第一章模具订单与研发方案 1.1模具询价单 模具询价单 塑件名称 模穴数 需求日期 报价版本 报价截止日期 标准特征 特别特征 IX]定位环直径: [X]浇口套半径:mm [X]顶出机构设置导向 X]模具开设平衡的吊带孔 [X]先顶出复位机构 [X]设置成型计数器 X]所有模板开设吊孔 X]锁模机构 [X]不在边角开设撬棍槽 X]塑件上成型模穴号(针对多模穴模具) X]卸螺纹型芯 X]凹槽用水冷管接头 Ⅺ]不使用动模座板中心孔 X]模具上刻印塑件号和模具号 模具结构 [X]制模 X]客户 X]二板式 [X]热浇口套 设计类型 X]完整设计 [X]仅仅草图设计X]三板式 [X]双色模 X]热流道 [X]叠层模 顶出形式 浇口类型 模架材料 Ⅺ]限位柱 X]潜伏式浇口 [X]梯形截面 X]顶管顶出 ⅨX]侧浇口 [X]圆形截面 X]推板顶出 Ⅺ]热嘴 [X]热流道岐管 Ⅺ]扁顶针顶出 X]直浇口 [X]流道切除 气体辅助顶出 Ⅺ]点浇口 型芯 X]机动滑块 [X]镶件 [X]淬硬钢 [X]淬硬钢 X]耐磨片 Ⅺ固定板 [X]不锈钢 Ⅺ]不锈钢 X]侧向锁 [X]垫板 [X]预淬硬钢 [X]预淬硬钢 [X]液压式 Ⅺ]运水针 X]气动式 [X]滑块 [X]表面精度 [X]表面精度 X]滑块设润滑槽 X]镶针 [X]型芯镶件 [X]型芯镶件 排气
第一章 模具订单与研发方案 1.1 模具询价单 ` 1. 模具询价单 2. 塑件名称 模穴数 需求日期 塑件图号 报价版本 报价截止日期 塑件材料 收缩率 . 标准特征 特别特征 [X] 定位环直径： mm [X] 浇口套半径： mm [X] 顶出机构设置导向 [X] 模具开设平衡的吊带孔 [X] 先顶出复位机构 [X] 设置成型计数器 [X] 所有模板开设吊孔 [X] 锁模机构 [X] 不在边角开设撬棍槽 [X] 塑件上成型模穴号(针对多模穴模具) [X] 卸螺纹型芯 [X] 凹槽用水冷管接头 [X] 不使用动模座板中心孔 [X] 模具上刻印塑件号和模具号 模具设计 模具结构 设计: [X] 制模 [X] 客户 [X] 二板式 [X] 热浇口套 设计类型: [X] 完整设计 [X] 仅仅草图设计 [X] 三板式 [X] 双色模 [X] 热流道 [X] 叠层模 顶出形式 浇口类型 流道 模架材料 [X] 限位柱 [X] 潜伏式浇口 [X] 梯形截面 [X] 顶管顶出 [X] 侧浇口 [X] 圆形截面 [X] 推板顶出 [X] 热嘴 [X] 热流道岐管 [X] 扁顶针顶出 [X] 直浇口 [X] 流道切除 [X] 气体辅助顶出 [X] 点浇口 侧向机构 冷却 型芯 型腔 [X] 机动滑块 [X] 镶件 [X] 淬硬钢 [X] 淬硬钢 [X] 耐磨片 [X] 固定板 [X] 不锈钢 [X] 不锈钢 [X] 侧向锁 [X] 垫板 [X] 预淬硬钢 [X] 预淬硬钢 [X] 液压式 [X] 运水针 [X] [X] [X] 气动式 [X] 滑块 [X] 表面精度 [X] 表面精度 [X] 滑块设润滑槽 [X] 镶针 [X] 型芯镶件 [X] 型芯镶件 排气
X]实际位置 ]型腔X型芯X顶针X1导杆]滑块X]流道 级排气深度:mm,二级排气深度:mm X]每周一次模具进度报告 X]模具钢类型,零件使用洛氏硬度 X]初始设计图交由客户审批 [X]提供客户最后版本的模具全套设计图 Ⅺ]移模量产前试模样件需交客户审損 X]试模材料由[X]客户[X]模具制造商供应, X]备件需求 %型芯 %型腔 %顶出机构 %滑块 %其它 表1-1客户模具询价单的典型格式。模具开发商从客户处收到零件成品图纸、CAD数 据模型和其模具询价单后便可准备制订模具方案和报价。附加的资料包括模具使用的注塑 机、要求的模穴数;如果图纸没有标出,还要知道该制品所要使用塑料的类型。尽管上面的 信息是很重要的,但可能是不完全的,在进行模具设计前还要了解其他一些因素 指定塑料的模塑特性如何? 成型零件数,即预计成型周期次数? 制品用在何处,怎样使用? 制品是否要同其他零件进行配合? 公差? 收缩 脱模斜度? 浇注系统类型? 模具基本结构?(二板式/三板式) 热流道? 浇口位置、流动和熔接痕、顶出痕? 表面精整要求? 模腔布置? 模具所需的备件 注塑机的性能指标是否合适:吨位?注射量?塑化能力? 是否安排了制品的机械移出? 模具项目周期?模具T1日期? 这些问题和情况一部分可能随同模具询价单已经有结论,可能还有一些问题要与顾客对 话解决。在接到模具询价单后,核算模具的报价是很重要的。