塑料模具设计原则

作者：陈建丽　陈婵娟　王春艳

　　【摘 要】针对塑料模具的功能，塑料产品成型的特殊性能，介绍了塑料模具设计时应注意的事项。
　　【关键词】塑料模具 分型面 壁厚 拔模斜度 模塑缺陷
　　
　　塑料模具的功能是双重的，赋予塑化的塑料以期望的形状、质量、冷却并推出塑件。模具决定最终塑件的性能、形状，尺寸和精度。因此设计先进合理的注射模具结构，是获得符合质量要求，产品质量稳定，达到最好 经济 效益的关键。做好塑料模具设计，要把握如下几个方面的原则：
　　1 分型面选择合理
　　为使产品和浇注系统凝料能从模具中取出，模具必须设置分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，分模面的设置决定了模具的结构和制造工艺，并影响熔体的流动及塑件的脱模。分型面总的选择原则是保证塑件质量，简化模具结构，有利于脱模。选择时综合考虑下面因素：
　　(1)不得位于明显位置上及影响形状。分型面不可避免地会在塑件上留下痕迹。最好不要选在产品光滑的外表面。
　　(2)不得由此形成低陷。即分型面的选择要有利于脱模，尽量避免侧抽芯机构。为此分型面要选择在塑件尺寸最大处。见图1，由于软管接头两端有低陷段，因此使用“立式分模之分模线”。
　　(3)应位于加工容易的位置。如图2所示，牙刷柄的分模线位于制品最大宽度面上，成形品脱模容易。者模具嵌合线与其外形曲线一致，加工容易。图3(a)所示分模线为阶段形，模具制作及成形品加工困难，图3(b)改用直线或曲面，可使加工变得容易。图4为电熨斗的分模线。
　
　　由以上分析可见，设计分型面时应根据塑件使用要求、塑件性能和注射机的技术参数以及模具加工等因素综合考虑，权衡利弊，选择最优的分型面。
　　2 拔模斜度恰当选取
　　为使成形品在型腔中脱出容易，拔模斜度是必须的。斜度的大小视成形品形状，塑料种类，模具结构，表面精度，以及加工方向等有所不同。普通场合，适当的斜度约为30′~1°30′。有关拔模斜度尚无精确的 计算 公式。大多情形，完全依据经验值，在不生妨碍生产的情形下，取较大的脱模斜度。
　　
　　

　　（1）箱盒及盖类零件
　　箱盒及盖类零件的拔模斜度依制品的高度有所不同。如图5所示，h为50mm以下者，s/h=1/30~1/50；h超过100mm，s/h<1/60；类似的浅形薄件，s/h=1/5~1/10。杯形制品的脱模斜度，型腔侧应较型芯侧略为放大。
　　（2）栅格
　　
　　栅格类型、尺寸及栅格部全部面积的尺寸，均会使拔模斜度各有差异。栅格节距(p)在4mm以下之场合，拔模斜度为1/10左右；栅格段尺寸(c)较大者，拔模斜度应予加大；栅格高度超过8mm，更有栅格段尺寸(c)较大的情形，将成形品动模侧型腔作1/2h以下的栅格。尺寸标示见图6。
　
　　3 壁厚均匀
　　塑件的壁厚是重要的结构要素，由使用要求和工艺要求决定，对工艺的影响很大，因此合理选择塑件的壁厚相当重要。就工艺上来说，壁厚过小，塑料在型腔中的流动阻力大，成型困难，特别对于形状复杂和大尺寸塑件容易出现充不满的缺陷或要较大提高注射压力；壁厚过大，不仅增加成本，还会产生延长冷却时间，加长成型周期，降低生产效率，此外，还容易产生缩孔、气泡等缺陷。壁厚应以各处均一为原则，但由于塑件的构造，或成形上壁厚必需变化者，并且由于 经济 原因亦需对壁厚作适当调整。决定壁厚必需考虑下列各点：（1）构造强度，（2）脱模强度，（3）能均匀分散冲击作用，（4）嵌合金属件部分防止开裂（成型材料与金属材料的热膨胀系数不同，收缩时容易产生裂痕），（5）结构对流动的阻碍，防止充填不足。壁厚(t)对各种成形材料可能的充填距离(l)之值汇列于表1中。壁厚的选取根据塑料的品种，成型件尺寸的大小而定。热固性塑料的小型塑件，壁厚取1.5~2.5mm，大型取3.2~8mm，流动性差的塑料取较大值，但一般不超过13mm。热塑性塑料流动性较好，易于成型薄壁塑件，常取1~4mm，最薄可达到0.25mm。一般材料的壁厚使用范围见表2。
　　
　　 参考 文献 ：
　　［1］陈万林.塑料模具设计与制作教程［m］.北京希望 电子 出版社，2001，1.
　　［2］郭新玲.塑料模具设计［m］.清华大学出版社，2008，6.
　　［3］朱光力，万金保. 塑料模具设计［m］.清华大学出版社，2007，6.