注塑模具设计实用教程

上篇基础篇.

第1章塑料及其性能1

1.1塑料的概念1

1.1.1塑料的成分1

1.1.2塑料的来源1

1.1.3塑料的分类2

1.2塑料的特性2

1.2.1塑料的优点2

1.2.2塑料的缺点3

1.3塑料的成型方法3

1.3.1热塑性塑料的成型方法3

1.3.2热固性塑料的成型方法4

1.4热塑性塑料的性能4

1.4.1收缩性4

1.4.2流动性7

1.4.3结晶性7

1.4.4热敏性8

1.4.5水敏性8

1.4.6水分及挥发物含量8

1.4.7应力开裂9

.1.4.8吸湿性9

1.4.9降解9

1.4.10玻璃化温度9

1.4.11流长比和型腔压力10

1.5热塑性塑料的高性能化10

1.5.1共聚合10

1.5.2合金化11

1.5.3复合化11

复习与思考12

第2章常用塑料特性与应用13

2.1常用塑料特性、成型条件、对模具要求及用途13

2.1.1聚苯乙烯13

2.1.2改性聚苯乙烯14

2.1.3abs14

2.1.4mbs15

2.1.5pe15

2.1.6聚丙烯16

2.1.7聚酰胺18

2.1.8聚氯乙烯19

2.1.9聚碳酸酯20

2.1.10聚甲醛21

2.1.11聚甲基丙烯酸酯22

2.1.12乙烯-醋酸乙烯酯共聚物23

2.1.13丙烯腈-苯乙烯共聚物23

2.1.14丁二烯-苯乙烯共聚物23

2.2热塑性增强塑料23

2.2.1成型工艺特点24

2.2.2成型注意事项24

2.2.3对模具设计的要求24

2.3透明塑料25

2.4常用塑料的鉴别26

2.4.1外观鉴别方法26

2.4.2密度鉴别法26

2.4.3燃烧特性鉴别法27

2.4.4几点说明27

复习与思考28

第3章塑料制品设计29

3.1塑料制品结构设计的一般原则29

3.1.1力求使制品结构简单，易于成型29

3.1.2壁厚均匀31

3.1.3保证强度和刚度33

3.1.4装配间隙合理34

3.1.5其他原则35

3.2制品的尺寸与精度35

3.2.1制品的尺寸35

3.2.2制品的精度35

3.2.3制品的表面质量35

3.3塑料制品的常见结构设计37

3.3.1脱模斜度37

3.3.2塑料制品外形及壁厚38

3.3.3圆角39

3.3.4加强筋40

3.3.5凸起41

3.3.6孔的设计41

3.3.7成型螺纹设计43

3.3.8螺丝柱的设计43

3.3.9嵌件设计46

3.3.10塑料制品上的标记符号46

3.3.11搭扣的设计48

复习与思考50

第4章注射机与模具51

4.1注射机的基本结构及规格51

4.1.1注射机分类51

4.1.2注射机的基本结构52

4.1.3注射机的规格和技术参数52

4.2注塑工艺过程52

4.2.1成型前的准备53

4.2.2注塑前需了解的塑料性能53

4.2.3注塑过程53

4.2.4注射机安全操作注意事项54

4.2.5塑料制品的后处理54

4.3模具在注射机上的安装形式54

4.4注射机的选用55

4.4.1根据最大注射量选用55

4.4.2根据最大锁模力选用55

4.4.3根据注射机安装部分的相关尺寸选用55

4.4.4根据开模行程来选用56

4.5注塑工艺条件57

4.5.1温度57

4.5.2压力57

4.5.3成型周期58

复习与思考58

中篇 结构篇

第5章注塑模概述59

5.1注塑模的概念59

5.2注塑模的分类59

5.2.1二板模60

5.2.2三板模60

5.2.3热流道模60

5.2.4二板模和三板模的主要区别61

5.3注塑模的基本组成62

5.3.1成型零件62

5.3.2排气系统63

5.3.3结构件63

5.3.4侧向抽芯机构63

5.3.5浇注系统64

5.3.6温度调节系统64

5.3.7脱模系统65

5.3.8导向定位系统65

5.4注塑模设计思路65

复习与思考66

第6章注塑模成型零件设计67

6.1概述67

6.1.1成型零件的概念67

6.1.2成型零件设计的基本要求68

6.1.3成型零件设计的一般步骤68

6.2型腔数量的确定68

6.2.1确定型腔数量的方法68

6.2.2确定型腔数量时必须考虑的因素69

6.3确定制品分型线和模具分型面69

6.3.1制品分型线和模具分型面关系69

