衡式回路布局219

11.6冷卻水道回路的設(shè)置類型220

11.6.1直通式冷卻水回路220

11.6.2螺旋式冷卻水回路220

11.6.3隔片式冷卻水回路220

11.6.4噴流式冷卻水回路220

11.6.5傳熱棒(片)導(dǎo)熱式水道220

11.6.6局部鑲塊或整體型芯應(yīng)用鈹銅制作220

11.7定模冷卻水道的結(jié)構(gòu)形式221

11.8動(dòng)模冷卻水道的結(jié)構(gòu)形式223

11.8.1動(dòng)模冷卻水通道回路類型分類224

11.8.2動(dòng)模冷卻水通道回路的配置方法及形式225

11.8.3根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀不同，配置不同的冷卻水結(jié)構(gòu)形式227

11.9冷卻系統(tǒng)密封圈的設(shè)計(jì)235

11.9.1密封圈的規(guī)格尺寸235

11.9.2密封圈的密封結(jié)構(gòu)類型235

11.9.3密封圈產(chǎn)生漏水原因分析238

11.9.4密封圈槽設(shè)計(jì)要求239

11.10冷卻水管接頭設(shè)計(jì)240

11.10.1水管接頭種類240

11.10.2水管接頭設(shè)計(jì)要求242

11.11英制標(biāo)準(zhǔn)水道隔水片的要求244

11.12水路集成塊分配器的設(shè)置245

11.13冷卻水系統(tǒng)的水壓試驗(yàn)245

11.14冷卻水回路銘牌設(shè)計(jì)要求245

11.15斜頂塊冷卻水回路設(shè)計(jì)246

11.16汽車門板動(dòng)、定模水路設(shè)置圖例247

第12章排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)249

12.1注塑模具內(nèi)聚積的氣體來(lái)源249

12.2排氣的重要作用249

12.3注塑模具排氣途徑和方法250

12.3.1分型面設(shè)置等高墊塊，間隙排氣250

12.3.2分型面開(kāi)設(shè)排氣槽排氣250

12.3.3排氣桿、頂桿、間隙排氣252

12.3.4推管間隙排氣253

12.3.5動(dòng)、定模采用鑲塊結(jié)構(gòu)排氣253

12.3.6利用澆道系統(tǒng)料道末端開(kāi)設(shè)排氣槽或冷料穴排氣253

12.3.7設(shè)置排氣閥強(qiáng)制性排氣253

12.3.8采用“排氣鋼”排氣253

12.3.9利用型芯排氣253

12.3.10利用模腔底部的排氣253

12.4排氣槽設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)255

12.5導(dǎo)柱孔開(kāi)設(shè)排氣槽255

第13章側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)257

13.1側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的定義257

13.2側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的分類257

13.3斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)258

13.3.1斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)原理258

13.3.2斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的組成零件258

13.3.3斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則258

13.3.4斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的具體要求260

13.3.5斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要求261

13.3.6楔緊塊的結(jié)構(gòu)形式及裝配要求261

13.3.7滑塊的導(dǎo)滑部分形式和裝配要求263

13.3.8滑塊的定位基準(zhǔn)的確定及定位裝置264

13.3.9組合式滑塊的連接機(jī)構(gòu)及滑塊鑲芯結(jié)構(gòu)要求266

13.3.10斜導(dǎo)柱滑塊的耐磨塊結(jié)構(gòu)和要求268

13.3.11滑塊壓板和耐磨塊的油槽設(shè)計(jì)要求268

13.4斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型269

13.4.1斜導(dǎo)柱在定模邊，驅(qū)動(dòng)八個(gè)拼合滑塊在動(dòng)模的抽芯機(jī)構(gòu)269

13.4.2斜導(dǎo)柱、滑塊同在定模的抽芯機(jī)構(gòu)269

13.4.3斜導(dǎo)柱、滑塊同在動(dòng)模的抽芯機(jī)