橡膠與塑料模具設計教案

橡膠與塑料模具設計教案

橡膠模具設計

第一節(jié)緒論

隨著我國橡膠制品工業(yè)的開展，橡膠制品的種類日益增多，

產(chǎn)量日益擴大，促使著橡膠模具設計與制造由傳統(tǒng)的閱歷設計到

理論計算設計。尤其是橡膠消費設備的不斷進步與消費工藝的不

斷改良，橡膠模具越來越多，模具的制造程度與模具困難程度也

越來越高越精致。高效率、自動化、精細、長壽命已經(jīng)成為橡膠

模具開展的趨勢。

一、橡膠模具的分類

橡膠模具根據(jù)模具構造和制品消費工藝的不同分為：壓制成

型模具、壓鑄成型模具、注射成型模具、擠出成型模具四大常用

模具，以與一些消費特種橡膠制品的特種橡膠模具,如充氣模具、

浸膠模具等。

1.壓制成型模具

又稱為一般壓模。它是將混煉過的、經(jīng)加工成肯定形態(tài)和稱

量過的半成品膠料干脆放入模具中，而后送入平板硫化機中加

壓、加熱。膠料在加壓、加熱作用下硫化成型。

特點：模具構造簡潔，通用性強、運用面廣、操作便利，故

在橡膠模壓制品中占有較大比例。

2.壓鑄成型模具

又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過的、形態(tài)簡潔的、

限量肯定的膠料或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞

的壓力擠壓膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進入模具型腔中硫化

定型。

特點：比一般壓模困難，適用于制作一般模壓不能壓制或牽強

壓制的薄壁、瘦長易彎曲的制品，以與形態(tài)困難、難以加料的

橡膠制品。采納這種模具消費的制品致密性好、質量優(yōu)越。

3.注射成型模具

它是將預加熱成塑性狀態(tài)的膠料經(jīng)注射模的澆注系統(tǒng)注入模

具中定型硫化。

特點：構造困難、適用于大型、厚壁、薄壁、形態(tài)困難的制品。

消費效率高、質量穩(wěn)定、能實現(xiàn)自動化消費。

4,擠出成型模具

通過機頭的成型模具制成各種截面形態(tài)的橡膠型材半成品，到

達初步造型的目的，而后經(jīng)過冷卻定型輸送到硫化罐內(nèi)進展硫

化或用作壓模法所須要的預成型半成品膠料。

特點：消費效率高、質量穩(wěn)定、能實現(xiàn)自動化消費。

二成型設備

澳宏彥摸真運用平板硫化機。（蒸汽硫化機：一般飽和蒸汽的最

高壓力可達0.6?0.8Mpa,硫化溫度在158?168范圍內(nèi)。電

阻絲加熱平板、油壓平板硫化機）

屆德注澳真運用壓鑄機。

法豺彥模具運用注射機。（注射機工作壓力一般為1。0?

