模具理论知识.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流模具理论知识.精品文档.第一课 模具种类模具的种类繁多，有多种不同的化分方法，通过本课讲述，从加工材料方面了解模具的种类，对模具的概念有个基本的认识。一模具的一般定义；在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或产品，这种专用工具统标为模具。二模具的种类：（从加工材料来分类）铸造模：铁水龙头，生铁平台锻造模：汽车车身非塑料模具 冲压模：计算机面板 压铸模：起合金汽缸体模具 注射成型模：电视机外壳、键盘吹塑模：饮料瓶压缩成型模：电木开关 塑料模具 转移成型模：集成电路制品挤压成型模：胶水管、

2、塑料袋热成型模：透明成型包装外壳旋转成型模：软胶洋娃娃玩具三注塑模中两板模和三板模的结构及运行原理 前模固定板水口板 A板B板方铁后模固定板第二课 注塑模具的组成注塑模具有其主要组成部分。根椐不同产品的要求又有些特殊结构，通过本课讲解，掌握注塑模具的基本结构。一.注塑模具的基本结构： 前模仁成型系统 后模仁 主流道 分流道 浇注系统 浇口 冷料穴 顶针 顶出系统 顶针板 复位杆 注塑模具基本结构 水道 冷却系统 密封圈 水接头 行位侧抽芯机构 斜顶 导柱 导向系统 导套 排气系统二模具简图及部分名称： 第三课 成型系统成型系统是成型产品的主要机构。通过本课学习，掌握前、后模仁及A、B板上的相关

3、机构的组成及其设计原理一. 模仁与A、B板配合时的避空角。如果取R角。一般取R10透角R角二. 锁紧块。一般在模仁大于300300时使用。（不同工厂要求不一样，以实际为准）锁紧块 三精定位三. 精定位。对前后模分型面起定位导向作用精定位四. 开模槽。深3-5mm.离导柱5mm距离开模槽五. 螺钉相关尺寸。六. 镶件。1 方便加工、维修2 有利于成型和脱模，不会因困气而注不满（如骨位较深时）3 可替换材料，增加模具强度（模具中很多插穿、碰穿的地方）4 节省材料，降低成本（模具中部分分型面高出其他部分较多时）5 产品周围止口时第四课 行位当产品有倒勾，或产品有咬花但脱模角度不够时需通过行位的侧面抽

4、芯来完成，通过本课的学习，掌握行位的使用及设计原则并能熟悉不同行位结构的选择一.使用时机：二、行位的设计原则： 1有足够的刚度与强度 2合理的分型处理（即在运动方向无倒扣等模具异常） 3运动的平衡与平稳4良好的互换性与加工处理工艺 三、斜导柱驱动方式的行位：1斜导柱驱动行位的设计参数2.斜导柱的固定方式四、拔块驱动的行位拔块驱动式的设计参数五、油缸驱动式的行位六、行位的导滑形式及压板形式1.采用整体式压板 采用整体式，加工困难，一般适用在模具较小且 空间受限制的场合。2. 采用矩形的压板 采用矩形的压板形式，加工简单，强度较好，应用 广泛。 3.采用“7”字形板 采用“7”字形板，加工简单，强

5、度较好，一般要加销孔定位，较常用。4.采用“T”形压板 当行位导滑装置受模具空间条件限制时可采用七、行位的限位形式八、行位座的种类：九、铲基的种类：十、行位的连接方式：第五课：斜顶斜顶与行位一样，也用于产品的扣位成型中，但斜顶常用于产品内部较短距离扣位的抽芯一、斜顶的设计原则1根椐产品的扣位确定斜顶角度，一般为30120 抽芯距一般大于产品扣位3mm2根据斜顶宽度及斜顶所在产品上的位置（主要看有无干涉、斜顶上胶位面落差否很大）来确定斜顶的厚度，一般不小于6.0mm3根据斜顶的长、宽、高来确定其导滑槽的形式4斜顶的导滑部分应开设油槽，后模仁部分的的斜度有效管位应大于20mm以上，否则应做其他机构

