注塑模具设计基础.pdf

模具设计师成才系列 注塑模具设计基础 王 静 主 编 曹伟峰 王 鑫 副主编 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本书是“模具设计师成才系列”丛书的第一本，重点介绍注塑模具设计的知识、方法和技巧。本书的最大特色是精讲理论、偏重实战，有别于传统模具教材。学完本书后，对模具设计 2D 排位将不再陌生。本书内容直接服务于具体设计。本书从头至尾，循序渐进地详细介绍注塑模具设计的各项细节及具体操作方法，内容包括模仁结构、分型面设计、模架结构、进胶系统设计、侧抽芯系统设计（滑块及行位）、顶出系统设计、冷却系统设计等，最后以一套模具实例来做总结。所讲内容翔实可靠、简明易懂。本书不仅适合作为大、中专院校模具、材料加工、机械设计等专业的教材，而且可作为模具设计爱好者和初学者的自学用书，也可供国家模具设计师考证人员学习参考。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 注塑模具设计基础/王静主编.北京：电子工业出版社，2013.01（模具设计师成才系列）ISBN 978-7-121-18886-2.注 .王 .注塑塑料模具设计 .TQ320.66 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2012）第 266238 号 策划编辑：许存权 责任编辑：许存权 特约编辑：刘海霞 刘丽丽 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：12.5 字数：300 千字 印 次：2013 年 1 月第 1 次印刷 印 数：4 000 册 定价：33.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。模具设计师学习流程图 第 1 章 概 述 V前 言 本书是“模具设计师成才系列”丛书的第一本，是专门讲解注塑模具结构设计基础理论与方法的一本书。读者只有掌握了本书内容，才能为学习后续课程打下良好的基础。学习此书的最低限度知识要求：懂机械制图。因为书中有些图例，不懂机械图纸，将看不懂图。了解必要的机加工知识。模具加工属于机加工，设计方法取自于工程实践，对机加工操作不熟悉，将难以理解书中所介绍的概念与方法，所以对车、铣、磨、电火花、线切割、数控铣等基本操作要有所了解。在长期的教学和工程实践中，我们曾用过不少版本的模具设计教材，在受益于这些经典传统教材的同时，也深深为传统模具设计教材中出现的一些不足之处感到遗憾。未来承担模具设计工作的大多是本、专科学生，也有不少是中专生，他们面临的的问题就是实实在在的模具设计，由于一些传统的模具设计教材太偏重理论性、学术性，而不重视实战操作，设计方法也没有具体化，这使得学生学过之后是“一头雾水”，动手设计时不知从何下手。理论探讨固然有益，然而如果过多过滥，把一些可能是研究生也未必能理清的内容去给这些学生，那未免有些不切实际。另外，现今模具设计早已是采用计算机辅助设计的方式进行，模具 CAD/CAE/CAM 技术在业界使用已经很普遍，使用软件自动化分模已是每个模具设计师的必修技能，那种手工画图的方式已经是很遥远的事情了。模具设计教材必须要跟得上模具技术的发展，必须要反映现代模具生产情况，如果抱守残缺，沿袭惯有思维，必将落后于工程实际。有感于此，在自己多年模具厂实际设计经验的基础上，参阅和借鉴了大量模具设计图纸资料，并根据长期的模具教学实践，按照科学的学习顺序，对各章内容做了精心的安排，编写了这本模具设计的入门书籍，以求抛砖引玉，促进模具设计教学的发展。本书具有以下几个特点：从零开始，循序渐进 本书是一本模具设计的入门书籍，力求具备基础条件的读者都能理解，我们从塑料产品开始讲起，然后按模具设计的顺序，一步步地细心讲解具体的设计方法。图文并茂，简明扼要 本书的一大特色是配有大量的图片，并以简明的语言来叙述设计要点，对过深、过理论化的内容不予探讨，轻装前进，没有废话，一改传统教科书式的长篇大论。