140Mpa,硫化溫度為140?185,硫化時間為1?5分）

4這虎模具運用擠出機。

第二節(jié)橡膠壓制成型模具

一、壓制成型模具的設計原則

為了保證制品有正確的幾何形態(tài)和肯定的尺寸精度，在設計

模具時應遵循如下原則：

1.駕馭和理解橡膠制品所選用的橡膠材料（牌號）硬度（邵氏）

和收縮率。

2.設計的模具構造合理、定位牢靠、操作便利、易于清洗和制

品修邊。

3.模具中模腔的數(shù)量適當、便于機械加工和運用。

4.在保證模具強度和剛度狀況下力求模具輕巧。

5.模具設計符合標準化。

二、壓制成型模具的構造

1.開放式

利用上下模最終吻合時的壓力壓制制品，多余膠料從分型面益

出，制品有程度方向飛邊。

適用于硬度較低，具有較大流淌性的膠料和形態(tài)簡潔的制品。

構造形式

2.封閉式

封閉式模具型腔上端帶有肯定高度的模具協(xié)作高度，壓制過程

中膠料不易外溢，能充分地充溢型腔，制品致密性好。

封閉式模具適用于夾布、與其他織物的制品、膠料硬度較高、

流淌性差的制品。

構造形式

3.半封閉式

模具一端帶有肯定深度錐面協(xié)作。特點是操作平安、定位牢靠、

不易拉毛協(xié)作面，運用面廣。

適用于上下帶有型腔、制品同軸度要求較高的單腔模具。

構造形式

4,較鏈式（合頁式）

適用于制品件較小或模具中的鑲塊暴露在凸模上，操作時簡潔

碰傷的狀況。

構造形式

5.外箍壓緊式

適用于夾布膠帶、平膠帶等帶夾織物制品。

構造形式

第一節(jié)模具設計

一、模具設計步驟

1.模具構造的選擇

2.分型面的選擇

3.型腔尺寸確實定

4.鑲塊與型芯安裝方法確實定

5.其它尺寸確實定。

模具構造的形式干脆關系到制品質量、消費效率、模具加工難

易、運用壽命等。制品不同，模具構造不同；制品一樣，運用

的設備不同、加工工藝不同，模具構造也不同。

二、分型面的選擇

1.分型面：分開模具，取出制品的面。

2.分型面選擇位置的不同干脆影響到膠料的填充、制品質量、

模具加工、模具運用、制品修邊等。

3.分型面設計原則

⑴保證制品順當取出與脫模

詳細構造見下圖。

⑵模具的分型面應盡量閉開制品的工作面

詳細構造見下圖。

⑶同一類型制品不同分型面的選擇

同一類型制品的分型面選擇必需考慮到制品的取出。制品能

否取出確定于制品厚度、斷面與內(nèi)徑的大小。

詳細構造見下圖。

⑷分型面選擇的最大特點

分型面的選擇在制品的非工作面上，或者在制品的邊角、圓

弧突出點的面上。突出點在邊角或圓弧相交的制品，分型面一般

設置在邊角或圓弧相交處為宜。如圖所示。

⑸夾布、夾織物制品的分型面

夾布、夾織物制品的分型面的選擇，既要考慮膠料與夾布織

物的安放與填充，又要考慮膠料與織物的壓緊和壓實，因此，分

型面必需有適當?shù)蔫偳兜纳疃取３Ｓ玫蔫偳渡疃菻=3?6mm。

如圖所示。

⑹橡膠制品中各類套管、防塵罩、橡膠軸承分型面的選擇

上述制品分型面的選擇應根據(jù)工廠的實際狀況考慮，但肯定

要保證模具導熱勻稱，制品取出便利。分型面可分為立式、臥式。

詳細見下圖。

對于一般瘦長套管（兩頭大、中間小，或帶有臺階的各類愛

護套），當立式分型面加料困難，且模具閉合高度超過模具寬度

而影響導熱時，通常采納臥式分型面的模具構造。如圖。

對于波浪形的防塵罩，分型面采納臥式兩瓣模構造。模芯由

多件（5?6塊）鑲塊組合。如圖所示。

假如防塵罩臺階較少，其中一端口徑較大，制品厚度小于

1.5mm,也可采納整體模芯構造。這樣模具加工簡潔，操作便

利。也可采納圓片形拼合模芯構造。如圖所示。

另外，橡膠軸承制品分型選擇應根據(jù)制品高度確定。當制品

高度超過60mm時，模具應采納臥式分型面。如圖所示。

常用O型圈分型面的選擇，一般按運用要求可分為180°

和45°分型面的構造。如圖所示。

180°分型面一般適用于固定（靜態(tài)）密封的場合，45°分

型面一般適用往復直線、旋轉運動的動態(tài)密封場合（固定密封也

可運用）。

三、模具定位

模具型腔一般由多塊模板組成,要確保制品在型腔中獲得精

確的形態(tài)與位置，必需采納不同的方式的定位,不然難以壓制

出精確的制品。

模具定位的構造方式：

1.圓柱面定位

構造形式如圖所示。

特點：通用性強，加工便利，定位牢靠。

設計要求：

（1）定位協(xié)作長度h應大于制品的高度H,否則易壓壞模具。

（2）圓柱面定位有單向定位、雙向加強定位構造。

單向定位：如圖。

合理構造因為制品在硫化時會鉆縫，導致出模時制品邊緣拉

傷以與鉆縫殘留飛邊，影響制品外觀質量。

雙向定位：適用于長壁管類的制品。

特點：雙向定位加料便利、并具有良好的定位性能、制品壁

厚勻稱、型芯不易歪斜等。

定位方式有球面定位和圓錐面定位，如圖所示。

2.圓錐面與斜面定位

構造形式：

特點：性能牢靠，精度高，加工較難，操作便利，斜面協(xié)作

不易損傷、拉毛，模具運用壽命長。

技術要求：

（1）圓錐面、斜面定位采納6°?15°,常用10°。協(xié)作

定位高度為6?10mm。

3,導柱、導套定位

構造形式：

特點：適用于多腔模具。

技術要求：

（1）導柱排列方式：三孔丁字形排列（比后者好，因此應用

較多））；一大一小對角排列。

（2）導柱直徑：6、8、12、16mm;長度：24、28、34、

38、44、48mm,比模具閉合后短1?2mm。也可視模

具高度而定。

（3）協(xié)作精度：見圖：

4.鑲塊與V形擋板定位：適用于壓制異形膠管、護套、空芯嵌

條等臥式模具，它既解決了模具加工困難，又能拉緊模具。

構造形式：

特點：能解決加料后型芯的定位問題，從根本上防止上下模

或型芯壓壞的現(xiàn)象。

5.螺釘定位

形式較多，特點是既可起調整作用，又可起拉緊、定向作用。

（1）螺釘調整高度定位

帶有金屬嵌件活門的雜件制品，由于嵌件尺寸誤差不相一

樣，如嵌件為上偏向，導致壓膠時嵌件高度變形；如嵌件為

下偏向，導致制品缺膠或出現(xiàn)微孔不致密狀態(tài)；如增加膠料,

則制品飛邊增厚。用螺釘調整嵌件高度，可以避開壓膠時造

成的飛邊增厚、變形、缺膠等現(xiàn)象。

用螺釘調整嵌件定位高度，操作比擬費事。壓膠前必需先

壓緊上模，待螺釘高度（壓緊嵌件狀態(tài)）調整后，再卸下壓

緊螺釘，而后加料、加壓硫化。否則嵌件與模具高度H必需

作到一樣，將比擬困難。如圖所示。

（2）騎縫螺釘定位

帶方形或異形的型芯要求定位時，可用騎縫螺釘或騎縫圓柱

銷定位，如圖所示。

（3）嵌件或型芯螺釘定位

此方法適用于制品中帶有鑲件制品，或用臥式模具成型的制

品中型芯用螺釘拉緊定位的狀況。如圖所示。

四、膠料收縮率確實定

（1）膠料收縮率的定義

膠料在壓制、加熱硫化過程中，膠料內(nèi)部發(fā)生變形和交聯(lián)，

由此產(chǎn)生熱膨脹力，硫化膠料在冷卻過程中，應力趨于消退。

膠料的線性尺寸成比例縮小。因此，在模具設計中，成型部

分的尺寸需相應地加大。收縮率比例一般采納百分比表示。

（2）影響膠料收縮率的因素

橡膠的熱膨漲、制品的構造形式如端面壁厚、有無金屬非金

屬嵌件、制品的含膠率、硫化溫度、膠料的致密程度、硫化

工藝等。

①制品收縮率隨所用膠料量的增加而增大。如圖所示。

②制品收縮率隨硫化后的橡膠硬度增加而成馬鞍形變更。如圖

所示。

③制品收縮率隨硫化溫度的變更曲線。如圖所示。

④半成品膠料重量與收縮率的關系

（3）膠料收縮率的一般規(guī)律

①硫化溫度越高（超過正硫化溫度），收縮率越大。在一般狀況

下，溫度每上升10°c,其收縮率就增加。.1%?0.2%。

②膠料壓延方向和在模具中流淌方向的收縮率大于垂直方向的

收縮率；流淌間隔越長，收縮率越大。

③半成品膠料量越多，制成品致密度越高，其收縮率越小。

④膠料的可塑性越大，收縮率越?。荒z料的硬度越高，收縮率越

小。（高硬度例外，據(jù)試驗測定，膠料硬度超過邵氏90度以上,

其收縮率有上升的趨勢）

⑤填充劑用量越多，收縮率越??；含膠量越高，收縮率越大。

⑥多型腔模具中，中間模腔壓出制品的收縮率比邊沿模腔制品的

收縮率略小。

⑦注射法制品比模壓法制品的收縮率小。

⑧薄形制品（斷面厚度小于3mm）比厚制品（10mm以上）的

收縮率大0.2%?0.6%.

