注塑模具设计的十七个注意事项

注塑模具设计常用软件为UG+CAD

1、UG绘图造型操作

UG绘图操作，是注塑模具设计的基础，也是软件操作的基本功；需要掌握的技巧如下：①UG曲线、草绘、坐标图层操作、②UG实体建模、布尔运算、③UG曲面工具的应用、④UG工程图、制图参数设置、⑤UG直接建模操作、⑥UG装配的基本操作、⑦UG产品设计实训、⑧UG手动分模、自动分模、⑧UG破面修补，产品拔模、⑨UG软件设置、外挂菜单制作、⑩CAD软件基本操作和安装及CAD尺寸标注及模板设置

掌握以上的基本技能后，软件工具操作，可以说是很熟练了，下面就要进行高级实战分模，分模是模具设计中一个重要环节；

2、UG高级分模

在工作中，大部分还是一些中高等难度的产品，需要学会的技巧如下：①不规则产品的分模技巧、②实体硬砍分模、③曲面分模、④实体曲面结合分模、⑤转角过渡拉模面技巧、⑥异形面拉模面技巧、⑦补烂面、改拔模、改段差技巧等，这些技能需要反复练习，灵活运用；一个产品，往往是几种技巧结合起来，才能分模成功

3、UG实战分模作结构

按工厂要求，全套分出前后模仁、斜顶、行位、镶件等模具主要结构部件；斜顶、行位、镶件是最常见的模具结构，也是最基本的模具结构，作为一名模具设计师求职时的一个硬性指标；斜顶、行位、镶件的设计方法及注意事项是必学内容

4、UG全3D+CAD排位

学会了一个产品分模、结构，完成了最主要的部分；一套完整的模具设计还没完成，还需要进行完善，需要掌握技巧：①胡波外挂非参UG全3D模具设计②Moldwizard装配UG模具设计③UG出总装配图（组立图）④UG出零件图（散件图）⑤CAD排位和CAD零件图 ；模具设计中，出工程图也是非常重要的一部分，在实际工厂中，模具加工师傅，最希望看到一张快速、准确、整齐的图纸！

5、MF模流分析

模具设计师提升学习必备，学习Moldflow操作流程，优化模具结构设计，模流分析基本流程及填充分析、冷却分析、保压分析、翘曲分析的分析流程、评估标准及优化方法；

　 　1、引言

由于塑料具有重量轻、韧性好、成型易和成本低等优点，因此在现代包装业和日用产品中，越来越多用塑料代替玻璃，特别应用于光学仪器和包装工业方面，发展尤为迅速。

透明塑料由于透光率要高，必然对塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程中对原料、设备、模具、甚至产品的设计，都提出了严格的要求。 其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往要对模具温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑时既能快速充满模腔，又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。

常见的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(即俗称亚加力或有机玻璃，代号PMMA)、聚碳酸酯(代号PC)，AS，PS等，本文以电子血压计透明面板(镜片)为例，介绍透明塑件模具设计的要点。

2、塑件分析·

电子血压计透明面板产品图如图1所示，产品长宽尺寸为55.07mm*43.01mm，最大厚度3.5mm，塑件的一侧有两个圆弧缺口，小端各有一个小圆孔和长孔，边缘有一个1mm厚的小凸台，塑件正面的矩形线为丝印边界线，矩形孔内不丝印，孔外整体丝印。塑件材料为PMMA，PMMA作为一种透明塑料，透光率高，但是流动性差，注塑工艺难度大，不良的注塑会使产品内部存在应力，注塑时很难发现，但在后续的丝印工序中极易破裂，造成损失。

　 　3、模具设计要点

1.根据产品的大小和厚度，以及注塑机的射胶量，确定模穴数。血压计透明面板为了流道平衡，一般开一模两穴，尺寸较小时，最多可以开四穴，这和注塑机的最大射胶量没有什么关系，主要是模穴超过4穴时，注塑机调机困难，不良率增加。

