第二篇 模具设计专业知识点拨

3.1 模具的分类与基本功能

模具是现代工业的重要工艺装备，是许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具设计与制造水平有了较大提高。其中以生产汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分轿车覆盖件模具。塑料模热流道技术，气体辅助注射技术，以及压铸模技术得到了深入发展和应用。模具的形状决定着这些产品的外形。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，都与模具有着密切的关系。

模具的分类，一般可分为非塑胶模具和塑胶模具两类。

（1）非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模4种。

A.铸造模主要适用于制造表面精度要求不高的铸件，例如：水龙头、生铁平台等。

B.锻造模主要用于制造各种重要的、受力大的机械零件或工具的毛坯，例如：汽车车身等。

C.冲压模主要用于制造薄板构件，例如：计算机面板等。

D.压铸模主要用于低熔点有色金属（如锌、铝、铜、镁等合金）的小型、薄壁、形状复杂件的大批量生产，例如：超合金，汽缸体等。

（2）塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：

A.注射成型模适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，例如：电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍）等；

B.吹气模适用于制造中空制品，例如：饮料瓶等；

C.压缩成型模多用于成型热固性塑料，成型热塑性塑料以及不加热的冷压成型压制模具和成型聚四氟乙烯坯件，例如：电木开关、科学瓷碗碟等；

D.挤压成型模——胶水管、塑胶袋；

E.热成型模——透明成型包装外壳；

F.旋转成型模——软胶洋娃娃玩具。

3.2 塑料分类及注塑工艺基础

塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。

树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。

3.2.1 塑料分类及其基本用途

1.塑料的分类

塑料的分类方法很多，下面详细介绍。

（1）按其热性能可分为两类：热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料：其塑料的高分子具有线性支链型结构，加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化（液态←→固态），是所谓的物理变化。但加热温度不得超过该塑料的分解温度。

热固性塑料：指的是加热后，会使分子构造结合成网状形态。一旦结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出所谓的非可逆变化，使分子构造发生了变化（化学变化所致）。当温度过高时该塑料发生焦化分解。

（2）塑料按应用又可分为通用塑料、工程塑料和功能塑料三种。

通用塑料产量高、用途范围广泛、价格低。目前六大品种是聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯、氨基塑料和酚醛塑料，这些塑料占塑料总产量的3/5以上。其中聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。

工程塑料是具有较高强度、刚度和韧性，能耐高温、耐辐射、耐腐蚀，能在机械设备和工程结构中应用的一类塑料。一般工作应力大于150MPa，连续工作温度能超过150℃以上的塑料。目前主要的品种有ABS、尼龙、聚砜、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。通常把聚酰胺（尼龙）、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯醚和热塑性聚酯称为五大工程塑料。这种塑料产量虽然不大，但应用范围广，在很多工业部门都是非常重要的原料。

功能塑料是指具有特殊性能，能满足特殊使用要求的一类塑料。如医用塑料、导电塑料等。

（3）塑料还可按化学组成、耐热等级、结晶性等进行分类。

按化学组成分类，如聚乙烯类塑料（聚乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚3-甲基戊烯-1、聚丙烯等）、乙烯基塑料（聚氯乙稀树脂、聚乙酸乙烯酯等）、氟塑料（聚四氟乙烯树脂、聚全氟代乙丙烯等）、有机硅、酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等。

按耐热等级分类时，常把使用温度范围在100~150℃作为一个等级，如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛以及聚苯烯、ABS树脂的玻璃纤维增强材料等。使用温度在200℃以上，经1000h仍具有足够强度塑料称之为耐高温工程塑料，如增强聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯树脂、玻璃纤维增强尼龙等。

从高分子的结晶形态分类，如结晶性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚苯硫醚等；非结晶性塑料有聚苯乙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚丙烯等。

2.塑料的基本用途

随着塑料工业的飞速发展，塑料的品种和牌号越来越多。塑料已逐渐成为重要的基础材料之一。由于塑料的原料广泛、性能优良、易加工成型、价廉物美，所以不仅广泛应用于人们的生活之中，还广泛用于电子、仪器仪表、家用电器、农业、轻工业、建筑业、汽车、化工、医药、轻纺、包装行业、国防等领域。

但塑料的用途是根据塑料的性能来确定的，因此读者应先了解塑料的基本性能。

（1）塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9~2.3克/厘米 3之间，只有钢铁的1/8~1/3、铝的1/2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01~0.5克/厘米 3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170~300兆帕。

