第三章 塑料注射模具设计的基本知识分析
模具注塑知识点归纳总结
模具注塑知识点归纳总结一、模具注塑的基本原理1. 模具注塑的定义模具注塑是一种塑料成型加工方法，通过形状精密的模具将熔融状态的塑料注入到模具腔中，经过冷却后得到所需形状的制品。
2. 模具注塑的基本工作原理模具注塑的工作原理可以简单分为四个步骤：1）将塑料颗粒或粉末加热至熔化状态；2）将熔化的塑料注入到模具中；3）冷却使塑料凝固成型；4）取出成型制品，并进行后续处理，如冷却、去除模具毛刺等。
3. 模具注塑的优势模具注塑技术具有生产效率高、成本低、制品精度高、表面光洁度好等优点，因此被广泛应用于各个行业的生产制造。
二、模具注塑的工艺流程1. 模具设计模具设计是模具注塑过程中至关重要的一环，它直接影响到最终产品的质量和外观。
模具设计需要考虑产品的结构、材料、成型工艺等多个方面，因此需要有丰富的经验和技术支持。
2. 原料处理塑料原料的选择和处理对成品质量有着重要的影响。
塑料颗粒或粉末需要通过预干燥、混合、装料等工序，确保原料在注塑过程中能够获得较好的流动性和成型性，同时避免因水分、杂质等因素对制品质量产生负面影响。
3. 模具注射模具注射是模具注塑过程中核心的步骤，它需要确保塑料原料能够被均匀注入到模具腔内，保证产品成型的精度和一致性。
4. 冷却在模具注塑过程中，塑料充填后需要进行冷却，使其快速固化成型。
冷却的速度和均匀性会直接影响到产品的收缩率和内部应力分布，因此冷却系统的设计和控制非常重要。
5. 取模冷却后的成型制品将从模具中取出，这一步骤需要谨慎操作，避免对产品造成损伤或变形。
6. 后处理成型后的制品可能需要进行去除毛刺、修整、喷漆等后处理工序，以使其符合最终产品的要求。
三、模具注塑的材料选择1. 塑料原料的选择不同的塑料原料拥有不同的物理性能和化学性质，在模具注塑过程中需要根据产品的要求选择合适的塑料，如ABS、PC、PP、PE等。
2. 添加剂一些特殊的塑料制品可能需要添加颜色、增强剂、阻燃剂等添加剂，以满足产品的特殊需求。
塑料注射模具设计PPT课件
1.主流道：把塑料熔体引入模具。 2.分流道：平稳地转向和分流 3.浇口：流道中最狭小的部分 作用：①调节、控制料流速度 ②调节、控制补缩时间 ③防倒流 4.冷料穴：储存冷料，防止冷料进入型腔。 ①堵塞浇口 ②影响塑件质量 浇注系统的设计是否适当，直接影响成型品的外观、物性、 尺寸精度和成型周期。
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第二节 塑件在模具中的位置设计
三、分型面的选择原则
有利于保证塑件质量
图 4-6 分型面的选择
尽量减少塑件在分型面上的投影面积
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第二节 塑件在模具中的位置设计
三、分型面的选择原则
有利于保证塑件质量
图 4-7 分型面的选择
要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等
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第二节 塑件在模具中的位置设计
三、分型面的选择原则
分型面的选择要有利于简化模具结构
图 4-16 分型面的选择
使塑件尽量留在动模一侧
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第二节 塑件在模具中的位置设计
三、分型面
斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容易加工
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第二节 塑件在模具中的位置设计
实例：灯罩模具设计
图 4-18 灯罩模 具设计
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5.3 普通浇注系统设计 任务导入：
浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。 作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分 传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。
26.04.20251
第二节 塑件在模具中的位置设计
一、分型面的定义及表示方法
分型面 —— 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料 的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。
注塑模具设计基础知识
3．塑料成型模具的分类
