1.4 注塑模的设计步骤

1.4.1 设计模具应注意的问题

1.合理选择模具结构

根据塑料制件图样及技术要求，研究和选择适当的成型方法及成型设备，结合工厂的机械加工情况，提出模具结构方案，并充分进行讨论，以便设计出的模具结构合理，能够成型出达到质量要求的塑件，并且模具操作方便安全，取件顺利可靠。必要时，可以根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图样的要求。

2.正确地确定模具成型零件尺寸

模具成型零件的尺寸和表面粗糙度，对塑件的质量影响极大，必须特别注意。计算成型零件尺寸时，一般采用平均收缩率。对于高精度的制件，最好在成型材料及工艺条件、成型设备、进料口位置固定的情况下，按塑料制件几何形状在不同方向上测定的收缩率进行计算。

3.设计的模具应当制造方便

设计模具时，尽量使设计的模具制造容易，价格便宜。特别是对那些比较复杂的模具成型零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工，还是采用特殊的加工方法加工；若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎样进行组装。这些问题在设计模具中一定要加以讨论和解决，同时还要考虑到试模后的修模，留有足够的修模余地。

4.尽量减少后加工

设计制件时应充分考虑，尽可能注塑生产出具有要求尺寸精度的制件，减少不必要的后加工。在允许的范围内，尽可能地由模具成型制件上的孔、槽、上凸、下凹部分等，避免在制件成型之后，再用其他加工方法去加工这些部分。

5.设计的模具应当效率高且使用安全可靠

设计的模具应能保证在短时间内填充固化。推出装置要安全可靠，不致引起制件变形、破裂，而且切除流道容易，成型效率高。

6.模具零件应当耐磨耐用

模具零件磨耗损失小，能长时间运转，故障少。特别是像推杆一类的销柱件容易卡住、弯曲、折断，占模具故障的大部分。因此，在设计模具时应当写明这些零件的材料、加工方法及热处理等要求。

7.利用塑料的成型特性进行模具设计

除考虑塑料是否能满足制件力学性能、电气性能、耐热性、耐药品性、耐气候性等要求外，还应对塑料的成型特性充分了解，并在模具设计中加以利用，这也是为了得到优质制件的必要措施之一。

塑料种类和设计模具时应注意的事项见表1-1。

表1-1 塑料种类和设计模具时应注意的事项

（续）

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总之，设计模具时，要努力使自己设计的模具好制作、好用、好修、经济。

1.4.2 模具的设计步骤

1.接受任务书

成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：

1）经过审签的正规制件图样，并注明采用塑料的牌号、透明度等。

2）塑料制件说明书或技术要求。

3）生产数量。

4）塑料制件样品。

通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。

2.收集、分析、消化原始资料

收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工等方面的资料，以备设计模具时使用。

1）消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性、尺寸精度等技术要求。例如，塑料制件在表面形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、粘接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型误差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。

2）消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。

成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色及镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、粘接性或者焊接性等要求。

3）熟悉生产企业实际情况。这方面的内容很多，主要是成型设备的技术规范、模具制造车间的情况、标准资料、设计参考资料等。了解这些情况的目的是避免脱离生产实际情况来进行模具设计。

3.确定成型方法

根据塑料制件所采用的材料品种来选择成型方法，确定是否可用注塑法代替其他成型方法。

4.选择成型设备

根据成型设备的种类来进行模具设计，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模力、注射压力、模具安装尺寸、推出装置及尺寸、喷嘴孔直径和喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等。

要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。

5.确定模具结构方案

（1）确定模具类型 确定选用卧式、立式及角式注塑模，以及单型腔或多型腔等。

（2）确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备、理想的型腔数。在绝对可靠的条件下，能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济性的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状、表面粗糙度和尺寸精度。生产经济性要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。

1）型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。

对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，质量为5g，采用硬化浇注系统，型腔数取4～6个；塑料制件为一般精度（4～5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16～20个；塑料制件质量为12～16g，型腔数取8～12个；而质量为50～100g的塑料制件，型腔数取4～8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24～48个、16～32个和6～10个。当再继续增加塑料制件质量时，就很少采用多腔模具。7～9级精度的塑料制件，最大型腔数较4～5级精度的塑料制件增加50%。

2）确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱模、成型、塑料制件的表面质量等。

3）确定浇注系统（主流道、分流道及内浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气方法、排气槽位置及大小）。