（2）优异的电绝缘性能。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。

（3）优良的化学稳定性能。一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐“王水”等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为“塑料王”。

（4）减磨、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减磨、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。

（5）透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料像玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能，因此常用作防护包装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。

（6）减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。例如，用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪声，各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。

上述塑料的优良性能，使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途。目前它已成为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品，而一跃成为现代生活和高科技工业不可缺少的材料。

然而，塑料也有不足之处。例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数在200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3~10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些物质的作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。不过，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。

3.2.2 塑料注塑工艺简介

注塑成型是热塑性塑料加工的主要方法之一。注塑成型过程中，粒状或粉状物料经受热熔融并使之保持流动状态，然后在压力作用下注入闭合的模具内，经冷却定型后即成为所需形状的塑件。这个过程经注塑成型机和注塑模具来实现。注塑成型工艺流程如图3所示。

根据上述基本原理，注塑机应当完成下列三项任务：

（1）使塑料均匀塑化达到流动状态；

（2）使注塑模闭合，并以一定的压力和速度将熔融的塑料注入模具内，并使其冷却和定型；

（3）开启注塑模将塑件顶出。

3.3 塑料模具结构设计知识

塑料注射（塑）模具，是塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射成型机，其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块，常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢，高速钢等。

3.3.1 塑料模具结构的组成

塑料模具的结构是由注塑机的形式和制件的复杂程度等因素决定的。凡是注塑模具，均可分为动模和定模两大部分。注塑时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，取出制件。根据模具上各个部件所起的作用，可分为以下几个部分。

（1）成型零部件

型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模（成型塑件内部形状）、凹模（成型塑件外部形状）、型芯或成型杆、镶块等构成。模具的型腔由动模和定模有关部分联合构成。

（2）浇注系统

将塑料由注塑机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口、冷料井所组成。

（3）导向部分

为确保动模与定模合模时准确对中而设导向零件。通常有导柱、导向孔或在动定模上分别设置互相吻合的内外锥面，有的模具上还设有导向零件，使顶出板保持水平运动。

（4）分型抽芯机构

带有外侧凹或侧孔的塑件，在被顶出以前，必须先进行侧向分型，拔出侧向凸模或抽出侧抽芯，然后方能顺利脱出。

（5）顶出装置

在开模过程中，将塑件从模具中顶出的装置。

（6）冷却加热系统

为了满足注塑工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。冷却系统一般在模具内开设冷却水道，加热则在模具内部或周围安装加热元件。

（7）排气系统

为了在注塑过程中将型腔内原有的空气排出，常在分型面处开设排气槽。但是小型塑件排气量不大，可直接利用分型面排气，许多模具的顶杆或型芯与模具的配合间隙均可起排气作用，故不必另外开设排气槽。

3.3.2 浇注系统的结构和设计

浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。它可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统。浇注系统设计的好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响很大。

1.普通浇注系统的结构

普通浇注系统由主流道、冷料井、分流道、浇口、四部分组成。

主流道系指紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。

冷料井是为了除去料流中的前锋冷料而设置。

分流道系指将从主流道中来的塑料沿分型面引入各个型腔的那一段流道，因此它开设在分型面上。

浇口系指流道末端将塑料引入型腔的狭窄部分，除了主流道型浇口以外的各种浇口，其断面尺寸一般都比分流道的断面尺寸小，长度也短，起着料流速度、补料时间等的调节控制作用。

2.普通浇注系统的设计

● 主流道的设计

由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主料道衬套，以便选用优质钢材单独进行加工和热处理。

主流道与喷嘴接触处多作为半球形的凹坑，以避免高压的塑料从缝隙处溢出。一般凹坑的半径R2应比喷嘴头半径R1大1~2毫米。

● 冷料井和拉料杆的设计

冷料井常设在主流道正对面的动模上，直径宜大于主流道大端直径，以利冷料流入。冷料井底部常做成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料井兼有分模时将主流道凝料从主流道中拉出附在动模边的作用。常见的冷料井拉料结构可分为以下三种类型：

① 带Z形头拉料杆的冷料井；

② 带球形头拉料杆的冷料井；

③ 无拉料杆冷料井。

● 分流道的设计

在单腔模中，常不开设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道。分流道应短而粗，但为了减少浇注系统的回流量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还会增长注塑料的周期。常见的分流道断面如下：

