演講人：日期:塑膠模具基本知識CATALOGUE目錄01定義與概述02主要模具類型03設(shè)計(jì)基本原則04制造工藝步驟05材料選擇標(biāo)準(zhǔn)06應(yīng)用與維護(hù)01定義與概述塑膠模具基本概念材料選擇依據(jù)模具鋼需具備高硬度、耐磨性、耐腐蝕性及熱穩(wěn)定性。常用材料包括P系列滲碳鋼、預(yù)硬型P20鋼、熱作模具鋼（如H13）以及不銹鋼（如420）。行業(yè)應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于汽車零部件、電子電器外殼、醫(yī)療器械、日用品等領(lǐng)域，對產(chǎn)品精度和表面光潔度要求極高。功能與分類塑膠模具是用于塑料制品成型的工具，根據(jù)成型工藝可分為注塑模、吹塑模、壓塑模等。其核心作用是通過高溫熔融塑料在模腔內(nèi)冷卻固化，形成特定形狀的制品。030201塑膠成型原理熔融與填充階段塑料顆粒通過加熱熔融為粘流態(tài)，在注射機(jī)壓力下高速射入模腔，需控制溫度、壓力及流速以避免短射或飛邊。脫模與后處理成型后頂出機(jī)構(gòu)將制品推出，必要時需進(jìn)行修邊、拋光或熱處理以改善表面質(zhì)量或機(jī)械性能。冷卻與固化階段熔體在模腔內(nèi)通過冷卻系統(tǒng)（如水路）快速降溫固化，冷卻時間直接影響生產(chǎn)效率和制品收縮率。包括型芯（Core）和型腔（Cavity），直接決定制品形狀和尺寸精度，通常采用高硬度鋼材并經(jīng)過精密加工。由主流道、分流道、澆口組成，影響熔體流動平衡和填充效率，設(shè)計(jì)需避免熔接痕或氣孔缺陷。通過循環(huán)水路均勻控溫，優(yōu)化冷卻效率可縮短周期時間并減少制品變形。頂針、推板等確保制品順利脫模；導(dǎo)柱、導(dǎo)套保證動定模精準(zhǔn)對合，延長模具壽命。模具核心組成成型部件澆注系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)頂出與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)02主要模具類型射出成型模具高精度成型射出成型模具通過高壓將熔融塑料注入閉合的模腔中，適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精度高的塑膠件，如電子外殼、齒輪等。模具需具備高耐磨性和耐腐蝕性，通常采用工具鋼或合金鋼制造。01多腔模設(shè)計(jì)為提高生產(chǎn)效率，模具可設(shè)計(jì)為多腔結(jié)構(gòu)，同時成型多個相同或不同產(chǎn)品，但需平衡流道系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，確保各腔填充均勻。熱流道技術(shù)通過加熱流道保持塑料熔融狀態(tài)，減少廢料并縮短周期時間，適用于大批量生產(chǎn)，但模具成本較高且維護(hù)復(fù)雜。脫模機(jī)構(gòu)優(yōu)化模具需配備頂針、滑塊或斜頂?shù)让撃C(jī)構(gòu)，確保產(chǎn)品順利脫模且無損傷，尤其對深腔或倒扣結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品至關(guān)重要。020304吹塑成型模具中空制品生產(chǎn)吹塑模具主要用于制造瓶、桶、罐等中空容器，通過壓縮空氣使熱塑性型坯膨脹貼合模腔，模具通常采用鋁合金或鋼材以平衡導(dǎo)熱性和強(qiáng)度。型坯控制技術(shù)通過調(diào)整型坯厚度分布（如軸向或徑向控制）可優(yōu)化最終產(chǎn)品的壁厚，減少材料浪費(fèi)并提升力學(xué)性能。分型面設(shè)計(jì)模具分型面需平滑且密封良好，避免合模線處產(chǎn)生飛邊，同時需考慮排氣槽設(shè)計(jì)以防止產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡或凹陷。冷卻系統(tǒng)效率吹塑成型周期中冷卻時間占比較大，模具需集成高效冷卻水道以縮短成型時間，并確保產(chǎn)品壁厚均勻。壓縮成型模具熱固性材料加工壓縮成型模具適用于酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料，材料在高溫高壓下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化成型，模具需耐高溫且表面硬度高。加料腔設(shè)計(jì)模具加料腔容積需精確計(jì)算，確保材料充分填充模腔且無溢料，對于纖維增強(qiáng)材料還需考慮纖維取向?qū)Ξa(chǎn)品強(qiáng)度的影響。排氣與保壓成型過程中需通過排氣槽排出揮發(fā)氣體，防止產(chǎn)品產(chǎn)生氣孔；保壓階段則確保材料完全固化，避免收縮變形。多功能應(yīng)用除塑膠外，該模具還可用于橡膠制品（如密封圈）或復(fù)合材料（如碳纖維預(yù)浸料）的成型，適應(yīng)性廣但成型周期較長。