塑料注射模具設(shè)計(jì)細(xì)則一、塑料注射模具設(shè)計(jì)概述

塑料注射模具是制造業(yè)中用于批量生產(chǎn)塑料制品的關(guān)鍵工具，其設(shè)計(jì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本細(xì)則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和要點(diǎn)，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)基本原則

1.功能性優(yōu)先：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品功能要求，如尺寸精度、強(qiáng)度、表面質(zhì)量等。

2.經(jīng)濟(jì)性考量：在保證質(zhì)量的前提下，優(yōu)化材料使用和加工工藝，降低制造成本。

3.可制造性：設(shè)計(jì)應(yīng)考慮模具加工的可行性，避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或難以實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

4.可維護(hù)性：預(yù)留維修和調(diào)整空間，便于后期生產(chǎn)過程中的問題處理。

（二）設(shè)計(jì)輸入與輸出

1.設(shè)計(jì)輸入：

-產(chǎn)品三維模型及二維工程圖

-材料性能參數(shù)（如熔點(diǎn)、流動性等）

-生產(chǎn)批量（如月產(chǎn)量5000件）

-產(chǎn)品使用環(huán)境（如溫度、濕度等）

2.設(shè)計(jì)輸出：

-完整的模具三維模型

-全套工程圖紙（包括裝配圖、零件圖）

-材料清單（BOM）

-檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與方法

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是決定模具性能的核心環(huán)節(jié)，需綜合考慮分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等因素。

（一）分型面設(shè)計(jì)

1.選擇原則：

-優(yōu)先選擇產(chǎn)品最大輪廓線作為分型面。

-避免在產(chǎn)品圓角或復(fù)雜曲面處設(shè)置分型線。

-考慮脫模斜度，通常為1°~2°。

2.常見類型：

（1）直分型面：適用于簡單產(chǎn)品，加工簡單。

（2）斜分型面：適用于帶有拔模斜度的產(chǎn)品，脫模更順暢。

（3）階梯分型面：適用于產(chǎn)品高度較大或形狀復(fù)雜的情況。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.組成要素：