2. 分型面的选择，制品形状简单，分型面一般沿塑件边缘选择将塑件留在动模。检查塑件边缘的脱模斜度，脱模斜度要足够大，分型面处有无小R等。

3. 进胶点的选择很重要，注塑PMMA材料的模具，流道要弯曲成S型，流道末端并设计较长的冷料穴，生产时很容易调气纹和熔胶痕。 浇口选择在塑件的大端，这样塑胶容易充满型腔，在两个孔位合胶线最不明显。PC料的.流道需要短而粗，这是两种透明料模具设计的不同点。流道和进胶口的设计，流道开梯形，进胶口开扇形，流道要抛光得非常光亮。

4. 排气位置的设计，一般透明镜片是不许有顶针痕，都要开辅助流道来帮助顶出，这个流道同时起排气作用，一般坚持一个原则，有角落过度的地方就要有排气。

5. 钢材的选择，一般产量在10万以内的，可用日本正产的NAK80就可以了，如果产量很大，就必须选用S136或法国产SMV3W高镜面热处理钢材，热处理到HRC48-52，再精加工后抛光，效果非常好。

6. 塑件的顶出，透明塑件一般不允许设计顶针，塑件的顶出在浇口位置设计了顶针，在塑件的小端的小凸台处，延长了胶位，增加了一个顶针，在两个顶针的顶出下，塑胶顺利脱模。

7. 冷却系统设计，模具前后模都设计了独立的冷却系统，保证注塑时调整注塑参数。

8. 主流道正对的冷料井，必须设计成Z型拉料杆，不可设计倒扣拉料。因为冷料井处如果设计了倒扣，顶出时会产生胶粉，对于透明件，这样设计是不允许的。

9. 对于三板模的透明产品，为了避免胶粉进入型腔，尽可能不要设计尼龙扣开模，采用机械式扣机最佳。

10. 水口的剪断，批量大时，需要设计小治具，在手动冲床上冲掉水口。批量较小时也可以用电热剪钳手工剪掉水口。

4.结束语

通过试模后的生产表明，模具设计合理，完全达到了式样书的要求。可供透明模具设计时参考。

注塑模具设计就是用于注塑成型的塑料模具。注塑模具需安装在塑料注射机上使用。一般包括7个部分：

浇注系统；

合模导向机构；

成型零部件；

排气机构；

产品推出及复位机构；

侧抽芯机构；

模具加热或冷却系统；

注塑模具设计就是根据塑件实际情况，按上述结构进行设计。设计出能实际生产出满足使用要求且复合塑料注塑加工工艺的注塑模具。

塑料盖注塑模具设计绪 论目的：设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具。能熟练使用PRO/E 、AUTOCAD, 等三维CAD,CAM绘图软件。意义：随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业 广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。该课题的主要设计意义在于掌握注塑模设计的大体思路，懂得如何着手分析和考虑问题，能自己独立的设计出一套完整的模具，且能将它应用于实际生产。80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。

我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。1、.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。

3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5、.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、.应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7、.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15％左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。浙江宁波和黄岩地区的模具之乡；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并且成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已经取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构 和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计周期等方面作出重大了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模具、汽车覆盖件模具合乎级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲压模具和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比还有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型，精密、复杂和长寿命的模具依赖进口。模具行业在今后的发展中，.要更加关注其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中90％以上的零部件，都要依赖模具成型，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达40％左右。而模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓；四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。要积极推进模具企业特别是国有企业的体制的创新，转换经营机制，大力发展混合所有制经济，明确产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部地区工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。

