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上篇 注塑模具設計1

第1章注塑模具行業概況和發展趨勢1

1.1模具在工業生產中的作用1

1.2中國塑料模具行業的現狀2

1.2.1模具質量同國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國家2

1.2.3企業管理方面的差距明顯3

1.2.4模具行業人才缺乏3

1.2.5信息化和軟件應用程度不高3

1.2.6創新能力薄弱3

1.2.7標準件生產供應滯后于生產發展3

1.3發達國家的模具企業的特點3

1.4針對存在的問題采取相應措施4

1.5注塑模具設計、制造的四大特點4

1.6模具行業的發展趨勢4

第2章注塑模具設計概況6

2.1模具設計手段和軟件應用狀況6

2.2信息化管理技術在模具企業的應用狀況7

2.3信息化技術的發展和應用7

2.4設計部門的設計框架簡介7

2.4.1設計部門的設計框架7

2.4.2設計部門的人員組成8

2.5注塑模具的設計流程9

2.5.1設計流程的重要作用9

2.5.2設計流程的三要素9

2.5.3模具設計流程9

2.5.4注塑模具詳細設計程序13

2.6模具技術文件資料管理13

2.6.1設計數據資料的整理要求13

2.6.2設計數據內容14

2.6.3模具設計圖樣更改手續14

2.6.4模具設計圖樣管理14

2.7模具設計的內容與步驟15

2.8設計人員的設計理念和能力16

2.8.1模具設計師要有正確的設計理念16

2.8.2模具設計師的水平等級17

2.9注塑模具設計師應知、應會的內容17

2.10技術部門模具設計工作的內容和要求18

2.10.1技術部門工作重點和要求18

2.10.2模具技術管理工作的內容18

2.11提升技術部門的設計水平和能力18

2.11.1采取有效措施18

2.11.2提高模具設計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22

3.2塑料的優缺點22

3.3塑料的分類23

3.3.1根據理化特性分類23

3.3.2根據成型方法分類23

3.3.3根據使用特性分類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塑料在汽車內飾件中的應用31

3.6.1塑料在汽車內飾件中的應用零件簡介31

3.6.2內飾零件材料34

第4章注塑模具的分類和基本結構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按安裝使用注塑機的形式分類41

4.3.2按模具在注塑機上安裝方式分類42

4.4按注塑模的型腔數分類42

4.5按注塑模具的分型結構分類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模內貼膜注塑模具48

4.7按成型零件結構分類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注塑模具的結構組成及零件名稱50

4.12.1成型零件50

4.12.2導向機構和定位機構51

4.12.3澆注系統51

4.12.4側向分型與抽芯機構51

4.12.5脫模機構51

4.12.6溫控系統52

4.12.7排氣系統52

4.12.8注塑模具結構件及附件52

4.13汽車的塑件模具圖例53

第5章模架與結構件設計55

5.1注塑模具模架的類型及名稱56

5.2模架的標記方法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板和動模B板的長、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確定模架尺寸應注意的事項62

5.6模架的基本加工項目及要求62

5.6.1定模A板、動模B板開框62

5.6.2撬模槽63

5.6.3頂桿孔尺寸63

5.6.4模板吊環螺孔設計要求64

5.7模架的其他要求67

5.8注塑模架驗收要求67

5.9注塑模具的結構件設計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定距分型機構74

5.9.11內六角螺釘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氮氣缸86

5.9.21行程開關86

5.9.22計數器87

第6章注塑模的導向與定位結構89

6.1導向機構89

6.1.1導向機構的作用和要求89

6.1.2導柱的結構類型89

6.1.3導套的結構類型90

6.1.4導向機構的結構形式和要求90

6.1.5導向零件的配合關系91

6.1.6頂板的導向機構形式和要求91

6.2定位機構92

6.2.1定位機構類型和應用場合92

6.2.2正確選用定位結構97

6.2.3避免重復定位97

6.2.4避免欠定位99

第7章注塑模具成型零件設計101

7.1模具結構設計的基本原則101

7.2成型零件的設計步驟102

7.3型腔數目的確定方法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、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、定模的分型面分類105