模具价格一般由有经验的模具 设计师或预算员来进行估计,他们常常就是模具业主。当预算员接受报价任务时,他们可能 会基于经验或相似模具的设计记录画出模具草图,然后根据草图估算全部成本。预算员还要 根据制品的复杂程度或新颖性加上一个安全系数后,再将模具估价报给顾客。 即使报价时所有的因素都已考虑进去了,仍存在着模具的报价低于应有价格的危险。报 出的模具价格必须比其他模具生产者报出的更有竞争性。 另一个问题是很多模具进行了报价,但它们并不最终都获得订单。许多企业至少要向三 家不同的模具制造商发出报价标书,这是一种惯例。 模具设计者必须知道报价时确定下来的模具规格参数,明白这一点很重要。如果不这样 他们就可能将模具设计得大大超出报价,要明白任何一家企业都是以最终赢利为目标的。 预算员所制订的模具研发方案并不一定是最佳的,在未来的正式设计过程中可能发现更
[X] 实际位置 [X] 型腔 [X] 型芯 [X] 顶针 [X] 导杆 [X] 滑块 [X] 流道 一级排气深度： mm, 二级排气深度： mm 附录： [X] 每周一次模具进度报告。 [X] 模具钢类型，零件使用洛氏硬度。 [X] 初始设计图交由客户审批 [X] 提供客户最后版本的模具全套设计图。. [X] 移模量产前试模样件需交客户审批。 [X] 试模材料由 [X] 客户 [X] 模具制造商 供应。 [X] 备件需求: % 型芯 % 型腔 % 顶出机构 % 滑块 %其它 表 1-1 客户模具询价单的典型格式。模具开发商从客户处收到零件成品图纸、CAD 数 据模型和其模具询价单后便可准备制订模具方案和报价。附加的资料包括模具使用的注塑 机、要求的模穴数；如果图纸没有标出，还要知道该制品所要使用塑料的类型。尽管上面的 信息是很重要的，但可能是不完全的，在进行模具设计前还要了解其他一些因素： 指定塑料的模塑特性如何? 成型零件数，即预计成型周期次数? 制品用在何处，怎样使用？ 制品是否要同其他零件进行配合? 公差? 收缩率? 脱模斜度? 浇注系统类型? 模具基本结构? (二板式/三板式) 热流道? 浇口位置、流动和熔接痕、顶出痕? 表面精整要求? 模腔布置? 模具所需的备件? 注塑机的性能指标是否合适：吨位? 注射量? 塑化能力? 是否安排了制品的机械移出? 模具项目周期? 模具 T1 日期? 这些问题和情况一部分可能随同模具询价单已经有结论，可能还有一些问题要与顾客对 话解决。在接到模具询价单后，核算模具的报价是很重要的。模具价格一般由有经验的模具 设计师或预算员来进行估计，他们常常就是模具业主。当预算员接受报价任务时，他们可能 会基于经验或相似模具的设计记录画出模具草图，然后根据草图估算全部成本。预算员还要 根据制品的复杂程度或新颖性加上一个安全系数后，再将模具估价报给顾客。 即使报价时所有的因素都已考虑进去了，仍存在着模具的报价低于应有价格的危险。报 出的模具价格必须比其他模具生产者报出的更有竞争性。 另一个问题是很多模具进行了报价，但它们并不最终都获得订单。许多企业至少要向三 家不同的模具制造商发出报价标书，这是一种惯例。 模具设计者必须知道报价时确定下来的模具规格参数，明白这一点很重要。如果不这样， 他们就可能将模具设计得大大超出报价，要明白任何一家企业都是以最终赢利为目标的。 预算员所制订的模具研发方案并不一定是最佳的，在未来的正式设计过程中可能发现更
好的设计思路,但模具设计者必须在模具设计一开始就要明白模具规格参数。极有可能会发 生制订方案和预算时错估或低估成型制品遇到的困难,或者在随后的模具订单中遗漏提供的 重要信息。 在模具设计人员对模具规格参数及其技术要求进行初步研究后,有时就会发现参数或由 于疏忽或出于故意被改变了,需要立即通知顾客由于这些变化造成的模具成本变化。客户可 能对这些变化影响模具成本的情况不清楚。以这种方式,可以避免事情的进一步恶化。 另一方面,如果错误是由于不合理的估价造成的,模具制造商只能努力将模具成本控制 在预算内,达到模具报价时所要求的条件,但决不能降低模具的质量或性能,因为这涉及模 具制造商者的名誉。由于不合理价造成的损失都可当作获取经验和树立信誉的投资,客户可 能会同意承担一部分或全部的额外费用,但是否要与顾客商谈,将已签订的模具价格重新加 高,应该由模具制造商视情况决定。 有时,模具价格受销售政策的影响,可以报价很低。例如,为了争取新顾客或为了进入 较少或毫无经验的新产品领域,模具制造商可以不顾价格的低廉,仍会投入额外的成本硏发 优质模具。 另一方面,还需要考虑塑料的成型性能。 ①流动特性。