第一章 任务来源及设计目的意义1.1 设计任务来源设计题目：塑料盖材料：PA生产批量：大批量生产技术要求：①未注圆角R0.5②所有尺寸公差按SJ1372-78的4级精度图1-1 产品零件图1.2 设计目的及意义本设计题目为普通零件塑料盖，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义，它概括了盒盖塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。第二章 零件的工艺性分析2.1 塑件的工艺性分析（1）塑件的原材料分析：塑件的原材料分析。塑件的材料采用尼龙6（PA6）属于热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料具有的机械强度和刚度，优良的韧性，自润滑性，耐磨性和良好的耐化学性。还具有无毒，着色容易等优点。①.熔融粘度低，流动性良好，易产生溢边（溢料间隙0.02mm）②.塑料容易吸湿，成型前需要预热干燥，并应防止干燥后再次吸湿，成型时的含水量不得超过0.3%。否则流动性下降。制品容易出现气泡，银丝等缺陷。对于精度要求高的制件，成型后需要作调湿处理，调湿后制品会发生尺寸胀大的现象。[1]③.塑料的收缩率不稳定（收缩率为1.5～2.5%）[2]④.塑料熔体冷却速度对结晶度和制品性能影响较大，故应根据制品壁厚正确选择和控制模具温度范围(20～90 ℃)过低易出现缩孔和结晶化问题。2.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1 结构分析①结构分析。从零件图上分析：该零件总体形状为一盒体高度方向仅与6mm。长度方向上有30mm。且在下端内壁里面有一个较小的外抽芯，抽芯空间较小，模具设计和制造难度均较大。2.2.2 尺寸精度分析该零件重要尺寸如、、、等尺寸精度为MT2级（GB/T14486-1993）。次重要尺寸如、等尺寸精度为MT3级（GB/T14486-1993）由以上分析、该零件的尺寸精度中等偏上对模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看壁厚较为均匀，有利于塑件的成型。

从塑件壁厚上看，所有壁厚尺寸均为3mm，壁厚均匀，有利于塑件成型。2.2.3 表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，外并没有什么特殊的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可知，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具的型腔数。计算塑件的体积：V=1955.68（过程省略）计算塑件的质量：根据设计手册可查得PA的密度为ρ=1.12g/故塑件质量为：W=Vρ=1955.68×1.12×=2.19g采用一模16腔的模结构考虑其外形尺寸初步选用型号为LY80的注塑机，该注塑机的注射量为116g注射量压力为230mpa，锁模力为800KN。最大开模行程280mm最大安装尺寸为350mm×350mm,装模高度为150mm～350mm,顶出行程为100mm[3]第三章 塑料的成型特性与工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用情况PA成型工艺参数可作如下选择（试模时可根据实际情况作适当的调整）注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：喂料区温度选用70℃后段温度选用240℃中段温度选用250℃前段温度选用250℃喷嘴温度选用250℃熔料温度：240～250℃料筒恒温：220℃模具温度：60～100℃注射压力：100～160Mpa注塑时间：选用0.1s保压压力：注射压力的50%保压时间：10s背压：2～8Mpa 需要准确的调解冷却时间：30s

注塑速度：建议采用较快的注塑速度计量行程：0.5～3.5D残料量：4mm预热杆：80℃时烘干4小时回收率：可加入10%回料收缩率：0.7%～2.0%浇口系统：点式机器停工时段：无需用其它料清洗，熔料残留在料筒内时间可达20min。容易发生热降解。注：料筒设标准螺杆，特殊几何尺寸有较高塑化能力，上述可用直通式喷嘴。[4]第四章 浇注系统的设计4.1 分型面的选择该塑件为一塑料盖，表面质量无特殊要求，但在外部在旋入时常与人的手相接触。因此上端面最好自然形成圆角。此外该零件高度为6mm且与另一工件相配合。因此应保证下部配合部分的同轴度即把它们放在模腔的同一侧。故选用以下分型面较为合理。图3-1 分型面4.2 塑件的成型位置本塑件在注塑时采用一模16件即需要16个型腔，综合考虑浇注系统模具结构的复杂程度等因素拟采取以下的型腔排列方式：图3-3 型腔排列方式采用上图所示的型腔排列方式的最大优点是从主流道末端到各型腔的分流道其长度和尺寸都是对应相等。所以各浇道受力较为平衡易于塑件的成型。综合考虑模具型腔的排列方式和塑件的外形尺寸初步选用标准模架类型为—250×315—T—GB/T12556.1—19904.3 流道的设计（1）主流道设计根据设计手册查得LY80的注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔经： =Ф4.8mm喷嘴前端球面半径 =12.6mm根据模具主流道与喷嘴的关系R=+（1～2）mmD=+(0.5～1)mm取主流道球面半径R=13.5mm取主流道小端直径d=Ф5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形其斜度为～经换算得主流道大端直径D=Ф8.5mm为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。