⑨一般制品的收縮率隨制品內(nèi)外徑和截面的增大而減小。不同類

型橡膠的收縮率大小依次為氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙膠、自

然膠、丁晴膠、氯丁膠。（以上橡膠類型按膠種而言，不是按

膠種配方牌號）。

⑩常用的橡膠制品的收縮率

?棉布經(jīng)涂膠后與橡膠分層貼合的夾布制品,其收縮率一般在

。?0.4%;

?夾滌綸線制品,其收縮率一般在0.4?1.5%;

?夾錦綸絲、尼龍布制品,其收縮率一般在0.8?1.8%;

?夾層織物越多，收縮率越小。

?襯有金屬嵌件的橡膠制品收縮率小,且朝金屬方向收縮,其收

縮率一般在。?。.4%;

?單向粘合制品其收縮率一般在0.4?1.0%;（如骨架油封構造

中嵌件粘合部分其收縮率一般在。?0.4%;唇口部分（純膠部

分）收縮率為階梯形式,離嵌件一端越近,其收縮率越小,反

之越大。）

?硬質橡膠（邵氏硬度大于9。度）,含膠量約在20%時,制品

其收縮率一般在L5%;

?橡膠與塑料拼用像塑制品的收縮率一般在1.1%?1.6%;約比

同類橡膠制品小。1％?。.3%;

也帶槽方形制品,由于橡膠壓制時擠壓方向關系,B向比A向收

縮率大0.2%?0.4%,如圖。

(4)膠料收縮率的計算方法

膠料收縮率隨膠種、模具、工藝條件等因素的不同而不同，

如今還沒有一個精確的、完備且具有好用價值的計算公式。有閱

歷的設計人員常憑閱歷數(shù)據(jù)估計和積累實際測定數(shù)據(jù)為參考。

常用的橡膠收縮率計算公式如下。

1.橡膠制品與模腔相應尺寸計算公式：

C=(L2—LI)/LIX100%

C一制品膠料的收縮率：

L1一室溫時測得的橡膠制品尺寸；

L2一室溫時測得的模具型腔尺寸。

2.以邵氏硬度計算制品膠料收縮率的閱歷公式：

C=(2.8—0.02K)X100%

K一橡膠的邵氏硬度。(查《橡膠模具設計制造與運用》，虞福

榮編。)

3.以橡膠硫化溫度計算制品膠料的收縮率的一般公式：

C=(a—P)AT-RX100%

a一橡膠的線形膨脹系數(shù)；

B一模具材料的線形膨脹系數(shù)，

AT—硫化溫度與測量溫度差，

R一生膠、硫磺、有機協(xié)作劑在橡膠中的體積百分數(shù)(％)。

a、0常見值見下表

五、模具型腔尺寸計算

收縮率對制品成型尺寸影響很大，另外，制品尺寸的波動還

取決于合模壓

力、硫化過程中的工藝條件，也取決于模具構造和工藝過程。所

以考慮模具尺寸時應綜合考慮，并配以閱歷數(shù)據(jù)，以得到合理

的成型尺寸。

計算模具型腔尺寸的方法有以下幾種。

1.厚、薄制品模具型腔內(nèi)外徑尺寸計算

制品厚、薄、斷面寬度對膠料收縮率有肯定影響。理論證明:

制品越厚，收縮率越?。粩嗝鎸挾仍酱?，相對收縮率也越小。制

品厚度、斷面寬度對膠料收縮率的影響(又稱補償值)見表。

表制品厚度H、斷面寬度W對膠料收縮率S補償值S?

厚度范圍<3>6~10~20?30~>50

H3?610203040

斷面寬度

W

收縮率SSMaxSMax一SMav一SMax一SMax一SMax一SMax一

補償值S,0.10.20.30.40.50.6

(%)

在上表中，當H、W不在同一數(shù)值范圍內(nèi)時，51值取11、W

中尺寸范圍小者為補償值。如：H=3、W=25時，應取H=3相

對補償值SL(S「0.1)%o

厚、薄制品的模具型腔外徑尺寸按下式計算：

D,=D+(DXS,)

式中：D1一型腔外徑尺寸；

D一制品外徑尺寸；

S1一膠料收縮率補償值。

厚、薄制品的模具型腔內(nèi)徑尺寸按下式計算：

d1=d+(dxS!)

式中：d1一型腔內(nèi)徑尺寸；

d—制品內(nèi)徑尺寸；

S1一膠料收縮率補償值。

2.襯有金屬嵌件制品的收縮率

襯有金屬嵌件橡膠制品，其收縮率較小，且朝金屬嵌件方向

收縮。對一般帶有金屬嵌件的制品，可以按下列閱歷公式計算其

自由收縮值。

制品形態(tài)如圖所示。

雙向制品時：U-券+(W?S)

單向制品時：U?H?C+(W?S)

式中：U一自由收縮最深深度;

H一制品膠料厚度（嵌件粘接高度）；

S一膠料收縮率；

W一制品斷面寬度。

3.橡膠。形圈模具型腔內(nèi)徑與斷面尺寸計算

3.1O型圈型腔內(nèi)徑尺寸與公差的計算，可按下列公式計算:

*=d（1+S）±A

式中：色一型腔內(nèi)徑尺寸；

d—制品內(nèi)徑尺寸；

S—內(nèi)徑收縮率；

△一型腔內(nèi)徑公差（進步精度后公差，其值約等于O形

圈制品內(nèi)徑公差的0.3倍）。

3.2型腔斷面尺寸與公差，可按下列公式計算：

W,=W（1+S）±A

式中：W1一型腔斷面直徑；

w—O型圈斷面直徑；

A一模具型腔斷面公差取±0.05（包括上、下模合攏后型腔

斷面錯位量）。

型腔尺寸計算應遵循的原則：

1.差表以硬度為基準，計算收縮率近似值；

2.進步型腔的加工精度，一般制品要求進步2?3級，其公差值

約等于制品公差的0.3倍左右。

3.在新開的模具，盡可能留有修模的余地。

第三章橡膠模壓制品的廢、次品分析

其緣由主要有：

1.橡膠收縮率計算不準。

2.成型、硫化工藝不正確。

3,模具構造不合理。

4.膠料本身有缺陷。

5.制品尺寸公差過小。

橡膠模壓制品的廢、次品分析見下表

序號廢品類廢品特征產(chǎn)生的緣由

型

1尺寸不制品厚度不均，外1.設備、模具平行度不良

準形尺寸超差，其尺2.橡膠收縮率計算不準

寸不符合圖樣要求3.模具加工不良

2缺膠制品沒有明顯的裝入的膠料重量缺乏

輪廓，其形態(tài)不符2.壓制時上升太快，膠料沒

合圖樣要求有充溢型腔而溢出模外

制品有明顯的輪3.排氣條件不佳

廓，但存在部分凹

陷、欠缺

3飛邊增制品在模具分型面1.裝入的膠料超量過多

厚處有增厚現(xiàn)象2模具沒有必要的余料槽

或余料槽過小

3.壓力不夠

4氣泡制品的外表和內(nèi)部1.壓制時型腔內(nèi)的空氣沒

有鼓泡有全部排出

2.膠料中含有大量的水分

或易揮發(fā)性的物質

3.模具排氣條件不佳

4,裝入的膠料重量不夠

5凸凹缺制品外表有凸凹痕1.模具加工時留下的加工

陷跡痕跡

2.膠料本身有缺陷（如黏度

大或超期）

3.模具排氣條件不佳

6裂口制品上有裂開現(xiàn)象I.啟模時取出制品時，制品

被劃傷

2.因型腔內(nèi)涂刷隔離劑過

多而造成膠料分層現(xiàn)象

3.模具構造不合理

4.膠料成型方法不合理（特

殊是氟橡膠與高硬度丁

晴橡膠）

7皺折裂制品外表皺折1.型腔內(nèi)裝入了臟污的膠

紋、離制品外表和內(nèi)部有料

層裂紋、離層的現(xiàn)象2.型腔內(nèi)所涂的隔離劑過

多

3.不同膠料相混

4,工^操作（成型、加料方

法）不正確

5.膠料超期

8雜質制品外表和內(nèi)部混L膠料在塑煉、混煉與保

有雜質管、運輸中混有雜質

2.模具沒有清理干凈（包括

飛邊、廢膠未清理干凈）

9分型面制品在分型面處有1.模具制造精度誤差和加

錯位較大的錯位工精度不夠

-45度分型膠圈由于飛邊

增厚

3.模具定位不良

10卷邊制品在分型處有明1.膠料加工性能差（如氟橡

顯的向內(nèi)收縮的現(xiàn)膠）

象2.模具構造不合理（厚制品

應采納封閉式構造模具

和合理開置余料槽）

11粗糙度制品外表粗糙度不1.模具粗糙度不夠

不夠符合有關標準的相2,鍍銘層有部分脫落

應要求3.有些膠料腐蝕模具外表

12結合力金屬嵌件與橡膠結1.金屬嵌件鍍銅或吹砂質

不強合不好量不好

2.沒有嚴格執(zhí)行涂膠工藝

規(guī)程（包括運用超期鍍銅

件、膠粘劑或混煉膠）

3.壓制地點的相對濕度太

大

4.膠料與金屬粘接劑選擇

不當

13孔眼制品有孔眼缺陷1.雜質脫落

2.氣泡裂開

3.裝入的膠料重量缺乏

14接頭痕制品有接頭痕跡1.成型、加料不正確

跡2.模具構造不合理

3.膠料流淌、結合性差

幾種常用膠料易產(chǎn)生的缺陷與特點

序號常用膠料易產(chǎn)生的膠料與特點

1自然膠易產(chǎn)生粘模、卷邊、悶氣

現(xiàn)象，扯斷力差、伸長率大，

易于取出制品、硫化流淌性

好

2丁晴膠易悶氣，結合力差，在接

頭處易產(chǎn)生痕跡而影響制

品的強度

3氯丁膠因黏度大，制品外表易產(chǎn)