03設(shè)計(jì)基本原則結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化確保多腔模具中各模腔壓力均衡，避免因填充不均導(dǎo)致的制品尺寸差異或飛邊缺陷，通常采用H型或圓周對稱布局方式。模腔平衡排布原則主分流道應(yīng)采用漸縮式設(shè)計(jì)，分支流道長度差異不超過15%，冷料井容積需達(dá)到分流道截面積的1.5倍以上。流道系統(tǒng)壓力損失控制頂桿位置需避開制品功能區(qū)，均勻分布在加強(qiáng)筋或非外觀面區(qū)域，同時考慮頂出行程與復(fù)位機(jī)構(gòu)的聯(lián)動可靠性。頂出系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)010302根據(jù)制品產(chǎn)量要求，P20鋼適用于50萬次以下中等批量生產(chǎn)，H13鋼推薦用于百萬次級高精度透明件模具。鋼材性能匹配選擇04活動鑲件需設(shè)計(jì)錐度定位配合，配合公差控制在H7/m6級，并設(shè)置溫差補(bǔ)償間隙（0.02-0.05mm/100℃）。鑲件定位精度控制在分型面末端開設(shè)階梯式排氣槽，深度0.03-0.05mm，寬度8-12mm，排氣距離不超過熔體流動前沿150mm。排氣系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)01020304針對復(fù)雜家電外殼類制品，采用參數(shù)化曲面建模確定分型線，確保分型面與開模方向夾角≥3°以防止拉傷。三維曲面分型技術(shù)在高壓注射區(qū)域設(shè)置1.5-2°的鎖模斜面，配合預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)使分型面接觸壓力達(dá)到300-500N/mm2。防飛邊結(jié)構(gòu)處理分型面設(shè)計(jì)要點(diǎn)冷卻系統(tǒng)配置采用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)與模腔輪廓保持5-8mm等距的異形水路，使模溫波動控制在±2℃范圍內(nèi)。隨形冷卻水道設(shè)計(jì)對厚壁區(qū)域配置雙螺旋回路，流量按制品壁厚分布調(diào)節(jié)，薄壁區(qū)流速≥6m/s，厚壁區(qū)≥3m/s。水溫差應(yīng)≤5℃，對于PC等高溫材料建議采用40-60℃油溫機(jī)，PP類材料可使用15-25℃冷水機(jī)。多回路獨(dú)立控溫方案在熱節(jié)部位嵌入鈹銅鑲件（導(dǎo)熱系數(shù)≥105W/m·K），配合熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)局部快速散熱。熱傳導(dǎo)優(yōu)化措施01020403冷卻介質(zhì)參數(shù)控制04制造工藝步驟CNC加工技術(shù)通過計(jì)算機(jī)程序控制機(jī)床運(yùn)動，能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的高精度加工，適用于復(fù)雜幾何形狀的模具零件制造，確保尺寸和形位公差符合設(shè)計(jì)要求。高精度加工能力CNC加工中心配備自動換刀系統(tǒng)（ATC）和托盤交換裝置，可實(shí)現(xiàn)24小時連續(xù)自動化生產(chǎn)，大幅縮短模具制造周期，適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)對快速響應(yīng)的需求。自動化生產(chǎn)集成五軸CNC加工中心可同時控制多個軸的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的高效加工，減少裝夾次數(shù)，提高加工效率并降低人為誤差，特別適用于汽車覆蓋件等大型模具的制造。多軸聯(lián)動加工010302CNC加工技術(shù)采用高性能刀具和優(yōu)化的切削參數(shù)，CNC機(jī)床可直接加工淬硬鋼（HRC50以上），避免傳統(tǒng)加工中熱處理變形導(dǎo)致的二次加工問題，提升模具壽命和表面質(zhì)量。硬質(zhì)材料加工04EDM放電加工電火花加工（EDM）通過脈沖放電蝕除材料，可加工傳統(tǒng)切削難以處理的深槽、窄縫和復(fù)雜三維型腔，特別適合模具的精密紋理和細(xì)微結(jié)構(gòu)成型。01040302復(fù)雜型腔加工EDM過程無切削力作用，可避免薄壁件變形問題，保證高硬度材料（如硬質(zhì)合金）的加工精度，常用于精密沖模和注塑模的核心部件制造。無機(jī)械應(yīng)力加工采用精微能量控制和特殊工作液，可實(shí)現(xiàn)Ra0.1μm以下的鏡面加工效果，減少后續(xù)拋光工序，顯著提高光學(xué)級塑膠模具的表面質(zhì)量。鏡面電火花技術(shù)石墨電極和銅電極的CAD/CAM系統(tǒng)集成，支持快速電極加工和自動化EDM編程，結(jié)合多軸電火花機(jī)床實(shí)現(xiàn)高精度三維輪廓加工。