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塑料盖注塑模具设计

塑料盖注塑模具设计

绪 论

目的：设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具。能熟练使用PRO/E 、AUTOCAD, 等三维CAD,CAM绘图软件。

意义：随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业 广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。该课题的主要设计意义在于掌握注塑模设计的大体思路，懂得如何着手分析和考虑问题，能自己独立的设计出一套完整的模具，且能将它应用于实际生产。

一.浇注系统的组成

普通的流道系统（RunnerSystem），也称作浇道系统，或是浇注系统，是熔融塑料自射出机射嘴（Nozzle）到模穴的必经通道。流道系统包括主流道（PrimaryRunner）、分流道（Sub-Runner）以及浇口（Gate）等。

1.主流道

也称作主浇道、注道（Sprue）或竖浇道，是指自射出机射嘴与模具主流道衬套接触的部分起算，至分流道为止的流道。此部分是熔融塑料进入模具后最先流经的部分。

2.分流道

也称作分浇道或次浇道。随模具设计，可再区分为第一分流道（FirstRunner）以及第二分流道（SecondaryRunner）。分流道是主流道至浇口间的过渡区域，能使熔融塑料的流向获得平缓转换；对于多模穴模具，同时具有均匀分配塑料到各模穴的功能。

3.浇口

也称为进料口，是分流道和模穴间的狭小通口，也是最为短小肉薄的部分。其作用在于利用紧缩流动面而使塑料达到加速的效果，高剪切率可使塑料流动性良好（由于塑料的切变致稀特性）；黏滞加热的升温效果也有提升料温、降低黏度的作用。

在成型完毕后，浇口最先固化封口，有防止塑料回流，以及避免模穴压力下降过快，使成型品产生收缩凹陷的功能。成型后，则方便剪除，以分离流道系统及塑件。

4.冷料井

也称作冷料穴。目的在于储存补集充填初始阶段较冷的塑料波前，防止冷料直接进入模穴，影响充填品质或堵塞浇口。冷料井通常设置在主流道末端，当分流道长度较长时，在末端也应开设冷料井。

二.浇注系统设计的基本原则

1.模穴布置（CavityLayout）的考虑

1）尽量采用平衡式布置（BalancesLayout）；

2）模穴布置与浇口开设力求对称，以防止模具受力不均产生偏载，而发生撑模溢料的问题；

3）模穴布置尽可能紧凑，以缩小模具尺寸。

2.流动导引的考虑

1）能顺利地引导熔融塑料填满模穴，不产生涡流，且能顺利排气；

2）尽量避免塑料熔胶正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，以防止型芯位移（CoreShift）或变形。

