塑料模具设计
塑料模具设计范文第1篇
【关键词】 塑料模具 设计 研究 计算机 西门子电机
前言：塑料的成分主要有树脂、填充剂、增塑剂、着色剂和稳定剂等，在现实生活的应用非常普及，比如：电视机、洗衣机、塑料袋、计算机、西门子电机等。制造出这些塑料工艺品的主要设备就是塑料模具，模具的设计主要是模具的设计方案构思。关于模具的设计，目前有很多方法，塑料模具厂商最经常用的是经验试模定工艺方法，但是这种方法也已经陈旧。
1 Pro/e与反求工程在塑料模具设计中的应用
Pro/e具有强大的造型功能，而反求工程是至今为止产品设计的一种新方法，在很多领域中具有不可估量的前景。
1.1 Pro/e和反求工程中的逆向工具
当前，绝大多数反求工程的研究和应用都集中在重建产品实物的CAD模型和产品制造上，这种行为就叫做实物反求工程。反求工程要最终形成CAD模型的工序很复杂，他要经过数据采集、点云模型预处理、曲线或曲面的重构等许多复杂的环节。Pro/e也要经过输入点集、创建包络、创建小平面和曲面四个环节才能形成处理逆向的一个完整流程。Pro/e完整的逆向解决方案有两个特征，一个是重新造型特征，另一个是野火版的小平面特征。
1.2 应用Pro/e和反求工程在塑料模具设计中的流程
软件系统的模块是模具设计的主要手段，它几乎提供了模具设计所需要的所有功能。模具设计的流程是先利用软件系统的模块建立出塑料产品模具的三维模型，第二步是利用型腔模块设计模具的构建，第三步也是最后一步，是设计模具的模架。塑料模具设计好之后就可以按照模具设计进行模具装配和模具组建了。其中PTC公司推出Pro/e软件所具有的一系列功能是设计模具最方便的装备，它几乎囊过了模具设计所需要的所有功能包括模具的零件装配和模具开发。
1.3 计算机辅助模具设计
计算机辅助模具设计主要探讨的是塑料注射成型的塑料产品中，影响产品质量的主要工艺参数，并用鲜明的例子说明了计算机辅助流动模拟技术在塑料模具设计中的引导作用。
1.4 计算机辅助模具设计的主要工艺参数
模具设计出来后，在注射过程中影响塑料工艺品的因素有很多，C-MOLD[1]经过长时间的研究，终于研究出影响塑料工艺品注射成型品质的一些工艺参数，它们分别是注射温度、注射压力、设置螺杆行程转换的开关位置和设置的注射速度和排气等方面。在塑料工艺注型过程中，冷却介质的温度一般小于型腔表面的温度，通常比型腔表面的温度低10-20摄氏度。如果模具温度大于或等于40摄氏度了，需在模具固定板和模具两者之间增加一个隔热的装置。注射温度是模具注射的主要技术参数，而注射压力是主要的工艺参数，在塑料模具注射成型中受到普遍的关注。
2 塑料模具设计实例
塑料模具设计实例运用的是C-MOLD的软件系统对XX家电产品的模拟[2]。在模具设计构思阶段，采用流动模拟的方法寻找结构参数的设计是提高模具设计品质的有效手段，也是一次性试模成功的好方法。
3 西门子电机塑料模具设计
西门子公司是大型的电机的著名制造厂，它在电机模具设计和制造方面有许多先进的技术。其中包括典型的结构图、绘图法、模具制造工艺等诸多方面，都有自己的独特特点。模具设计和制造的独特之处如下：
（1）典型的结构图。在设计图结构要素基础上对冲膜相应地方进行独特化设计的方法就是典型结构设计。以西门子磁极冲片来举例说明，西门子公司在设计磁极冲片时，先把磁极冲片所需的结构和各种零件先固定下来，然后画出新模具的平面图，这样的方法只需绘制一张模具设计图就可以了。绘制模具图采用平面绘图的方法主要有两个好处，一是作为绘制模具的图纸，二是用于模具各种板块和零件的确定，作为生产模具的一个样板。这样，就不再需要画模具的各种零件图了，省时又省力。
（2）电机模具的制造工艺。西门子公司在制造模具时，模块全部用线切割来加工的方法，粗切、精切都有适度的尺寸和公差。用淬火前铰孔、淬火后磨孔来固定模块。这种工艺法不仅能使电机模具的制造简单化还可以降低成本，一举两得为西门子公司的发展做出了巨大贡献。