① 圆形断面分流道：该分流道比表面积最小，热量不容易流失，阻力小，但是制造比较困难；

② 梯形断面分流道：该分流道易于机械加工，且热量损失和阻力损失均不大，是最常用的形式；

③ U形断面分流道：该分流道的优缺点与梯形断面分流道基本相同；

④ 半圆形断面分流道：该分流道的比表面积较大，不常用；

⑤ 矩形断面分流道：与半圆形断面分流道同。

分流道尺寸视制品大小和塑料品种、注塑速率以及分流道长度而定。

在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式两类，而以平衡式为佳。

● 浇口（内浇口）的设计

浇口是浇注系统的关键部分，浇口的形状和尺寸对制件质量影响很大，浇口在多数情况下，系整个流道中断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般浇口的断面积与分流道的断面积之比为0.03~0.09。断面形状常见为矩形或圆形，浇口台阶长1~1.5毫米左右。

常见的浇口形式有以下几种：

① 针点式浇口：针点式浇口又名橄榄形浇口、菱形浇口，是一种尺寸很小的浇口；

② 潜伏式浇口：它除了具备针点式浇口的特点外，其进料部分一般选在制件侧面较隐蔽处，使不致影响制品的美观；

③ 边缘浇口：又名侧浇口。一般开在分型面上，从制件边缘进料；

④ 扇形浇口：是边缘浇口的一种变异形式；

⑤ 平缝式浇口：又名薄片式浇口。对于大面积的扁平制品，可以采用平缝式浇口；

⑥ 圆形浇口：主要用于圆筒形制品或中间带孔的制品；

⑦ 轮辐式浇口：适用范围类似于圆环形浇口，但它把整个圆周进料改成了几小段圆弧进料；

⑧ 爪浇口：是轮辐式浇口的一种变异形式；

⑨ 护耳式浇口：又名分接式浇口。小尺寸的内浇口虽然有一系列的优点，但易产生喷射，造成制件的各种缺陷，采用护耳式浇口就可以避免上述缺陷；

⑩ 直接浇口：又名中心浇口，主流道型浇口。

3.3.3 侧向分型与抽芯机构的结构和设计

当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中顶出塑件。完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。

抽芯方式按其动力来源可分为手动、机动、气动或液压分型抽芯。

机动式分型与抽芯机构分为弹簧、斜导柱、弯销、斜导槽、楔块、斜滑块、斜槽、齿轮、齿条八种。

当塑件的侧凹比较浅，所需抽拔力和抽芯距不大的时候，可以采用弹簧或硬橡皮实现抽芯动作。

斜导柱分型与抽芯机构只要不是内凹或有倒钩，都可以采用。

弯销分型与抽芯机构除了具有斜导柱分型与抽芯机构的特点外，还可用于滑块的内侧抽芯。

当测芯的抽拔距比较大时，可采用斜导槽分型与抽芯机构。

契块分型机构的结构比较简单，模具体积比较小，制造方便，分型力和锁紧力都大，用于大型塑件抽拔距较小的情况比较合适。

斜滑块分型抽芯机构分为滑块导滑抽芯机构和斜杆导滑抽芯机构。当塑件侧面的凹槽或孔较浅，所需的抽拔距不大，但成型面较大时，采用滑块导滑的形式；当塑件所需的抽拔力不大时，采用斜杆导滑的形式，它分为外侧抽芯和内侧抽芯两种形式。

塑件的侧芯抽拔力不大，抽拔距小，而且多个侧芯等分于圆的周围时，多采用斜槽分型与抽芯机构。

3.3.4 顶出机构的结构和设计

在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构，或顶出机构。

1.顶出机构的结构

脱模机构的结构主要由七个零件组成，即顶出零件、顶杆、顶出固定板、顶出板、导柱和导套、回程杆、钩料杆。

具体描述为：顶出零件为直接与塑件接触，将塑件顶出型腔；由于顶杆需要固定，因此设立顶出固定板和顶出板，这两板由螺钉连接，注塑机上的顶出力作用在顶出板上；为了使顶出过程平稳，顶出零件不至于弯曲或卡死，常设有顶出系统的导柱和导套；顶出板的回程则是靠回程杆实现的；最后一个零件是钩料杆，它的作用是钩着浇注系统的冷料，使其随同塑件一起留在动模。并不是所有的模具都必须有这些零件，这要由结构的需要确定。