7.6分型面的設計原則107

7.6.1保障塑件的質量原則107

7.6.2模具結構簡單原則107

7.6.3脫模順暢原則108

7.6.4模具不會提前失效原則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設置平面接觸塊的目的和作用111

7.7.3平面接觸塊設置要求111

7.8動、定模的設計要點111

7.8.1需要綜合考慮，正確選擇動、定模結構形式111

7.8.2動、定模設計基準的設置112

7.8.3動、定模的脫模斜度的確定113

7.8.4動、定模零件要有足夠的強度和剛性114

7.8.5動、定模零件設計工藝要合理114

7.8.6動、定模成型處要避免有尖薄或清角設計114

7.8.7動、定模零件加工后要考慮消除應力115

7.8.8動、定模加強筋的鑲塊設計要點115

7.8.9圓角與清角115

7.9動、定模采用鑲塊形式115

7.9.1動、定模采用拼塊、鑲塊結構的目的和作用115

7.9.2鑲塊設計要點116

7.9.3定模結構形式和鑲塊方式117

7.9.4動模結構形式和鑲塊方式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收縮率的數據來源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表面粗糙度的標準121

7.12.3表面粗糙度數值的選用原則122

7.12.4表面粗糙度標注方法122

7.12.5表面粗糙度的標注122

7.12.6模具成型零件的粗糙度選用123

7.12.7動、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章澆注系統的設計132

8.1澆注系統的組成132

8.2澆注系統的設計原則和要點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應遵循體積最小原則133

8.2.4保障塑件外觀質量，避免制品出現成型缺陷133

8.2.5模具排氣良好原則133

8.2.6澆注系統的設計要點133

8.3主流道設計134

8.3.1主流道的設計要求134

8.3.2偏離模具中心的主流道設計134

8.3.3傾斜式主流道的設計要求135

8.4分流道設計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136

8.4.3分流道設計要點138

8.5澆口結構形式的選用138

8.5.1澆口結構形式、分類和特點、缺點138

8.5.2正確選擇澆口的形式140

8.6澆口設計141

8.6.1澆口的作用141

8.6.2澆口的位置選擇141

8.6.3澆口尺寸設計150

8.6.4潛伏式澆口、羊角澆口設計152

8.7冷料穴和拉料桿設計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模流分析的應用軟件簡介159

9.3模流分析內容和流程160

9.3.1模流分析內容160

9.3.2模流分析步驟及流程160

9.4模流分析的應用161

9.4.1塑件設計161

9.4.2模具設計和制造161

9.4.3成型工藝162

9.5模流分析報告內容162

9.6模流分析報告判斷標準162

9.7CAE模流分析案例167

9.7.1洗衣機外桶167

9.7.2電視機前蓋模具167

9.7.3門欄護板167

9.7.4CEFIRO水箱罩CAE模流分析案例168

9.7.5電視機殼表面色差案例168

9.8從模具設計角度優化塑件變形及縮痕問題169

9.8.1澆口位置不妥當，使塑件產生變形、縮痕169

9.8.2模具結構設計不合理引起制品變形、翹曲171

9.8.3冷卻系統設計不合理對塑件產生變形、縮痕的影響171

9.8.4制品壁厚設計不合理，模具設計前期評審沒有考慮到171

9.8.5模具沒有排氣機構171

9.8.6模具強度和剛性不夠171

9.8.7避免注塑工藝不夠合理171

9.9利用CAE優化成型制品的熔接痕171

第10章熱流道模具設計174

10.1熱流道的定義174

10.2熱流道模具的優缺點174

10.2.1熱流道模具的優點174

10.2.2熱流道模具的缺點175

10.3熱流道系統的結構組成及作用175

10.3.1熱流道的組成零件175

10.3.2熱流道系統的功能區177

10.4熱流道模具的結構形式178

10.4.1單點式熱流道模具178

10.4.2多點式熱流道模具178

10.4.3熱流道模具的澆注系統類型178

10.4.4熱流道注塑模具加熱方式179

10.5無流道注塑模具的類型及結構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無流道模具對成型塑料的要求183