4）选择推出方式（推杆、推管、推板、组合式推出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。

5）决定冷却及加热方式、加热冷却沟槽的形状及位置，以及加热元件的安装部位。

6）根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸、外形结构，以及所有连接、定位、导向件位置。

7）确定主要成型零件、结构件的结构形式。

8）考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。

以上这些问题如果解决了，模具的结构形式就自然而然地解决了。这时，就应该着手绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。

6.绘制模具图

要求按照国家制图标准绘制，但是也要结合企业标准和国标未规定的生产企业习惯画法。

在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。如果成型后除了修理飞边之外，不再进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全相同。

在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、制图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。

（1）绘制总装结构图 绘制总装图尽量采用1∶1的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其他视图同时画出。

模具总装图应包括以下内容：

1）模具成型部分结构。

2）浇注系统、排气系统的结构形式。

3）分型面及分模取件方式。

4）外形结构及所有连接件、定位件、导向件的位置。

5）标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。

6）辅助工具（取件卸模工具、校正工具等）。

7）按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。

8）标注技术要求和使用说明。

模具总装图的技术要求内容：

1）对于模具某些系统的性能要求。例如，对推出系统、滑块抽芯结构的装配要求。

2）对模具装配工艺的要求。例如，模具装配后分型面的贴合间隙不大于0.05mm，模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

3）模具使用、装拆方法。

4）防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。

5）有关试模及检验方面的要求。

（2）绘制全部零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。

1）图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工者易看懂、便于装配，图形尽可能与总装图一致，图形要清晰。

2）标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和脱模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。

3）表面粗糙度。把应用最多的一种表面粗糙度标于图样右上角，其他表面粗糙度符号在零件各表面分别标出。

4）其他内容，例如，零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求、表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。

7.校对

校对的内容如下：

（1）模具及其零件与塑件图样的关系 模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度、结构等是否符合塑件图样的要求。

（2）塑料制件方面 塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口、脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足，加工是否简单，成型材料的收缩率选用得是否正确。

（3）成型设备方面 注射量、注射压力、锁模力够不够，模具的安装、塑料制件的抽芯、脱模有无问题，注射机的喷嘴与浇口套能否正确地接触。

（4）模具结构方面

1）分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会发生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。

2）脱模方式是否正确，推杆、推管的大小、位置、数量是否合适，推板会不会被型芯卡住，会不会擦伤成型零件。

3）模具温度调节方面。加热器的功率、数量，冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。

4）处理塑料制件侧凹的方法、脱侧凹的机构是否恰当，例如，斜导柱抽芯机构中的滑块推杆是否相互干扰。

5）浇注、排气系统的位置、大小是否恰当。

（5）设计图样

1）装配图上各模具零件安置部位是否恰当，表示得是否清楚，有无遗漏零件和尺寸，总装图与零件图有无矛盾。

2）零件图上的零件编号、名称、制作数量，零件内制还是外购，是标准件还是非标准件，零件配合处精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量，模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。

3）核算主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误，不要使生产者换算。

4）检查全部零件图及总装图的视图布置，投影是否正确，画法是否符合制图国标，有无遗漏尺寸。

（6）校核加工性能 检查所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标注等是否有利于加工。

（7）核算辅助工具的主要工作尺寸 专业校对原则上按设计者自我校对项目进行，但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全等方面。

8.制造

由模具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并且为加工制造作好准备。

在模具零件的制造过程中要加强检验，把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行全面检验，主要是检验模具零件的性能情况是否良好。只有这样才能保证模具的制造质量。

9.试模及修模

模具设计虽然是在选定成型设备、成型材料后，在预想的工艺条件下进行的，但是人们的认识往往是不完善的。因此，必须在模具加工完成以后进行试模检验，看成型的制件质量如何。发现问题后，进行排除错误性的修模。

塑件出现不良现象的种类很多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交织在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致的分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易变更，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。

修理模具更应慎重，没有十分的把握不可轻易改动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。

10.整理资料进行归档

模具经试模检验后，若暂时不使用，则应该完全擦除脱模渣滓、灰尘、油污等，涂上黄油或其他防锈油防锈，送到保管场所保管。

把由设计模具开始到模具加工成功、检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如，任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很麻烦，但是对以后修理模具、设计新的模具都是很有用处的。