塑料成型模具塑料成型模具教师：刘西文1第一章第一章绪 论塑料成型模具塑料成型模具2本章基本内容本章基本内容l塑模及其在塑料成型加工工业中的地位塑模及其在塑料成型加工工业中的地位l塑模的分类塑模的分类塑料成型模具塑料成型模具3一、塑模及其在塑料成型加工工业中的地位一、塑模及其在塑料成型加工工业中的地位 1、模具的定义、模具的定义 模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。的各种制品。 2、模具生产制件的优点、模具生产制件的优点 效率高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低。效率高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低。 3、对塑料模的要求、对塑料模的要求 能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品；能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品； 模具使用时应高效、自动化、操作简便；模具使用时应高效、自动化、操作简便； 模具在制造时应结构合理、制造容易、成本低廉。模具在制造时应结构合理、制造容易、成本低廉。 4、模具对塑料制品质量的影响：、模具对塑料制品质量的影响： 模具的形状、尺寸精度、表面粗糙度、分型面位置、脱模方式对塑件模具的形状、尺寸精度、表面粗糙度、分型面位置、脱模方式对塑件的尺寸精度、形位精度、外观质量影响很大；的尺寸精度、形位精度、外观质量影响很大； 模具的温控方式、进浇点、排气槽位置等对塑件的结晶、取向等凝聚模具的温控方式、进浇点、排气槽位置等对塑件的结晶、取向等凝聚态结构及由它们决定的物理力学性能、残余内应力、光学、电学性能，态结构及由它们决定的物理力学性能、残余内应力、光学、电学性能，以及气泡、凹陷、烧焦、冷疤、银纹等各种制品缺陷影响很大。以及气泡、凹陷、烧焦、冷疤、银纹等各种制品缺陷影响很大。 第一章第一章 绪论绪论4第一章第一章 绪论绪论 在塑料制品的生产中，合理的加工工艺、在塑料制品的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素。三项重要因素。5二、塑料成型模具的分类二、塑料成型模具的分类第一章第一章 绪论绪论压塑成型模具压塑成型模具(压模压模)传递成型模具（压铸成型模具）传递成型模具（压铸成型模具） 挤塑成型模具挤塑成型模具中空制品吹塑成型模具中空制品吹塑成型模具 热（真空或压缩空气）成型模具热（真空或压缩空气）成型模具注射成型模具注射成型模具 6 1、注模、注模 将塑料加在注射机的加热料筒内，塑料受热熔融后，在注射机的将塑料加在注射机的加热料筒内，塑料受热熔融后，在注射机的螺杆或活塞的作用下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，螺杆或活塞的作用下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内固化定型塑料在模具型腔内固化定型,此过程称为注射成型。注射成型所此过程称为注射成型。注射成型所用模具称为注射成型模具。用模具称为注射成型模具。 2、压模、压模 将塑料原料直接加在敞开的模具型腔内，再将模具闭合，塑料在将塑料原料直接加在敞开的模具型腔内，再将模具闭合，塑料在热和压力作用下成为流动状态并充满型腔，然后由于化学或物理热和压力作用下成为流动状态并充满型腔，然后由于化学或物理变化使塑料硬化成型，这种成型方法叫压塑成型，所用模具为压变化使塑料硬化成型，这种成型方法叫压塑成型，所用模具为压塑成型模具。塑成型模具。第一章第一章 绪论绪论7第一章第一章 绪论绪论 3、传递成型模具（压铸成型模具）、传递成型模具（压铸成型模具） 传递成型是将塑料传递成型是将塑料 原料加入预热的加料室，然后通过压柱向塑料原料加入预热的加料室，然后通过压柱向塑料施加压力，塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型施加压力，塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔，逐渐硬化成型，这种塑料成型方法称作传递成型。所用模具腔，逐渐硬化成型，这种塑料成型方法称作传递成型。所用模具为传递成型模具。为传递成型模具。 4、挤塑成型模具、挤塑成型模具 在挤塑机螺杆的推动下，使粘流状态的塑料在高温高压下通过具在挤塑机螺杆的推动下，使粘流状态的塑料在高温高压下通过具有特定断面形状的机头与口模，然后连续进入温度较低的定型模，有特定断面形状的机头与口模，然后连续进入温度较低的定型模，塑料在定型模中固化，生产出具有所需断面形状的连续型材，该塑料在定型模中固化，生产出具有所需断面形状的连续型材，该成型方法称作挤塑成型。所用模具为挤塑成型模具。成型方法称作挤塑成型。所用模具为挤塑成型模具。8第一章第一章 绪论绪论 5、中空制品吹塑成型模具、中空制品吹塑成型模具 将挤塑或注塑成型的处于塑化状态的管状坯料，趁热放到模具型将挤塑或注塑成型的处于塑化状态的管状坯料，趁热放到模具型腔内，立即在管状坯料的中心通以压缩空气，使管坯膨胀而紧贴腔内，立即在管状坯料的中心通以压缩空气，使管坯膨胀而紧贴于模具型腔上，冷却后即可得中空制品。此种方法所用模具称作于模具型腔上，冷却后即可得中空制品。