（3）模具模块的毛坯和磁轭冲模。大多数模块的毛坯都是购买材料公司的，但是购买回来的模块毛坯粗糙，需要进行精加工才能用来制作模具。磁轭冲片的特点是材料厚、形状千奇百怪而且尺寸大。它的设计制造都很复杂而且成本高昂，西门子的狄纳莫厂抛弃常用的多极复合冲模，改为单极冲模，不但节省了工序还为公司降低了成本。
4 结语
随着塑料在世界各国的普及，塑料行业的发展越来越迅速。依附于塑料的模具设计行业也因塑料行业的发展而快速发展，文章先阐述了Pro/e与反求工程在塑料模具中的应用，然后探讨了提高模具注射成型塑料工艺品的质量的主要注射温度、注射压力等参数，最后阐述了西门子电机模具的设计，从三个方面着手探讨了塑料模具的设计。
参考文献：
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[3]李钟猛.塑料模具设计与制造_第一讲塑料概论[J].成都无线电机械学校，38-45
塑料模具设计范文第2篇
关键词：聚酰胺6;塑料斜齿轮;注塑模具;点浇口进料:旋转脱模
现阶段，塑料制备技术不断升级，表现出快速发展态势，有效提升了通用工程塑料的强度及其加工精度。在此大环境下,其得到了广泛的推广与普及,并在汽车、家电、建筑等各个行业获得了广泛应用。目前，塑料工业突飞猛进，主要得益于模具制造业的发展。塑料成型主要需依靠模具，这是大家都认可的事情，而制品的质量与产量主要由塑料成型过程中所使用的模具品质决定。其中，模具的流道结构、尺寸、熔体浇注方式、排气设置、分型面等都会在一定程度上对塑料制品的尺寸控制精度、外观、力学性能及其内部应力分布造成显著影响。在现代机械当中，齿轮的运用范围最广。相较于其他传动机构，齿轮具有紧凑结构，同时其运行过程具有良好可靠性、效率高，使用时间长，可有效确保恒定的传动比，适用速度范畴广阔。相较于直齿轮,斜齿轮中的齿轮和它的轴线存在一定偏差,两个轮的转向是相反的，传动平稳的冲击力不大，对高速传动更为适用。然而，轴向力较强。目前，塑料斜齿轮被大量用于钟表、设备仪器、玩具等多个应用领域。然而，因斜齿轮的形状比较独特，无法通过开模方式从模具中推出斜齿轮，所以应该进一步考虑采用旋转脱模结构。
1PA6性能分析
聚酰胺6(PA6)具有对疲劳、磨损、热度、油的耐受力好、坚韧、抗冲击强度高、良好的吸水性、抗霉菌等优势，为晶体结构材料，因此其熔点高，熔融温度范畴偏小，在处于熔融状态时其热稳定性小，当料温大于300℃时，滞留时间一旦达到了半小时，就特别容易发生分解作用；PA6比较容易吸湿，需要对其进行预热使其干燥后再进行后续成型过程，确保含水量不大于0.3%。PA6具有良好的流动性，溢边值0.02mm，为了有效避免出现流涎问题，应通过自锁型喷嘴注射螺杆式注射剂，同时为螺杆配置相应的止回环；PA6在成型阶段具有较高的成型收缩率，具有明显的取向性，容易出现凹痕、缩孔、变形等诸多问题，所以成型条件确保处于稳定状态。PA6融料冷却速度会给结晶、塑料性能及其结构产生十分显著的影响，因此在具体操作过程中务必要对模温实施合理管控，通常应将其控制在60~90℃的范围内，针对透明度好、伸长率高、柔软性能良好的薄壁塑件应当设置低模温，而针对耐磨性能优越、硬度高、且使用过程中不会出现明显变形的后壁塑件，应设置高模温；成型条件会严重影响到缩孔、塑料成型收缩、凹痕，在设置料筒温度的过程中务必要结合塑件形状、聚酰胺类型、注射机种别等进行设定，柱塞式注射机应当区高温，通常而言，料温应控制在300℃范围内，温度愈高表示收缩愈大，飞边的可能性也越大，非常适用于制备化工、耐磨零件、仪表、传动结构等。
2模具结构设计分析
2.1分型面设计