生凹痕（如低洼麻點），制

品取出過程中變形量大（特

殊是熱模，強迫拉出制品）

4丁苯股該膠料（特殊是3160膠

料）對模具型腔腐蝕性大，

型腔外表易發(fā)黑，因此制品

外表光亮度差

5硅橡膠收縮率不易駕馭，因此制

品尺寸較難保證。6144膠

料粘模、硬度低、飛邊薄，

而且扯斷力差，制品取出比

擬困難

6氟橡膠收縮率變更范圍大；與其

他膠料相比，加工工藝性差

（如硬度大、流淌性小、結

合性能差）、不易變形、硫

化定性快，在分型處易卷邊

（縮邊）和產(chǎn)生裂痕（縫）

7乙丙橡膠三元乙丙橡膠（1023膠

料）硫化啟模后，氣味難聞、

制品易撕裂，所以有的制品

采納冷卻后取出

8聚氨脂橡膠混煉、成型、硫化加工工

藝性差，易起泡、發(fā)粘、開

裂、流淌性差

9丁鋰橡膠該膠料（2840膠料）硫

化啟模后氣味難聞，易粘

模，硬度偏低，膠邊（飛邊）

易卷邊和粘合

第三節(jié)橡膠擠出模具

1、橡膠擠出模具的特點

橡膠擠出成型是橡膠制品消費工藝過程中的一個環(huán)節(jié)，它為

下一個工序供應所需的半成品或預成品。按供應應擠出機膠料的

不同可分為冷喂料和熱喂料，運用的擠出機亦分別稱為冷喂料擠

出機和熱喂料擠出機。

擠出原理就是膠料在擠出機中進展加熱和塑化，并在螺桿和機筒

間受到劇烈的剪切，并通過螺桿的旋轉不斷地向前輸送，然后在

肯定的壓力作用下通過擠出模具（亦稱口模）擠出而得到所需的

制品形態(tài)。

1.1橡膠擠出成型的特點：

膠料通過擠出機螺桿的旋轉得到進一步的混煉和塑化，保證擠出

的半成品膠料質量更致密、勻稱；

應用面廣，通過變換口型模，可以擠出各種斷面形態(tài)的橡膠型材

和供壓制模具運用的預成型半成品；

擠出成型的制品速度快，消費效率高，有利于自動化消費；

擠出成型不受長度限制，可以滿意由于設備的限制而不能采納模

壓制造的超長制品。

5.通過擠出模具膠料的變形與膨脹規(guī)律。

膠料通過擠出機口模時間特別短，膠料在分開口模的瞬間壓力得

到釋放，因此膠料具有瞬時應力松弛的特點，這種應力松弛導致

膠料在分開口模后長度方向收縮、斷面方向膨脹，這種變形通常

稱為膨脹變形。

橡膠擠出膨脹變形有以下規(guī)律：

①硬度較低的橡膠（邵氏硬度50?60度），膨脹變形大，擠出

尺寸不穩(wěn)定；硬度較高（邵氏硬度70度以上）的膠料擠出變形

小，擠出制品形態(tài)尺寸比擬穩(wěn)定；

②可塑性較好的膠料，擠出后膨脹變形較小，擠出尺寸穩(wěn)定；

③硅橡膠擠出的型材和半成品尺寸形態(tài)一般不膨脹，反而有所收

縮；

④擠出型材的膨脹與制品大小有關，一樣斷面形態(tài)在一樣工藝條

件下，膨脹率與型材尺寸成正比。

⑤擠出型材膨脹與制品斷面形態(tài)有關，一般圓斷面的制品擠出后

斷面形態(tài)不變，尺寸因膨脹會增大；矩形或其它異形斷面形態(tài)的

制品，擠出后膨脹變形，其斷面形態(tài)發(fā)生變更。因此設計擠出模

具時，應充分考慮膨脹變形的因素，力求設計出符合制品要求的

斷面形態(tài)。

按膠料硬度擠出型材膨脹率見表lo

表1

膠料硬度（邵氏A膨脹范圍

型）

5015%?20%

6010%?22%

>705%?20%

2、擠出模具設計

橡膠擠出模具總體構造與塑料擠出模具構造大致一樣。但又

有其設計特點。幾種常見的橡膠擠出模具構造如圖1所示。

虞P218,221,222圖。

對于形態(tài)簡潔且類似的制品，由于運用同一臺擠出機消費，為進

步效率、降低本錢，可設計出能更換口型模的擠出模具。這樣對

不同的制品要求只需更換口型模而不必更換整套模具。如上圖中

的口型模、口型模套筒。

對擠出模具的構造要求：

模具內(nèi)腔呈流線型

為使膠料能沿著模具的流道勻稱地擠出，同時避開膠料發(fā)生過熱

硫化，模具內(nèi)部不能存在滯留膠料留存的死角。

有足夠的壓縮比

為使橡膠制品質量致密和消退因分流器造成的料流結合線，擠出

模具應有足夠的壓縮比。壓縮比通常在1:1.2?1.4之間。

2.1口型模設計

根據(jù)制品形態(tài)的不同可分為圓形擠出口型模和扁平形擠出口

型模?？谛湍嬙煲妶D2

圖2P215

2.1.1口型模口徑尺寸

圓形口型?？趶匠叽缫话銥閿D出機螺桿直徑的1/3?3/4。

口型?？趶竭^大會導致擠出的膠料壓力缺乏，使擠出不勻稱，膨

脹率變更不定，斷面形態(tài)產(chǎn)生波動，擠出的制品致密性差；口型

模口徑過小，簡潔引起膠料焦燒。

擠出機螺桿直徑與口型模尺寸的互相關系見表2。

表2

擠出機螺306585115

桿直徑

口徑尺寸20以下20-4030?6040?80

扁平形口型模口徑尺寸

扁平形的制品由于斷面壁薄，一般擠出寬度為螺桿直徑的

2.5~3.5倍。但其總擠出量也應在螺桿直徑的1/3?3/4。扁

平形制品的擠出寬度與擠出機螺桿直徑的關系見表3o

表3

擠出機螺306585115

桿直徑

口徑最大90180250300

寬度

膠料通過口模后，由于壓力消退，出現(xiàn)膨脹變形現(xiàn)象，使制

品斷面積增大，而由于牽引收縮的因素，斷面積也有縮小的趨勢。

這種膨脹和收縮的大小與橡膠種類、性質、機頭溫度、擠出速度、

壓力、口型模構造等有干脆的關系。困難的口型模尺寸的計算目

前多由閱歷確定。簡潔制品的口型模尺寸可按下式計算：

d=D-KD

d一口型?？趶剑╩m）;

D—制品斷面尺寸

K一膨脹率，見表1或閱歷數(shù)據(jù)。

2.1.2口型模擠出錐度

口型模擠出錐度一般不超過90°,流道較長形態(tài)簡潔的口型

模擠出錐度一般在30?60°。如圖2所示。

2.1.3口型模厚度

口型模厚度越大，膨脹率越??；口型模厚度越小，膨脹率越

大。

在設計口型模時，可先將口型模的厚度加大，通過試模檢查

擠出制品的狀況。如不適宜再作修改。

對硬度較高的膠料，形態(tài)困難且焦燒溫度較低的制品，口型

?？杀∫恍?。

為保證膠料能順當通過口型模，口型模與口型模套筒的過渡

角厚度越小越好，一般在。.5?1mm左右。見圖2。

對擠出機容量與擠出容量相差過大或擠出制品形態(tài)不對稱

時，可適當開設一些排膠口，以免出現(xiàn)制品焦燒、自硫或口型模

因強度缺乏而損壞的狀況。排膠口形式見圖3。

圖3P216

2.2型芯與支架

帶有型芯與支架的擠出模具見圖4。

圖4P228

型芯有兩種構造形式：一種是帶中心孔構造，它與支架加強

筋外接孔相通，擠出過程中利用壓縮空氣吹入滑石粉，使空芯制

品的內(nèi)徑保持不粘合狀態(tài)；另一種是無孔構造，用于擠出膠料硬

度較高或厚壁制品。

支架起支撐型芯的作用，它與擠出模具的內(nèi)孔協(xié)作定位。支

架一般有2?3根支撐筋。

第四節(jié)橡膠注射模具的特點

橡膠注射硫化工藝是橡膠制品消費中的一項新型加工技術。

其最大特點是：縮短硫化時間，減小消費中的打算工序，減輕勞

動強度，進步消費效率。

橡膠注射硫化的原理是橡膠的線形大分子在硫化交聯(lián)劑的作

用下交聯(lián)成網(wǎng)狀或體形構造的過程，其過程是一種化學反響?；?/p>

學反響完成的時間隨著反響溫度的增加而縮短。橡膠硫化過程每

當溫度上升10°到達同一硫化程度所須要的時間就縮短約一

半。當然，橡膠在硫化過程中的化學、物理性能的變更是與溫度

和時間有關的，選擇合理的硫化時間和溫度是保證注射硫化制品

的性能的關鍵。

塑料模具設計

緒論

-、橡塑模具在國民經(jīng)濟中的地位

模具是工業(yè)消費中用來成型制品的重要工業(yè)裝備，是國民

經(jīng)濟各部門開展的重要根底之一。模具干脆影響著新產(chǎn)品的開

發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品的質量的進步和經(jīng)濟效益

的增加。美國工業(yè)界認為模具工業(yè)是工業(yè)的基石。日本則稱模

具是促進社會旺盛富有的動力。確實，沒有高程度的模具工業(yè),

就沒有高程度的機電工業(yè)。

塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的開展應運產(chǎn)生的。自4。年頭研制

出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等塑料產(chǎn)品以來，塑料工業(yè)的開

展日新月異，新材料、新工藝、新技術不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品產(chǎn)量不斷

翻番。塑料已經(jīng)成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的

第四大材料。以塑料代替金屬材料、木材等材料已經(jīng)成為塑料開

展的趨勢。近幾年來，由于消費設備技術的進步和開展，橡膠產(chǎn)

品也已不只是單純的壓制產(chǎn)品，注射產(chǎn)品等也越來越多的應用于

工業(yè)、家電等各行業(yè)。這些橡塑產(chǎn)品的應用，進步了工業(yè)產(chǎn)品的

附加值。

事實上，儀器儀表、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等行業(yè)

的產(chǎn)品零件中，絕大多數(shù)是采納模具加工而成的。沒有模具加工

業(yè)，就沒有橡塑制品。就塑料加工業(yè)而言，塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā)

與應用，就不斷地向模具設計、研制和消費提出更高的要求，這

又極大地促進了模具的開展。在很多興旺國家，模具工業(yè)的產(chǎn)值

已經(jīng)超過或接近機床工業(yè)的產(chǎn)值。我國也已經(jīng)把模具工業(yè)作為重

點開展的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟開展的重要部

分。

二塑料橡膠模具概述

在各種材料加工工業(yè)中廣泛地運用著各種模具，例如塑料制

品運用的塑料模具，橡膠制品運用的橡膠模

具，金屬壓力加工運用的金屬模具，陶瓷、玻璃制品運用的陶瓷、

玻璃模具，金屬鑄造成型運用的砂型模具等等。

模具是利用特定的形態(tài)和尺寸成型肯定制品的工具。成型橡

塑制品的模具就是橡塑模具。

隨著新材料、新工藝、新技術的不斷開展，越來越多橡塑產(chǎn)