電極設(shè)計(jì)與制造采用機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和激光紋理等技術(shù)，將模具表面粗糙度控制在Ra0.01-0.05μm范圍，同時可加工皮革紋、咬花紋等特殊表面效果，滿足不同產(chǎn)品的美學(xué)需求。拋光與紋理處理使用三坐標(biāo)測量儀和激光跟蹤儀檢測模具關(guān)鍵尺寸，通過局部EDM修整或激光熔覆技術(shù)進(jìn)行微米級補(bǔ)償加工，確保大型模具的裝配精度和合模間隙。尺寸精密矯正通過PVD鍍鈦、TD處理或激光淬火等表面改性技術(shù)，在模具表面形成硬度達(dá)HV2000以上的耐磨層，顯著提高注塑模的耐腐蝕性和脫模性能，延長使用壽命3-5倍。表面強(qiáng)化工藝010302表面精整處理采用超聲波清洗和真空干燥工藝徹底去除加工殘留物，配合氣相防銹技術(shù)和恒溫恒濕存儲，防止精密模具在倉儲期間產(chǎn)生氧化或尺寸變化。清洗與防銹處理0405材料選擇標(biāo)準(zhǔn)鋼材類型應(yīng)用適用于冷塑性要求高的擠壓成型制模法，含碳量極低，成型后通過滲碳淬火提高表面硬度，典型應(yīng)用包括高精度塑料齒輪和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件模具，需兼顧高耐磨性與芯部韌性。廣泛用于注塑模具制造，出廠時已預(yù)硬化至HRC30-36，可直接加工使用，顯著縮短生產(chǎn)周期，適用于家電外殼、日用品等大批量生產(chǎn)場景。中碳合金工具鋼耐高溫性能優(yōu)異，適合熱固性塑料（如酚醛樹脂）成型，需承受200-300℃高溫和反復(fù)熱循環(huán)，常見于電器開關(guān)、汽車部件模具。針對PVC等腐蝕性塑料或醫(yī)療級制品，420鋼兼具耐蝕性與拋光性，440C則適用于高透明光學(xué)鏡片模具，需電鍍或鏡面拋光處理。滲碳型塑料模具鋼（P1-P6）預(yù)硬型塑料模具鋼（P20、P21）熱固性塑料模具鋼（H13、S7）不銹鋼模具鋼（420、440）非腐蝕性塑料（PP、PE）優(yōu)先選用P20或P21預(yù)硬鋼，成本低且加工性能好，但對玻纖增強(qiáng)材料需升級至H13以抵抗磨損。工程塑料（PC、ABS）要求模具鋼具備高拋光性（如NAK80）和尺寸穩(wěn)定性，避免成型件表面出現(xiàn)流痕或光潔度不足問題。含鹵素塑料（PVC）必須采用420或416不銹鋼，防止氯離子腐蝕導(dǎo)致模具生銹或產(chǎn)品污染，同時需設(shè)計(jì)防腐冷卻水道。高溫塑料（PEEK、LCP）需選用耐熱鋼如H13并配合模溫控制系統(tǒng)，避免長期高溫下模具硬度下降或熱疲勞開裂。塑料適配性耐用性影響因素?zé)崽幚砉に嚌B碳層深度（0.8-1.2mm）和淬火硬度（HRC58-62）直接影響模具抗磨損能力，過度淬火易引發(fā)脆性斷裂。02040301冷卻系統(tǒng)優(yōu)化不均勻冷卻會導(dǎo)致模具變形或產(chǎn)品縮痕，銅合金鑲件或隨形水路可提升冷卻效率，降低周期應(yīng)力損傷。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尖角、薄壁區(qū)域易產(chǎn)生應(yīng)力集中，需通過圓角過渡和加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)延長壽命，復(fù)雜型腔建議采用鑲拼結(jié)構(gòu)便于維修。表面處理技術(shù)TD處理（碳化釩鍍層）或DLC涂層可將表面硬度提升至HV3000以上，顯著減少玻纖對型腔的磨蝕。06應(yīng)用與維護(hù)塑膠模具鋼（如P20、H13）廣泛應(yīng)用于汽車儀表盤、門板、中控臺等內(nèi)飾件的注塑成型，要求材料具備高耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，以適應(yīng)復(fù)雜曲面和精細(xì)紋理的加工需求。儀表盤與內(nèi)飾件制造采用耐高溫的滲碳型模具鋼（如P4、P5）制造車燈透鏡和反射罩，確保模具在長期高溫注塑環(huán)境下仍能保持表面光潔度和抗變形能力。車燈組件生產(chǎn)對于需耐腐蝕的塑料部件（如進(jìn)氣歧管），選用不銹鋼模具鋼（如420、416），以抵抗燃油添加劑和高溫環(huán)境的侵蝕。發(fā)動機(jī)周邊部件010203汽車領(lǐng)域用例電子產(chǎn)品應(yīng)用外殼與結(jié)構(gòu)件成型電子產(chǎn)品外殼（如手機(jī)、筆記本電腦）多使用預(yù)硬型模具鋼（如P21），因其高拋光性和低熱膨脹系數(shù)能保證產(chǎn)品表面無瑕疵且尺寸精密。連接器與精密零件微型塑膠件（如USB接口、SIM卡槽）需采用高硬度時效鋼（如A2），通過時效處理提升模具壽命，滿足高精度沖壓和注塑要求。透明件加工光學(xué)級塑料件（如攝像頭鏡片）依賴高純凈度模具鋼（如414L），避免雜質(zhì)導(dǎo)致的散射或霧化問