3.热量散失及压力降的考虑

1）热量损耗及压力降越小越好；

2）流程要短；

3）流道截面积要够大；

4）尽量避免流道弯折及突然改变流向（以圆弧角改变方向）；

5）流道加工时表面粗糙度要低（也不能过于光滑）；

6）多点进浇可以降低压力降及所需射压，但会有缝合线问题。

4.流动平衡的考虑

1）一模多穴（Multi-Cavity）充填时，流道要平衡，尽量使塑料同时填满每一个模穴，以保证各模穴成型品的品质一致性；

2）分流道尽量采用自然平衡式的布置方式（Naturally-BalancedLayout）；

3）无法自然平衡时，采用人工平衡法平衡流道。

5.废料的考虑

在可顺利充填同时不影响流动及压力损耗的前提下，减小流道体积（长度或截面积大小），以减少流道废料产生及回收费用。

6.冷料的考虑

在流道系统上设计适当的冷料井（ColdSlugWell）、溢料槽，以补集充填初始阶段较冷的塑料波前，防止冷料直接进入模穴，影响充填品质。

7.排气的考虑

应顺利导引塑料填满模穴，并使模穴内空气得以顺利逃逸，以避免包封烧焦的问题。

8.成形品品质的考虑

1）避免发生短射、毛边、包封、缝合线、流痕、喷流、残余应力、翘曲变形、模仁偏移等问题；

2）流道系统流程较长或是多点进浇（MultipleGating）时，由于流动不平衡、保压不足或是不均匀收缩所导致的成品翘曲变形问题应加以防止；

3）产品外观性质良好，去除修整浇口方便，浇口痕（GateMark）无损于塑件外观以及应用。

9.生产效率的考虑

尽可能减少所需的后加工，使成形周期缩短，提高生产效率。

10.顶出点的考虑

需考虑适当的顶出位置，以避免成形品脱模变形。

11.使用塑料的考虑

黏度较高或L/t比较短的塑料，避免使用过长或过小尺寸的流道。

传统的注塑模具设计,主要为二维和经验设计,单使用二维工程图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构,且无法直接应用于数控加工,设计过程中分析、计算周期长,准确性差。随着CAD/CAE/CAM技术的发展,现代注塑模具设计方法是设计者在电脑上直接建立产品的三维模型,根据产品三维模型进行模具结构设计及优化设计,再根据模具结构设计三维模型进行NC编程。这种方法使产品模型设计、模具结构设计、加工编程及工艺设计都以3D数据为基础,实现数据共享,不仅能快速提高设计效率,而且能保证质量,降低成本。注塑模具的设计是一个经验性很强的题目,由于设计经验有限,很难一次性应用三维造型软件UG/MoldWizard直接进行设计。

1主要特点

注塑模具设计一、注塑模具加工(Rotational Mold)

滚塑成型工艺的方法是先将塑料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，给冷却定型而制得。

二、 滚塑成型工艺与传统的吹塑、注塑工艺相比有以下优势：

1、成本优势：滚塑成型工艺中只要求机架的强度足以支承物料、模具及机架自身的重量，以防止物料泄漏的闭模力并且物料在整个成型过程中，除自然重力的作用外，几乎不受任何外力的作用，从而完全具备了机模加工制造的方便，周期短，成本低的优势。

2、质量优势。滚塑工艺的产品在整个制作过程中，由于无内应力产生，产品质量和结构更加稳定。

3、灵活多变优势。滚塑工艺的机模制造方便，价格低廉，故特别适用于新产品开发中的多品种、小批量的'生产。 4、个性化设计优势。滚塑成型工艺中的产品极易变换颜色，并可以做到中空(无缝无焊)，在产品表面处理上可以做到花纹、木质、石质及金属的效果，满足现代社会消费者对商品的个性化需求。

三、采用该工艺生产的产品范围 采用该工艺生产的产品有：油箱、水箱、机械外壳、挡泥板等。主要替代对象是金属件及 玻 璃钢制品。

四、 注塑

注塑是一种工艺，是基于比如LIGA的微制造技术开发出来的，当然还有很多其他方法。而LIGA工艺就是先生产出一个注塑所需要的模型，也就是俗称的"模子"，然后将液态塑料灌注在模具中，最后在分离出来，形成最终所需要的产品。比如一些塑料玩具，产品太多了。

2背景介绍

注塑模具设计随着我国制造业的国际地位的不断提高,模具工业获得了飞速的发展,模具的需求量也成倍增加,其生产周期愈来愈。而模具生产是多品种小批量生产,乃至单件生产。其特点为:品种多样化生产过程多样化生产能力复杂化。为解决这一问题,首先要普及CAD 技术,利用现代的CAD/CAM/CAE 技术,才是经济、快捷的模具开发设计制造手段,也是其今后的发展方向。