-主流道：連接注塑機(jī)噴嘴與模具入料口的通道，直徑通常為4~8mm。

-分流道：將熔料分配到各個型腔的通道，需優(yōu)化布局以減少壓力損失。

-澆口：熔料進(jìn)入型腔的入口，常見類型包括點(diǎn)澆口、潛伏澆口等。

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

-澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量短而粗，減少熱量損失。

-分流道布局應(yīng)均衡，避免出現(xiàn)死角。

-澆口位置需避免影響產(chǎn)品外觀。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.必要性：

-高產(chǎn)量生產(chǎn)需設(shè)置冷卻系統(tǒng)，防止模具過熱導(dǎo)致變形或熔接痕。

2.常見形式：

（1）水路冷卻：通過鉆削模具型腔內(nèi)部或型壁開設(shè)水孔，流量可調(diào)。

（2）油路冷卻：適用于高溫材料，散熱效率更高。

3.設(shè)計(jì)規(guī)范：

-水孔直徑通常為6~10mm，間距為80~120mm。

-進(jìn)出水口需標(biāo)記清晰，便于維護(hù)。

三、模具材料與加工工藝

模具材料的選擇和加工工藝直接影響模具的壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。

（一）常用模具材料

1.鋼材種類：

-冷作模具鋼：如Cr12MoV，適用于高硬度、高耐磨性要求。

-熱作模具鋼：如H13，適用于高溫、高韌性要求。

-鋁合金：如7075-T6，適用于簡易模具或快速成型。

2.材料選擇標(biāo)準(zhǔn)：

（1）產(chǎn)品產(chǎn)量：大批量生產(chǎn)需選用耐磨損材料。

（2）加工精度：高精度產(chǎn)品需選用淬透性好的材料。

（3）成本預(yù)算：經(jīng)濟(jì)型模具可選用價格較低的鋼材。

（二）關(guān)鍵加工工藝

1.銑削：用于型腔、型芯等主要表面的精加工，需使用高精度銑床。

2.電火花加工（EDM）：適用于硬質(zhì)材料的細(xì)微結(jié)構(gòu)加工，如小孔、槽等。

3.線切割：用于復(fù)雜形狀的模具零件，如電極、固定板等。

4.拋光工藝：型腔表面需達(dá)到Ra0.2~Ra0.8的粗糙度，確保產(chǎn)品外觀。

四、模具檢驗(yàn)與試模

模具完成后需進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保符合設(shè)計(jì)要求。

（一）檢驗(yàn)項(xiàng)目

1.尺寸檢驗(yàn)：使用卡尺、三坐標(biāo)測量儀等工具檢測模具關(guān)鍵尺寸。

2.硬度檢驗(yàn)：檢測模具鋼的硬度是否符合標(biāo)準(zhǔn)（如HRC50~58）。

3.結(jié)構(gòu)檢查：確認(rèn)分型面、澆注系統(tǒng)等無干涉或缺陷。

（二）試模流程

1.準(zhǔn)備階段：

-裝配模具并安裝于注塑機(jī)。

-調(diào)整注塑參數(shù)（如溫度200~250℃、壓力70~100MPa）。

2.試模步驟：

（1）生產(chǎn)首件樣品，檢測尺寸和外觀。

（2）檢查熔接痕、氣穴等缺陷。

（3）根據(jù)試模結(jié)果優(yōu)化模具參數(shù)或結(jié)構(gòu)。

3.常見問題及解決方法：

-熔接痕：調(diào)整澆口位置或增加排氣槽。

-產(chǎn)品變形：優(yōu)化冷卻系統(tǒng)或增加支撐結(jié)構(gòu)。

五、設(shè)計(jì)優(yōu)化與迭代

模具設(shè)計(jì)是一個持續(xù)優(yōu)化的過程，需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)反饋進(jìn)行調(diào)整。

（一）常見優(yōu)化方向

1.提高效率：如增加側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以生產(chǎn)復(fù)雜形狀產(chǎn)品。

2.降低成本：如簡化模具結(jié)構(gòu)或采用標(biāo)準(zhǔn)件。

3.提升質(zhì)量：如改進(jìn)澆注系統(tǒng)以減少缺陷。

（二）迭代改進(jìn)方法

1.收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)（如廢品率、周期時間）。

2.分析問題根源（如材料收縮不均、加工誤差）。

3.提出改進(jìn)方案并驗(yàn)證效果。

4.更新設(shè)計(jì)文件并通知生產(chǎn)部門。

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是決定模具性能、壽命和產(chǎn)品最終質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要在滿足產(chǎn)品功能的前提下，兼顧制造的可行性、經(jīng)濟(jì)性以及生產(chǎn)效率。以下是塑料注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的方面：

（一）分型面設(shè)計(jì)

分型面是模具中用于將型腔內(nèi)容物（如熔融塑料）與模具分離的表面，通常是模具打開時首先接觸的部位。其設(shè)計(jì)合理性直接影響模具的成型精度、脫模順暢性、外觀質(zhì)量以及模具的加工復(fù)雜度。

1.選擇原則：

產(chǎn)品輪廓優(yōu)先：通常選擇產(chǎn)品最大輪廓所在的平面作為主分型面，這樣可以簡化模具結(jié)構(gòu)，減少不必要的側(cè)抽芯動作，提高成型效率。分型面應(yīng)盡可能平整，并與開模方向垂直。

脫模優(yōu)先：設(shè)計(jì)應(yīng)確保產(chǎn)品能沿著分型面順利脫模。這通常需要考慮并設(shè)計(jì)合理的脫模斜度（拔模角）。對于垂直于開模方向的外表面和內(nèi)表面，都需要設(shè)置足夠的脫模斜度，一般推薦外表面為1°~2.5°，內(nèi)表面為0.5°~2°，具體數(shù)值需根據(jù)產(chǎn)品形狀、材料收縮率和材料流動性調(diào)整。斜度的存在使得在脫模力作用下，產(chǎn)品更容易從模具中取出。

排氣考慮：分型面是模具排氣的重要通道之一。設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量保證分型面之間、以及型腔與模具零件之間有足夠的間隙（通常為0.05mm~0.1mm），以利于空氣排出，防止產(chǎn)生氣泡、熔接痕或產(chǎn)品表面缺陷。必要時，可以在分型面上設(shè)計(jì)排氣槽或排氣針。