能否选出合适的分型面，会在一定程度上影响到模具制造、塑件质量及其使用性能,会对模具的结构种别产生决定性影响，同时这也是设计模具过程中的最关键一环。因此，在进行模具设计的过程中，务必要全面统筹制品的尺寸精度、推出方式、制造技术、结构方式等因素，基于此选出合适的分型面。图1为分型面位置及其结构的示意图,在这当中A-A表示的是分型面。如此，既能最大限度的将分型面给外观产生的影响降至最低，其所形成的溢料边易进行修整。同时，要把A-A面当成分型面，依靠齿轮内孔型芯带动，可以使塑件开模时保留动模，便于设计旋转型的脱模结构。此塑件是斜齿轮类型，所以脱模的流程值得相关人员重视。把A-A面当成分型面，在动模内留置大多数齿轮齿面，从而便于此问题得到一定处理。
2.2腔型布置
通常情况下，多型腔模的排列方式包括H形、直线、圆形、复合排列类型等多种形式，在设计过程中要尽可能的采取平衡式排列的方式，从而有助于建立起平衡式浇注系统,为塑件质量的稳定、统一作保障。同时，要尽可能的提高型腔排列的紧凑性，将模具尺寸控制在最小范围内。本设计结构为圆形的一模四腔结构，下图2为其排列方式。
2.3旋转脱模机构设计
旋转脱模机构为此次设计的关键所在，此脱模方式指的是塑件与型腔间分离时，塑件与型腔之间存在相对旋转运动。目前我们生活中应用的许多产品都是通过旋转脱模方式得到的，比方说螺钉的螺纹等。在设计旋转脱模装置的过程中,可通过以下两类策略实现，第一种是型腔保持静止状态而塑件进行旋转；第二种是塑件保持静止状态而型腔发生旋转。本设计采用的是第二类方案，实际脱模结构如图3所示。先打开分型面，因为受到包紧力作用，此时动模的小型芯将被塑件紧密包裹，此时塑件与动模一起脱模，动模的主型芯、小型芯以及塑件都不会旋转，值进行方向朝下的开模运动。在开模阶段，型腔会受到来自于斜齿轮塑件的圆周方向分力作用，使型腔出现旋转。为了能够使型腔发生旋转，需设置深沟球轴承结构，从而便于其发生转动。一旦模具开模，塑件将逐步由型腔内脱离，此时即可以推杆把塑件由动模小型芯上推出。相较于齿轮旋转脱模机构，此类轴承旋转脱模优势主要有:（1）防止出现相互干扰，让推出机构更为简洁;（2）模具结构更为简化，在确保功能不发生变更的基础上把齿轮机构改用一个轴承代替,不仅大大简化了模具结构，还节约了成本。然而此方案也有不足，因为动模小型芯一般只有很小的表面积，不能有效提供脱模所需的包紧力，此时塑件是否能够正常脱模将由动模小型芯包紧力所决定。为此，可考虑使用脱模剂，对型腔表层实施抛光处理，让其粗糙度达到Ral.4。
2.4浇注系统设计
浇注系统是指注塑模具中从主流道起始位置到型腔部位为止的塑料熔体进料通道，通常而言，可将其分为常规流道浇注系统以及无流道浇注系统两类。要想生产出品质优良的塑料制品，就必须设计出合理的、完善的浇注系统，从而让那些源于注射喷嘴的塑料溶体能够成功而又平稳的压实、冲模、保压。采取点浇口的浇口形式，如此能有利于确定浇注位置，浇口周围的变形问题不显著,多型腔易使浇注系统处于平衡状态。此外，选定浇口位置也是相当重要的一环，这将对塑件成型质量产生巨大的影响。在此过程中往往会采取Moldflow软件选定模具的浇口位置，实施浇口位置剖析，待网格划分完毕后实施全盘研究，如下图4所示。图4浇口位置模拟分析为充分符合自动化生产的需求，浇注系统应在塑件完成脱模后能够自动脱落并凝料。本设计中，应依托点浇口将塑件与浇注系统连接起来，使塑件在脱模阶段能够自动脱离模具[2]。如图5所示，是自动凝料脱出的机构示意图。在开模阶段，应该首先将A-A分型面打开，塑件开始脱离，由拉料杆拉住浇注系统的凝料，防止其脱离浇口套。之后将B-B分型面打开，使主流道中的凝料从浇口套中发生脱离，最终浇注系统的凝料彻底脱离模具并从A-A分型面敞开部位分离出去[3]，从而实现浇注系统凝料脱离过程的自动化控制目标。
3结语
塑料斜齿轮是一种重要的机械传动零件，其有着无噪音、传动平稳、耐磨损等诸多优势，因此被广泛的运用到现代工业产品上。然而，在设计注塑模具结构的过程中，必须克服塑料斜齿轮成型之后的脱模这一难题。本文针对PA6塑料斜齿轮塑件实施一模四腔的注塑模具结构设计和研究，确保斜齿轮塑件能够成功的脱模。
参考文献:
[1]杨扬，董斌斌，刘春太.纤维增强PA66注塑熔接痕性能的工艺优化[J].工程塑料应用，2004,32(3):32~34.