(2)压缩模 压缩模又称压塑模或压胶模。塑料压缩 成型是塑件成型方法中较早采用的一种 方法，成型所使用的设备是塑料成型压 力机，是热固性塑料通常采用的成型方 法之一。与塑料注射成型相比，成型周 期较长，生产效率较低。
3．塑料成型模具的分类
(3)压注模 压注模又称传递模。压注成型所使用的 设备和塑料的适应性与压缩成型完全相 同，只是模具的结构不同。
(5)提高模具标准化水平和模具标 准件的使用率
模具标准化的水平在某种意义上体现了一 个国家模具工业发展的水平。采用标准模架和 使用标准零件，可以满足大批量制造模具和缩 短模具制造周期的需要。经过一段时期的建设， 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前 我国模具标准件使用覆盖率已达到40％左右， 发达国家的模具标准件使用覆盖率一般为80％ 左右。为了适应模具工业发展，模具标准化工 作必将加强，模具标准化程度将进一步提高， 模具标准件生产也必将得到发展。
1.3.1 牛顿流体与非牛顿流体
英国物理学家雷诺提出的流体的流动状态转变 (由层流变为湍流)条件为 (1．1) Re dv / Re c 式中 Re——雷诺数； d——管道直径； 流体密度； v ——流体速度； 流体动力粘度； Rec—临界雷诺数。
高聚物的结构是非常复杂的，在早 期由于受生产和科学技术水平的限制和 认识上的错误理解，曾把高分子看成是 小分子的简单堆积。 H.Staudinger提 出大分子学说，随着高分子工业的发展 及近代科学技术的进步，人们对高分子 结构的探究也在不断深化。
聚合物分子的链结构不同，其性质也不同。 线型聚合物(见图1.2a)包括带有支链的线型聚合物(见 图l.2b)，其物理特性是具有弹性和塑性，在适当的溶 剂中可溶胀或溶解，随温度的不断升高，聚合物微观 表现为分子链逐渐由链段运动乃至整个分子链的运动， 宏观表现为聚合物逐渐开始软化乃至熔化而流动，这 些特性随温度的降低而呈现逆向性。 体型聚合物的大分子链之间形成立体网状结构(见图 1．2c)，它具有脆性，弹性较高，塑性较低，成型前 是可溶可熔的，一旦成型固化后就成为既不溶解也不 熔融的固体。
注塑模具设计知识
2 浇口与流道设计
2.1 浇口位臵的选择 2.2 平水口 2.3 潜水口 2.4 点浇口
2.5 流道的形状和尺寸
2.1 浇口位臵的选择
浇口位臵选择的原则有： • 保证模具充模完整。 • 有利于排气。 • 减少熔接痕的数量和降低熔接痕的影响。 • 分子取向的影响。
2.2 平水口（一）
平水口是指浇口位臵处于主分模面上的浇口，根据浇口形状的 不同，又分为矩形浇口、扇形浇口、平缝式浇口等。 浇口高度和宽度可以按照经验或下表确定： 制品质量（g） 0～ 5 5～40 40～200 200～ 浇口高度（mm） 浇口宽度（mm） 0.25 0.50 0.75 1.00 0.75 1.50 2.25 3.00
1.1.1 良好的产品结流动阻力过大，发生缺胶现象。壁厚过大会造 成原料浪费并且缩水严重。
壁厚发生突变的地方，会产生应力集中，引起变形。因此产品 设计时尽量壁厚一致或者变化要均匀圆滑。
1.1.1 良好的产品结构（三）
塑料件的一些地方应设计成圆角，避免了模具加工的清角问题， 同时也增加了模具的坚固性。 与此同时，塑料件的另一些地方例如分型面或型芯与型腔配合 处则不宜设计成圆角。否则会造成分模困难，使模具复杂化。
1.5.2 小水口模胚
1.6 基本脱模方法
确定基本脱模方法，例如推杆顶出、推管顶出、推板顶出、气 动顶出、手动取出等。 确定模胚类型后，如果再能确定脱模方法，就可以根据型腔数 确定模胚具体尺寸了。
至此，就可以向供应商定购模胚了！
1.7 设定缩水率
塑料的缩水率可以参考以下图表，但最重要的是垂询材料供应 商获得准确的数据。
塑料件留在母模的后果是压模！直接 导致生产事故！
3.3.1 模具结构考虑（三）
注射成型及模具设计实用技术知识点总结
1、塑料是一种以树脂为主要成分，以添加剂（增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂、着色剂、润滑剂、特殊助剂、其他主要助剂）为辅助成分的高分子化合物。
增塑剂：为了改善聚合物成型时的流动性能和增进之间的柔顺性。
稳定剂：制止或者抑制聚合物因受外界因素影响所引起破坏作用。
填充剂：为了降低成本改善之间的某些使用性能，赋予材料新特性。
增强剂：使塑件力学性能得到补强。
着色剂：赋予塑料以色彩或特殊的光学性能。
润滑剂：改善塑料熔体的流动性能，减少、避免对成型设备的摩擦、磨损和粘附，改进制品表面粗糙度。
2、塑料的特性：相对分子质量大；在一定的温度和压力作用下有可塑性。
3、聚合物（树脂）通常有天然和合成两大类型。
对聚合物的选择主要是从分子量大小及分布、颗粒大小、结构以及与增塑剂、溶剂等相互作用的难易程度等诸方面考虑。
4、聚合物的作用：胶粘其他成分材料；赋予材料可塑性。
5、塑料的分类：根据来源：天然树脂、合成树脂。
根据制造树脂的化学反应类型：加聚型塑料、缩聚型塑料。