贴近实战，操作性强 本书的设计方法与技巧均是实际模具设计过程中所采用的，在编写过程中参考了诸多技术资料和图纸，具有很强的实用性。本书编写的目的是讲求实战，学完之后，就能够动手设计，能够解决空谈理论、不会设计的尴尬局面。VI 本书可作为高等院校机械类、材料工程类专业本科生及专科生的教材，也可作为模具设计从业人员的培训教材，还可供从事注塑模具设计与制造的技术人员使用。本书编写过程中引用了一些同类图书的插图、实例和表述，在此对相关作者深表感谢。并在认知水平上，对所引内容进行了修改或补充。我们希望给读者奉献一本好书，尽管小心谨慎、反复检查，但由于水平有限，虽勉力为之，疏漏和不妥之处在所难免，请各位读者和同仁海涵并不吝赐教。我们的电子邮箱： 王 静 2012 年秋于郑州 目 录 VII目 录 第 1 章 概述 （1）1.1 引言 （2）1.2 模具的分类 （2）1.3 模具设计的概述 （5）1.3.1 模具生产流程 （5）1.3.2 学好模具设计的基本要求 （12）思考题 （14）第 2 章 注塑成型 （15）2.1 塑料 （15）2.1.1 塑料简介 （16）2.1.2 塑料的主要性能特点 （17）2.1.3 塑料的分类 （18）2.1.4 新型塑料材料 （18）2.1.5 常见塑料标识 （19）2.2 注塑机 （20）2.2.1 注塑机简介 （20）2.2.2 注塑机与模具 （22）2.3 注塑成型 （24）2.4 注塑成型工艺条件 （26）思考题 （28）第 3 章 模架结构 （29）3.1 模具外观认识 （29）3.2 标准模架 （30）3.3 典型模具结构 3D 图解 （34）3.3.1 动模部分拆分 （35）3.3.2 定模部分拆分 （37）3.4 模具结构 2D 图解 （39）3.5 模仁 （40）3.5.1 模仁尺寸的确定 （40）3.5.2 模仁的固定 （41）3.6 模架的选择 （42）思考题 （43）第 4 章 分型面设计 （44）4.1 拔模 （44）VIII 4.1.1 拔模的必要性 （44）4.1.2 拔模角度的选取 （46）4.2 分型面 （47）4.2.1 分型面的位置 （47）4.2.2 分型面的选取原则 （48）4.2.3 模具定位设计 （50）4.3 镶件 （51）4.3.1 镶件的做法 （51）4.3.2 镶件的意义 （52）4.3.3 靠破、插破与枕位 （54）4.3.4 镶件的固定 （55）思考题 （56）第 5 章 浇注系统设计 （58）5.1 浇注系统的构成 （58）5.2 主流道设计 （59）5.3 分流道设计 （61）5.3.1 分流道的截面 （61）5.3.2 分流道的走向布置 （63）5.4 冷料井设计 （64）5.5 浇口设计 （65）5.5.1 直接式浇口 （65）5.5.2 侧浇口 （66）5.5.3 潜伏式浇口 （67）5.6 浇口位置的确定 （69）5.7 排气系统的设计 （71）思考题 （71）第 6 章 顶出系统设计 （72）6.1 顶出过程 （72）6.2 常用顶出结构 （74）6.2.1 顶针顶出 （74）6.2.2 顶板顶出 （77）6.2.3 司筒顶出 （78）6.3 顶出行程的计算 （79）6.4 复位机构 （81）6.5 垃圾钉、中托司、支撑柱 （82）思考题 （85）第 7 章 侧抽芯系统设计 （86）7.1 滑块的设计 （87）7.1.1 滑块动作原理 （87）目 录 I7.1.2 滑块本体设计 （89）7.1.3 斜导柱设计 （91）7.1.4 锁紧块设计 （93）7.1.5 滑块压板设计 （95）7.1.6 滑块限位设计 （96）7.1.7 典型滑块图例 （98）7.2 斜顶的设计 （100）7.2.1 斜顶动作原理 （101）7.2.2 斜顶头部设计 （102）7.2.3 斜顶的避空 （105）7.2.4 斜顶的导向 （106）7.2.5 斜顶的连接方式 （108）7.3 先复位机构设计 （112）思考题 （114）第 