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[3]曹宏深，赵仲治.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社，1992:39~129.
塑料模具设计范文第3篇
关键词 塑料模具；设计问题；设计策略
中图分类号TG7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0136-02
塑料模具设计人员在设计塑料模具过程中，不仅需要注意设计标准、尺寸等问题，同时还要注意设计成本，这样设计出塑料模具的性价比才较高，才能更好地满足社会需求。因此，塑料模具设计人员必须积极探索新型的设计理念与设计方法，对设计中常见的问题进行详细的分析，并提出相关的防治措施，以有效避免问题，提高塑料模具的设计效率，进而提高设计的经济效益。
1 塑料模具设计中常见的问题
在很多的工业制品中，对产品的尺寸、形状等的要求都比较高，因此需要塑料模具设计者利用塑料进行合理的模具设计，以达到提高工业制品制作效率。但是在塑料模具设计者设计相应的模具过程中，常常存在着一些问题，如塑料模具的公差标注不一、收缩率不一、冷却程度不一等问题，严重影响塑料模具设计的效率。
第一，公差标注不一。对于不同的制品，需要不同比例的塑料模具，公差标注低则塑料模具的精度不高，公差标注高则塑料模具加工工艺相对繁杂，因此，在设计者设计塑料模具过程中，首要考虑的即是塑料模具公差标注问题。但是在实际设计过程中，依然有一些设计人员按照经验选择公差标注，致使塑料模具的尺寸、形状等出现误差，影响塑料模具设计的质量与参考的价值；第二，收缩率不一。在制作塑料模具过程中，需要在高温或者高压条件下，将塑料融解成液体，在注入对应的模腔中。在液体塑料定型过程中，受到塑料本身特性的影响，其塑料模具的大小会比模腔稍小，这种情况即为收缩。在设计者设计塑料模具过程中，必须将收缩情况考虑在内，但是一些设计者并没有意识到不同类型的塑料，其收缩率是不同的，不能应用统一标准进行收缩率的计算。一旦对收缩率计算失误，那么塑料模具的尺寸也将受到影响；
第三，热膨胀系数不一。不同的塑料材料具有不同的热膨胀系数，这种热膨胀系数直接影响塑料冷却之后的形状、尺寸。因此，在塑料模具设计时，设计者必须将热膨胀系数也考率在内，并根据实际情况，适当调整塑料模具的设计尺寸。但是一些设计者并没有严格遵守设计流程，忽视了热膨胀系数的利用，导致冷却后的塑料模具与实际需求的塑料模具之间有一定的差异，进而影响塑料模具的设计效率。
2 提高塑料模具设计效率的策略
为了提高塑料模具设计的效率，设计人员不断地创新设计观念与设计方法，并全方面地考虑影响设计效果的因素，针对设计中常见的问题进行思考、分析与探索，积极提出科学、合理的防治策略，以进一步提高塑料模具设计的效率，保证塑料模具的质量，为相关企业提供合格、高质的塑料模具。
第一，做好设计前的材料收集工作。在塑料模具设计、制作之前，设计人员必须详细了解与塑料模具相关的数据、信息，这就需要设计人员做好设计前期的材料收集工作。比如影响塑料模具设计的因素、注塑机的操作技巧、设计过程的注意事项、模腔的大小尺寸等，这些都将影响塑料模具最终的成型，需要设计人员全面而周密地考虑以上因素，并尽量避免常见设计问题，以最大化地降低误差、提高塑料模具的设计效率；
第二，根据实际情况选择公差标注。不同的公差标注对塑料模具的影响是不同的，对于那些需要高精度的塑料模具，则需要选择高标准的公差标注，虽然工艺复杂，但是能够有效地保证塑料模具的尺寸，使其达到客户要求的标准。对于精度要求不高的塑料模具，则可以使用相对较低标准的公差标注，这样设计出的塑料模具尺寸保持在允许的误差之内，同样能够满足会计的需求。另外，在设计过程中，还必须全面考虑收缩率与热膨胀系数问题，并针对不同材质的塑料模具给出不同的设计方案，以提高设计效率，保证塑料模具的质量与精准度；