根据聚合物链之间在凝固后的结构形态：非结晶型、半结晶型、结晶型。
根据应用角度：通用塑料、工程塑料 根据化学结构及基本行为：热固性、热塑性塑料。
6、塑料的实用性能：轻巧美观、电气绝缘、热物理性能、力学性能、减震消音、防腐耐蚀。
7、塑料的技术指标：密度、比容、吸水率、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弹性模量、马丁耐热、热变形温度等。
8、线性非结晶型聚合物在不同温度下所处的力学状态：g T T <聚合物处于玻璃态；处于高弹态f g T T T <<；f T T <粘流态。
9、玻璃态聚合物力学行为特点：内聚能大，弹性模量高，在外力作用下只能通过高分子主链键长、键角微笑改变发生变形。
10、高弹态聚合物力学行为特点：弹性模量与玻璃态相比显著降低，在外力作用下分子链段可发生运动11、黏流态聚合物力学行为特点：整个分子链的运动变为可能，在外力作用下，材料科发生持续性变形，变形主要是不可逆的黏流变形。
第三章 塑料注射成型模具
(五) 开模行程和塑件推出距离的校核
1．注射机最大开模行程与模厚无关时的校核 (1)、对于单分型面 注塑模，开摸 行程可按下式 校核 s≥H1十H2十5~10 (毫米)
(2)、对于三板式双分型面注塑模(带针点浇口的注 射模) ，开摸行程可按下式校核 s≥H1十H2十a+5~10 (毫米)
式中a： 定模板与 浇口板的分 离距离，此 距离应足以 取出浇注系 统凝料。
其它塑料
mo Vc
3、根据塑化能力确定型腔数目n：
Gtc 100G n 3.6q 6qx
4、按注射机的锁模力和模板尺寸确定型腔数
Ps——单位投影面积所需的锁模力(M Pa)， 其值等于注射机最大锁模力与最大成型面积之 比
（二）注塑压力的校核
注塑机的最大注塑压力能不能满足 该制品成型的需要。
第二节、模具与注塑机的关系
一、注射机的分类及技术规范
1 、 注射机的组成
注射机的全称应为塑料注射成型机。注射机 主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电 器控制系统及机架等组成。工作时模具的动、定 模分别安装于注射机的移动模板和定模固定模扳 上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、 塑化、注射待融料在模具内冷却定型后由合模机 构开模，最后由推出机构将塑件推出。
（4）对于带有螺纹制件的模具
生产带螺纹制件的模具，有时是通过专门 的机构将开模运动转变为旋转运动来旋出螺纹 型芯或螺纹型环的，因此校核时还应考虑旋出 螺纹型芯或型环需要多大的开模距离，再综合 考虑制件高度、脱模距离等因素来校核。例如 使螺纹型芯旋转一周需要的开模行程为h，型 芯旋转n圈方与制件相分离，则旋出型芯所需 开模距离为nh。在SYS-45一类的角式注射机 中，生产有螺纹的制品时，注射机的丝杆一面 带动开模，一面带动螺纹型芯旋出，应以旋出 全部型芯(或型环)并脱出制件所需开模距离来 校核注射机的开模行程是否足够。
第三章 塑料注射模具设计-1
3、具有侧向抽芯时的最大开模行程校核
Hc
H1
H2
第四节
浇注系统设计
1)将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而
平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气 体能及时顺利排出。输送流体
作用
2)在塑料熔体填充及疑固的过程中，将 注射压力有效地传递到型腔的各个部位， 以获得形状完整、内外在质量优良的塑 料制件。传递压力
分类
普通流道浇注系统
无流道浇注系统
主流道 组成 分流道 浇口 冷料穴
浇注系统的 设计原则
布局
尽可能采用平衡式布置 型腔布置和浇口开设部位尽 可能对称，防偏产生溢料 尽可能紧凑，减小模具尺寸
热量及压力损失要小：浇注系统的流程尽可能短，尺寸尽可能大。减少折弯、提 高光洁度; 浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对齐; 制品投影面较大时，应避免在模具单面开设浇口，否则会造成注射时受力不均;
(3)塑化能力
注塑机的塑化能力是影响模腔数目的另一个重要因素。将射出机 的塑化能力（P）除以每分钟估计的射出次数 (X)和塑件重量 (W)， 即可计算出模腔数目。 模腔数目 = P / ( X × W) 模腔数目 = (K*M*T/3600- m浇)/ mi
M是注塑机的公称塑化量(g/h);T是注射成型周期(s)
课本中的模具
（5）组合活动镶块 & & &
四、其他模具 （1）定模设有推出机构的模具；
（2）弹簧分型拉杆定距式双分 型面模具；￥ （3）带自动脱螺纹机构的模具； 螺纹脱模机构动画.swf
定模设有推出机构
（4）带双向推出机构的模具；
（5）其它
带自动卸螺纹机构
马达固定板 感应开关 水路接头 垃圾钉 滑块镶针 滑块镶针 波 滑 珠 块 未 未 未