易流动材料一般不存在任何问题,但“稠”的材料需要更高的注射压力, 因而需要更坚固的模具结构。这同时也影响精确度和定位零件的强度 ②熔化温度。该温度越高,加热、冷却设计以及模具冷部件与热部件间的隔热方法就 变得更重要了。 ③材料降解。当热塑性材料在高温下超过一定时间就会存在一定程度的热敏感性,甚 至发生降解。 一些材料,在加热超过它的上界温度和相应的安全时间后,即使是加热很短的时间,它 也会放出有毒的气体,尽管这种材料并没有明显的降解迹象。其他材料也会放出高腐蚀性的 气体,这就需要选择特殊的模具材料和表面精整方法。 当材料颜色变化为黄或褐色时,发生降解。降解的最终形式是塑料发生焦化和变黑。制 品哪怕只含有小部分焦化材料也必须报废,不仅因为制品外观难看,而且因为材料的物理性 能已经丧失,不再具备原有的性能 预算员和设计师应该重视模塑成型周期的预测,模塑周期应尽可能短,但这需要增加 顶出部件、采用特殊的冷却方法、特殊的模具材料、润滑等,肯定会增加模具成本。有时塑 料材质、壁厚、脱模斜度、浇口等困素都可能对成型周期有很大影响。 公差也可能是模具设计开始前要进行检査的最重要方面,即在模具报价时就应该检查和 询问公差情况。与模具订单一起提供的最终制品图纸要与报价阶段制品图相比较,以保证没 出现任何变化。经常地,用于报价的图纸仅仅是初期的、不完备的,公差不一定会给出。因 为模具零件的机加工成本的大部分与公差有关,如果新的公差将影响模具成本,模具制造商 必须立即与顾客进行商量或将公差改回到报价的情况或重签新报价合同。 制品设计者经常在制品上设置对功能不必要的精密公差,正确的做法应该是给出一个相 当大的通用公差,只在制品功能需要或需要与另一制品匹配的地方,才将尺寸公差收紧。 要保证制品图上所示的公差是有意义和可以达到的,模具设计者不能忘记尺寸也依赖于 操作温度。在一些情况下,制品在成型后数小时甚至数天内都会一直收缩。对一些关键尺寸 和一定的材料,必须事先弄清何时和在何种情况下进行制品的测量。在工作的开始阶段与客 户一道进行公差分析可以避免未来的争论,如果规定的公差不合理,模具制造商设计者必须 与顾客进行讨论并得到一个书面的准许,这样模具制造商对超出规定公差的成型制品尺寸就 可以不负责任。 制品用在何处、怎样使用,可以给模具设计者提供有关制品的一些方面的重要信息,如
好的设计思路，但模具设计者必须在模具设计一开始就要明白模具规格参数。极有可能会发 生制订方案和预算时错估或低估成型制品遇到的困难，或者在随后的模具订单中遗漏提供的 重要信息。 在模具设计人员对模具规格参数及其技术要求进行初步研究后，有时就会发现参数或由 于疏忽或出于故意被改变了，需要立即通知顾客由于这些变化造成的模具成本变化。客户可 能对这些变化影响模具成本的情况不清楚。以这种方式，可以避免事情的进一步恶化。 另一方面，如果错误是由于不合理的估价造成的，模具制造商只能努力将模具成本控制 在预算内，达到模具报价时所要求的条件，但决不能降低模具的质量或性能，因为这涉及模 具制造商者的名誉。由于不合理价造成的损失都可当作获取经验和树立信誉的投资，客户可 能会同意承担一部分或全部的额外费用，但是否要与顾客商谈，将已签订的模具价格重新加 高，应该由模具制造商视情况决定。 有时，模具价格受销售政策的影响，可以报价很低。例如，为了争取新顾客或为了进入 较少或毫无经验的新产品领域，模具制造商可以不顾价格的低廉，仍会投入额外的成本研发 优质模具。 另一方面，还需要考虑塑料的成型性能。 ① 流动特性。易流动材料一般不存在任何问题，但“稠”的材料需要更高的注射压力， 因而需要更坚固的模具结构。这同时也影响精确度和定位零件的强度。 ② 熔化温度。该温度越高，加热、冷却设计以及模具冷部件与热部件间的隔热方法就 变得更重要了。 ③ 材料降解。当热塑性材料在高温下超过一定时间就会存在一定程度的热敏感性，甚 至发生降解。 一些材料，在加热超过它的上界温度和相应的安全时间后，即使是加热很短的时间，它 也会放出有毒的气体，尽管这种材料并没有明显的降解迹象。其他材料也会放出高腐蚀性的 气体，这就需要选择特殊的模具材料和表面精整方法。 当材料颜色变化为黄或褐色时，发生降解。降解的最终形式是塑料发生焦化和变黑。制 品哪怕只含有小部分焦化材料也必须报废，不仅因为制品外观难看，而且因为材料的物理性 能已经丧失，不再具备原有的性能。 预算员和设计师应该重视模塑成型周期的预测，模塑周期应尽可能短，但这需要增加 顶出部件、采用特殊的冷却方法、特殊的模具材料、润滑等，肯定会增加模具成本。