此种方法所用模具称作中空制品吹塑成型模具。中空制品吹塑成型模具。 6、热（真空或压缩空气）成型模具、热（真空或压缩空气）成型模具 将预先制成的塑料片，加热软化后将其周边紧压在模具周边上，将预先制成的塑料片，加热软化后将其周边紧压在模具周边上，然后在模具边抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片发生然后在模具边抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片发生塑性变形而紧贴在模具上，冷却定型后既得制品。此种方法所用塑性变形而紧贴在模具上，冷却定型后既得制品。此种方法所用模具称作热成型模具。模具称作热成型模具。9 小小 结结第一章第一章 绪论绪论l塑模的定义塑模的定义l塑模的分类塑模的分类10第二章第二章塑料制件设计塑料成型模具塑料成型模具11本章基本内容本章基本内容l塑件的尺寸精度和表面质量塑件的尺寸精度和表面质量l塑件结构要素塑件结构要素l嵌件设计嵌件设计 塑料成型模具塑料成型模具12第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 一、塑件设计的依据一、塑件设计的依据 根据制品的使用要求和外观要求。根据制品的使用要求和外观要求。 二、塑件设计应考虑的问题二、塑件设计应考虑的问题 1、塑件的造型；、塑件的造型； 2、塑料的物理机械性能；、塑料的物理机械性能； 3、塑料的成型工艺性；、塑料的成型工艺性； 4、塑件结构应能使模具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向、塑件结构应能使模具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模机构，使模具零件符合制造工艺要求。分型抽芯机构和简化脱模机构，使模具零件符合制造工艺要求。13第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 一、尺寸精度一、尺寸精度 指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度 1、影响尺寸精度的因素、影响尺寸精度的因素 模具的制造精度（小尺寸制品）；模具的制造精度（小尺寸制品）； 塑料收缩率的波动（大尺寸制品）；塑料收缩率的波动（大尺寸制品）； 模具的磨损；模具的磨损； 活动配合间隙的变化、脱模斜度等。活动配合间隙的变化、脱模斜度等。 确定塑件精度等级时在满足使用要求的前提下应尽可确定塑件精度等级时在满足使用要求的前提下应尽可能选用低精度。能选用低精度。 2、部颁标准、部颁标准(SJ1372-1978(SJ1372-1978和和WJ1266)WJ1266)2.1 2.1 塑件的精度和表面粗糙度塑件的精度和表面粗糙度14第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 3、国家标准（、国家标准（GB/T14486-1993） 根据塑料收缩特性值划分公差等级。根据塑料收缩特性值划分公差等级。 收缩特性值：指料流方向收缩率的绝对值与料流方向和垂直于料流方收缩特性值：指料流方向收缩率的绝对值与料流方向和垂直于料流方向收缩率之差的绝对值之和。向收缩率之差的绝对值之和。 4、塑料制品的标注、塑料制品的标注 对孔类尺寸以表中数值冠以对孔类尺寸以表中数值冠以(+)号；对轴类尺寸以表中数值冠以号；对轴类尺寸以表中数值冠以(-)号；号；对于中心距以表中数值之半冠以（对于中心距以表中数值之半冠以（)号。号。 例例: 孔孔 300+1.2 轴轴 300-1.2 中心距中心距 3000.615 二、表面粗糙度二、表面粗糙度 1、影响塑件表面状态的因素、影响塑件表面状态的因素 塑料成型工艺、模具型腔的粗糙度。塑料成型工艺、模具型腔的粗糙度。 2、一般模具的表面粗糙度值（、一般模具的表面粗糙度值（Ra）要比塑件的低）要比塑件的低12级，由于级，由于型腔磨损而使型腔磨损而使Ra值不断加大，应随时给以抛光复原，一般型腔值不断加大，应随时给以抛光复原，一般型腔的的Ra要低于型芯。要低于型芯。 注意：但透明制件要求型腔和型芯的注意：但透明制件要求型腔和型芯的Ra值相同。值相同。第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计162.2 塑件的结构要素塑件的结构要素 一、壁厚一、壁厚 过小，会造成充填阻力增大；过大，不仅浪费原料，还会延长冷却过小，会造成充填阻力增大；过大，不仅浪费原料，还会延长冷却时间，降低生产效率，还会发生表面凹陷，内部缩孔等缺陷时间，降低生产效率，还会发生表面凹陷，内部缩孔等缺陷 1、影响壁厚的因素、影响壁厚的因素 使用要求；使用要求；原料与成型条件原料与成型条件 2、设计原则、设计原则 塑件壁厚的最小尺寸应满足以下要求：具有足够的刚度和强度，塑件壁厚的最小尺寸应满足以下要求：具有足够的刚度和强度，脱模时能经受脱模机构的冲击，装载时能承受紧固力。脱模时能经受脱模机构的冲击，装载时能承受紧固力。 一般而言，在满足使用要求的前提下，制件壁厚应尽量取小些。一般而言，在满足使用要求的前提下，制件壁厚应尽量取小些。