品應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、家電等各行業(yè)。特殊是塑料材料已

成為繼金屬材料、纖維材料、硅酸鹽材料之后的第四大材料。很

多形態(tài)困難、尺寸精度高的產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些產(chǎn)品的產(chǎn)生勢必

帶動模具工業(yè)的開展，同時對模具工業(yè)也提出了更高的要求。

CAD/CAM/CAE已經(jīng)成為模具加工、設計的主流。消費高效率、

自動化、大型、微型、精細、壽命長的模具已經(jīng)成為模具開展的

趨勢和推斷一個國家模具行業(yè)制造程度凹凸的主要因素。近幾年

來，隨著我國不斷引進國外的先進的模具加工設備與計算機軟硬

件，我國模具的設計制造程度不斷進步。性能穩(wěn)定的設備、合理

的消費工藝、高質量的模具是消費高質量制品的必備條件。

三、塑橡模具的構造類別與運用設備

（一）、塑料橡膠模具分類

不同成型方法成型的制品運用的模具構造與成型原理是不同

的。按成型加工方法的不同，橡塑成型模具

可分為以下幾大類。

1.注射成型模具

在注射機的料筒內(nèi)參加物料，物料在注射機螺桿或柱塞的作

用下，向前輸送，經(jīng)螺桿和外部加熱裝置的作用，由固態(tài)變?yōu)槿?/p>

融狀態(tài)，然后在注射機螺桿或柱塞的作用經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入

型腔中定型。塑料中熱塑性塑料多用注射模具消費，橡膠制品中

也越來越多的運用注射模具消費。

特點：模具構造困難、適用于消費大型、厚壁、薄壁、形態(tài)

困難、尺寸精度高的制品；消費效率高、質量穩(wěn)定、能實現(xiàn)自動

化消費。

圖2-3-1注射模具構造

2.壓制成型模具

將物料干脆參加放開的模具型腔內(nèi)，然后合模施壓。物料在

模具中經(jīng)熱和壓力的作用成為熔融狀態(tài)，經(jīng)過

物理或化學變更物料硬化定型。橡膠制品目前多采納壓制成型的

方法消費。

特點：模具構造簡潔，通用性強、運用面廣、操作便利。

圖2-3-2壓制模具構造

3.擠出成型模具

擠出成型模具又稱機頭。在擠出機中的物料經(jīng)螺桿旋轉向前

輸送，在料筒加熱裝置的作用下，由固態(tài)變?yōu)?/p>

熔融狀態(tài)，經(jīng)擠出機機頭擠出成型。隨著機頭斷面形態(tài)的變更可

消費不同斷面形態(tài)的連續(xù)制品。

特點：消費效率高、質量穩(wěn)定、能實現(xiàn)自動化消費。

圖3-2-3擠出模具構造

4.塑料中空吹塑成型模具

塑料中空吹塑成型根據(jù)成型工藝方法可分為擠出成型和注射

成型等多種。擠出成型就是將擠出機擠出的熔

融管胚放入模具中,模具閉合夾緊，然后在管胚中通入壓縮空氣,

使料胚膨脹貼緊模具定型成型。注射成型就是把注射機消費的型

材放入模具中加熱并使之軟化，然后通入壓縮空氣，使料胚膨脹

貼緊模具定型成型。

特點：模具受力小，模具構造相對來講簡潔，可成型用其他

方法不能成型的制品。

圖3-2-4塑料中空吹塑模具構造

除以上常用的模具外，還有壓鑄成型模具，塑料真空或壓縮

空氣成型模具，塑料發(fā)泡模具等等。

圖3-2-5壓鑄模具構造

圖3-2-6塑料真空或壓縮空氣模具

（二）、設備簡介

1.注射成型機

合模裝置（肘節(jié)方式）模具注射裝置

2,平板硫化機

3.擠出成型機

4.塑料中空成型機

第一節(jié)概述

利用塑料注射成型機成型塑料制品的模具就是塑料注射模

具，其構造由制品的形態(tài)與注射機形式確定的。

注射機成型的原理與特點在第二章中已有表述。塑料注射模具是

塑料制品中應用最廣的，由注射模具消費的制品已占塑料產(chǎn)品的

80%以上。注射模具在構造上也是塑料模具中最困難的。駕馭注

射模具的根本構造，其它模具也就觸類旁通了。注射模具安裝在

注射機上消費，因此模具設計要和注射機的規(guī)格相聯(lián)絡，同時也

與制品的要求、消費要求有關。

圖3-1-1為單分型面塑料注射模具的構造形式。它主要由六

部分組成。

圖3-1-1單分型面塑料注射模具

（一）、澆注系統(tǒng)

將塑料熔體由注射機引向模具成型部分的通道稱為澆注系

統(tǒng)。它分為一般澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。一般澆注系統(tǒng)由主

流道、分流道、澆口、冷料井組成。圖3-1-1為一般澆注系統(tǒng)的

模具構造。

（二）、成型零部件

成型制品的部分，它由型腔和型芯組成。是模具設計好壞的

關鍵，它涉與到模具的構造設計、成型零部件的尺寸計算、強度

計算等。

（三）、導向部分

導向裝置的作用是確保動模與定模在消費過程中閉合的精確

性，從而保證制品的質量。由導柱和導向孔組成。大型模具或頂

出零件比擬多的模具在頂出板上也設有導向部分，目的是保證頂

出過程中的精確性。

（四）、頂出部分

塑料注入模具經(jīng)冷卻定型后，由模具的頂出裝置頂出。實現(xiàn)

模具的下一次注射。根據(jù)制品的構造形式頂出構造有簡潔頂出、

二次頂出構造等。

（五）、排氣系統(tǒng)

在注射過程中把型腔內(nèi)氣體排出模具以外。保證制品的完好

成型。

（六）、冷卻加熱系統(tǒng)