第三，有效利用相关程序与设备。随着科技的进步，很多设计都可以在计算机网络上完成，因此，为了提高塑料模具设计的效率，设计人员也可以合理选择相关的程序与设备，如CAD这种专业的设计系统，设计人员可以通过CAD系统计算出准确的模腔的尺寸，缩短设计的计算时间，进而提高设计效率。另外，专业的设计系统还可以有效地帮助设计人员修改设计图纸中不合标准的数据信息等，并依据提供的收缩率、热膨胀系数等给出相应的计算数据；
第四，全面考虑塑料模具失效形式的保护问题。在塑料模具设计过程中，也需要考虑塑料模具的失效问题，如塑料模具的磨损、腐蚀、变形等。因此，在塑料模具设计过程中，设计人员可以制定相应的防治方案，并根据经济、技术条件等选择抗腐蚀性、抗磨损性、抗压性都较好的材料制作塑料模具，这样不仅提高了设计效率，同时也保证了塑料模具的使用效率。
3 结论
总而言之，由于塑料模具设计涉及到多方面的知识与技术，一些设计人员并不能很好地将这些设计知识与技术有机地融合在一起，致使设计常见问题依然存在，影响着塑料模具设计效率以及塑料模具质量的提高。随着我国塑料模具设计人员对设计中常见问题研究的不断深入，设计人员对设计观念与设计方法也不断地创新，并针对问题提出有效的防治措施，必将有效地控制设计常见问题，提高塑料模具设计效率，更大程度上社会的需求。
参考文献
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塑料模具设计范文第4篇
关键词：塑料瓶盖 模具设计 加工工艺
中图分类号：TQ32 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0087-02
伴随着中国经济的飞速发展，现代塑料成型技术也得到了长足的发展，其中影响塑料成型生产最关键的三大因素是：高精度的模具、合理的加工工艺方法、高效快速的成型设备。高精度的塑料模具是保证合理的加工工艺方法的实现、保证塑料件的质量的关键因素。先进的制造设备只有配备高精度且合理的模具才能完全发挥设备的效能，当今一般塑料产品的更新换代都以生产模具的更新为基础的。
该文将以塑料瓶盖的模具设计为重点，阐述当今模具设计的一些技术特点。在塑料瓶盖的模具设计中以完整内螺纹式瓶盖最常见，其对模具设计要求也较高，由于其内腔结构复杂，加工精度也较高，需使用先进CAD/CAE技术，配合高精度的加工设备才能达到设计要求。
1 塑料件结构分析
该设计为完整内螺纹式瓶盖，其效果图如图1所示，其塑件总高50 mm，整体壁厚2.5 mm，外径为30 mm，内外壁有拔模斜度，内径螺距为5 mm。可选用较常用的聚乙烯（PE）材质制造。内螺纹式瓶盖与瓶身配合时需具有良好的密封性能，不会产生泄漏。
对于完整内螺纹式瓶盖一般有以下几种成型方法：（1）采用强制脱模的形式，此方法会导致脱模困难，且内螺纹变形严重，产品的合格率也会随之降低。（2）采用活动螺纹型芯的模具进行手动脱模，此方法形式结构较简单，但生产效率较低，人工成本较高，不适用于大批量生产。（3）采用自动脱螺纹技术，此方法结构适中，生产效率高，人工成本低，可适用于大规模批量生产。
完整内螺纹式瓶盖设计属于大批量生产，一般都采用一模多腔。综合开始模具的加工费用等因素，采用一模16腔的模具形式来制造。浇注采用热流道浇注模式，点浇口进料，在动模装置那需设置型芯固定板和推板。
2 塑料瓶盖的模具设计
