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注塑工程师想要提高工作技能？注塑模具设计全步骤讲解及注意事项，模具人都进来看看
注塑模的设计步骤
一、 注塑模主要由成型部件（指动、定模部分有关组成型腔的零件）、浇注系统（将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道）、导向部件（使模具合模时能准确对合）、推出机构（模具分型后，塑料从型腔中推出的装置）、调温系统（为满足注射工艺对模具温度的要求）、排气系统（将成型时型腔内的空气和塑料本身挥发的气体排出模外，常在分型面上开设排气槽）和支承零部件（用来安装固定或支承成型 零部件及其它机构的零部件）组成，有时还有侧向分型与抽芯机构。
二、 注塑模具的设计步骤
1、 设计前的准备工作
(1) 设计任务书
(2) 熟悉塑件，包括其几何形状，塑件的使用要求，塑件的原料
(3) 检查塑件的成型工艺性
(4) 明确注塑机的型号和规格
2、制定成型工艺卡
(1) 产品的概况 如简图、重量、壁厚、投影面积、外形尺寸、有无侧凹和嵌件
(2) 产品所用的塑料概况 如品名、型号、生产厂家、颜色、干燥情况
(3) 所选的注塑机的主要技术参数 如注射机与安装模具间的相关尺寸、螺杆类型、功率
(4) 注塑机压力与行程
(5) 注塑成型条件 如温度、压力、速度、锁模力等
3、注塑模具结构设计步骤
(1) 确定型腔的数目。 条件：最大注射量、锁模力、产品的精度要求、经济性
(2) 选择分型面。 应以模具结构简单、分型容易且不影响塑件的外观和使用为原则
(3) 确定型腔的布置方案。 尽可能采用平衡式排列
(4) 确定浇注系统。 包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等。
(5) 确定脱模方式。 根据塑件所留在模具的不同部位而设计不同的脱模方式。
(6) 确定调温系统结构。 调温系统主要由塑料种类所决定。
(7) 确定凹模或型芯采用镶块结构时，命题地划分镶块并同时镶块的，可加工性及安装固定方式。
(8) 确定排气形式。 一般排气可以利用模具分型面和推出机构与模具的间隙，而对于大型和高速成型的注塑模，必须设计相应的排气形式。
(9) 决定注塑模的主要尺寸。 根据相应的公式计算成型零件的工作尺寸及决定模具型腔的侧壁厚度、型腔底板、型芯垫板、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板厚度及注塑模的闭合高度。
(10) 选用标准模架。 根据设计、计算的注射模的主要尺寸，来选用注塑模的标准模架，并尽量选择标准模具零件。
(11) 绘模具的结构草图。 绘制注塑模的完整的结构草图，绘制模具结构图是模具设计的十分重要的工作。
(12) 校核模具与注射机的有关尺寸。 对所使用的注射机的参数进行校核：包括最大注射量、注塑压力、锁模力、及模具的安装部分的尺寸、开模行程和顶出机构的校核。
(13) 注塑模结构设计的审查。 进行初步审查并征得用户的同意，同时有必要对用户提出的要求加以确认和修改。
(14) 绘制模具的装配图。 清楚地表明注注塑的各个零件的装配关系、必要的尺寸、序号、明细表、标题栏及技术要求(技术要求的内容为以下几项：
1、对模具结构的性能要求，如对推出机构、抽芯机构的装配要求;2、对模具装配工艺的要求，如分型面的贴合间隙、模具上下面的平行度;
3、模具的使用要求;
4、防氧化处理、模具编号、刻字、油封及保管等要求;
5、有关试模及检验方面的要求。)。
(15) 绘制模具零件图。 由模具装配图或部件图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。
(16) 复核设计图样。 注塑模设计的最后审核是注射模设计的最后把关，应多关注零件的加工性能。
三、注塑模具的审核
1、基本结构方面
(1) 注塑模的机构和棊参数是否与注射机匹配。
(2) 注塑模是否具有合模导向机构，机构设计是否合理。
(3) 分型面选择是否合理，有无产生飞边的可能，塑件是否滞留在设在顶出脱模机构的动模(或定模)一侧。
(4) 型腔的布置与浇注系统的设计是否合理。 浇口是否与塑料原料相适应，浇口位置是否相当，浇口与流道几何形状及尺寸是否合适，流动比数量是否合理。
(5) 成型零部件设计是否合理。
(6) 顶出脱模机构与侧向公型。 或抽芯机构是否合理、安全和可靠。有无干涉与咬合。
(7) 是否有排气机构，其形式是否合理。
(8) 是否需要温度调节系统。 其热源和冷却方式是否合理。
(9) 支承零部件结构是否合理。
(10) 外形尺寸能否保证安装，固定方式选择得是否合理可靠，安装用的螺栓孔是否与注射机构、定模固定板上的螺孔位置一致。
2、设计图纸方面
(1) 装配图 零部件的装配关系是否明确，配合代号标注得是否恰当合理，零件的标注是否齐全，与明细表中的序号是否对应，有关的说明是否具有明确的标记，整个注塑模的标准化程度如何。
(2) 零件图 零件号、名称、加工数量是否胡确切的标注，尺寸公差和五花八门公差标注是否合理齐全，成型零件容易磨损的部位是否预留了修磨量，哪些零件具有超高精度要求，这种要求是否合理，各个零件的材料靠垫是否恰当，热处理要求和表面粗糙度要求是否合理。
(3) 制图方法 制图方法是否正确，是否合乎国家标准，图面表达的几何图形与技术要求是否容易理解。
3、注塑模设计质量
(1) 设计注塑模时，是否正确地考虑了塑料原料的工艺特性、成型性能，注塑机类型可能对成型质量产生的影响，对成型过程中可能产生的是否在注塑模设计时采取了相应的预防措施。
(2) 是否考虑了塑件对注塑模导向精度的要求，导向结构设计得是否合理。
(3) 成型零部件的工作尺寸计算是否正确，能否保证产品的精度，其本身是否有足够的强度和刚度。
(4) 支承零部件能否保证模具具有足够的整体强度和刚度。
(5) 是否考虑了试模和修模要求。
4、装拆及搬运条件方面
有无便于装拆时用的槽、孔等，是否作了标记。
一、设计分型面：
设计塑料成型模具时，分型面的设计是一个重要的设计内容，分型面选择合理，模具结构简单，塑件容易成型，并且塑件质量高。如果分型面选择不合理，模具结构变得复杂，塑件成型困难，并且塑件质量差。