加工簡便：分型面的形狀應(yīng)力求簡單、規(guī)則，便于模具的加工制造。復(fù)雜的曲面分型面會增加模具的加工難度和成本。

避免功能干涉：分型面的位置不應(yīng)妨礙澆口、冷卻水路、頂出機(jī)構(gòu)等的功能正常發(fā)揮。

2.常見類型及特點(diǎn)：

直分型面(FlatPartingLine):這是最常見、最簡單的分型面類型，通常用于形狀相對簡單的產(chǎn)品，如方盒、圓柱體等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、成本較低。缺點(diǎn)是對于帶有復(fù)雜側(cè)孔或側(cè)凹的產(chǎn)品，需要額外的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。

斜分型面(SlantPartingLine):當(dāng)產(chǎn)品側(cè)面帶有斜度或需要從側(cè)面脫模時，采用斜分型面。模具在開模時，通過開模力沿著斜面將產(chǎn)品頂出或抽出。斜分型面可以減少側(cè)抽芯的復(fù)雜度，適用于帶有輕微側(cè)凹或需要良好脫模角度的產(chǎn)品。

階梯分型面(StepPartingLine):對于高度較高、需要分層脫模的產(chǎn)品，可以設(shè)計(jì)階梯分型面。模具通過多個分型面的依次動作，逐步將產(chǎn)品脫出。這種設(shè)計(jì)可以防止產(chǎn)品在脫模過程中因受力不均而損壞，尤其適用于細(xì)長或形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。

曲面分型面(CurvedPartingLine):用于形狀不規(guī)則或帶有大曲面的產(chǎn)品。曲面分型面設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工難度大，成本高，但能更好地貼合產(chǎn)品形狀，保證外觀質(zhì)量。

組合分型面(CombinedPartingLine):在某些復(fù)雜模具中，可能會同時使用多種類型的分型面，例如主分型面為直分型面，而為了脫模側(cè)向特征則采用了斜分型面或抽芯機(jī)構(gòu)。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔的通道總稱。其設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是高效、平穩(wěn)地將塑料填充到型腔的各個角落，同時盡量減少壓力損失、熱量損失，并易于清除澆口殘余料。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對產(chǎn)品的成型質(zhì)量（如外觀、尺寸精度、力學(xué)性能）和成型周期有顯著影響。

1.組成要素：

主流道(MainRunner):連接注塑機(jī)噴嘴與模具入料口的通道。主流道通常位于模具的澆口套上，其形狀一般為圓截面，直徑通常比噴嘴直徑稍大（噴嘴直徑通常為4mm~16mm，主流道直徑比噴嘴直徑大1mm~3mm）。主流道需要耐磨，因此常采用較硬的鋼材制作（如高速鋼或熱作模具鋼），并可能帶有錐度（通常為6°~10°）以便于脫模。

分流道(SRunner/Sub-Runner):將主流道來的熔融塑料進(jìn)一步分配到各個型腔的通道。分流道的布局形式多樣，常見的有平行式、放射式、樹枝式等。設(shè)計(jì)時需考慮分流道的長度和截面形狀（通常為矩形，高度大于寬度），以平衡填充時間和壓力損失。分流道應(yīng)盡可能短而粗，以減少熱量散失和壓力下降，并便于加工。

澆口(Gate):熔融塑料進(jìn)入型腔的入口。澆口是澆注系統(tǒng)的末端，其設(shè)計(jì)形式（如點(diǎn)澆口、潛伏澆口、扇形澆口、直接澆口等）和尺寸對產(chǎn)品的外觀（尤其是澆口痕跡的位置和大?。?、強(qiáng)度以及脫模后的去除難度有直接影響。澆口的選擇需綜合考慮產(chǎn)品形狀、尺寸、材料特性、生產(chǎn)批量等因素。

冷料井(HotRunner/SprueWell):設(shè)置于主流道或分流道末端，用于儲存每次注射后噴嘴中殘留的熔融塑料（稱為“冷料”）。冷料在下次注射時會被熔融，若混入產(chǎn)品會影響產(chǎn)品質(zhì)量。冷料井的設(shè)計(jì)需足夠大，以容納多次注射的冷料，同時其形狀應(yīng)便于冷料的排出（通常設(shè)計(jì)成圓錐形或圓柱形）。

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)與優(yōu)化：

平衡填充：對于多型腔模具，分流道的布局和尺寸必須精心設(shè)計(jì)，確保各型腔能夠同時、均勻地被熔融塑料充滿，避免因填充不均導(dǎo)致產(chǎn)品變形、氣穴或燒焦?？梢允褂昧鞯榔胶庠O(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模擬分析。