（P13表表2-9） 同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会导致各部分冷却固化同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会导致各部分冷却固化收缩不均匀，使塑件产生气孔、裂纹及变形等缺陷，并导致内应力收缩不均匀，使塑件产生气孔、裂纹及变形等缺陷，并导致内应力集中。集中。第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计17第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计18第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计19二、脱模斜度设计二、脱模斜度设计 1、原因、原因 为了减小塑件内外表面的脱模阻力。为了减小塑件内外表面的脱模阻力。 2、设计要点、设计要点 制品精度要求越高，脱模斜度应越小。制品精度要求越高，脱模斜度应越小。 塑件的收缩率大，壁厚、斜度应取偏大值，反之取偏小值。塑件的收缩率大，壁厚、斜度应取偏大值，反之取偏小值。 尺寸大的制品，应采用较小的脱模斜度。尺寸大的制品，应采用较小的脱模斜度。 塑件结构复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。塑件结构复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。 当塑件高度不大（一般小于当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设计斜度；对）时，可以不设计斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置来确定。也根据塑件的预留位置来确定。 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料小一些，故脱模斜度也热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料小一些，故脱模斜度也相应取小一些。（相应取小一些。（P14表表2-11、表、表2-12）第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计20第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 1、加强筋的作用、加强筋的作用 增加制品强度、避免制品翘曲变形；增加制品强度、避免制品翘曲变形； 沿料流方向的加强筋可降低塑料的充模阻力。沿料流方向的加强筋可降低塑料的充模阻力。（a）因壁厚不均而产生的缩孔）因壁厚不均而产生的缩孔 （b）加强筋方向的改变可降低熔体的充模阻力，也避免了可能产）加强筋方向的改变可降低熔体的充模阻力，也避免了可能产生的翘曲变形。生的翘曲变形。三、加强筋三、加强筋（制品上的凸起物）21第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计2、典型结构、典型结构b-加强筋顶部的宽度 -加强筋斜度 h-加强筋的高度R-加强筋底部圆角半径 t-制品厚度22 3、设计要点、设计要点 用高度较低，数量较多筋代替高度较高的单一加强筋用高度较低，数量较多筋代替高度较高的单一加强筋 筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致。筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致。 筋的根部用圆弧过渡，以免外力作用时产生应力集中而破坏，筋的根部用圆弧过渡，以免外力作用时产生应力集中而破坏，但根部圆弧过大则会出现凹陷。但根部圆弧过大则会出现凹陷。 位于制品内部的凸台不要太靠近内壁，以免凸台局部熔体填充位于制品内部的凸台不要太靠近内壁，以免凸台局部熔体填充不足。不足。 布置加强筋时应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔、布置加强筋时应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔、气泡等缺陷。气泡等缺陷。第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计23第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计24四、圆角四、圆角 1、原因、原因 制件尖角处易产生应力集中。制件尖角处易产生应力集中。 塑件上除了使用上要求的尖角外，其余转角处均应尽可能的采用塑件上除了使用上要求的尖角外，其余转角处均应尽可能的采用圆弧过渡。圆弧过渡。 2、设计圆角的优点：、设计圆角的优点： 增加塑件的强度和美观。增加塑件的强度和美观。 改善塑料的充模特性（消除壁部转折处的凹陷等缺陷）。改善塑料的充模特性（消除壁部转折处的凹陷等缺陷）。 增加模具的坚固性（塑件的圆角对应模具也成圆角，在一定程增加模具的坚固性（塑件的圆角对应模具也成圆角，在一定程度上减少了模具热处理或使用时因应力集中而导致开裂现象的出度上减少了模具热处理或使用时因应力集中而导致开裂现象的出现）。现）。 满足电镀要求。满足电镀要求。