有时塑 料材质、壁厚、脱模斜度、浇口等困素都可能对成型周期有很大影响。 公差也可能是模具设计开始前要进行检查的最重要方面，即在模具报价时就应该检查和 询问公差情况。与模具订单一起提供的最终制品图纸要与报价阶段制品图相比较，以保证没 出现任何变化。经常地，用于报价的图纸仅仅是初期的、不完备的，公差不一定会给出。因 为模具零件的机加工成本的大部分与公差有关，如果新的公差将影响模具成本，模具制造商 必须立即与顾客进行商量或将公差改回到报价的情况或重签新报价合同。 制品设计者经常在制品上设置对功能不必要的精密公差，正确的做法应该是给出一个相 当大的通用公差，只在制品功能需要或需要与另一制品匹配的地方，才将尺寸公差收紧。 要保证制品图上所示的公差是有意义和可以达到的，模具设计者不能忘记尺寸也依赖于 操作温度。在一些情况下，制品在成型后数小时甚至数天内都会一直收缩。对一些关键尺寸 和一定的材料，必须事先弄清何时和在何种情况下进行制品的测量。在工作的开始阶段与客 户一道进行公差分析可以避免未来的争论，如果规定的公差不合理，模具制造商设计者必须 与顾客进行讨论并得到一个书面的准许，这样模具制造商对超出规定公差的成型制品尺寸就 可以不负责任。 制品用在何处、怎样使用，可以给模具设计者提供有关制品的一些方面的重要信息，如
与其他制品的配合,表面精整要求,强度,浇口位置,顶杄等。设计者可能就会提出一些改 动建议,特别是在脆弱的模芯或薄筋区域,不仅是为了模具的更易制造,同时也是为了延长 模具的寿命,改善它的服务性能。 1.2塑件的结构工艺性 塑料结构件的设计是由它的用途、性能以及外观要求决定的,但是由于塑件大多是由塑 料注射模注射成型的,在塑件成型过程中,有它独特的工艺特点,所以,在设计塑料结构件 时,应充分考虑塑料成型工艺的特点,才能设计出既满足使用及外观要求,又能高效低耗成 型的塑件。而对于模具设计者来说,对设计塑料结构件的基本常识有详细了解是十分必要的。 12.1塑件尺寸精度 塑件是在热状态下注射成型的,因此塑件的尺寸精度除受模具的制造误差影响外,还受 到塑料收缩的影响。而塑料收缩率受到以下几个因素的影响 ①不同品牌的塑料其收缩率是各不相同的,而同一品牌的塑料也因生产厂家、生产批 量以及所含水分与挥发物等的差异,都会使收缩率有所不同。 ②在成型过程中,注射压力、时间及温度等注射成型条件的变化,也直接影响其收缩 率,如注射压力高时,塑件的收缩率就小些。 ③塑件的壁厚、几何形状等也会影响成型收缩率,如壁薄的塑件收缩较小。 ④模具结构,如浇口尺寸大时,收缩小;料流方向平行,则收缩大,这些因素都直接 影响着塑件的收缩率。由此可见,塑料的收缩率是不稳定,对塑件尺寸精度的影响也是必然 的,再加上脱模斜度、分型面产生的飞边以及成型零件的磨损等诸多因素,在设计塑料结构 件时,如没有必要时,不必选用较高的尺寸精度。 表1-2塑料推荐选用精度等级 建议选用的塑料等级 类别 塑料品种 高精度 一般精度 低精度 BS 聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯 聚苯醚 30%玻璃纤维增强塑 聚酰胺6、66、6109.1010 氯化聚醚 硬聚氯乙烯 高密度聚乙烯 聚丙烯 聚甲醛 软聚氯乙烯 低密度聚乙烯 塑料推荐选用精度等级见表1-2。塑件的质量除了尺寸精度外,还有塑件表面质量。塑
与其他制品的配合，表面精整要求，强度，浇口位置，顶杆等。设计者可能就会提出一些改 动建议，特别是在脆弱的模芯或薄筋区域，不仅是为了模具的更易制造，同时也是为了延长 模具的寿命，改善它的服务性能。 1.2 塑件的结构工艺性 塑料结构件的设计是由它的用途、性能以及外观要求决定的，但是由于塑件大多是由塑 料注射模注射成型的，在塑件成型过程中，有它独特的工艺特点，所以，在设计塑料结构件 时，应充分考虑塑料成型工艺的特点，才能设计出既满足使用及外观要求，又能高效低耗成 型的塑件。而对于模具设计者来说，对设计塑料结构件的基本常识有详细了解是十分必要的。 1.2.1 塑件尺寸精度 塑件是在热状态下注射成型的，因此塑件的尺寸精度除受模具的制造误差影响外，还受 到塑料收缩的影响。而塑料收缩率受到以下几个因素的影响。 ① 不同品牌的塑料其收缩率是各不相同的，而同一品牌的塑料也因生产厂家、生产批 量以及所含水分与挥发物等的差异，都会使收缩率有所不同。 ② 在成型过程中，注射压力、时间及温度等注射成型条件的变化，也直接影响其收缩 率，如注射压力高时，塑件的收缩率就小些。 ③ 塑件的壁厚、几何形状等也会影响成型收缩率，如壁薄的塑件收缩较小。 ④ 模具结构，如浇口尺寸大时，收缩小；料流方向平行，则收缩大，这些因素都直接 影响着塑件的收缩率。由此可见，塑料的收缩率是不稳定，对塑件尺寸精度的影响也是必然 的，再加上脱模斜度、分型面产生的飞边以及成型零件的磨损等诸多因素，在设计塑料结构 件时，如没有必要时，不必选用较高的尺寸精度。 表 1-2 塑料推荐选用精度等级 建议选用的塑料等级 类别 塑料品种 高精度 一般精度 低精度 ABS 聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯 聚苯醚 1 30%玻璃纤维增强塑料 3 4 5 聚酰胺 6、66、610.9.1010 2 氯化聚醚 硬聚氯乙烯 4 5 6 高密度聚乙烯 3 聚丙烯 聚甲醛 5 6 7 软聚氯乙烯 4 低密度聚乙烯 6 7 8 塑料推荐选用精度等级见表 1-2。塑件的质量除了尺寸精度外，还有塑件表面质量。塑
件表面质量包括以下几个方面:有无斑点、条纹、起泡、凹痕、熔接痕、色泽的质量以及表 面光泽性和表面粗糙度等,缺陷出现于注塑过程中。塑件的表面光泽性和表面粗糙度与成型 零件的表面粗糙度、模具的磨损程度、塑料的品牌与质量以及成型工艺条件有关。塑件外表 面的表面粗糙度一般要求较高,这根据塑件的技术要求而定。成型零件的表面粗糙度应更高 才能达到塑件要求。要求透明的塑件必须有很高的表面粗糙度,一般应达到Ra为0.025m 122壁厚 壁厚必须合理。不宜过小,这是因为在使用上必须有足够的强度刚度:在装配时能够承 受紧固力;在注塑成型时熔体能够充满型腔:在脱模时能够承受脱模机构的冲击和振动。壁 厚也不宜过大,否则使其收缩率加大,增加了尺寸的不稳定性,延长了塑件的冷却时间,并 且造成材料的浪费:过薄的塑件,使塑件的强度和刚度下降,用料过多,不但增加成本,而 且增加成型时问和冷却时间,延长注塑周期。另外也容易产生缩松、缩孔、凹痕、翘曲等缺 陷。塑件壁厚需要平衡经济性、质量和强度的考虑,它也取决于塑料品种、制品大小以及注 塑工艺条件。热塑性塑料易于成型薄壁制品,壁厚可达0.25mm,但一般不宜小于0.6-0.9 mm,常选取1.5~4mm。塑料制品中的壁厚一般应力求均匀,否则会因为固化或冷却过程不 同引起收缩不均匀,从而在制品内部产生内应力,导致制品产生翘曲、缩孔甚至开裂等缺陷。 如图1-1(a)所示是不合理的结构,而图1-1(b)则是合理结构。有时为了使可能产生的 熔接痕处于适当的位置,有意改变制品的壁厚。如图1-2所示,为了保证制品顶部质量,增 大顶部厚度,使熔体流动畅通,避免熔接痕产生于顶部。 W 图1-1塑料制品的壁厚设计 t 煌接痕
件表面质量包括以下几个方面：有无斑点、条纹、起泡、凹痕、熔接痕、色泽的质量以及表 面光泽性和表面粗糙度等，缺陷出现于注塑过程中。塑件的表面光泽性和表面粗糙度与成型 零件的表面粗糙度、模具的磨损程度、塑料的品牌与质量以及成型工艺条件有关。塑件外表 面的表面粗糙度一般要求较高，这根据塑件的技术要求而定。成型零件的表面粗糙度应更高， 才能达到塑件要求。要求透明的塑件必须有很高的表面粗糙度，一般应达到 Ra 为0.025μm 以上。 1.2.2 壁厚 壁厚必须合理。不宜过小，这是因为在使用上必须有足够的强度刚度；在装配时能够承 受紧固力；在注塑成型时熔体能够充满型腔；在脱模时能够承受脱模机构的冲击和振动。壁 厚也不宜过大，否则使其收缩率加大，增加了尺寸的不稳定性，延长了塑件的冷却时间，并 且造成材料的浪费；过薄的塑件，使塑件的强度和刚度下降，用料过多，不但增加成本，而 且增加成型时问和冷却时间，延长注塑周期。另外也容易产生缩松、缩孔、凹痕、翘曲等缺 陷。塑件壁厚需要平衡经济性、质量和强度的考虑，它也取决于塑料品种、制品大小以及注 塑工艺条件。热塑性塑料易于成型薄壁制品，壁厚可达 0.25 mm ，但一般不宜小于 0.6~0.9 mm，常选取 1.5~4 mm。塑料制品中的壁厚一般应力求均匀，否则会因为固化或冷却过程不 同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力，导致制品产生翘曲、缩孔甚至开裂等缺陷。 如图 1-1（a）所示是不合理的结构，而图 1-1（b）则是合理结构。有时为了使可能产生的 熔接痕处于适当的位置，有意改变制品的壁厚。如图 1-2 所示，为了保证制品顶部质量，增 大顶部厚度，使熔体流动畅通，避免熔接痕产生于顶部。 图 1-1 塑料制品的壁厚设计