最小化壓力損失和熱量損失：澆注系統(tǒng)的總長度和截面積應(yīng)優(yōu)化，以減少熔融塑料在流動過程中因摩擦產(chǎn)生的壓力損失和熱量散失，確保塑料能以足夠的壓力和溫度到達(dá)型腔末端。

排氣設(shè)計(jì)：澆注系統(tǒng)本身也是排氣通道的一部分。設(shè)計(jì)時應(yīng)確保在熔料填充過程中，澆口和型腔內(nèi)的空氣能夠順利排出。有時會在主流道或分流道末端設(shè)置排氣槽或排氣針。

澆口位置選擇：澆口應(yīng)設(shè)置在產(chǎn)品外觀要求不高的位置，且易于去除。對于薄壁產(chǎn)品或復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可能需要采用多點(diǎn)進(jìn)料或特殊的澆口形式（如潛伏澆口，可實(shí)現(xiàn)側(cè)面進(jìn)料和自動去除澆口）。

易于加工和維護(hù)：澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其加工可行性，避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。同時，應(yīng)便于后續(xù)清除澆口殘余料，特別是對于需要高精度的產(chǎn)品或批量生產(chǎn)。

材料選擇：澆口套等運(yùn)動或高溫接觸部件通常選用耐磨、耐熱的材料，如熱作模具鋼（H13）或特定牌號的高速鋼。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻系統(tǒng)是注射模具的重要組成部分，尤其在生產(chǎn)大批量或高精度塑料制品時至關(guān)重要。其主要功能是快速有效地降低模具的溫度，防止模具因受熱變形、翹曲，提高塑件的成型精度和表面光澤度，同時也有助于減少塑料在模內(nèi)的停留時間，縮短成型周期。合理的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)能顯著延長模具的使用壽命。

1.必要性分析：

控制塑件收縮：塑料從熔融狀態(tài)冷卻固化時會發(fā)生收縮，模具溫度的不均勻會導(dǎo)致塑件產(chǎn)生尺寸偏差和翹曲。有效的冷卻系統(tǒng)可以確保模具型腔各處的溫度均勻，從而控制塑件的收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性。

提高產(chǎn)品質(zhì)量：高溫模具容易導(dǎo)致塑料降解，產(chǎn)生氣泡、銀紋、燒焦等缺陷。同時，不均勻冷卻也會使塑件表面出現(xiàn)波紋或凹坑。良好的冷卻有助于保持塑料的優(yōu)良性能，并獲得表面光滑的塑件。

延長模具壽命：注射過程中，模具型腔表面會承受反復(fù)的高溫高壓作用。持續(xù)的加熱會使模具材料軟化、疲勞，甚至導(dǎo)致型腔磨損和變形。冷卻系統(tǒng)通過帶走熱量，有效控制模具溫度，減緩模具老化過程，從而延長模具的使用壽命。

縮短成型周期：快速冷卻有助于塑料快速固化，使得開模和取件時間縮短，從而提高生產(chǎn)效率。尤其在需要高精度或大批量生產(chǎn)時，冷卻效率對成型周期的影響非常顯著。

2.常見冷卻形式與結(jié)構(gòu)：

水路冷卻(WaterCooling):這是最常用、最經(jīng)濟(jì)的冷卻方式。通過在模具型腔表面或型壁內(nèi)部鉆削出冷卻水通道（水孔），利用流動的冷卻水帶走熱量。水孔的形狀通常是圓形，直徑根據(jù)所需冷卻效果和加工能力確定，常見的范圍在6mm~10mm之間。水孔的布置應(yīng)遵循“厚壁多鉆、薄壁少鉆、熱流集中處多鉆”的原則，且水孔間距不宜過大，通?？刂圃?0mm~120mm的范圍內(nèi)，以保證冷卻的均勻性。水孔的布局可以是直通式、螺旋式或蛇形等。進(jìn)出水口通常會用專用接頭標(biāo)記清晰，并配備溫度計(jì)和流量計(jì)，便于監(jiān)控和調(diào)整冷卻效果。

油路冷卻(OilCooling):對于需要承受更高溫度（如超過200°C）或要求更高冷卻精度的情況，可以使用油路冷卻。油的比熱容和熱導(dǎo)率通常優(yōu)于水，冷卻效率更高，且不易結(jié)垢。但油路系統(tǒng)相對復(fù)雜，成本較高，且需要注意油的循環(huán)和過濾。