6、辅助导向5斜顶杆的材质应采用优质耐磨材料，或做特殊处理（如氮化处理）6对于斜顶被胶位所包紧的产品，在顶出时会由于包紧力的作用，产品会跟斜顶的运动方向走动，影响产品的取出，针对这种情况，可采用在顶针上做一圈胶位，在顶出时可起到定位作用，但需取得客户同意，且顶针直径需大于8mm以上。7当斜顶在抽芯方向的型腔构成面低于水平面时，此时固定座的滑道亦需做成低于水平面的斜度，角度大小与斜顶在顶出行程与产品表面构成的斜度相同。二、斜顶的种类1整体式；适合产品大而深，倒勾行程大的产品2.两段式：产品倒勾行程不大，产品高度不深，用两段式在后模和顶针板占用面积小、不会使各斜顶产生干涉。3.分体式斜顶：对于大型的斜

7、顶，为了节约材料，便于加工及后续维修，可采用分体式结构 三、导滑板：为了保证斜顶在滑动过程中的导向，在B板底部应设计有斜顶导滑块以确保斜顶在运动中的稳定性。四、固定座1.T型座结构：结构简单、加工、安装方便、适合较小型的模具2.滚轮结构:导向性好.精度要求高，斜度较大的斜顶可考虑第六课 浇注系统浇注系统是将熔融的塑料从注塑机引到模具的每一个型腔的机构，因此其参数和形式的差异均会影响到产品的品质。通过本课学习掌握流道和浇口的设计原则及不同流道及浇口的选择。一流道二浇口1浇口的设计原则A浇口应开在产品断面较厚的部位、利于浇注B浇口位置的选择，应使溶融料充模流程最短、减少压力损失、C浇口位置的选择，

8、尽量避免使溶融料直接冲入型腔，否则会产生漩流、在产品上留下螺旋状痕迹 D浇口位置的选择，应有利于排除型腔内的空气E浇口位置的选择，防止在产品表面产生接合线F浇口位置的选择，避免正对细小型芯，使其产生变形G大型或遍平薄壁件成型，可采用多浇口来防止翘曲、变形、缺胶。H浇口应尽量开在不影响产品外观和装配的部位，并尽量易于修整I在型腔能注满的前提下，浇口数目是愈少愈好。 2侧浇口适用于大部塑料、各种侧边允许浇口痕迹的制品，开在制品的边缘或边缘顶面，又分标准入水、搭接入水和扇形入水，下图中t为产品壁厚，L一般为（0.81mm） 3点浇口 适用于流动性好的塑料，以及不允许侧浇口，只能在产品表面进胶的产品

9、，也可用于一模多腔的模具 4潜水浇口 适用于外观不允许浇口痕迹及要求自动去除料把的模具 5弯钩形（又称香蕉形或牛角尖形）浇口 适用于要求自动去除料把：外观不允许浇口痕迹 ； 对一些特殊需要的产品（如产品的内表面没有位置加骨位或骨位不够深）对PMMA等较硬透明料不适用6直接浇口：对大型单一型腔产品（如盆、桶、电视机后壳、复印机前后盖等 ）成型效果非常好。三唧咀1普通2斜唧咀唧咀斜度一般不超过15度3细水口用唧咀四热唧咀借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固，也不会随产品脱模，所以又称无流道模。1热流道的优点：A无废料B压力损耗小C可缩短成型周期D提高产品的质量2热流道的不足：A模具高度增加B成本

10、高C存在热膨胀，需计算a。TE=ABC=预热膨胀补偿其中A：热咀尺寸B：温差，即热咀内的料温减模温C：膨胀系数和钢材的关系：0.00000736cm/b.A1=A+T.E.其中：A：室温下热咀的长度TE：膨胀长度五定位圈1定位圈的尺寸参数2定位圈与唧咀的安装标准适用于两板模 适用于三板模第七课 冷却系统模具的温度对熔融塑料充满、流动、固化成型，生产效率，产品形状尺寸精度都有重要影响. 通过本课学习掌握冷却系统的设计原则,以及不同冷却水道的选择一.冷却系统的设计原则:1、在保证钢料强度的前提下，冷却水道尽量设置在靠近型腔（型芯）表面、且彼此与型腔距离尽量一致、在加强冷却的同时，使模温均匀、进出水