6.3.2模具分型面的进一步定义71

6.3.3分型面的设计要点71

6.3.4分型面设计的一般原则73

6.4内模镶件外形尺寸的设计76

6.4.1制品排位的一般原则77

6.4.2确定内模镶件外形尺寸79

6.4.3内模镶件配合尺寸与公差81

6.4.4内模镶件型芯、型腔尺寸的计算82

6.4.5脱模斜度83

6.4.6内模镶件的型腔表面粗糙度83

6.5凹模的设计84

6.5.1基本结构84

6.5.2几种典型的镶拼结构84

6.6凸模的设计85

6.6.1基本结构85

6.6.2几种典型结构镶拼方式86

6.7镶件的紧固和防转90

6.7.1镶件的紧固90

6.7.2镶件的防转92

复习与思考93

第7章注塑模排气系统设计94

7.1概述94

7.1.1排气系统的概念及重要性94

7.1.2模具中气体的来源94

7.2注塑模困气的位置及不良后果94

7.2.1模具中容易困气的位置94

7.2.2型腔气体不能及时排出的后果94

7.3注塑模的排气方式95

7.3.1流道排气95

7.3.2分型面排气96

7.3.3镶件配合面及侧向抽芯结构排气96

7.3.4加排气杆97

7.3.5推杆（或推管）与动模镶件的配合面97

7.3.6在困气处加冷料井98

7.3.7增加圆形凸起98

7.3.8透气钢排气98

7.4型腔排气系统设计要点99

7.4.1排气槽的位置和方向99

7.4.2排气槽深度c99

7.4.3排气槽长度a和宽度b..100

7.4.4排气槽数量100

7.4.5排气槽的清理100

7.5排气槽设计实例100

7.6型腔的进气装置设计101

复习与思考101

第8章注塑模结构件的设计102

8.1概述102

8.2模架的设计102

8.2.1模架分类102

8.2.2模架规格104

8.2.3模架的选用104

8.2.4定模板和动模板开框尺寸的设计107

8.2.5定模板和动模板大小的设计108

8.2.6方铁的设计111

8.2.7无框模具112

8.3提高模具强度的措施112

8.3.1加强模架的整体强度112

8.3.2增加镶件强度113

8.4三板模定距分型机构的设计114

8.4.1三板模的开模顺序114

8.4.2三板模的开模距离115

8.4.3定距分型机构的种类115

8.4.4动定模a、b板的开闭器117

8.5弹簧117

8.5.1弹簧的作用和类型117

8.5.2黑色圆弹簧118

8.5.3矩形弹簧118

8.6浇口套的设计120

8.6.1浇口套的作用120

8.6.2浇口套分类120

8.7模架中其他结构件的设计121

8.7.1撑柱的设计121

8.7.2模架板吊环螺丝孔的规定122

8.7.3定位圈122

8.7.4顶棍孔123

8.7.5限位钉123

8.7.6紧固螺钉123

复习与思考125

第9章注塑模侧向分型机构与抽芯机构设计126

9.1概述126

9.1.1什么是侧向抽芯机构？126

9.1.2什么情况下要用侧向分型与抽芯机构？127

9.2侧向分型机构与抽芯机构的分类127

9.3滑块+斜导柱的侧向抽芯机构128

9.3.1斜导柱外侧抽芯机构128

9.3.2斜导柱+滑块内侧抽芯机构139

9.3.3侧抽芯（滑块）上加推杆139

9.4滑块+弯销侧抽芯机构139

9.4.1基本结构139

9.4.2设计要点140

9.4.3使用场合140

9.5滑块+t形块侧抽芯机构141

9.5.1基本结构141

9.5.2工作原理141

9.5.3设计要点141

9.5.4应用实例141

9.6滑块+液（气）压缸的侧向抽芯机构142

9.6.1基本结构142

9.6.2设计要点143

9.6.3应用实例143

9.7斜推杆抽芯机构143

9.7.1概念143

9.7.2斜推杆分类144

9.7.3斜推杆倾斜角的确定145

9.7.4斜推杆的设计要点145

9.7.5定模斜推杆结构147

9.7.6摆杆式侧抽芯机构147

9.7.7斜推杆上加推杆的结构147

9.8斜滑块抽芯机构148

9.8.1斜滑块抽芯机构的概念148

9.8.2斜滑块抽芯机构设计要点149

9.8.3斜滑块抽芯机构设计实例151

复习与思考151

第10章注塑模浇注系统设计152

10.1概述152

10.1.1浇注系统概念及分类152