Fig1-2塑料制品的不均匀壁厚 12.3加强筋 尽量在不增加壁厚的情况下,通过设置加强筋提高塑件强度和刚度。有的加强筋还能改 善成型时熔体的流动状况 图1-3(a)中的壁厚大而不均匀,图1-3(b)的图采用了加强筋,壁厚均匀,既省料 又提高了强度、刚度,避免了气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。加强筋的尺寸见图1-4。加 强筋的厚度比壁厚小。 题 图1-3采用加强筋减小壁厚 塑料制品中设置加强筋有以下要求:布置加强筋时,应尽量减少塑料的局部集中,以免 产生缩孔和气泡。图1-5为加强筋的布置情况,其中图1-5(a)因塑料局部集中,所以不合 理;图μ-5(b)的结构形式较好。加强筋的尺寸不宜过大,矮一些、多一些为好,加强筋之 间的中心距应大于两倍壁厚。如图1-6所示,这样既可以避免缩孔产生,又可以提高制品 的强度和刚度。加强筋布置的方向应尽量与熔体流动的方向一致,以利于熔体充满型腔,避 免熔体流动受到搅乱。加强筋的端面不应与制品支承面平齐,应有一定间隙。 (0.50.7)t <3t R=t/8 图1-4加强筋的尺寸
Fig.1-2 塑料制品的不均匀壁厚 1.2.3 加强筋 尽量在不增加壁厚的情况下，通过设置加强筋提高塑件强度和刚度。有的加强筋还能改 善成型时熔体的流动状况。 图 1-3（a）中的壁厚大而不均匀，图 1-3（b）的图采用了加强筋，壁厚均匀，既省料 又提高了强度、刚度，避免了气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。加强筋的尺寸见图 1-4。加 强筋的厚度比壁厚小。 图 1-3 采用加强筋减小壁厚 塑料制品中设置加强筋有以下要求：布置加强筋时，应尽量减少塑料的局部集中，以免 产生缩孔和气泡。图 l-5 为加强筋的布置情况，其中图 l-5（a）因塑料局部集中，所以不合 理；图 l-5（b）的结构形式较好。加强筋的尺寸不宜过大，矮一些、多一些为好，加强筋之 间的中心距应大于两倍壁厚。如图 1-6 所示，这样既可以避免缩孔产生，又可以提高制品 的强度和刚度。加强筋布置的方向应尽量与熔体流动的方向一致，以利于熔体充满型腔，避 免熔体流动受到搅乱。加强筋的端面不应与制品支承面平齐，应有一定间隙。 图 1-4 加强筋的尺寸 < (0.5~0.7) t < 3 t t R = t / 8
图1-5加强筋的布置 图1-6加强筋的设计 124支承面 当塑料制品需要由一个面为支承时,以整个底面作为支承面是不合理的,如图1-7所示 因为塑料制品稍有变形就会造成底面不平。为更好地起支承作用,常采用边框或底脚(三点 或四点)为支承面 囗凵 图1-7支撑面的设计 1.25脱模斜度 为了便于塑件脱模并且防止脱模时擦伤制品表面,与脱模方向平行的制品表面一般应具 有合理的脱模斜度。其大小主要取决于塑料的收缩率、塑料制品的形状和壁厚以及部位。 塑件内孔以型芯小端为准,斜度沿扩大方向标出;塑件外形以型腔大端为准,斜度沿减 小方向标出。常用塑料制品脱模斜度可参考表1-3。从表中可以看出,在一般情况下,脱模 斜度为30-130。通常,较高的塑件选取较小的脱模斜度。当制品有特殊要求或精度要求 较高时,应选用较小的斜度,外表面斜度可小至5,内表面斜度小至10-20,高度不大 的,还可以不要脱模斜度;较高、较大的尺寸选用较小的斜度:塑料制品形状复杂的,不易
图 1-5 加强筋的布置 图 1-6 加强筋的设计 1.2.4 支承面 当塑料制品需要由一个面为支承时，以整个底面作为支承面是不合理的，如图 1-7 所示， 因为塑料制品稍有变形就会造成底面不平。为更好地起支承作用，常采用边框或底脚（三点 或四点）为支承面。 图 1-7 支撑面的设计 1.2.5 脱模斜度 为了便于塑件脱模并且防止脱模时擦伤制品表面，与脱模方向平行的制品表面一般应具 有合理的脱模斜度。其大小主要取决于塑料的收缩率、塑料制品的形状和壁厚以及部位。 塑件内孔以型芯小端为准，斜度沿扩大方向标出；塑件外形以型腔大端为准，斜度沿减 小方向标出。常用塑料制品脱模斜度可参考表 1-3。从表中可以看出，在一般情况下，脱模 斜度为 ' ' 30 1 30 ° − 。通常，较高的塑件选取较小的脱模斜度。当制品有特殊要求或精度要求 较高时，应选用较小的斜度，外表面斜度可小至 ' 5 ，内表面斜度小至 ' ' 10 − 20 ，高度不大 的，还可以不要脱模斜度；较高、较大的尺寸选用较小的斜度；塑料制品形状复杂的，不易