CATIA是目前最具影响力的CAD系统软件之一,它已在不同的领域被普及,被众多的用户所青睐。CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子/电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA在塑料模具设计和分析阶段充分应用了参数化特征造型技术和数据库技术以及自由形式特征技术,为模具设计提供了强有力的工具。塑料模具中的标准件,如标准模具架、顶出机构、浇注系统、冷却系统等都采用基于数据库管理的参数化特征造型设计方法进行设计或建立标准件库以实现数据共享,同时满足用户对设计的随时修改,使模具的设计分析快速、准确、高效。参数化特征造型不仅可以完整地描述产品的几何图形信息,而且可以获得产品的精度、材料及装配等信息,其所建立的产品模型是一种易于处理、能反映设计意图和加工特征的模型。CATIA模具设计模块的主要功能是注塑模具设计。

3工作流程

注塑模具设计① 建立塑料制品的三维模型

② 根据所设计产品进行拔模分析与分型面设计

③ 建立工程、加载产品、创建调用模架

④ 设计导向系统、浇注系统、顶出机构、流道与冷却等辅助部分。

4模块介绍

注塑模具设计① Part Design、Generative Shape Design:这两个模块主要用于完成三维模型的建立,其中Part Design是零件设计模块,Generative Shape Design是创成式外形设计模块。

② Core &Cavity Design:该模块用于构建分型面、型腔表面、型芯表面以及定义主开模方向和滑块方向,即型芯型腔设计模块。

③ Mold Tooling Design:该模块用于调用模架,设计导向系统、浇注系统、顶出机构、流道与冷却等辅助部分,即模具设计模块。CATIA V5是IBM/Dassault System开发的个人计算机版本的高端CAD/CAE软件,其型芯型腔设计和模具设计模块是专为注塑模具设计的,功能强大且使用方便。本书按照循序渐进的方式,从型芯型腔设计、分型面设计、模具架设计、组件设计、注塑模具实体建模到三维图形至二维图形的转换,通过详细的实例讲解了各种功能,可以使初学者在短时间内就能够进行注塑模具的三维设计。

注塑加工模具设计中应考虑的问题，归纳起来大致有以下几个方面：

1、了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力、流动速度，校验最大的流动长度。根据塑料在模具内流动方向（即充模顺序），考虑塑料在模具内重新熔合和模腔内原有空气导出的问题。

2、考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题。

3、通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善塑料制品的内应力。

4、浇口和分型面的选择问题。

5、制件的横向分型抽芯及顶出的问题。

6、模具的冷却或加热问题。

7、华氏模具钢表示，模具有关尺寸与所用注射机的关系，包括与注射机的最大注射量、锁模力、装模部分的尺寸等的关系。

8、模具总体结构和零件形状要简单合理，注塑加工模具应具有适当的精度、表面粗糙度、强度和刚度，易于制造和装配的。

塑料模具设计原理

(1)分流道的截面形式：

a、 图形断面：比表面积小(流道表面积与其体积之比)，热损失小，但加工制造难，直径 5~10mm

b、 梯形：加工较方便，其中h/D = 2/3 ~ 4/5 边斜度 5~15°

c、 u形：加工方便，h/R=5/4

d、 半圆形：h/R=0.9

(2) 分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。

一般分流道直经在5~6mm以下时，对流动性影响较大，当直经大于8mm 时，对流动性影响较小。

(3) 多腔模中，分流道的排布：

a、 平衡式和非平衡式：

平衡式：分流道的形状尺寸一致。

非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。

b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。

c、一般需要多次修复，调理达到平衡。

d、即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的'制品不宜采用。

e、非平衡式分布，分流道长度短 。

f、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。

g、分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。

型腔分型面及浇注系统(二)