為了保證注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻加熱系

統(tǒng)。一般澆注系統(tǒng)的模具設冷卻系統(tǒng)；熱流道模具的澆注系統(tǒng)設

加熱裝置，成型部分設冷卻系統(tǒng)。

第二節(jié)澆注系統(tǒng)設計

-、概述

澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開場到型腔為止的流淌通

道，它分為一般澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。

澆注系統(tǒng)對制品性能、外觀質量和成型難易程度都有干脆影

響，因此在設計澆注系統(tǒng)時，應綜合考慮以

上因素。

設計塑料模具時必需遵循塑料熔體的流淌規(guī)律，這樣才能使

所成型的塑料制品獲得最佳的質量。塑料在注射過程中可分為三

個區(qū)段。第一區(qū)段是塑料在螺桿（柱塞）與料筒壁之間進展的輸

送、壓縮、熔融和塑化，并將塑化好的塑料熔體存儲在料筒的前

端，這方面的理論主要探討塑料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程；第二

區(qū)段是儲存在料筒前端的塑料熔體經(jīng)螺桿（柱塞）作用，經(jīng)注射

機噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進入型腔；第三區(qū)段是塑料熔體進入模具

型腔過程中的流淌、相變和固化。注塑過程的探討主要集中在第

二區(qū)段，它涉與到熔體通過澆注系統(tǒng)時所受到的剪切力與熔體表

觀粘度的變更，這些都干脆影響到澆注系統(tǒng)的尺寸大小、制品的

質量等。下面就從理論上簡要探討塑料熔體在此區(qū)段的流淌特

性。

（一）、熔體流變方程的根底概念

當塑料熔體在外力作用下經(jīng)澆注系統(tǒng)流淌時，由于各點的流

速不同存在著剪切力0設有剪切力工于定溫下施于相距dy的兩平

行液層，使兩平行液層以du的相對速度挪動。du/dy稱為剪

切速率或速度剃度（了）。對牛頓液體來說，剪切力[與剪切速率

du/dy成正比。

du

T=r]dy（3-2-1）

比例常數(shù)n稱為牛頓粘度，它是液體流淌難易程度的量度。

當塑料在圓形流道內(nèi)作穩(wěn)定流淌時，如圖3-2-1,設在長為L

半徑為R的圓形流道兩端的壓力差為AP,其隨意半徑r處的熔

體所受的剪切力為：

T=(3-2-2)

圖3-2-1塑料熔體在圓形流道內(nèi)的流淌狀況

在管壁處其剪應力為：

RkP

T=-------(3-2-3)

2L

矩形流道剪應力為：

h\P

T=------

2L

對于牛頓液體在圓管橫截面內(nèi)各點流速呈拋物線分布(圖3-2-1

b所示)，在中心的流速最大，在管壁處流速為零，其剪切速率

在中心為零，在管壁處最大，其值為：

(3-2-4)

式中Q：單位時間的流量，厘米3/秒

故在管壁處有：

r)=(3-2-5)

Q=

但大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體，剪應力與剪切速率的關

系不符合式3-2-1的正比關系，恒溫下，在肯定的剪切速率范圍

內(nèi)，可近似地用下面的指數(shù)定律描繪它：

T=K(3-2-6)

式中n：非牛頓指數(shù)，表示該流體與牛頓流體的偏離程度，對牛

頓流體，n=l

非牛頓流體其粘度已不在是一個常數(shù)。在圓管內(nèi)流淌時，其

各點流速分布不再呈拋物線分布，因此管壁處的剪切速率為當

乘以校正系數(shù)。

(3-2-7)

為了探討便利，將岑叫做非牛頓流體在管壁處的表觀剪切速

7lR

率，管壁處的剪應力等與表觀剪切速率之比叫做表觀粘度兒。

乙LJ

表觀粘度隨剪切速率的變更而變更。

所以(3-2-8)

(3-2-9)

矩形流道：

式中：W:矩形流道寬度

h:矩形流道深度

由上面的公式可以看出：

1.澆口斷面尺寸

增大澆口斷面尺寸，有利于Q值的進步。從式中可知，Q值

隨內(nèi)或的3成正比。但澆口斷面尺寸的增加，

熔體在澆口處的流速減慢，其表觀粘度%相應進步，Q值反而下

降，所以澆口斷面尺寸的增大有個極限值，就是大澆口尺寸的上

限。超過此值，會獲得相反的效果。

而小尺寸澆口，由于絕大多數(shù)塑料熔體的表觀粘度是剪切速

率的函數(shù)。熔體流率越快，久越低，越有利于充模。另外，由于

熔體流徑小澆口，部分動能因高速摩擦而轉換成熱能，進步了澆

口處的部分溫度，熔體的粘度再次降低，Q值增加。但當剪切速

率到達極限值時（一般為io'1/s）,剪切速率于表觀粘度便失去

了依存關系，稱之為“剪切速率效應”。超過此極限值，剪切速

率在增加，表觀粘度也不在降低。此時澆口的斷面尺寸就是點澆

口的極限尺寸。

2.澆口長度

當注射壓力恒定時，則澆口處的壓力保持不變。澆口長度短,

熔體流經(jīng)澆口的阻力毫秒年兆升毫秒度減小，

也就使?jié)部诘娜肟谟诔隹陂g的壓力降減小，從而使塑料熔體在澆

口處的流速增大，Q值得到進步。反映在注射螺桿上，螺桿向前

推動的速度加快，也即注射速度加快。因此縮短澆口長度，在不

增加澆口截面的條件下，就能進步注射速率Q值。同時由于熔

體在澆口中速率的進步，也即剪切速率增加，熔體的表觀粘度九

相應降低。此外，短澆口可保持常開，有利于補縮。由上可知，

在設計澆口長度時，選擇其最小值最好。

3.剪切速率的選擇

由于絕大多數(shù)塑料熔體屬于非牛頓流體,其表觀粘度力與剪切

速率的函數(shù)關系不是線形關系（如式

3-2-6）o由試驗知，在較低的剪切速率范圍內(nèi)，剪切速率的微小

變更會引起表觀粘度的很大變更。這將使注射過程難于限制。導

致制品外表不光滑，沖模不均，密實性差，內(nèi)應力高，翹曲變形

等缺陷。因此，選擇一段剪切速率，使其的變更對表觀粘度的影

響最小，這樣有利于注射過程的限制。一般來說，剪切速率取最

高值，對粘度的影響最小。所以，注射過程的剪切速率通常取

io1-io5（1/s）,而且盡可能進步。

4.表觀粘度的限制

在注射過程中，當沖模不滿，除增大注射量和進步注射速度

等工藝條件外，降低塑料熔體的表觀粘度是比

較好的方法。降低粘度的方法之一是上升溫度。而上升溫度則帶

來熱量損耗的增加和冷卻時間的延長，溫度過高還會引起塑料的

分解。二是進步剪切速率。但剪切速率的進步也不能超過其極限

值。進步剪切速率的方法，一是進步注射壓力，二是減小澆口尺

寸。

綜上所述，一般狀況下，薄壁、小型等制品采納小澆口尺寸

對制品的沖模與制品質量是有利的；而大型、厚壁、粘度高的熔

體則采納大尺寸澆口。

二、一般澆注系統(tǒng)

（一）、一般澆注系統(tǒng)的組成

一般澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。它的

作用就是使注射機噴嘴射出的熔融塑料流入型腔。澆注系統(tǒng)組成

部分如圖3-2-2。

1一主流道2—分流道3—澆口4—冷料井

圖3-2-2澆注系統(tǒng)