分型面的形状 主要有平面、斜面、阶梯面、曲面等。
选择分型面的一般原则 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：
1、为了便于塑件起模，分型面一般使塑件在开模时留在下模或动模上，且分型面应选在塑件外形的最大轮廓处。
2、选择分型面时，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量避免侧向抽芯与侧向分型。
3、对于有同轴度要求的塑件，模具设计时应将有同轴度要求的部分设计在同一模板内。
4、分型面的选择应有利于防止溢料。当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机的最大面积时，就有可能产生溢料。
5、分型面的选择应有利于排气。为此，一般分型面应与熔体流动的末端重合。
对于高度较高的塑件，其外观无严格要求时，可将分型面选择在中间。此外，选择分型面是还应考虑到塑件的精度、塑件的外观质量要求、模具加工难易程度等因素。
二、浇口设计：
浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度Ra值不大于0.4um。浇口的大小对塑件是否成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则：
1、浇口设置在正对着型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。
2、浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。
3、浇口的位置应使熔体流程最短，流向变化最小，能量损失最小。
4、浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。
5、避免塑件产生熔接痕。
6、防止料流将型心或嵌件挤压变形。
7、浇口位置应尽量避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。
三、侧向分型抽芯机构设计：
当塑件侧壁上带有的与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或侧凹零件做成活动的，这种零件称为侧型芯(俗称活动型芯)。在塑件脱模前必须先抽除侧型芯，然后再从模具中推出塑件，完成侧型芯的抽出和复位的机构即叫做侧向分型抽芯机构。
侧向分型抽芯机构根据动力来源的不同，一般可将其分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。
机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制品中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率较高，并且机动抽芯具有较大的抽芯力，抽芯距大，故生产中广泛采用，
机动抽芯按传动方式又可分为斜导柱分型与抽芯机构、斜滑块分型与抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构和其它形式抽芯机构
四、脱模装置：
在注塑成型 的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或顶出机。
脱模机构由顶杆、顶杆固定板、顶出板、回程杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，勾料杆的作用是使浇注系统自动脱离塑件，并从模具中顺利脱落，顶杆用来顶制品，顶出固定板，用来固定顶杆，回程杆，利用回程弹簧起复位导向作用。
脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类:
1、按动力来源分类。分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。
2、按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。
五、推出机构的设计设计：
1、塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。
2、防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性地选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。
由于塑料收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽课能大一些，以防塑件变形或损坏。
3、力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。
4、结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易且具有足够的刚度和强度。
六、顶杆的机构特点：
顶杆加工简单，更换方便，脱模效果好，顶杆设计的注意事项：
1、顶出位置顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方，顶杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加顶出面积，来改善塑件受力状况。此时，一般采用顶出盘顶出。
2、顶杆直径不宜过细，应有足够的刚度承受顶出力，当结构限制顶出面积较小时，为了避免细长杆变形，可设计成阶梯形顶杆。
3、配位置顶杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05～1mm，否则，会影响塑件使用。
4、数量不保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，顶杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。
七、选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?
