塑料模具设计
绪论
一、橡塑模具在国民经济中的地位
模具是工业生产中用来成型制品的重要工业装备，是国民经济各部门发展的重要基础之一。模具直接影响着新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品的质量的提高和经济效益的增加。美国工业界认为模具工业是工业的基石。日本则称模具是促进社会繁荣富裕的动力。的确，没有高水平的模具工业，就没有高水平的机电工业。 塑料工业是随着石油工业的发展应运产生的。自40年代研制出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等塑料产品以来，塑料工业的发展日新月异，新材料、新工艺、新技术不断涌现，产品产量不断翻番。塑料已经成为继金属材料、纤维材料、硅酸盐材料之后的第四大材料。以塑料代替金属材料、木材等材料已经成为塑料发展的趋势。近几年来，由于生产设备技术的提高和发展，橡胶产品也已不只是单纯的压制产品，注射产品等也越来越多的应用于工业、家电等各行业。这些橡塑产品的应用，提高了工业产品的附加值。
事实上，仪器仪表、家用电器、交通、通讯和轻工业等行业的产品零件中，绝大多数是采用模具加工而成的。没有模具加工业，就没有橡塑制品。就塑料加工业而言，塑料产品的不断开发与应用，就不断地向模具设计、研制和生产提出更高的要求，这又极大地促进了模具的发展。在许多发达国家，模具工业的产值已经超过或接近机床工业的产值。我国也已经把模具工业作为重点发展的产业，模具工业已经成为我国国民经济发展的重要部分。 二、塑料橡胶模具概述
在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，例如塑料制品使用的塑料模具，橡胶制品使用的橡胶模
具，金属压力加工使用的金属模具，陶瓷、玻璃制品使用的陶瓷、玻璃模具，金属铸造成型使用的砂型模具等等。 模具是利用特定的形状和尺寸成型一定制品的工具。成型橡塑制品的模具就是橡塑模具。 随着新材料、新工艺、新技术的不断发展，越来越多橡塑产品应用于工业、农业、国防、家电等各行业。特别是塑料材料已成为继金属材料、纤维材料、硅酸盐材料之后的第四大材料。许多形状复杂、尺寸精度高的产品不断出现，这些产品的产生势必带动模具工业的发展，同时对模具工业也提出了更高的要求。CAD/CAM/CAE已经成为模具加工、设计的主流。生产高效率、自动化、大型、微型、精密、寿命长的模具已经成为模具发展的趋势和判断一个国家模具行业制造水平高低的主要因素。近几年来，随着我国不断引进国外的先进的模具加工设备与计算机软硬件，我国模具的设计制造水平不断提高。性能稳定的设备、合理的生产工艺、高质量的模具是生产高质量制品的必备条件。 三、塑橡模具的结构类别及使用设备 （一）、塑料橡胶模具分类
不同成型方法成型的制品使用的模具结构与成型原理是不同的。按成型加工方法的不同，橡塑成型模具 可分为以下几大类。 1． 注射成型模具
在注射机的料筒内加入物料，物料在注射机螺杆或柱塞的作用下，向前输送，经螺杆和
1
外部加热装置的作用，由固态变为熔融状态，然后在注射机螺杆或柱塞的作用经模具的浇注系统注入型腔中定型。塑料中热塑性塑料多用注射模具生产，橡胶制品中也越来越多的使用注射模具生产。
特点：模具结构复杂、适用于生产大型、厚壁、薄壁、形状复杂、尺寸精度高的制品；生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。
图2-3-1 注射模具结构
2． 压制成型模具
将物料直接加入敞开的模具型腔内，然后合模施压。物料在模具中经热和压力的作用成为熔融状态，经过
物理或化学变化物料硬化定型。橡胶制品目前多采用压制成型的方法生产。
特点：模具结构简单，通用性强、使用面广、操作方便。
图2-3-2 压制模具结构
3． 挤出成型模具
挤出成型模具又称机头。在挤出机中的物料经螺杆旋转向前输送，在料筒加热装置的作用下，由固态变为 熔融状态，经挤出机机头挤出成型。随着机头断面形状的改变可生产不同断面形状的连续制品。
特点：生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。
2
图3-2-3挤出模具结构
4． 塑料中空吹塑成型模具
塑料中空吹塑成型根据成型工艺方法可分为挤出成型和注射成型等多种。挤出成型就是将挤出机挤出的熔
融管胚放入模具中，模具闭合夹紧，然后在管胚中通入压缩空气，使料胚膨胀贴紧模具定型成型。注射成型就是把注射机生产的型材放入模具中加热并使之软化，然后通入压缩空气，使料胚膨胀贴紧模具定型成型。 特点：模具受力小，模具结构相对来讲简单，可成型用其他方法不能成型的制品。
图3-2-4 塑料中空吹塑模具结构
除以上常用的模具外，还有压铸成型模具，塑料真空或压缩空气成型模具，塑料发泡模具等等。
图3-2-5 压铸模具结构
图3-2-6 塑料真空或压缩空气模具
（二）、设备简介
1． 注射成型机
3
2． 平板硫化机
3． 挤出成型机
4． 塑料中空成型机
第一节 概述
利用塑料注射成型机成型塑料制品的模具就是塑料注射模具，其结构由制品的形状及注射机形式决定的。
注射机成型的原理及特点在第二章中已有表述。塑料注射模具是塑料制品中应用最广的，由注射模具生产的制品已占塑料产品的80%以上。注射模具在结构上也是塑料模具中最复杂的。掌握注射模具的基本结构，其它模具也就触类旁通了。注射模具安装在注射机上生产，因此模具设计要和注射机的规格相联系，同时也与制品的要求、生产要求有关。 图3-1-1为单分型面塑料注射模具的结构形式。它主要由六部分组成。
4
图3-1-1 单分型面塑料注射模具
（一）、浇注系统 将塑料熔体由注射机引向模具成型部分的通道称为浇注系统。它分为普通浇注系统和热流道浇注系统。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井组成。图3-1-1为普通浇注系统的模具结构。 （二）、成型零部件 成型制品的部分，它由型腔和型芯组成。是模具设计好坏的关键，它涉及到模具的结构设计、成型零部件的尺寸计算、强度计算等。 （三）、导向部分 导向装置的作用是确保动模与定模在生产过程中闭合的准确性，从而保证制品的质量。由导柱和导向孔组成。大型模具或顶出零件比较多的模具在顶出板上也设有导向部分，目的是保证顶出过程中的准确性。 （四）、顶出部分 塑料注入模具经冷却定型后，由模具的顶出装置顶出。实现模具的下一次注射。根据制品的结构形式顶出结构有简单顶出、二次顶出结构等。 （五）、排气系统
在注射过程中把型腔内气体排出模具以外。保证制品的完整成型。 （六）、冷却加热系统
为了保证注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却加热系统。普通浇注系统的模具设冷却系统；热流道模具的浇注系统设加热装置，成型部分设冷却系统。
5