10.1.2浇注系统的设计原则152

10.1.3浇注系统设计的内容和步骤153

10.2主流道设计153

10.2.1主流道的概念153

10.2.2主流道的设计原则154

10.2.3倾斜式主流道设计154

10.3分流道设计155

10.3.1设计分流道必须考虑的因素155

10.3.2分流道的布置155

10.3.3型腔的排列方式及分流道布置原则157

10.3.4分流道的截面形状158

10.3.5分流道的截面大小160

10.3.6分流道的设计要点161

10.3.7辅助流道的设计161

10.4拉料杆与冷料穴162

10.4.1拉料杆的设计162

10.4.2冷料穴的设计164

10.5浇口的设计164

10.5.1浇口的作用165

10.5.2浇口的分类165

10.5.3浇口设计要点172

复习与思考173

第11章热流道模具的设计175

11.1热流道模具的概念175

11.2热流道模具的分类和组成175

11.3热流道模具的基本形式176

11.3.1单点式热流道模具176

11.3.2多点式热流道模具176

11.4热流道系统的优、缺点177

11.4.1热流道系统的优点177

11.4.2热流道系统应用的不足之处179

11.4.3热流道模具与三板模结构的比较179

11.5热流道浇注系统设计要点180

11.5.1热流道浇注系统的隔热结构设计180

11.5.2热射嘴的设计182

11.5.3热流道板设计185

11.6热流道模具结构设计示例187

11.6.1单点式热流道模具结构示例187

11.6.2多点式热流道模具结构示例187

11.6.3热流道模具设计中的关键技术188

复习与思考189

第12章注塑模温度控制系统设计190

12.1概述190

12.2注塑模温度控制的重要性190

12.2.1不同的塑料对模具温度要求不同190

12.2.2模具温度对制品精度的影响191

12.2.3模具温度对注塑周期的影响191

12.3注塑模冷却的一般概念191

12.3.1对模具温度的要求有很矛盾的一面191

12.3.2影响模具冷却的因素192

12.3.3冷却时间的确定193

12.3.4提高模温调节能力的途径193

12.4注塑模冷却的形式194

12.4.1冷却水管冷却194

12.4.2水井冷却200

12.4.3爆花片螺旋式冷却200

12.4.4喷流式冷却通道200

12.4.5传热棒（片）200

12.5注塑模冷却水路设计要点201

12.5.1是优先考虑冷却还是优先考虑推出？201

12.5.2冷却系统设计原则201

12.5.3冷却水路的串联和并联设计201

12.5.4其他设计要求202

12.6冷却系统设计实例203

12.6.1浅型腔模具的冷却203

12.6.2深型腔模具的冷却203

12.6.3型芯的冷却203

12.6.4侧向抽芯机构的冷却204

12.6.5热射嘴的冷却205

12.7模具加热系统206

12.7.1概述206

12.7.2电阻丝加热装置206

12.7.3电热棒加热206

12.7.4模具加热实例207

复习与思考208

第13章注塑模脱模系统设计210

13.1概述210

13.2脱模系统分类210

13.3对脱模系统的要求210

13.4脱模力的计算211

13.4.1脱模力的分类212

13.4.2脱模力的定性分析212

13.4.3脱模力计算212

13.5推杆推出213

13.5.1圆推杆213

13.5.2扁推杆216

13.6推管推出217

13.6.1基本结构217

13.6.2推管大小的设计217

13.6.3推管的优缺点218

13.6.4推管的使用场合218

13.6.5推管设计注意事项218

13.7推板类脱模系统218

13.7.1推板类脱模系统适用场合218

13.7.2推板类脱模系统分类219

13.7.3模板脱模系统219

13.7.4埋入推板式脱模系统220

13.7.5推块脱模系统220

13.8自动内螺纹脱模系统220

13.8.1自动脱螺纹机构的分类221

13.8.2自动脱螺纹机构设计要点221

13.9气动脱模系统224

13.9.1锥面阀门式气吹模224

13.9.2推杆阀门式气吹模224

13.10二次推出225