8 章 冷却系统设计 （115）8.1 常用冷却方式介绍 （116）8.1.1 直通式水路 （116）8.1.2 阶梯式水路 （118）8.1.3 隔板式水路 （119）8.1.4 盘旋式水路 （119）8.2 设计细节要点 （120）思考题 （122）第 9 章 三板模设计 （123）9.1 两板模无法解决的问题 （123）9.2 三板模工作原理 （124）9.3 三板模标准模架 （128）9.4 浇注系统设计 （131）9.5 限位装置设计 （134）9.5.1 限位拉杆设计 （134）9.5.2 尼龙扣塞设计 （137）9.6 水口边钉导向长度的计算 （138）思考题 （139）第 10 章 注塑模具实际案例 （140）10.1 模具图纸介绍 （140）10.1.1 产品图 （140）10.1.2 组立图 （141）10.1.3 散件图 （144）10.1.4 线割图 （145）10.1.5 冷却水路图 （147）10.2 设计案例 （147）10.2.1 产品分析 （148）10.2.2 转图 （148）10.2.3 制作产品图及加工图 （149）10.2.4 镜像、放缩水（作排位所需用图）（150）10.2.5 定内模料 （150）10.2.6 调模架 （151）10.2.7 完善组立图 （152）10.2.8 分模 （156）10.2.9 散件图 （157）10.3 小结 （162）附录 A 常用模具标准件 （163）附录 B 不同塑料所用钢材参考 （169）附录 C 常见制品缺陷及产生原因 （170）附录 D 最常用热塑性塑料的介绍 （174）附录 E 常用模具名称汇总 （175）附录 F 我国模具发展现状及趋势 （177）附录 G 国外模具的现状和发展 （182）附录 H 模具设计师考题试卷 （184）参考文献 （189）后记 （190）第 1 章 概 述 1第 1 章 概 述 在我们日常工作和生活中，经常会碰到许多塑料制品，它们形态不一、五颜六色，功能多样，在不同环境中使用，能够满足于人们的各种需求。实际上除了生活日用品之外，塑料制品在农业生产、仪器仪表、医疗器械、食品工业、建筑器材、汽车工业、航空航天、国防工业等众多领域都得到了极为普遍的应用。在农业方面，大量塑料被用来制造地膜、育秧薄膜、大棚膜、排灌管道、渔网和浮标等；在工业方面，传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件都可以用塑料制品来代替金属制品；在化学工业方面，可以用塑料来做管道、容器等防腐设备；在建筑领域，门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、卫生洁具等，都可以用塑料制品。在国防工业和尖端技术中，常规武器、飞机、舰艇、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等，都有以塑料为材料的零件。在日用品方面，塑料制品更是不胜枚举：拖鞋、牙刷、香皂盒、儿童玩具、电视机、电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等。那么所有这些塑料制品是通过什么制造出来的呢？2 1.1 引言 初学者在开始学习这门课程之前，都会不由自主的提到这个问题。其实在我们的生活中就有很多模具。例如，在集贸市场或蛋糕店，经常会看到有人做小蛋糕。原料：水，鸡蛋，面粉等，把这些东西搅拌混合，然后倒入一个金属盒子，合上盖子，加热一会，打开盖子，香喷喷的蛋糕就做成了，这个金属盒子就称为模具。夏天我们经常冻些冰块或冰糕解渴，冰箱里通常会配有一个塑料盒子，把水倒入，冷冻到一定时间，就可以把冰块取出来，这个塑料盒子也称为模具。稍微留意一下经常使用的钉书机，排列整齐的订书钉受压，在钉书机底板凹槽内折弯，就可以把纸张装订锁紧，那个凹槽也可称为模具。模具是什么呢？模具是用来成型制品的一个工具，它主要通过改变所成型材料的物理状态来实现外形的加工，这种工具由各种零件构成。