11、温差控制在5以内。2、在保证钢料强度的前提下，冷却水道尽量排紧密3、同条水路的直径保证一致，防止压力损失3、产品壁厚部位以及浇口部位要加强冷却 4、一模多腔时，尽量使各腔水路独立、便于控制5、较大斜顶、行位也应设冷却水道6、当冷却水无法到达而又必须加强冷却时，可用铍铜镶件等热传导性好的材料来散热7、在模具设计时冷却系统的布置要先于脱模机构。比如顶针与冷却水道发生于涉时，要优先考顶针移位。8、冷却水道进出口尽量设计在模具的非操作侧。二具体要求：1、冷却水到产品边最少保证10mm以上2、冷却水到顶针、镶件最少要保持3mm3、“O”形圈到顶针、镶件最少要保持2mm4、水道与模面距离一般要大于2倍水径

12、5、水道与模仁边距离一般要大于水塞长宽加5mm6、水道直径常为6 mm，8 mm，10 mm，12mm7、冷却回路长度应在1.21.5以下三常见水道形式1直通式水道2圆圈式水道3水井水道4螺旋式水道5喷泉式水道6.导热棒式水道四水道的密封形式1采用“O”环密封圈“O”形密封圈及其密封沟槽尺寸2采用水孔塞或螺栓3采用铜棒的过盈配合六行位中水道的冷却形式1.整体式行位的冷却形式2.拼镶式行位的冷却形式七斜顶中水道的冷却形式第八课 顶出系统在注射型过程中，产品由模具中脱出，脱出产品的机构称之为顶出机构，通过本课学习需掌握顶出系统的设计原则及顶出部位和不同顶出形式的选择 一、顶出系统的设计原则1顶出过

13、程中在要保证顶出绝对平均、顶出平稳。2顶出元件选择及大小应尽可能统一、尽量单一化、以便加工及降低成本3顶出元件直接作用于产品表面，顶出力量要足够大、顶出元件应尽量做大，使顶出力平均、平稳。4结构复杂的产品无法保证一次顶出时、则考虑设计成二次顶出5顶出时，要保证型芯侧不形成真空背压、不可干涉其他成型元件，如有形成真空背压，则作吹气顶出。6顶出元件头部有碰穿成型时、应在元件的底部做垃圾钉。二、顶出部位的选择1顶出部位首先应从产品四周考虑设置，并采取较大面积的顶出元件，然后再考虑中央部位辅助顶出、也须优先采用大的顶出元件，除非迫不得已，小的顶针原则上不给予考虑。2产品的非外观面.依客户要求（如走纸面

14、、滑轨面等）不能设置顶出3顶出位置应尽可能设置在产品粘模力较大的地方、如筋位、柱位 4顶出位置尽可能设置在产品强度.刚度最大部位、以避免顶出时损坏产品面。如：凸缘、角落、筋底部等、但不考虑布置于斜面上、如迫不得以、须在顶出元件顶面加工防滑槽5.如产品表面不允许有顶出的痕迹,可以考虑做垃圾料辅助顶、脱模后加工将垃圾料去掉。三、顶出行程的确定1要顺利取出产品、必须保证足够的顶出行程、一般选择全产品顶出。顶出行程=产品高度+余量（15-20mm）2特殊情况、（比如产品很高）可以考虑非全产品顶出四、顶出元件的种类、1顶针(1)、标准1- 2级数为0.1mm1- 2级数为0.5mm长度一般为50mm一级

15、 (2) 形式A单节式：B变节式（托针）：3以下顶针为防止因强度不够而导致顶出时变形，一般做成变节式、一般要求托为顶针的两倍。托 针C顶针的限位（即防转）D顶针的置后顶出（即延迟顶出）：防止个别顶针正常顶出时顶出不良、造成顶白。置后量一般为0.5-1mm2扁顶：用于较深的加强筋处、置于筋的底部（附图3D）扁 顶3司筒（又称推管）：一般用于较深的螺丝孔的成型顶出，司筒的筒壁厚一般不应小于1mm、若太薄可做成变节式（即托针）注意其针和筒的组装方式如图：司筒直顶4直顶：部分产品的筋位比较深，如果此时用扁顶、由于扁顶一般较薄、强度有限，顶出行程太大时会变形甚至损坏，此时多用直顶5顶块：一般用于较大面积