〈四〉 浇口的类型和设计

浇口指流道末端与型腔之间的细小通道。

〈1〉 作用：

a、使熔体快速进入型腔，按顺序填充。

b、冷却材料作用

〈2〉 浇口参数：

a、形状一般为圆形或矩形。

b、面积与分流道比为0.03~0.09。

c、长度一般:0.5~2.0mm。

〈3〉 小浇口的优点：

a、改变塑料非牛顿流体的表观粘度，增剪切速率。

b、小浇口改变流体流速，产生热量，温度升高。

c、易冻结，防止型腔内熔体的倒流。

d、便于塑件与浇注系统的分高。

<五>浇口的常见形式：

1、针点式浇口

① 结构形式

② 圆弧尺的作用：增大浇口入料口处截面积，截小熔体的冷却速度，有利于补料。

③ 多腔模中用(C)形式的针点式浇口。

④ 当塑件较大时，用多点进料。

⑤ 当熔体流径浇口时，受剪切速率的影响，造成分子的高度定向，增加局部应力，开裂，可将浇口对面壁厚增加并呈圆弧过渡。

⑥ 模具采用三板式(双分模面)

2， 潜伏式浇口

又名隧道式浇口

进料部位选在制品较隐蔽的地方，以免影响制品的外观，顶出时，流道与塑件自动分开，故需大的顶出力， 以对于过分强韧的塑料，不适合于潜伏式浇口。

3. 侧浇口

又称边像浇口。

一般开于分型面上，从塑料边像进料，形状长短形或接近短形。

4. 直接式浇口

又称中心浇口或称主流道型浇口。

特点：

①尺寸较大，冷凝时间较长。

② 压力直接作用于制件上，易产生残余应力。

③ 浇口凝料的除去较困难。

④ 流动的阻力小，进料的速度快，用于大型长流程式的单腔制品，可以较好地补缩。

5. 圆隙形浇口

用于圆向形或中间带有孔的塑件。

<六>冷料穴与拉料杆的设计

1、 带Z型头拉料杆的冷料穴

2、 带球形头拉料杆的冷料穴

3、 无拉料杆的冷料穴

注射成型模具零部件的设计(一)

一、成型零件的结构设计

1. 型腔结构形式

a. 整体式结构，适用于形状简单加工容易的型腔。

b. 整体嵌入式，可节约模具材料，降低成本。

c. 局部苒镶式，用于局部加工较难时的情况。

d. 四壁合拼式，用于尺寸较大，易热处理变形的模具。

2. 型芯的结构形式

a. 整体式，形状简单时，型芯与模板做成一体。

b. 组合式，从节约材料出发，即利用轴盾和底板连接

c. 小型芯单独性加工后再嵌入模板中。

d. 非圆形小型芯，把安装部分做成圆形，易于加工，而成形部分做成异形，用轴盾连接。

e. 复杂型芯的组合方式。

二、 成型零件的作尺寸计算

1. 工作尺寸指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸。

①型芯型腔的径向尺寸 ②型芯的高度尺寸 ③型腔的深度尺寸 ④中心距尺寸

2. 影响塑件尺寸的因素：

a. 成型零件本身制造公差

b. 使用过程中的磨损

c. 收缩率的波动

3. 具体的尺寸计算：

〈1〉径向尺寸计算

a.型腔 L型腔：

H型腔：

b.型芯 L型芯=

H型芯=

c.中心腔 :