主流道是指緊接注射機噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔

融的塑料進入模具時先經(jīng)過它。

分流道是指把主流道的融料引入各個型腔的流道。對一般澆

注系統(tǒng)而言，它開設在分型面上。

澆口是指在分流道的末端將融料引入型腔的流道。

冷料井就是為了避開冷料堵塞澆口或進入型腔而設置的。在

每次注射中，前鋒的料流首先與溫度較低的模具接觸，從而造成

料流前端存在一些低溫料，常稱冷料。冷料井一般開設在主流道

或分流道的末端。

（二）一般澆注系統(tǒng)的設計

1.主流道的設計

由于主流道首先與高溫、高壓的融料以與和注射機的噴嘴反

復接觸，為增加主流道的耐磨性和耐腐蝕性主流道部分常設計成

可拆卸的主流道襯套，又稱澆口套。對于模板尺寸較小的模具可

干脆在模板上加工主流道。大型模具中為了主流道加工的便利；

另外有些模具的定模板有幾塊板組成，為了防止開模時模板的縫

隙留有溢料無法使主流道順當脫出，也設計有主流道襯套。澆口

套與定模板的協(xié)作一般取過渡協(xié)作(H7/k6)或過盈協(xié)作

(H7/m6)o

常用的主流道襯套的構造如圖3-2-3所示。

圖3-2-3主流道襯套構造

在主流道構造中，為了使凝料順當脫出，主流道設計成圓錐

形，具有2。?6。的錐角，澆口套長度長，其夾角小些，澆口套長度

小，其夾角可大些，澆口套內(nèi)壁外表粗糙度值一般在以下，

小端直徑應大于注射機噴嘴直徑1毫米。主流道與噴嘴接觸處一

般成半球形，為使兩者嚴密協(xié)作，避開注射時的融料溢出，球面

半徑應比噴嘴半徑大1?2毫米。在小端直徑和錐角肯定的狀況

下，大端直徑也就確定了。然而，有些狀況下要確定大端直徑的

大小，以滿意熔體體積流率的充模要求。大端直徑可由下列公式

計算。

D=2（_e）"3（cm）

r

Q—流經(jīng)該流道的熔體體積流率，cm-Vs;

塑料比容（C/〃3/g）x制品質量（g）

Q成型時間（秒）

D一圓形流道截面直徑，cm;

一熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s,圓形截面流道=5X

103;

為滿意注射成型的須要，注射機最大熔體體積流率必需大于

注射該制品的熔體體積流率。

2.定位環(huán)的設計

定位環(huán)起模具與注射機定模板定位孔定位的作用。目的一是

支撐模具，二是使模具中心與注射機噴嘴中心一樣。澆口套與定

位環(huán)相協(xié)作的構造見圖3-2-4。當定位環(huán)尺寸較小時，可把定位

環(huán)與主流道襯套做成一體。定位環(huán)用螺釘使之與模具連接。當澆

口套在注射過程中受力很大時，為削減螺釘?shù)氖芰?，可把定位環(huán)

構造設計成如圖3-2-5所示。

圖3-3-4定位環(huán)構造

圖3-2-5定位環(huán)的另一種構造

定位環(huán)外徑為注射機定模板定位孔直徑，定位環(huán)與澆口套的

協(xié)作一般取間隙協(xié)作，常用的有H7/f6o定位環(huán)凸出定模板的

高度一般在20毫米以下。緊固定位環(huán)的螺釘一般選M6、M8,

數(shù)量2?3個。

3.分流道的設計

分流道是連接主流道與型腔的通道。分流道的形態(tài)有圓形、

半圓形、梯形、U形等，從壓力傳遞的角度講：要求流道截面積

最大；從熱傳導的角度講：要求流道外周長度最小。推斷分流道

形態(tài)優(yōu)劣的標準是流道的比外表積。比外表就是流道的截面積與

外周長之比。比外表積小，熱量損耗小。常用的分流道的斷面

形態(tài)與尺寸見表2-1所示。

表2-1

分流道斷面尺尺寸數(shù)據(jù)（mm）

寸

1d5678910

1112

口

R2.533.544.55

5.56

H5678910

1112

—*?

/W5678910

工/

1112

H

3.5455.567

89

u形、梯形分流道中，當H=G?2)RVH=(2~1)W

435

時，流道的比外表積較小。

分流道尺寸視制品大小和塑料品種、注射速率、以與分流道

長度而定。圓形分流道一般在5?10毫米之間；對于流淌性好

的塑料，如聚丙烯、尼龍等，當分流道很短時，直徑可小到2毫

米。對流淌性差的塑料，可大到10毫米。試驗證明，多數(shù)塑料

分流道直徑在5?10毫米時，對流淌性影響較大，在增加直徑,

對流淌性影響已經(jīng)很小了。分流道尺寸可用下述公式計算。

a.圓形分流道截面直徑

D=2(2)"3(cm)

Q一流經(jīng)一分流道的熔體體積流率，cm3/s;

D一圓形流道截面直徑，cm;

A一熔體在該流道內(nèi)的剪切速率，1/s;

熔體體積流率見表1。(注：計算分流道體積流率時，應除以

分流道數(shù)。)

常用A值圓形截面分流道A=5義ICT?io,；

b.對于壁厚在3.2mm以內(nèi)，重量為200g以下的塑料制品

的圓形分流道直徑，可按下列閱歷公式求得。流道直徑限于3.2?

9.5mm以內(nèi)。

D=0.2654收?VF

其中：D：流道直徑(mm)

W：制品重量(g)

L：流道長度(mm)

c.對梯形分流道截面，其截面深度H可用下面公式計算。

H=1.587(e_y(cm)

A

截面寬度w,W=(3?2)H

24

在多型腔中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種。所謂

平衡式布置，就是從主流道到各個型腔的分流道長度、形態(tài)、斷

面尺寸都是對應相等的，這種設計可到達各個型腔的勻稱進料。

如圖3-2-6所示。非平衡式布置如圖3-2-7所示。

圖3-2-6

圖3-2-7

型腔的分布以平衡布置為佳。從流道長度看：直線排列最短。

從流淌平衡角度看：一模四腔的H形排列和圓形排列的熱平衡

性、流淌性最好。對于精細成型時排列，圓形排列最志向。非圓

制品作為一模四腔，H形排列最志向。

不管是平衡布置還是非平衡式布置，都牽扯到型腔數(shù)目的問

題。型腔數(shù)目以制品精度、所選擇注射機大小都有關系。對于技

術要求高的塑件如光學件等，一般只能一模一腔。對于技術要求

不嚴格的一般塑件，可用以下公式求得。

a.由注射機鎖模力確定

設：鎖模力F(N)

型腔內(nèi)樹脂壓