16、的外观筋边沿处或较深产品有内部顶出时（1）顶出块上一部分为碰穿、一部分为成型部分、边界应有0.2-0.3距离、防止切伤成型面（2）顶块在周围环境允许的条件下，都须设计有顶了斜度30-50的如果不能做斜度，一般5mm下做油槽并将顶块特殊处理（如氮化处理）（3）顶块应有足够的导向长度、保证顶块顶出后不能脱开导滑面6推板：一般用于深腔产品（如：桶、颜料盒等）及圆筒形产品（1）、推板与型芯的接触面需做30-50斜度、防止工作时过热导致烧蚀（2）、推板的封胶边应比型芯的成型面大0.2-0.3防止顶出时切伤成型面推板7气顶：当产品内侧在正常顶出过程中产生背压、包风。产品包在型芯上、而产品内侧不允许有任何顶

17、出迹象时、考虑用空气顶出第九课 先复位机构在某些模具中、由于产品结构决定顶出装置与行位等抽芯机构发生干涉，导致无法顺利合模、因此需安装先复位机构、通过本课学习、需要掌握先复位机构的工作原理及不同形式的先复位机构的选择。一.弹簧、二.机械式先复位挡块摆杆斜度块三.油缸式先复位（较少使用）油 缸和注塑机的顶棍连接四.注塑机顶棍式先复位五.行程开关：确认复位动作是否到位、以保证下一步动作的安全运作。一般在模具结构相对比较复杂、且相互间须避免运动干涉时便用行程开关来保证动作的安全性回程开关第十课 其他机构一套完整的模具除了前面所讲述的几大系统外、根椐不同产品的成型要求会有相应的其他结构，通过本课学习掌

18、握这些基本结构的设计原理一导向系统：前后模合模时靠导柱、导套来导向和定位、模具有后模行位时必须便导柱进入导套内10-15mm后斜导柱才可以进入行位的导孔内、同此当行位的行程特别大（不是用液压抽芯）时、应当前模装导柱、后模装导套、这样方便加长导柱。推板模也必须导柱装在后模二中托司（又称顶针板导柱）：导向顶针板运动、防止顶针板受力不均而顶出不平衡、其直径与模具复位杆大小一致，模架大于3030以上加4套、小于3030加2套中托司撑头三撑头（支撑柱）：在较大的模具中、由于模具受力过大且只有两端方铁支撑、易产生变形、因此在模具应力集中部位适当增加撑头、以达到支撑平衡、撑头位置设计应避开顶针及斜顶等相干涉

19、物体四垃圾钉：安装在后模固定板与顶针底板之间、避免杂物进入顶针板与固定板之间。以下图A，图B为垃圾钉的安装形式图A可取下，可单独加工常用于大型模具图B不易取下，一般用在小型模具中，可整体加工五锁模块：模具完成后，为了避免在搬运或者生产安装时前后模分开，以至损坏模具或伤人，所以要安装锁模块。两板模安装在A.B板上，三板模安装在前面板和B板上。锁模块第十一课 注塑模具常见典型结构注塑模具结构由于不同产品的成型需要，相应有些典型的结构、通过本课的讲解、对一些常见典型结构的工作原理弄明白、在以后的实际工作中加以运用一前模行位二行位顶出三行位顶针四行位套行位五斜行位六后模进胶七前模斜顶八螺纹抽芯九气辅成

20、型塑料制品成形不良及原因不良状态啤机模具材料填 充 不 良 缺 胶材料温度低水口、流道小流动性差射胶压力低水口位置不当、走胶不均匀润滑不良村料供给不足排气不好、位置不当射咀孔太小模温低汽缸、射咀的堵塞冷料穴太小、造成冷料渣塞在水口及流道内批锋（毛边、毛刺）锁模力不够分型面接触不良、fit模不良流动性太好射胶压力高模温太高材料供给不多模板刚性不够、变形材料温度太高流道不平衡注射压力转换太迟保压压力太高缩 水射胶压力低模温高材料太软射胶速度太慢产品胶厚不一致收缩率太大材料温度高水口小保压时间短冷却不良、时间短材料供给不足浇口不对称螺杆止逆环磨损排气不良夹水纹注塑材料温度低水口、流道小过早硬化射胶压