2.顶出机构的设计

（1）顶杆的设计

顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方。顶杆不宜设在塑件最薄处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可通过增大顶出面积来改善塑件受力情况。

顶杆的直径不宜过细，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。

顶杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05~1毫米，否则会影响塑件使用。

在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，顶杆的数量不宜过多。

顶杆的材料多用35钢，T8或T10，顶杆头部要淬火处理达50HRC以上。

（2）推板脱模机构

凡是薄壁容器、壳体型塑件以及不允许在塑件表面留有顶出痕迹的塑件，可采用推板脱模。推板顶出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且顶出力大。

推板脱模结构不必另设复位机构，在合模过程中，待分型面一接触，推板即可在合模力的作用下回到初始位置。

（3）活动镶件或凹模脱模机构

有一些塑件由于结构形状和所用材料的关系，不能采用顶杆、顶管、推板等顶出机构脱模时，可用成型镶件或凹模带出塑件。

（4）多元件综合脱模机构

在实际生产中往往遇到一些深腔壳体、薄壁、有局部管形、凸筋、凸台、金属嵌件等复杂塑件，如果采用单一的脱模形式，不能保证塑件的质量，这时就要采用两种或两种以上的多元件脱模机构。

（5）气压脱模机构

使用气压脱模虽然要设置通过压缩空气的通路和气门等，但加工比较简单，对于深腔塑件，特别是软性塑料的脱模是有效的。

3.3.5 冷却、排气系统的设计

为了提高生产率，得到变形小的制品。除了塑件形状与型腔设计外，冷却系统的设计是很重要的。设计冷却系统时需要注意下面的事项。

（1）冷却水孔数量尽量多、尺寸尽量大。

（2）冷却水孔至型腔表面距离相等。

（3）浇口处加强冷却。

（4）降低入水与出水的温度差。

（5）冷却水孔的排列形式。冷却水通道的开设应该尽可能按照型腔的形状，对于不同形状的塑件，冷却水道位置也不同。具体表现为：

● 薄壁、扁平塑件 动模和定模都是距型腔等距离钻孔；

● 中等深度壳形塑件 定模距型腔等距离钻孔，动模开设冷却水槽；

● 深型腔塑件 深的型腔最困难的是型芯的冷却，对于深度浅的情况，钻孔并堵塞得到和塑件形状类似的回路。对于深腔的大型制品，定模采取自浇口附近入水、在周围回转由外侧的钻孔把水导出的方式；

● 狭窄的、薄的、小型的制品，因为型芯细，在型芯中心开盲孔，放进管子，由管中进入的水喷射到浇口的附近，进行冷却，管的外侧和孔壁间的水通向出水孔。当型芯非常细，不能开孔时，可以选用导热性好的铍铜合金作为型芯的材料；

● 冷却水通道要尽量避开塑件的熔接痕部位，以免影响塑件的强度。

（6）便于加工和清理。冷却水通道要易于机械加工，便于清理，一般孔径设计为8~12毫米。

由于塑件的形状是各种各样的，必须根据型腔内的温度分布、浇口位置等设计不同的冷却系统。

3.4 塑料模具设计的注意事项

设计注射（塑）模具时，既要考虑塑料熔体流动行为等塑料加工工艺要求方面的问题，又要考虑模具制造装配等模具结构方面的问题。这些问题，并非孤立存在，而是相互影响的，应综合加以考虑。

3.4.1 制品的分析及收缩率的考虑

在计算模具成型零件的尺寸时，准确地选择塑件的收缩率值是保证塑件尺寸精度的关键。

影响收缩率的因素很多，在确定收缩率时主要根据塑料品种，塑件形状及壁厚来考虑。一般确定收缩率的方法如下。

（1）对于收缩率范围较小的塑料品种，确定收缩率时一般取其平均值即可。对于塑件形状及壁厚可不作为主要因素。

（2）对于收缩率范围较大的塑料品种，确定收缩率时应根据塑件形状，尤其是壁厚来酌情选择收缩率值，塑件的各部位选择的收缩值应各不相同。

3.4.2 浇注系统设计的注意点

设计浇注系统需要注意下面事项。

● 设计浇注系统应适用所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。

● 根据塑件大小、形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯或型芯受力不均匀以及充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。