脱模的,应取较大的斜度;塑件的凸起或加强筋单边应有4°-5的斜度;塑料制品壁厚大 的应选较大的斜度:在开模时,为了让制品留在动模一边,内表面斜度比外表面斜度小,相 反,为了让制品留在定模一边,则外表面斜度比内表面斜度小。 图1-8脱模斜度 表1-3常用塑料的脱模斜度 脱模斜度 脱模斜度 塑料名称 塑料名称 型芯 型腔 型芯 腔 聚乙烯 0′~45′ 5′~45′ PMMA 聚丙烯、软聚氯 聚酰胺(尼龙)20′~40 25′~40′ 烯 硬聚氯乙烯 聚碳酸酯 30′~50 聚苯乙烯 35-1°30′氯化聚醚 25′~45 ABS 35′~1 40′~1°20′聚甲醛 126孔的设计 塑料制品的孔有通孔、盲孔、螺纹孔、异形孔等。对这些孔的设置有以下要求:孔的形 状宜简单。复杂形状的孔,模具制造较困难。孔与孔之问,孔与壁之间均应有足够的距离, 见表1-4,孔径与孔的深度有一定关系,如表1-5所示。如果使用要求两个孔的间距或孔边 距小于表1-4规定的数值时,如图1-9,可将孔设计成图1-9b)的结构形式 表1-4热固性塑料孔间距、孔边距与孔径 孔径mm <1.5 1.5~3 6~10 10~18 孔间距、孔边距/mm 1~1.5 1.5~2 2~3 4~5 表1-5孔径与孔深的关系 成型方式 孔的深度 不通孔 压缩模塑 横孔 <1.5d 竖孔 <2.5d 挤出或注射模塑 4~5d
脱模的，应取较大的斜度；塑件的凸起或加强筋单边应有 ° ° 4 − 5 的斜度；塑料制品壁厚大 的应选较大的斜度；在开模时，为了让制品留在动模一边，内表面斜度比外表面斜度小，相 反，为了让制品留在定模一边，则外表面斜度比内表面斜度小。 图 1-8 脱模斜度 表 1-3 常用塑料的脱模斜度 脱模斜度 脱模斜度 塑料名称 型芯 型腔 塑料名称 型芯 型腔 聚乙烯 20′~45′ 25′~45′ PMMA 35′~1° 35′~1°30′ 聚丙烯、软聚氯 乙烯 20′~50′ 50′~1° 聚酰胺（尼龙） 20′~40′ 25′~40′ 硬聚氯乙烯 50′~1°45′ 50′~2° 聚碳酸酯 30′~50′ 35′~1° 聚苯乙烯 30′~1° 35′~1°30′ 氯化聚醚 20′~45′ 25′~45′ ABS 35′~1° 40′~1°20′ 聚甲醛 30′~1° 35′~1°30′ 1.2.6 孔的设计 塑料制品的孔有通孔、盲孔、螺纹孔、异形孔等。对这些孔的设置有以下要求：孔的形 状宜简单。复杂形状的孔，模具制造较困难。孔与孔之问，孔与壁之间均应有足够的距离， 见表 1-4 ，孔径与孔的深度有一定关系，如表 1-5 所示。如果使用要求两个孔的间距或孔边 距小于表 1-4 规定的数值时，如图 1-9，可将孔设计成图 1-9(b)的结构形式。 表 1-4 热固性塑料孔间距、孔边距与孔径 孔径/mm ＜1.5 1.5~3 3~6 6~10 10~18 18~30 孔间距、孔边距 /mm 1~1.5 1.5~2 2~3 3~4 4~5 5~7 表 1-5 孔径与孔深的关系 成型方式 孔的深度 通孔 不通孔 横孔 2.5d ＜1.5d 压缩模塑 竖孔 5d ＜2.5d 挤出或注射模塑 10d 4~5d
图1-9孔间距或孔边距过小时的改进设计 塑料制品上紧固用的孔和其它受力的孔,应设计出凸边予以加强,如图1-10所示。固 定孔可采用图1-l(a所示沉头螺钉孔形式,一般不采用图1-1(b)所示沉头螺钉孔形式。如 果必须采用图1-l1(b)形式时,则应采用图1-ll(c)的形式,以便设置型芯 ⑩ 山 图1-10孔的加强 图1-11固定孔的形式 12.7螺纹 塑料制品上的螺纹可以在注塑时直接成型,也可以注塑后进行机械加工,对于经常拆装 或受力较大的螺纹则采用金属的螺纹嵌件。 血n几I 图1-12塑件螺纹设计 设计塑料螺纹时,应有如下要求: I)注塑外螺纹直径不宜小于4mm,内螺纹直径不宜小于2mm。为了减小螺距的积累误 差,应尽量缩短配合长度,其应小于螺纹直径的1.5至2倍。 2)在端部应有大于0.5mm的无螺纹区,制造较容易,又可防止出现毛刺,在使用时还 起导向作用,如图1-12所示。 3)对于塑件的同轴线上有前后两段螺纹的零件,其螺纹的螺距和旋转方向应一致,这样 可以同时旋出螺纹零件,简化模具结构和塑件量产