13.10.1概念225

13.10.2适用场合225

13.10.3多次脱模系统的分类226

13.10.4复合推出226

13.10.5强行推出227

13.10.6强行推出的模具结构228

13.11定模推出230

13.11.1概述230

13.11.2定模推出实例230

13.12脱模系统的设计原则232

13.12.1推杆位置设计的一般原则232

13.12.2推杆大小设计的一般原则233

13.12.3推杆数量设计的一般原则233

13.12.4推杆设计的其他原则233

13.13推杆固定板的先复位机构234

13.13.1概述234

13.13.2推杆固定板先复位机构的使用场合234

13.13.3推杆固定板先复位机构的分类235

复习与思考238

第14章注塑模导向定位系统设计239

14.1概述239

14.1.1导向定位系统的定义239

14.1.2导向定位系统的重要性239

14.1.3注塑模导向定位机构的分类240

14.1.4注塑模导向定位机构的作用240

14.2导向系统的设计241

14.2.1一般常识241

14.2.2导柱结构的技术要求241

14.2.3导套结构及技术要求241

14.2.4a、b板之间的导柱导套241

14.2.5流道推板及a板的导柱导套242

14.2.6推杆板导柱的设计243

14.3定位系统设计245

14.3.1定位系统的作用245

14.3.2使用场合245

14.3.3定位结构的分类245

复习与思考248

下篇实战篇

第15章注塑模具设计步骤及实例249

15.1注塑模具设计的基本要求249

15.2模具设计的一般步骤与内容250

15.3注塑模设计之前的准备工作250

15.3.1模具设计前必须了解的事项250

15.3.2制品结构分析要点252

15.3.3模具结构分析要点253

15.4注塑模设计图的基本形式及要求257

15.5模具装配图的画法258

15.6模具装配图上的尺寸标注、明细表及技术要求260

15.6.1装配图上的尺寸标注260

15.6.2模具图中的技术要求262

15.6.3模具图中的明细表263

15.7模具设计图的审核程序与内容264

15.8模具图的管理265

15.9注塑模设计实例266

15.10提高模具设计水平的途径271

复习与思考272

第16章注塑模具常用钢材及其性能274

16.1注塑模模具钢必备之性能274

16.2塑料模具常用钢材275

16.3钢材中合金元素的功能277

16.4模具钢材的选用278

16.4.1选用模具钢材的依据278

16.4.2模具各零件常用钢材279

16.5模具钢材的热处理及硬度281

16.5.1模具钢材的热处理281

16.5.2模具钢材硬度283

复习与思考284

第17章热塑性塑料制品常见缺陷分析及解决办法285

17.1概述285

17.1.1评价塑料制品质量的指标285

17.1.2造成制品缺陷的原因285

17.1.3解决问题的一般方法285

17.2制品常见缺陷分析及解决办法286

17.2.1流痕286

17.2.2填充不足286

17.2.3飞边286

17.2.4收缩凹陷288

17.2.5熔接痕289

17.2.6银纹289

17.2.7震纹290

17.2.8翘曲变形290

17.2.9开裂291

17.2.10透明制品缺陷291

17.2.11塑料变色292

17.2.12制品中产生气泡293

17.3制品推出常见问题分析293

17.3.1顶白变形293

17.3.2粘凹模或凸模293

17.3.3断推杆293

17.3.4推杆与镶件配合处有飞边294

复习与思考294

第18章注塑模精密成型技术295

18.1概述295

18.2如何做到精密成型295

18.3精密模具的设计与制造296

18.4精密注塑工艺297

复习与思考299

附录

附录1内地与港台地区模具术语对照表300

附录2塑料代号及中文对照表301

附录3塑料制品尺寸公差表（gb/t14486—1993）302

附录4产品外侧蚀纹深度与脱模斜度对照表303

附录5注射机技术参数304

附录6优化数值在模具设计中的选用305

附录7模具的价格估算与结算方式306

附录8注塑模常见加工方法与加工工艺一览表308

参考文献...309