塑料模具設計原理

模具在很大程度上決定着產品的質量、效益和新產品開發能力。所以模具又有“工業之母”的榮譽稱號。下面我們來簡單講講塑料模具設計相關的知識，希望對大家有幫助。

　　塑料的基本概念:

〈一〉、塑料的定義及組成，

塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定温度和壓力下具有 塑性和流動性，可被塑製成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。

組成：聚合物合成樹脂(40 ~ 100%)

輔助材料：增塑劑、填充劑、穩定劑、潤滑劑、着色劑、發泡劑、增強材料。

輔助材料作用：改善材料的使用性能與加工性能，節約樹脂材料(貴)

〈二〉塑料的分類：

300餘品種，常用的是40餘種

名稱是以所使有的合成樹脂作為名稱來稱呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、氧樹脂,俗稱：電木(酚醛樹脂),有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂),玻璃鋼(熱固性樹脂用玻璃纖維增強);英文名稱：尼龍(聚酰胺)PA 聚乙烯 PE

分類：熱固性塑料與熱塑性塑料(按塑料的分子結構)

1、 熱塑性塑料

具有線型分子鏈成支架型結構加熱變軟，泠卻固化不可逆的

2、 熱固性塑料：

具有網狀分子鏈結構加熱軟化，固化後不可逆.

通用塑料：指產量大，用途廣。價格低廉的一類塑料。如：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，醛酚塑料，氨基塑料佔塑料產量的60%

工程塑料：指機械性能高，可替代金屬而作工程材料的一類，尼龍，聚磷酸脂，聚甲醛，ABS

特種塑料：隙氧樹脂

〈三〉塑料的性能

1、 質量輕，密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm

2、 比強度高：是金屬材料強度的1/10 。 玻璃鋼強度更高

3、 化學穩定性好

4、 電氣絕緣性能優良

5、 絕熱性好

6、 易成型加工性，比金屬易

7、 不足：強度，剛度不如金屬，不耐熱。 100C以下熱膨脹係數大，易蠕變，易老化。

　　熱塑性塑料成型加工性能：

〈一〉 吸濕性：吸水的(ABS.尼龍，有機中玻璃)懦水的(聚乙烯)含水量大，易起泡，需乾燥。

〈二〉 塑料物態：

1、 玻璃態：一般的塑料狀態 TG 高於室温。

2、 高彈態：温度商於 TG ，高聚物變得像橡膠那樣柔軟，有彈性。

3、 粘流態：沾流化温度以上，高聚物相繼出現塑料流動性與粘性液體流動區移，塑料成型加工就在材料的粘流態進引。

〈三〉 流動性：

塑料在一定温度壓力作用下，能夠充分滿模具型腔各部分的性能，稱作流動性。

流動性差，注射成型時需較大的壓力;流動性太好，容易發生流涎及造成製件溢邊。

〈四〉 流變性：高聚物在外加作用下產生流動性與變形的性質叫流變性。

牛頓型流體與非牛頓型流體。

牛頓流體 ：主要取決於(流變形為)剪切應力，剪切速率和絕對粘度，低分子化合物的液體或溶液流體屬於牛頓流體。

大多數高聚物熔體在成型過程中表現為非牛頓流體。

〈五〉 結晶性：冷凝時能否結晶。

無定型塑料與結晶型塑料。

結晶型：尼龍，聚丙烯，聚乙烯，無定型塑料：ABS

〈六〉 熱敏性與水敏性。

〈七〉 相熔性：熔融狀態下，兩種塑料能否相熔到一起，不能則會分層，脱皮。

〈八〉 應力開裂及熔體破裂。

〈九〉 熱性能及冷卻速度。

〈十〉 分子定向(取向)。

〈十一〉收縮性。

〈十二〉毒性，刺激性，腐蝕性。

　　熱塑料製品設計原則

一、 尺寸，精度及表面精粗糙度

〈一〉尺寸

尺寸主要滿足使用要求及安裝要求，同時要考慮模具的加工製造，設備的性能，還要考慮塑料的流動性。

〈二〉精度

影響因素很多，有模具製造精度，塑料的成份和工藝條件等。

〈三〉表面粗糙度

由模具表面的粗糙度決定，故一般模具表面粗糙比製品要低一級，模具表面要進引研磨拋光，透過製品要求模具型腔與型芯的表面光潔度要一致 Ra 〈 0.2 um

塑件圈上無公差要求的仍由尺寸，一般採用標準中的8 級，對孔類尺寸可以標正公差，而軸類各件尺寸可以標負出差。中心距尺寸可以棕正負公差，配合部分尺寸要高於非配合部分尺寸。

脱模斜度

由於塑件在模腔內產生冷卻收縮現象，使塑件緊抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困難，強行取出會導至塑件表面擦分，拉毛，為了方便脱模，塑件設計時必須考慮與脱模(及軸芯)方向平行的內、外表面，設計足夠的脱模斜度，一般1°——1°30`。

一般型芯斜度要比型腔大，型芯長度及型腔深度越大，則斜度不減小。

壁厚

根據塑件使用要求(強度，剛度)和製品結構特點及模具成型工藝的要求而定

壁厚太小，強度及剛度不足，塑料填充困難

壁厚太大，增加冷卻時間，降低生產率，產生氣泡，縮孔等 。

要求壁厚儘可能均勻一致，否則由於冷卻和固化速度不一樣易產生內應力，引起塑件的變形及開裂。

加強筋

　　設計原則：

〈一〉中間加強筋要低於外壁 0.5 mm 以上，使支承面易於平直。

〈二〉應避免或減小塑料的局部聚積。

〈三〉筋的排例要順着在型腔內的流動方向。

支承面

塑件一般不以整個平面作為支承面，而取而代之以邊框，底腳作支承面。