图 1-9 孔间距或孔边距过小时的改进设计 塑料制品上紧固用的孔和其它受力的孔，应设计出凸边予以加强，如图 1-10 所示。固 定孔可采用图 1-11(a)所示沉头螺钉孔形式，一般不采用图 1-11(b)所示沉头螺钉孔形式。如 果必须采用图 1-11(b)形式时，则应采用图 1-11(c)的形式，以便设置型芯。 图 1-10 孔的加强 图 1-11 固定孔的形式 1.2.7 螺纹 塑料制品上的螺纹可以在注塑时直接成型，也可以注塑后进行机械加工，对于经常拆装 或受力较大的螺纹则采用金属的螺纹嵌件。 图 1-12 塑件螺纹设计 设计塑料螺纹时，应有如下要求： 1)注塑外螺纹直径不宜小于 4mm，内螺纹直径不宜小于 2mm。为了减小螺距的积累误 差，应尽量缩短配合长度，其应小于螺纹直径的 1.5 至 2 倍。 2)在端部应有大于 0.5mm 的无螺纹区，制造较容易，又可防止出现毛刺，在使用时还 起导向作用，如图 1-12 所示。 3)对于塑件的同轴线上有前后两段螺纹的零件，其螺纹的螺距和旋转方向应一致，这样 可以同时旋出螺纹零件，简化模具结构和塑件量产
128齿轮 图1-13塑件齿轮相关尺寸 设计塑料齿轮时,应有如下要求: 1)相互啮合的塑料齿轮应采用相同的塑料制造,避免因收缩不一致引起啮合状态不佳 2)各部分尺寸关系 H=D D>1.5D t1=3m 式中H-轮辐厚度,mm D-轮毂轴孔直径,mm D1-轮毂外径,mm; t1-轮辐宽度,mm m-齿轮模数。 3)塑料齿轮孔与轴配合采用过渡配合的形式,其固定方法应避免采用键槽连接的方式, 应采用如图1-13所示的固定形式。 129嵌件结构 在塑料制品内嵌入金属零件形成不可卸的连接,所嵌入的零件即称嵌件。各种塑料制品 中嵌件的作用不尽相同,有的是为了增加塑料制品的局部强度、硬度、耐磨性;有的是为了 保证电器性能,有的是为增加制品形状和尺寸的稳定性,提高精度等。嵌件的材料一般为金 属材料,也有用非金属材料的。 常用的嵌件如图1-14所示。其中图1-14(a)为圆筒形嵌件,有通孔和不通孔,有螺纹套、 轴套和薄壁套管等;图1-14(b)的为圆柱形嵌件,有螺杆、轴销、接线柱等:图1-14(c)为导 电片状嵌件和焊片;图1-14d)为汽车方向盘中的细杆状贯穿嵌件;图1-14(c)为有机玻璃表 壳中嵌入ABS塑料,属于非金属嵌件 设计带嵌件的塑料制品时,应注意的主要问题是嵌件固定的牢靠性、制品的强度以及注 塑过程中嵌件定位的稳定性。解决以上问题的关键是嵌件的结构设计及其与塑料制品的配合 关系 1)嵌件材料与塑料制品材料的膨胀系数应尽可能接近。必须保证嵌件受力时不发生转 动或顶出。其结构有以下几种:嵌入部分表面滚花和开槽,小件可只滚花不开槽,如图1-14(b) 所示;嵌入部分压扁,如图1-15(a)所示,这种结构用于导电部分必须保证有一定横截面 板、片状嵌件嵌入部分采用切口、冲孔、打弯方法固定,如图1-15(b)所示;薄壁管状嵌件
1.2.8 齿轮 图 1-13 塑件齿轮相关尺寸 设计塑料齿轮时，应有如下要求： 1)相互啮合的塑料齿轮应采用相同的塑料制造，避免因收缩不一致引起啮合状态不佳。 2)各部分尺寸关系： H = D D1 > 1.5D t1 = 3m 式中 H –轮辐厚度，mm； D –轮毂轴孔直径，mm； D1 - 轮毂外径，mm； t1 - 轮辐宽度，mm； m – 齿轮模数。 3)塑料齿轮孔与轴配合采用过渡配合的形式，其固定方法应避免采用键槽连接的方式， 应采用如图 1-13 所示的固定形式。 1.2.9 嵌件结构 在塑料制品内嵌入金属零件形成不可卸的连接，所嵌入的零件即称嵌件。各种塑料制品 中嵌件的作用不尽相同，有的是为了增加塑料制品的局部强度、硬度、耐磨性；有的是为了 保证电器性能，有的是为增加制品形状和尺寸的稳定性，提高精度等。嵌件的材料一般为金 属材料，也有用非金属材料的。 常用的嵌件如图 1-14 所示。其中图 1-14(a)为圆筒形嵌件，有通孔和不通孔，有螺纹套、 轴套和薄壁套管等；图 1-14(b)的为圆柱形嵌件，有螺杆、轴销、接线柱等；图 1-14(c)为导 电片状嵌件和焊片；图 1-14(d)为汽车方向盘中的细杆状贯穿嵌件；图 1-14(e)为有机玻璃表 壳中嵌入 ABS 塑料，属于非金属嵌件。 设计带嵌件的塑料制品时，应注意的主要问题是嵌件固定的牢靠性、制品的强度以及注 塑过程中嵌件定位的稳定性。解决以上问题的关键是嵌件的结构设计及其与塑料制品的配合 关系。 1）嵌件材料与塑料制品材料的膨胀系数应尽可能接近。必须保证嵌件受力时不发生转 动或顶出。其结构有以下几种：嵌入部分表面滚花和开槽，小件可只滚花不开槽，如图 1-14(b) 所示；嵌入部分压扁，如图 1-15(a)所示，这种结构用于导电部分必须保证有一定横截面； 板、片状嵌件嵌入部分采用切口、冲孔、打弯方法固定，如图 1-15(b)所示；薄壁管状嵌件