塑料注射模具知识点总结
概述塑料注射模具是用于制造塑料制品的一种装置，由模具基板、模具芯、注射系统、冷却系统、脱模系统等部分组成。
塑料注射模具制造是一项相对复杂的工艺，需要对材料、工艺、设计、加工等方面具有深入的了解和掌握。
本文将从材料、设计、加工、维护等方面综合介绍塑料注射模具的知识点。
一、塑料注射模具的材料1.1 模具基板材料模具基板是塑料注射模具的主要承载部分，需要具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特性。
常见的模具基板材料有P20、718、2738等。
P20材料具有良好的硬度和耐磨损性能，适合制作中小型模具；718材料具有高强度和硬度，适合制作大型模具；2738材料具有高镍合金特性，适合制作高精度模具。
1.2 模具芯材料模具芯是用于塑料制品内部结构的部分，需要具有高硬度、高精度、耐磨损等特性。
常见的模具芯材料有SKD61、S136等。
SKD61材料具有良好的热稳定性和硬度，适合制作高品质的模具芯；S136材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，适合制作高精度的模具芯。
1.3 注射系统材料注射系统是用于将熔融塑料材料注入模具腔内的部分，需要具有耐高温、耐腐蚀、高流动性等特性。
常见的注射系统材料有H13、H13W等。
H13材料具有良好的耐热性和抗氧化性，适合制作注射系统组件；H13W材料具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的注射系统组件。
1.4 冷却系统材料冷却系统是用于控制模具温度的部分，需要具有良好的传热性能、耐腐蚀、高耐压等特性。
常见的冷却系统材料有铜合金、铝合金、不锈钢等。
铜合金具有良好的导热性和抗腐蚀性，适合制作冷却系统管道；铝合金具有较轻的重量和较高的导热性，适合制作冷却系统散热器；不锈钢具有较高的耐腐蚀性和耐压性，适合制作高性能的冷却系统组件。
1.5 脱模系统材料脱模系统是用于将成型塑料制品从模具中脱离的部分，需要具有良好的脱模性能、耐磨损、易维护等特性。
常见的脱模系统材料有冷作钢、硬质合金等。
冷作钢具有良好的硬度和耐磨损性，适合制作脱模系统零部件；硬质合金具有更高的硬度和耐磨损性，适合制作高性能的脱模系统零部件。
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2020年10月19日
塑料成型工艺与模具设计
模具教研室
第一章 塑料注射模具设计的基本知识
（2）螺杆式注塑机：以同一螺杆实现成型物料的塑 化和注射。成型物料的混炼塑化均匀，没有材料滞 流，构造简单，是当前应用广泛的机型。
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➢ 缺点：模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱 落的可能，机床占地面积较大；
➢ 是当前广泛应用的一种。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
立式注塑机特点： 注射系统与合模系统轴线垂直于地面的注塑机。
➢ 优点：这类注塑机占地面积较小，模具装卸方便， 动模侧安放嵌件便利；
三、注射成型设备
1、注塑机的主要作用： ➢加热熔融塑料，达粘流态； ➢在一定压力和速度下将塑料注入型腔； ➢注射结束，进行保压与补缩； ➢开模与合模动作； ➢顶出塑件。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
2、 注塑机的分类：两种分类方法 A、按照注塑机的注射方向和模具的开合方向分类：
产； ➢ 能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金
属嵌件的塑料制件； ➢ 对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所
有的热塑性塑料（除氟塑料外）及一些热固性塑料 均可用此方法成型； ➢ 注射成型的设备价格及模具制造费用较高，对于单 件及小批量的塑料件生产不宜采用此法 。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
B、按注射装置分类：柱塞式注塑机和螺杆式注塑机 （1）柱塞式注塑机：以加热料筒、分流梭和柱塞 实现成型物料的塑化及注射。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
➢ 锁模机构 ：锁模机构的作用有三点：第一是锁紧模具； 第二是实现模具的开合动作；第三是开模时顶出模内制品。
➢ 液压传动和电气控制系统：液压传动和电气控制系统是保 证注射成型过程按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、 温度）和动作程序能准确进行而设置的。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