其中：①制件的尺寸标注形式一定要转化成上图的形式

②

③以上计算是按平均收缩率计算公式进料的

④对于精度要求达到6级以上的制品，模具尺寸计算结果需保留两位小数，6级精度以下，只保留一位即可。

三、成型零部件的刚度，强度较核：

① 当型腔全被充满的瞬间，内压力达极大值。

② 大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，以刚度较核为主。

③ 小尺寸型腔以强度不足为主要矛盾，以强度较核为主。

④ 凹模强度较核公式。

四、其它辅助构件

指起安装，导向，装配，冷却，加热及机构动作等作用的零件

〈一〉导向零件

作用：定位，导向及承受测压的作用 。

塑料模具设计步骤

一、接受任务书

成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：

1. 经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。

2. 塑料制件说明书或技术要求。

3. 生产产量。

4. 塑料制件样品。

通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。

二、 收集、分析、消化原始资料

收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。

1. 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。

2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。

成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。

3. 确定成型方法

采用直压法、铸压法还是注射法。

4、选择成型设备

根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。

要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。

5. 具体结构方案

（一）确定模具类型

如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。

（二）确定模具类型的主要结构

选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。

三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多，很复杂：

1. 型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。

对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取4-6个；塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；塑料制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个，16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。

2. 确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。

3. 确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。

4. 选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。

5. 决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。

6. 根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。

7. 确定主要成型零件，结构件的结构形式。

8. 考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。

以上这些问题如果解决了，模具的结构形式自然就解决了。这时，就应该着手绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。

四、绘制模具图

要求按照国家制图标准绘制，但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。

在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明"工艺尺寸"字样。如果成型后除了修理毛刺之外，再不进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全相同。

在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。

1. 绘制总装结构图

绘制总装图尽量采用1：1的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。

五、模具总装图应包括以下内容：

1. 模具成型部分结构

2. 浇注系统、排气系统的结构形式。

3. 分型面及分模取件方式。

4. 外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。

5. 标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。

6. 辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。

7. 按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。

8. 标注技术要求和使用说明。

六、模具总装图的技术要求内容：

1. 对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。

2. 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

3. 模具使用，装拆方法。

4. 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。

5. 有关试模及检验方面的要求。

七、绘制全部零件图

由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。

1. 图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总装图一致，图形要清晰。

2. 标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。

3. 表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注"其余3.2。"其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。

4. 其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

八、.校对、审图、描图、送晒

A.自我校对的内容是：

1. 模具及其零件与塑件图纸的关系

模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度，结构等是否符合塑件图纸的要求。

2. 塑料制件方面

塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口，脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足，加工是否简单，成型材料的收缩率选用是否正确。

3. 成型设备方面

注射量、注射压力、锁模力够不够，模具的安装、塑料制件的南芯、脱模有无问题，注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。

4. 模具结构方面

1）. 分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会发生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。

2）. 脱模方式是否正确，推广杆、推管的大小、位置、数量是否合适，推板会不会被型芯卡住，会不会造成擦伤成型零件。

3）. 模具温度调节方面。加热器的功率、数量；冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

4）. 处理塑料制件制侧凹的方法，脱侧凹的机构是否恰当，例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。

5）. 浇注、排气系统的位置，大小是否恰当。

5. 设计图纸

1). 装配图上各模具零件安置部位是否恰当，表示得是否清楚，有无遗漏

2). 零件图上的零件编号、名称，制作数量、零件内制还是外购的，是标准件还是非标准件，零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

3). 零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误，不要使生产者换算。

4). 检查全部零件图及总装图的视图位置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。

6. 校核加工性能

（所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标'等是否有利于加工）

7. 复算辅助工具的主要工作尺寸

B.专业校对原则上按设计者自我校对项目进行；但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。

描图时要先消化图形，按国标要求描绘，填写全部尺寸及技术要求。描后自校并且签字。

C.把描好的底图交设计者校对签字，习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查，会签、检查制造工艺性，然后才可送晒。

D..编写制造工艺卡片

由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并且为加工制造做好准备。

在模具零件的制造过程中要加强检验，把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行检验，主要的是检验模具零件的性能情况是否良好，只有这样才能俚语模具的制造质量。

九、试模及修模

虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。

塑件出现不良现象的种类居多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。

修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。

十、整理资料进行归档

模具经试验后，若暂不使用，则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等，涂上黄油或其他防锈油或防锈剂，关到保管场所保管。

把设计模具开始到模具加工成功，检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很麻烦，但是对以后修理模具，设计新的模具都是很有用处的