10.6.1熱流道模具設計要考慮塑料的性能183

10.6.2熱流道模具的噴嘴類型的選用183

10.7熱流道模具設計要點184

10.7.1須有CAE模流分析報告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，噴嘴會產生中心錯位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熱流道系統裝配的錯誤造成泄漏損失示例192

10.8熱流道結構設計具體要求193

10.8.1料道內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(上側)194

10.8.4零件便于維修和調換194

10.8.5加熱元件和熱電偶設計要求194

10.8.6熱流道線架設計要求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點澆口噴嘴198

10.11.3多點開放式熱流道結構198

10.11.4針閥式噴嘴結構198

10.11.5側澆口噴嘴201

10.12順序控制閥噴嘴的模塑203

10.13熱流道系統的確定204

10.13.1熱流道供應商介紹204

10.13.2熱流道系統品牌的選用原則204

10.13.3熱流道系統的確定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設計212

11.1注塑模具的溫度控制系統的重要作用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的設計原則213

11.2.1溫度均衡原則213

11.2.2區別對待原則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冷卻水道設計要求215

11.3.1冷卻水道直徑215

11.3.2冷卻水道位置216

11.3.3正確設計冷卻水回路，提高冷卻效果217

11.4模具的冷卻系統設計要注意的問題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、并聯的區別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)導熱式水道220

11.6.6局部鑲塊或整體型芯應用鈹銅制作220

11.7定模冷卻水道的結構形式221

11.8動模冷卻水道的結構形式223

11.8.1動模冷卻水通道回路類型分類224

11.8.2動模冷卻水通道回路的配置方法及形式225

11.8.3根據塑件結構形狀不同，配置不同的冷卻水結構形式227

11.9冷卻系統密封圈的設計235

11.9.1密封圈的規格尺寸235

11.9.2密封圈的密封結構類型235

11.9.3密封圈產生漏水原因分析238

11.9.4密封圈槽設計要求239

11.10冷卻水管接頭設計240

11.10.1水管接頭種類240

11.10.2水管接頭設計要求242

11.11英制標準水道隔水片的要求244

11.12水路集成塊分配器的設置245

11.13冷卻水系統的水壓試驗245

11.14冷卻水回路銘牌設計要求245

11.15斜頂塊冷卻水回路設計246

11.16汽車門板動、定模水路設置圖例247

第12章排氣系統設計249

12.1注塑模具內聚積的氣體來源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分型面設置等高墊塊，間隙排氣250

12.3.2分型面開設排氣槽排氣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、定模采用鑲塊結構排氣253

12.3.6利用澆道系統料道末端開設排氣槽或冷料穴排氣253

12.3.7設置排氣閥強制性排氣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排氣槽設計原則和要點255

12.5導柱孔開設排氣槽255

第13章側向分型與抽芯機構257

13.1側向分型抽芯機構的定義257

13.2側向分型抽芯機構的分類257

13.3斜導柱滑塊抽芯機構258

13.3.1斜導柱滑塊抽芯機構原理258

13.3.2斜導柱滑塊抽芯機構的組成零件258

13.3.3斜導柱滑塊抽芯機構設計原則258

13.3.4斜導柱滑塊抽芯機構的具體要求260

13.3.5斜導柱的設計要求261

13.3.6楔緊塊的結構形式及裝配要求261

13.3.7滑塊的導滑部分形式和裝配要求263

13.3.8滑塊的定位基準的確定及定位裝置264

13.3.9組合式滑塊的連接機構及滑塊鑲芯結構要求266

13.3.10斜導柱滑塊的耐磨塊結構和要求268

13.3.11滑塊壓板和耐磨塊的油槽設計要求268

13.4斜導柱滑塊抽芯機構的結構類型269

13.4.1斜導柱在定模邊，驅動八個拼合滑塊在動模的抽芯機構269

13.4.2斜導柱、滑塊同在定模的抽芯機構269

13.4.3斜導柱、滑塊同在動模的抽芯機