21、力低模温低千够不够射胶速度慢水口位置不恰当润滑不良入水线注塑材料温度低模温低流动性差射胶压力低产品的胶厚不一致润滑不良射胶速度慢水口、流道小射咀孔径小冷料井小银色条纹、气泡射胶速度快排气不良干燥不够射胶压力低水口、流通小挥发性大射胶量小产品的胶厚不一致原料粒粗细不均保压时间短冷料井小或没有材料温度高黑色条纹、气泡注塑材料温度高排气不良润滑剂过多汽缸内停留时间长冷 料穴太小干燥不够汽缸有伤痕前模有油等污渍流道或产品脱模不良射胶压力高唧咀与流道孔的错位润滑剂不够材料的供给不过多模温高、冷却不足保压时间太久流道的脱模角小射出速度太快前模有倒扣或是脱模角小螺杆前进时间太长产品变形射胶压力高顶出机构不良

22、流动性差保压时间长模温高、冷却不足收缩率大产品退火不够水口大材料刚性不够冷却不均产品厚薄不均浇口大小不一致常用塑料特性一览表塑胶原料代号俗称收缩率密度（g/cm3）特性用途丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS不碎胶0.4-0.71.05坚硬、不易碎、表面易镀金属、价格较低玩具、机壳、日常用品聚丙烯PP百折胶1.0-2.50.9有弹性、韧性好、延伸性大、在0以下易变脆玩具、日常用品、包装袋、瓶子聚甲醛POM赛钢1.2-3.01.4极易分解、同时产生刺激性、腐烛性气体、模具钢需防腐耐磨；坚硬、易燃烧、在大气中爆晒易老化机械零件、齿轮、扛杆聚酰胺PA尼龙0.8-2.51.05坚韧、耐磨、耐油耐水、抗菌、吸水性大

23、齿轮、滑轮聚碳酸脂PC防弹玻璃胶0.5-0.81.2冲击强度高、无色透明、着色性好、流动性差防弹玻璃，仪表小零件、绝缘透明件、耐冲压零 件聚氯乙烯PVC0.6-1.51.38流动性极好、耐酸碱性极好、柔软、坚韧而有弹性薄板、喉管、电线电缆绝缘层、胶鞋、密封件聚甲基丙烯酸甲酯PMMA亚加力/有机玻璃0.5-0.71.18透明性极好、易脆、易、易溶于有机溶剂太阳镜、装饰品、灯罩、文具、广告牌、表盖、仪表盖聚 乙 烯PE花料1.5-3.60.95耐腐蚀性、绝缘性好、耐疲劳、耐磨薄膜、绝缘、耐腐蚀零件聚苯乙烯PS硬胶0.41.05抗拉、抗弯、透明性好、收缩小、耐腐性差仪表壳、容器低密度聚乙烯LDPE软

24、胶1.5-5.00.9半透明、易成形胶瓶、胶花、电线、包装袋高密度聚乙烯HDPE硬性软胶1.5-40.96白色、易成形水桶、电线、建材、包装袋金属热处理一、金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。二、金属热处理是机械械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工作的形状和整体的化学成份，而是通过改变内容的显微组织、或改变工件表面的化学成分、赋予或改变工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量、而这一般不是肉睛所能看见的三、热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程、有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔

25、接，不可间断。四、金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。五、整体热处理是对工件整体加热、然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。其大改分为：退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 1退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间、然后进行缓慢冷却，目的是便金属内部组织达到或接近平衡状态、获得良好的工艺性能和便用性能或者为进一步淬火作准备。 2正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细、常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 3淬火是将工件加热保温后、在水、

26、油或其他无机盐、有机水溶液淬冷介质中快速冷却。4淬火后钢件变硬，但同时变脆，为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于65的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这样工艺称为回火。淬火与回火关系密切、常常配合使用缺一不可。 5为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺、称为调质。 6某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度，强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。 7把压力加工形变与热处理有效而紧密地合起来进行，使工件获得很好的强度和韧性。这种配合办法称形变热处理。 8在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热

27、处理。它不仅能使工件不氧化、不脱碳、保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能、还可以通入渗剂进行化学热处理。 六、表面热处理：只加热工件表层以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。其主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，感应加热（感应电流、激光和电子束） 七、化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺，其与表面热处理的不同之处是前者改变了工件表层的化学成份，化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质（气体、液体、固体中加热、保温较长时间、从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。其主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。常用模具钢材（附CAD图档）