1、热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。
2、冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。
塑料-一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。 在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。
模具尺寸 - 大尺寸模具常常使用预硬钢。 整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。
模具使用次数 - 长期使用(> 1 000 000次)的模具应使用高硬度钢，其硬度为48-65 HRC。 中等长时间使用(100 000到1 000 000次)的模具应使用预硬钢，其硬度为30-45 HRC。 短时间使用( 表面粗糙度 - 许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。 当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降。 硫含量高的钢也变得更脆。
八、 影响材料可切削性的首要因素是什么?
钢的化学成分很重要。 钢的合金成分越高，就越难加工。 当碳含量增加时，金属切削性能就下降。
钢的结构对金属切削性能也非常重要。 不同的结构包括： 锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。 锻件和铸件有非常难于加工的表面。
硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。 一般规律是钢越硬，就越难加工。 高速钢(HSS)可用于加工硬度最高为330-400 HB的材料;高速钢+钛化氮(TiN)涂层，可加工硬度最高为45 HRC的材料; 而对于硬度为65-70 HRC的材料，则必须使用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼(CBN)。
非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。 例如Al2O3 (氧化铝)，它是纯陶瓷，有很强的磨蚀性。
最后一个是残余应力，它能引起金属切削性能问题。 常常推荐在粗加工后进行应力释放工序。
九、 模具制造的生产成本由哪些部分组成?
粗略地说，成本的分布情况如下：
1、工件材料 20%
2、热处理 5%
3、加工(CNC、放电、线割等) 65%
4、装配/调整 10%
十、选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?
塑料-一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。 在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。
模具尺寸 - 大尺寸模具常常使用预硬钢。 整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。
模具使用次数 - 长期使用(> 1 000 000次)的模具应使用高硬度钢，其硬度为48-65 HRC。 中等长时间使用(100 000到1 000 000次)的模具应使用预硬钢，其硬度为30-45 HRC。 短时间使用( 表面粗糙度 - 许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。 当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降。 硫含量高的钢也变得更脆。
注塑件设计要点分析
1、利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷：缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。
2、为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性，下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。
2.1开模方向和分型线
每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。
2.1.1开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。
2.1.2例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标χ方向，如果开模方向设计成与χ轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。
2.1.3开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。
2.2脱模斜度
2.2.1适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。
2.2.2适当的脱模斜度可避免产品顶伤。
2.2.3深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度强度。
2.3产品壁厚
2.3.1各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5~4mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。
2.3.2壁厚不均会引起表面缩印。
2.3.3壁厚不均会引起气孔和熔接痕。
2.4加强筋
2.4.1加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。
2.4.2加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则引起表面缩印。
2.4.3加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。
2.5圆角
2.5.1圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。
2.5.2圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。
2.5.3设置合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。
2.5.4不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
2.6孔
2.6.1孔的形状应尽量简单，一般取圆形。
2.6.2孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。
2.6.3当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸(最大实体尺寸)计算。
2.6.4盲孔的长径比一般不超过4。
2.6.5孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
2.7注塑模的抽芯机构及避免
2.7.1当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。抽芯机构能成型复杂产品 结构，但易引起产品拼缝线，缩印等缺陷，并增加模具成本缩短模具寿命。
2.7.2.设计注塑产品时，如无特殊要求，尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向，利用型腔型芯碰穿等方法。