第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计25第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计26 3、制品内外圆角的尺寸、制品内外圆角的尺寸第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计27五、孔五、孔 1、孔的类型、孔的类型 通孔、盲孔通孔、盲孔 孔的断面形状：圆孔、矩形孔、螺纹孔及异形孔等。孔的断面形状：圆孔、矩形孔、螺纹孔及异形孔等。 2、孔的极限尺寸、孔的极限尺寸 为确保塑件有足够的强度，应使孔间、孔与边缘间、孔端与塑件为确保塑件有足够的强度，应使孔间、孔与边缘间、孔端与塑件表面间有足够的塑料层厚度。一般孔的边缘或孔边缘与制件外壁表面间有足够的塑料层厚度。一般孔的边缘或孔边缘与制件外壁的距离应不小于孔径。的距离应不小于孔径。 第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计28第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 3、孔的加强、孔的加强29第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 4、通孔的成型、通孔的成型30第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 5、盲孔的成型、盲孔的成型 用一端固定的型芯成型。用一端固定的型芯成型。 注射或压铸成型：孔深应小于注射或压铸成型：孔深应小于4d； 压制成型：平行于压制方向孔深应小于压制成型：平行于压制方向孔深应小于2.5d，垂直于压制方向的，垂直于压制方向的孔深应小于孔深应小于2d。 31第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计6、复杂孔的成型、复杂孔的成型32第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 1、侧凹凸结构的缺点、侧凹凸结构的缺点 模具结构复杂，需采用对开式型腔、伸缩式型腔、侧向抽芯等模具结构复杂，需采用对开式型腔、伸缩式型腔、侧向抽芯等结构。结构。 模具制造费用加大，制造周期加长。模具制造费用加大，制造周期加长。 模具分型面缝隙溢料机会增多，制品的飞边大。模具分型面缝隙溢料机会增多，制品的飞边大。 在设计塑料制品时，在满足用户使用要求的前提下，应尽量避免在设计塑料制品时，在满足用户使用要求的前提下，应尽量避免侧向凸凹。侧向凸凹。 六、侧向凸凹结构六、侧向凸凹结构 33第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 2、实例、实例34第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 1、塑件上螺纹的成型方法、塑件上螺纹的成型方法 直接成型；直接成型；机械切削或自攻丝；机械切削或自攻丝；采用金属螺纹嵌件。采用金属螺纹嵌件。 2、塑件螺纹类形、塑件螺纹类形七、螺纹七、螺纹35第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 3、塑件螺纹精度、塑件螺纹精度 精度一般低于机加工螺纹；精度一般低于机加工螺纹； 螺纹外径不能小于螺纹外径不能小于2毫米；毫米； 只有当配合高度小于外径时，高度方向上的收缩率可不考虑，只有当配合高度小于外径时，高度方向上的收缩率可不考虑，其余均应考虑。其余均应考虑。 4、塑件螺纹设计应注意的问题、塑件螺纹设计应注意的问题 螺纹起始和终止处应留台阶；螺纹起始和终止处应留台阶； 螺纹牙应逐渐凸起和终止，即应有过渡部分；螺纹牙应逐渐凸起和终止，即应有过渡部分； 在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的旋向相同，螺距相等，以简化脱模。旋向相同，螺距相等，以简化脱模。36第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计372.3 嵌件设计嵌件设计 一、嵌件一、嵌件 1、使用嵌件的原因、使用嵌件的原因 增加塑件局部强度、硬度、耐磨性、导磁性，为了增加塑件局部增加塑件局部强度、硬度、耐磨性、导磁性，为了增加塑件局部尺寸和形状的稳定性、提高精度，为了降低塑料消耗以及满足其尺寸和形状的稳定性、提高精度，为了降低塑料消耗以及满足其它方面的要求。它方面的要求。 2、作嵌件的材料、作嵌件的材料 塑件材料与嵌件材料的线胀系数尽可能相近。各种有色或黑色金塑件材料与嵌件材料的线胀系数尽可能相近。各种有色或黑色金属、玻璃、木材、或已成型的塑件等非金属材料。属、玻璃、木材、或已成型的塑件等非金属材料。 第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计38第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计39第二章第二章 塑料制件设计塑料制件设计 3、嵌件的形状、嵌件的形状 圆筒形、突出圆柱形、片状、细杆状等。圆筒形、突出圆柱形、片状、细杆状等。 4、嵌件与塑件的固定问题、嵌件与塑件的固定问题 （1）为了防止嵌件受力时在制件内转动或拨出，嵌件表面必须设）为了防止嵌件受力时在制件内转动或拨出，嵌件表面必须设计有适当的起伏形状。计有适当的起伏形状。40