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摘要简述塑料模具设计中已经成熟的经验及原则，提高对塑胶模具的认知，进而在结构设计时能更好的符合模具要求。

关键词模具，浇注系统，顶出系统，温控系统，排气系统，抽芯系统等

1 .引言一套完整的模具，它涵盖有多个相关系统，它们之间相辅相成．只有当各系统达到最佳组合，才能保证模具的正常使用和精度．因模具的结构必须符合产品的要求，不同的产品有不同的要求，而产品存在变化性和多样性，这就决定了模具的多样性．一般来说，典型之塑料模具包括：浇注系统，顶出系统，冷却系统，排气系统，抽芯系统等．本文将针对模具的各个系统作简要说明。

2．模具设计相关要素

2.1 分模面

为使产品从模具中取出，模具必须分成公母模侧两部分，此分界面称之为分模面．它有分模和排气的作用，但因模具精度和成型之差异，易产生毛边，结线，有碍产品外观及精度，选择分模面时注意：

1 不可位于明显位置而影响产品外观．

2 开模时应使产品留在有脱模机构的一侧．

3 位于模具加工和产品后加工容易处．

4 对于同轴度要求高的产品，尽可能将型腔设计在同一侧．

5 避免长抽芯，考虑将其放在公模开模方向，如一定要有应将抽芯机构尽量设在公模侧．

6 一般不采用圆弧部分分模，这样会影响产品外观．

7 对于流动性好易溢边之塑料，应采用插破方式分型可防治毛边产生．

8 对于高度高，脱模斜度小之产品，可取中间分模，型腔分两边以有利于脱模．

2.2 脱模斜度

为使产品容易从模具中脱出，模具上必须设置脱模斜度．其大小视产品形状，塑料，模具结构，表面精度和加工方式不同而异．一般为１－３°，在不影响产品外观和性能之情形下，脱模斜度愈大愈好

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格形状，尺寸及肉厚不同应有不同的脱模斜度，经验公式如下：

0.5(A---B)/H =1/12—1/14

A=大端尺寸B=小端尺寸H=高度

栅格节距在 4mm 以下之场合，脱模斜度为 1/10 左右,栅格肉厚超过８mm，斜度不可过份加大，可在母模侧多留胶位处分模，如栅格段胶位加大，可考虑加大斜度．

3．加强筋（可改善料流，防止应力变形，并起补强作用）

ａ．纵肋：0.5(A-B)/H=1/500—1/200

ｂ．底肋：0.5(A-B)/H=1/150—1/100

ｃ．凸柱：0.5(大端直径 – 小端直径)/Ｈ＝1/30—1/20 (内外孔在模具同一侧)

母模侧：0.5(大端直径 – 小端直径)/Ｈ＝1/50—1/30

公模侧：0.5(大端直径 – 小端直径)/Ｈ＝1/100—1/50 (内外孔在模具两侧)

注: 母模侧脱模斜度可较公模侧大些，以利于脱模．

2.3 肉厚

产品的肉厚会直接影响到成型周期和生产效率，并会因肉厚不均引起缩收下陷和应力产生，设计模具时，决定肉厚应注意：

1.产品机械强度是否充分．

2.能否均匀分散冲击力和脱模力，不发生破裂．

3.有埋入件时，须防止破裂，是否会因肉薄产生结合线而影响强度．

4.尽可能肉厚一致，以防缩收下陷．

5. 肉太薄是否会引起充填不足或阻碍料流．

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一般为产品上凸出之圆柱，它可增强孔的周边强度，装配孔及局部增高之用．必须防止因肉厚增加造成缩水和因聚集空气造成充填不满或烧焦现象，设计时注意点：

1.其高度以不超过本身直径之两倍为宜，否则须增设加强筋．

2.其位置不宜太接近转角或侧壁，以利于加工．

3.优先选择圆形，以利于加工和料流，如在底部可高出底面 0.3—0.5mm．

2.5 孔

在多数产品上都有孔的存在，其主要有三种方法来取得:

1. 在产品上直接成型

2.在产品上先成型预留孔，再机加工完成．

3.成型后完全由机加工钻孔．

设计时须注意以下几点：

1.孔与孔之间距离须孔径 2 倍以上．

2.孔与产品边缘之距离应为孔径之 3 倍以上．

3.孔之周边宜增加肉厚．

4.孔与产品侧壁之距离应为孔径 0.75 倍以上．

5.孔之直径在 1.5mm 以下时，很容易产生弯曲变形，须注意孔深不宜超过孔径 2 倍以上．

6.分模面在中间之通孔，为防止偏心，可将不重要一侧之孔径加大．

2.6 螺纹

为装配之用，产品上有时会有螺纹设计，它可以直接成型，也可以在成型后再机械加工．对于经常拆卸或受力大之螺纹，则采用金属螺纹镶件，设计时注意如下原则：

1.螺距小于 0.75mm 之螺纹避免使用，最大可使用螺距 5mm 之螺纹．

2.因塑料收缩原因，避免直接成型长螺纹，以防螺距失真．

3.螺纹公差小于塑料收缩量时，避免使用．

4.如内外螺纹配合，须留 0.1—0.4mm 之间隙．

5.螺纹部分应有 1--3°脱模斜度．

6.螺牙不可延长至产品末端，须设 0.8mm 左右之光杆部位．以利于模具加工和螺纹寿命．

7.在一些类似瓶盖产品上，它会设一些竖琨纹，其间距宜大，最小为 1.5mm，一般为 3.0mm，在分模面设至少 0.8mm 平坦部位．

2.7 镶嵌件

为了防止产品破裂，增加机械强度或作为传导电流之媒体及装饰之用，在产品成型时常埋入镶嵌件，注意要点：

1. 保证镶件牢靠性，镶件周围胶层不能太薄．

2.镶件和镶件孔配合时须松紧合适，不影响取放．

3.为使镶件与塑料结合紧密，埋入部分常设计成粗糙或凹凸之形状(压花．钻孔．冲弯．切槽．倒扣等)．

2.8 其它要点

1.加强筋不可太厚，一般不超过肉厚的一半，以防缩水．

2.只要不影响外观和功能，光面尽量改为咬花面，这样可减少模具加工难度，增加美感，也可防止缩水产生．

3.在凸柱周边，可除去部分肉厚，以防止收缩下陷．

4.肉厚较薄之孔，应将孔边及高度增加，以便补强．

5.心芯梢受收缩力影响，产品顶出时易造成破裂，可设置凸边，承受顶出力．

6.转角设Ｒ，可改善强度，防止应力集中有利于料流．

7.避免锐角，薄肉部份易使材料充填不足．

8.外边有波纹之产品，为方便后加工，可改为加强边缘．

9.分模面有阶段形时，模具加工不易，考虑改为斜线或曲线分模．

10.贯穿之抽芯易发生故障，改为两侧抽芯为佳．

11.因圆形比其它形状加工更易，可降低成本，优先选用．

12.在产品上加蚀文字或图案时，如无特殊要求，尽量设计凹字，便于模具加工．

3. 浇注系统设计

浇注系统是塑模设计中一重要环节，常分为普通和无流道浇注系统．它跟所用塑料产品形状，尺寸，机台，分模面有密切关系．设计时注意以下原则：

1.流道尽量直，尽量短，减少弯曲，光洁度在 Ra=1.6—0.8um 之间．

2.考虑模具穴数，按模具型腔布局设计，尽量与模具中心线对称．

3.当产品投影面积较大时，避免单面开设浇口，以防注射受力不均．

4.浇口位置应去除方便，在产品上不留明显痕迹，不影响产品外观．

5.主流道设计时，避免塑料直接冲击小型芯或小镶件，以免产生弯曲或折断．

6.主流道先预留加工或修正余量，以便保证产品精度．

3.1 主流道设计

主流道是连接机台喷嘴至分流道入口处之间的一段通道，是塑料进入模具型腔时最先经过的地方．其尺寸，大小与塑料流速和充模时间长短有密切关系．太大造成回收冷料过多，冷却时间增长，包藏空气增多．易造成气泡和组织松散，极易产生涡流和冷却不足；如流径太小，热量损失增大，流动性降低，注射压力增大，造成成型困难．一般情况下，主流道会制造成单独的浇口套，镶在母模板上．但一些小型模具会直接在母模板上开设主流道，而不使用浇口套．主流道设计要点：

1.浇口套内孔为圆锥形( 2--6°)，光洁度在 Ra=1.6—0.8um．锥度须适当，太大造成压力减少，产生濣流，易混进空气产生气孔，锥度过小会使流速增大，造成注射困难．

2.浇口套口径应比机台喷嘴孔径大 1—2mm，以免积存残料，造成压力下降，浇道易断．

3.一般在浇口套大端设置倒圆角(R=1—3mm)，以利于料流．

4.主流道与机台喷嘴接触处，设计成半球形凹坑，深度常取 3—5mm．特别注意浇口套半径比注嘴半径大 1—2mm，一般取 R=19—22mm 之间，以防溢胶．

5.主流道尽量短，以减少冷料回收料，减少压力和热量损失．

6.主流道尽量避免拼块结构，以防塑料进入接缝，造成脱模困难．

7.为避免主流道与高温塑料和射嘴反复接触和碰撞造成损坏，一般浇口套选用优质钢材加工，并热处理．

8.其形式有多种，可视不同模具结构来选择，一般会将其固定在模板上，以防生产中浇口套转动或被带出．

3.2 分流道设计

分流道是主流道的连接部分，介于主流道和浇口之间，起分流和转向作用．分流道必须在压力损失最小的情况下，将熔融塑料以较快速度送到浇口处充模，因在截面积相等的条件下，正方形之周长最长，圆形最短．面积如太小，会降低塑料流速，延长充模时间，易造成产品缺料，烧焦，银线，缩水；如太大易积存过多气体，增加冷料，延长生产周期，降低生产效率．对于不同塑料材质，分流道会有所不同，但有一个设计原则：必须保证分流道的表面积与其体积之比值最小．即在分流道长度一定的情况下，要求分流道的表面积或侧面积与其截面积之比值最小．分流道型式有多种，它因塑料和模具结构不同而异，常用型式有圆形，半圆形，矩形，梯形，Ｕ形，正六边形，设计时基本原则：

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