● 设置浇注系统还应该考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。

● 设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。

● 在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统应考虑到注塑机模板大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注塑时受力不均。

● 在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成型质量前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。

● 在注塑间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。

3.4.3 冷却系统的考虑及注意点

模具冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、挠曲性、伸长率较好的塑件。

1.冷却系统的考虑因素

（1）模具结构形式，如普通模具、细长型芯的模具、复杂型芯的模具及脱模机构障碍多的或镶块多的模具，对冷却系统设计直接有关。

（2）模具的大小和冷却面积。

（3）塑件熔接痕位置。

2.冷却系统的注意点

（1）水孔边离型腔的距离，一般保持在15~25毫米左右，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率太低。水孔直径一般在φ8毫米以上。根据模具大小（塑件重量）决定。

（2）水孔通过镶块时，应考虑镶套管等密封问题。

（3）水孔管路应畅通无阻。

（4）水管接头（冷却水嘴）的位置应尽可能放置在不影响操作的一侧。

（5）冷却水孔管路一般最好不开设在型腔塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。

3.4.4 浇口与流道的设计考虑

1.浇口的设计考虑

浇口是熔料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间流动速度。浇口太小熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注塑压力损失大，但浇口太大则会造成塑料损耗大，冷却时间长，发生旋涡及紊流，要求机床可塑化能力增大。

浇口设计考虑的因素主要如下：

● 塑料流动能量损失最小；

● 浇口的位置应使进型腔的塑料，能顺利地排出模腔内的空气，进入型腔的塑料不要立即封闭排气系统；

● 浇口的位置要避免造成收缩变形；

● 浇口的位置应减少或者避免塑件的熔接痕；

● 对有镶件的模具，浇口位置不能使流动的塑料冲击镶件，但也不能离进料口太远，否则塑料流到镶件附近时变冷熔接不好；

● 浇口的位置及大小要考虑对型芯的影响。尽量避免进入的塑料正面冲击型芯。

● 外观要求高的塑件则浇口不允许设置在表面上，同时要考虑清理简便不损坏塑件。

2.流道的设计考虑

流道的形状及尺寸应满足在相等截面积时其周长为最小的要求，从而可减少熔料散热面积和摩擦阻力。

流道设计考虑的因素主要如下：

● 流道不必精修，料流的外层的流动小些为好，但必须避免有凸起和凹入，以免分型和脱模不良；

● 流道和进料口连接部分的好坏，会产生不必要的压力损失；

● 流道的长度在模具结构允许的情况下应尽量短，以免模具尺寸加大，塑料损耗增多，融料冷却快，但流道过短也会使去除流道不方便；

● 在保证熔料充满型腔的情况下，流道断面及长度应该尽量取小，特别对小塑件显得更重要，流道转折处应圆滑过渡不能有尖角；

● 流道较长时在其末端应设有冷料井；

● 一模多腔时流道截面积应为各浇口截面积之和。

3.4.5 排气装置的设置考虑

塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中溢出的挥发性气体。排气装置是注塑模设计的重要组成部分，设置时要考虑如下方面：

● 利用分型面排气是最简单的方法，排气效果与分型面接触精度有关；

● 对于大型模具，可利用镶拼的成型零件的缝隙排气；

● 利用顶杆与孔的配合间隙排气，必要时对顶杆做些排气的结构措施；

● 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气。烧结块应有足够的承压能力，设置在塑件隐蔽处，并须开设排气通道；

● 在熔合缝位置开设冷料井；

● 在分型面上开设排气槽，尤其大型注塑模必须如此。

3.4.6 脱模机构设计的注意点

设计脱模机构的注意点如下：

● 使塑件脱模后不致变形，推力分布均匀，推力面尽可能大，并靠近型芯；

● 塑件在顶出时不能造成碎裂，推力应设在塑件能承受力较大的地方，如筋部、凸缘、壳体壁等处；

● 尽量不损伤塑件的外观；

● 顶出机构应动作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易。

3.5 本章小结

本章重点介绍了注塑模具设计方面的专业基础知识，主要内容包括：模具的分类与基本功能、塑料分类及注塑工艺基础、注塑模具结构设计基础、注塑模具设计的注意事项。通常，评价一副设计作品是否合格或者优秀，符合专业性要求是必须满足。因此，希望读者重视本章内容，掌握注塑模具设计的种种专业知识并加以巩固。