以螺杆式注塑机为例：
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
五、 注塑机基本参数
1.额定注射量
所需一次注射量：完成一次注射所需从料筒中注 射出的塑料熔体量，等于 (单个塑件质量×型腔个 数＋浇注系统消耗质量)。
➢ 塑化能力强，成型周期短、效率高，生产过程可实 现自动化；
➢ 由于加热筒的压力损失小，用较低的射出压力也能 成型；
➢ 加热筒内的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很 少因滞留而分解。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
四、注塑机的组成
➢ 注塑机构 ：主要作用是使固态的成型物料均匀地塑化成 熔融状态，并以足够的压力和速度将熔融物料注入到闭合 的模具型腔中。注塑机构包括加热器、料筒、螺杆（或柱 塞与分流梭）及喷嘴等部件。
柱塞式注塑机存在的缺点： ①塑化不均：塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动
塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。
②最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能 力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径和行程。
③注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑 料和克服塑料与料筒摩擦。
④注射速度不均：从柱塞开始接触塑料到压实塑料， 注射速度逐渐增加。
➢ 缺点：重心高、不稳定，加料较困 难推出的塑件要人工取出，不易实 现自动化生产； 注射系统一般为柱塞结构，注射量 小于60g。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
➢ 角式注塑机特点： ➢ 注射系统与合模系统轴线相互垂直布置的注塑
机。常见的角式注塑机是沿水平方向合模，沿 垂直方向注射，这类注塑机结构简单。 ➢ 缺点：机械传动无准确可靠的注射和保压压力 及锁模力，模具受冲击和振动较大。
1-1-1 注射成型 注射成型——又称注塑成型(Injection Molding )，主要
用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
一、 注射成型特点 ➢ 成型周期短 ，生产效率高，易于实现全自动化生
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
二、注射成型分类：
➢普通注射成型：主要针对要求较低的热 塑性塑料和一些热固性塑料塑料制品成 型；
➢精密注射成型：可以成型要求较高的塑 料制品 ；
➢特种注射成型：共注射成型、结构发泡 注射成型等等。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
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本节重点内容： 塑料注射成型工艺过程； 塑料注塑机与注射模具的配合关系。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
1-1 塑料成型
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
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（3）螺杆式注塑机与柱塞式注塑机的比较：
螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力，可使材料 在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
（4）螺杆式注塑机的优点：
➢ 可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的 塑件；
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
典型卧式注塑机
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第一章 塑料注射模具设计的基本知识
卧式注塑机特点：
➢ 优点：重心低，稳定，加料、操作及维修均很方便， 塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产；