半導(dǎo)體制冷片冷卻(TECCooling/PeltierCooling):適用于局部需要快速、精確降溫的場合，如小型精密模具或需要控制特定區(qū)域溫度的產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、響應(yīng)快、易于控制，但冷卻功率和壽命是限制因素。

風(fēng)冷(AirCooling):主要用于對溫度要求不高的模具或大型模具的輔助冷卻。通過風(fēng)扇吹風(fēng)的方式降低模具表面溫度，冷卻效率相對較低，通常不作為主要的冷卻方式。

3.設(shè)計(jì)規(guī)范與優(yōu)化：

水孔布局：水孔應(yīng)盡量靠近需要冷卻的區(qū)域，如厚壁部分、型腔表面、澆口附近（此處易過熱）以及冷卻不均的區(qū)域。對于型腔和型芯，可以采用內(nèi)外層交錯布置水孔的方式提高冷卻效率。

水孔直徑與間距：如前所述，直徑和間距需根據(jù)實(shí)際情況權(quán)衡。直徑過小加工困難，過大則冷卻能力下降；間距過大導(dǎo)致冷卻不均，過小則增加加工成本和潛在泄漏風(fēng)險。

進(jìn)出水口設(shè)計(jì)：進(jìn)出水口應(yīng)設(shè)置在模具便于操作和檢查的位置，流量應(yīng)足夠大以滿足冷卻需求。通常會在模具上設(shè)置冷卻集管，將多個水孔匯合，并通過一個或多個接口與外部冷卻管路連接。

冷卻回路設(shè)計(jì)：對于大型模具或多腔模具，可能需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的冷卻回路，包括冷卻液的分配、匯集和循環(huán)系統(tǒng)，以確保整個模具的溫度均勻。

熱平衡分析：在設(shè)計(jì)階段，可以通過模具熱流分析軟件模擬冷卻系統(tǒng)的效果，預(yù)測模具各點(diǎn)的溫度分布，優(yōu)化水孔布局和數(shù)量，以達(dá)到最佳的冷卻效果。

一、塑料注射模具設(shè)計(jì)概述

塑料注射模具是制造業(yè)中用于批量生產(chǎn)塑料制品的關(guān)鍵工具，其設(shè)計(jì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本細(xì)則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程和要點(diǎn)，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)基本原則

1.功能性優(yōu)先：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品功能要求，如尺寸精度、強(qiáng)度、表面質(zhì)量等。

2.經(jīng)濟(jì)性考量：在保證質(zhì)量的前提下，優(yōu)化材料使用和加工工藝，降低制造成本。

3.可制造性：設(shè)計(jì)應(yīng)考慮模具加工的可行性，避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或難以實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

4.可維護(hù)性：預(yù)留維修和調(diào)整空間，便于后期生產(chǎn)過程中的問題處理。

（二）設(shè)計(jì)輸入與輸出

1.設(shè)計(jì)輸入：

-產(chǎn)品三維模型及二維工程圖

-材料性能參數(shù)（如熔點(diǎn)、流動性等）

-生產(chǎn)批量（如月產(chǎn)量5000件）

-產(chǎn)品使用環(huán)境（如溫度、濕度等）

2.設(shè)計(jì)輸出：

-完整的模具三維模型

-全套工程圖紙（包括裝配圖、零件圖）

-材料清單（BOM）

-檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與方法

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是決定模具性能的核心環(huán)節(jié)，需綜合考慮分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等因素。

（一）分型面設(shè)計(jì)

1.選擇原則：

-優(yōu)先選擇產(chǎn)品最大輪廓線作為分型面。

-避免在產(chǎn)品圓角或復(fù)雜曲面處設(shè)置分型線。

-考慮脫模斜度，通常為1°~2°。

2.常見類型：

（1）直分型面：適用于簡單產(chǎn)品，加工簡單。

（2）斜分型面：適用于帶有拔模斜度的產(chǎn)品，脫模更順暢。

（3）階梯分型面：適用于產(chǎn)品高度較大或形狀復(fù)雜的情況。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.組成要素：

-主流道：連接注塑機(jī)噴嘴與模具入料口的通道，直徑通常為4~8mm。

-分流道：將熔料分配到各個型腔的通道，需優(yōu)化布局以減少壓力損失。

-澆口：熔料進(jìn)入型腔的入口，常見類型包括點(diǎn)澆口、潛伏澆口等。

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

-澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量短而粗，減少熱量損失。

-分流道布局應(yīng)均衡，避免出現(xiàn)死角。

-澆口位置需避免影響產(chǎn)品外觀。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.必要性：

-高產(chǎn)量生產(chǎn)需設(shè)置冷卻系統(tǒng)，防止模具過熱導(dǎo)致變形或熔接痕。

2.常見形式：

（1）水路冷卻：通過鉆削模具型腔內(nèi)部或型壁開設(shè)水孔，流量可調(diào)。

（2）油路冷卻：適用于高溫材料，散熱效率更高。

3.設(shè)計(jì)規(guī)范：

-水孔直徑通常為6~10mm，間距為80~120mm。

-進(jìn)出水口需標(biāo)記清晰，便于維護(hù)。

三、模具材料與加工工藝

模具材料的選擇和加工工藝直接影響模具的壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。

（一）常用模具材料

1.鋼材種類：

-冷作模具鋼：如Cr12MoV，適用于高硬度、高耐磨性要求。

-熱作模具鋼：如H13，適用于高溫、高韌性要求。

-鋁合金：如7075-T6，適用于簡易模具或快速成型。

2.材料選擇標(biāo)準(zhǔn)：

（1）產(chǎn)品產(chǎn)量：大批量生產(chǎn)需選用耐磨損材料。

（2）加工精度：高精度產(chǎn)品需選用淬透性好的材料。

（3）成本預(yù)算：經(jīng)濟(jì)型模具可選用價格較低的鋼材。

（二）關(guān)鍵加工工藝

1.銑削：用于型腔、型芯等主要表面的精加工，需使用高精度銑床。

2.電火花加工（EDM）：適用于硬質(zhì)材料的細(xì)微結(jié)構(gòu)加工，如小孔、槽等。

3.線切割：用于復(fù)雜形狀的模具零件，如電極、固定板等。

4.拋光工藝：型腔表面需達(dá)到Ra0.2~Ra0.8的粗糙度，確保產(chǎn)品外觀。

四、模具檢驗(yàn)與試模

模具完成后需進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保符合設(shè)計(jì)要求。

（一）檢驗(yàn)項(xiàng)目

1.尺寸檢驗(yàn)：使用卡尺、三坐標(biāo)測量儀等工具檢測模具關(guān)鍵尺寸。

2.硬度檢驗(yàn)：檢測模具鋼的硬度是否符合標(biāo)準(zhǔn)（如HRC50~58）。

3.結(jié)構(gòu)檢查：確認(rèn)分型面、澆注系統(tǒng)等無干涉或缺陷。

（二）試模流程

1.準(zhǔn)備階段：

-裝配模具并安裝于注塑機(jī)。

-調(diào)整注塑參數(shù)（如溫度200~250℃、壓力70~100MPa）。

2.試模步驟：

（1）生產(chǎn)首件樣品，檢測尺寸和外觀。

（2）檢查熔接痕、氣穴等缺陷。

（3）根據(jù)試模結(jié)果優(yōu)化模具參數(shù)或結(jié)構(gòu)。

3.常見問題及解決方法：

-熔接痕：調(diào)整澆口位置或增加排氣槽。

-產(chǎn)品變形：優(yōu)化冷卻系統(tǒng)或增加支撐結(jié)構(gòu)。

五、設(shè)計(jì)優(yōu)化與迭代

模具設(shè)計(jì)是一個持續(xù)優(yōu)化的過程，需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)反饋進(jìn)行調(diào)整。

（一）常見優(yōu)化方向

1.提高效率：如增加側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以生產(chǎn)復(fù)雜形狀產(chǎn)品。

2.降低成本：如簡化模具結(jié)構(gòu)或采用標(biāo)準(zhǔn)件。

3.提升質(zhì)量：如改進(jìn)澆注系統(tǒng)以減少缺陷。

（二）迭代改進(jìn)方法

1.收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)（如廢品率、周期時間）。

2.分析問題根源（如材料收縮不均、加工誤差）。

3.提出改進(jìn)方案并驗(yàn)證效果。

4.更新設(shè)計(jì)文件并通知生產(chǎn)部門。

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是決定模具性能、壽命和產(chǎn)品最終質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要在滿足產(chǎn)品功能的前提下，兼顧制造的可行性、經(jīng)濟(jì)性以及生產(chǎn)效率。以下是塑料注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的方面：

（一）分型面設(shè)計(jì)

分型面是模具中用于將型腔內(nèi)容物（如熔融塑料）與模具分離的表面，通常是模具打開時首先接觸的部位。其設(shè)計(jì)合理性直接影響模具的成型精度、脫模順暢性、外觀質(zhì)量以及模具的加工復(fù)雜度。

1.選擇原則：

產(chǎn)品輪廓優(yōu)先：通常選擇產(chǎn)品最大輪廓所在的平面作為主分型面，這樣可以簡化模具結(jié)構(gòu)，減少不必要的側(cè)抽芯動作，提高成型效率。分型面應(yīng)盡可能平整，并與開模方向垂直。

脫模優(yōu)先：設(shè)計(jì)應(yīng)確保產(chǎn)品能沿著分型面順利脫模。這通常需要考慮并設(shè)計(jì)合理的脫模斜度（拔模角）。對于垂直于開模方向的外表面和內(nèi)表面，都需要設(shè)置足夠的脫模斜度，一般推薦外表面為1°~2.5°，內(nèi)表面為0.5°~2°，具體數(shù)值需根據(jù)產(chǎn)品形狀、材料收縮率和材料流動性調(diào)整。斜度的存在使得在脫模力作用下，產(chǎn)品更容易從模具中取出。

排氣考慮：分型面是模具排氣的重要通道之一。設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量保證分型面之間、以及型腔與模具零件之間有足夠的間隙（通常為0.05mm~0.1mm），以利于空氣排出，防止產(chǎn)生氣泡、熔接痕或產(chǎn)品表面缺陷。必要時，可以在分型面上設(shè)計(jì)排氣槽或排氣針。

加工簡便：分型面的形狀應(yīng)力求簡單、規(guī)則，便于模具的加工制造。復(fù)雜的曲面分型面會增加模具的加工難度和成本。

避免功能干涉：分型面的位置不應(yīng)妨礙澆口、冷卻水路、頂出機(jī)構(gòu)等的功能正常發(fā)揮。

2.常見類型及特點(diǎn)：

直分型面(FlatPartingLine):這是最常見、最簡單的分型面類型，通常用于形狀相對簡單的產(chǎn)品，如方盒、圓柱體等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、成本較低。缺點(diǎn)是對于帶有復(fù)雜側(cè)孔或側(cè)凹的產(chǎn)品，需要額外的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。

斜分型面(SlantPartingLine):當(dāng)產(chǎn)品側(cè)面帶有斜度或需要從側(cè)面脫模時，采用斜分型面。模具在開模時，通過開模力沿著斜面將產(chǎn)品頂出或抽出。斜分型面可以減少側(cè)抽芯的復(fù)雜度，適用于帶有輕微側(cè)凹或需要良好脫模角度的產(chǎn)品。

階梯分型面(StepPartingLine):對于高度較高、需要分層脫模的產(chǎn)品，可以設(shè)計(jì)階梯分型面。模具通過多個分型面的依次動作，逐步將產(chǎn)品脫出。這種設(shè)計(jì)可以防止產(chǎn)品在脫模過程中因受力不均而損壞，尤其適用于細(xì)長或形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。

曲面分型面(CurvedPartingLine):用于形狀不規(guī)則或帶有大曲面的產(chǎn)品。曲面分型面設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工難度大，成本高，但能更好地貼合產(chǎn)品形狀，保證外觀質(zhì)量。

組合分型面(CombinedPartingLine):在某些復(fù)雜模具中，可能會同時使用多種類型的分型面，例如主分型面為直分型面，而為了脫模側(cè)向特征則采用了斜分型面或抽芯機(jī)構(gòu)。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔的通道總稱。其設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是高效、平穩(wěn)地將塑料填充到型腔的各個角落，同時盡量減少壓力損失、熱量損失，并易于清除澆口殘余料。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對產(chǎn)品的成型質(zhì)量（如外觀、尺寸精度、力學(xué)性能）和成型周期有顯著影響。

1.組成要素：

主流道(MainRunner):連接注塑機(jī)噴嘴與模具入料口的通道。主流道通常位于模具的澆口套上，其形狀一般為圓截面，直徑通常比噴嘴直徑稍大（噴嘴直徑通常為4mm~16mm，主流道直徑比噴嘴直徑大1mm~3mm）。主流道需要耐磨，因此常采用較硬的鋼材制作（如高速鋼或熱作模具鋼），并可能帶有錐度（通常為6°~10°）以便于脫模。

分流道(SRunner/Sub-Runner):將主流道來的熔融塑料進(jìn)一步分配到各個型腔的通道。分流道的布局形式多樣，常見的有平行式、放射式、樹枝式等。設(shè)計(jì)時需考慮分流道的長度和截面形狀（通常為矩形，高度大于寬度），以平衡填充時間和壓力損失。分流道應(yīng)盡可能短而粗，以減少熱量散失和壓力下降，并便于加工。

澆口(Gate):熔融塑料進(jìn)入型腔的入口。澆口是澆注系統(tǒng)的末端，其設(shè)計(jì)形式（如點(diǎn)澆口、潛伏澆口、扇形澆口、直接澆口等）和尺寸對產(chǎn)品的外觀（尤其是澆口痕跡的位置和大?。?、強(qiáng)度以及脫模后的去除難度有直接影響。澆口的選擇需綜合考慮產(chǎn)品形狀、尺寸、材料特性、生產(chǎn)批量等因素。

冷料井(HotRunner/SprueWell):設(shè)置于主流道或分流道末端，用于儲存每次注射后噴嘴中殘留的熔融塑料（稱為“冷料”）。冷料在下次注射時會被熔融，若混入產(chǎn)品會影響產(chǎn)品質(zhì)量。冷料井的設(shè)計(jì)需足夠大，以容納多次注射的冷料，同時其形狀應(yīng)便于冷料的排出（通常設(shè)計(jì)成圓錐形或圓柱形）。

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)與優(yōu)化：

平衡填充：對于多型腔模具，分流道的布局和尺寸必須精心設(shè)計(jì)，確保各型腔能夠同時、均勻地被熔融塑料充滿，避免因填充不均導(dǎo)致產(chǎn)品變形、氣穴或燒焦?？梢允褂昧鞯榔胶庠O(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模擬分析。

最小化壓力損失和熱量損失：澆注系統(tǒng)的總長度和截面積應(yīng)優(yōu)化，以減少熔融塑料在流動過程中因摩擦產(chǎn)生的壓力損失和熱量散失，確保塑料能以足夠的壓力和溫度到達(dá)型腔末端。

排氣設(shè)計(jì)：澆注系統(tǒng)本身也是排氣通道的一部分。設(shè)計(jì)時應(yīng)確保在熔料填充過程中，澆口和型腔內(nèi)的空氣能夠順利排出。有時會在主流道或分流道末端設(shè)置排氣槽或排氣針。

澆口位置選擇：澆口應(yīng)設(shè)置在產(chǎn)品外觀要求不高的位置，且易于去除。對于薄壁產(chǎn)品或復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可能需要采用多點(diǎn)進(jìn)料或特殊的澆口形式（如潛伏澆口，可實(shí)現(xiàn)側(cè)面進(jìn)料和自動去除澆口）。

易于加工和維護(hù)：澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其加工可行性，避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。同時，應(yīng)便于后續(xù)清除澆口殘余料，特別是對于需要高精度的產(chǎn)品或批量生產(chǎn)。

材料選擇：澆口套等運(yùn)動或高溫接觸部件通常選用耐磨、耐熱的材料，如熱作模具鋼（H13）或特定牌號的高速鋼。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻系統(tǒng)是注射模具的重要組成部分，尤其在生產(chǎn)大批量或高精度塑料制品時至關(guān)重要。其主要功能是快速有效地降低模具的溫度，防止模具因受熱變形、翹曲，提高塑件的成型精度和表面光澤度，同時也有助于減少塑料在模內(nèi)的停留時間，縮短成型周期。合理的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)能顯著延長模具的使用壽命。

1.必要性分析：

控制塑件收縮：塑料從熔融狀態(tài)冷卻固化時會發(fā)生收縮，模具溫度的不均勻會導(dǎo)致塑件產(chǎn)生尺寸偏差和翹曲。有效的冷卻系統(tǒng)可以確保模具型腔各處的溫度均勻，從而控制塑件的收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性。

提高產(chǎn)品質(zhì)量：高溫模具容易導(dǎo)致塑料降解，產(chǎn)生氣泡、銀紋、燒焦等缺陷。同時，不均勻冷卻也會使塑件表面出現(xiàn)波紋或凹坑。良好的冷卻有助于保持塑料的優(yōu)良性能，并獲得表面光滑的塑件。

延長模具