在做模具设计时，一般应使设计基准与加工基准一致，这样可减少由于尺寸的累积而造成的加工误差。如关键的加工尺寸的定位基准不统一，在加工制造过程中需确定加工基准，需进行相应的尺寸精度换算，消除在加工工程产生的误差，一般要求机械设计员需了解相应的加工工艺。
根据客户的需求和上文所述的塑料件的结构分析，模具设计装配图如图2所示。
2.1 浇注口设计
由于此模具采从模具中心进料，从而利于塑胶填充性能增腔，排气性也较好，在分模时较易实现现有浇注系统冷凝料与塑浇件的切断功能，此方法生产效率较高，所以浇铸系统采用点浇口浇注。因为塑料瓶盖的全螺纹部位需与瓶身上部的螺纹口相配合，为保证螺纹的高强度性，需增加螺纹部分的壁厚来满足性能，为防止在注塑过程出现气泡、表面变型等缺陷，需将相应的点浇口设置在塑胶件的底部中心的位置，此方法可提高塑胶件的流动性，提高注塑件的尺寸稳定性，从而提高产品的质量。
2.2 限位机构设计
此拉杆限位机构比较常用，其是利用螺纹的连接性能来实现定距分模的，结构工艺性较好，其常用来分模时的定距定量。工作时，上卸料板（3）与流道板（4）分开，动模部分也随之往后移动，在拉杆的作用下使上定模板（2）与上卸料板（3）也随之 分离，将流道里的一些冷凝料取出，动模部分将随之往后移，在小拉杆端面限位的作用下，使上定模板4（2）与垫板（10）分开，完成相应的脱模动作。
2.3 螺纹旋转分离结构设计
螺纹旋转分离结构设计是利用塑料零件上的螺纹旋转从而带动轴向移动的方法实现塑件脱模的，在推板的作用下将塑件自然顶出。其工作过程是：在主轴（17）轴向移动下，其连接的太阳轮（15）也随之转动，从而啮合行星轮（9）转动，通过行星轮（9）的转动从而带动行轮轴的传动，在导向螺纹套（12）的作用下，使塑件与向配合的螺纹分离，达到塑件脱模的目的。
3 塑料瓶盖的加工工艺分析
3.1 加工工艺对模具质量的影响
选择合理的加工工艺对模具质量有着极其重要的影响，如加工细长轴、薄厚较薄的支撑件时、若装夹的位置不当，在加工时会导致工艺的变形，从而导致尺寸超差，影响模具的质量。以下阐述的是模具加工过程中常出现的几个典型问题。
（1）在加工模具型腔和型芯倒圆角时，若进给量过大时会留下较深的粗刀痕，这些刀痕一般会产生应力集中，在淬火加回火时会形成微小裂纹，在装配至注塑机上工作时，由于使用时间较长会产生裂纹扩展现象，从而导致工件断裂。
（2）工件的热处理工艺对模具质量的影响也较大，如在工件淬火会影响工件的尺寸，在精加工时需考虑其淬火变形的导致的余量不足问题。如在切割T10等碳钢工件时，由于其材料本身的淬透性能较差，其淬火的位置对工件整体的精度影响比较大，选择不合适的淬火位置会导致工件变形严重大。
3.2 塑料瓶盖模具材料的选用
选择模具材料时需综合考虑模具的使用工况和加工工艺，一般此类热作模具的材料常选用5CrMnMo和5CrNiMo等材料，但由于其材料的合金含量不高，当工件模具的尺寸大于300 mm时，其淬透性较差，心部会出现不能淬透的情况，所以此类材料一般适用于尺寸较小的模具中，若模具尺寸较大，且形状较复杂一般选用5Cr2NiMoVS和3Cr2MoVNi等材料。
3.3 塑料瓶盖模具的合理加工工艺
塑料瓶盖模具加工工艺的基本要求是减少工件变形和加工误差，避免由于应力集中而产生的裂纹。如在加工细长轴或薄壁零件时应增加支撑点来保持工件的加工刚度。其他需要注意的情况如下。
（1）在加工塑料瓶盖模具的型芯倒圆角时，一般在粗加工后留有足够的余量，一般余量取0.5～1 mm，再进行后续半精加工和精加工。留有足够的余量是保证工件在热处理后能够有足够的尺寸余量来精加工。
（2）在精磨加工时一般选用粘结性差和切削力强的精砂轮，在砂轮机上空跑几次后清磨；减小磨削进刀量和使用合适冷却剂，在精磨后一般需进行回火处理，保证工件的尺寸稳定性。
4 塑料瓶盖的常见质量问题分析
塑料瓶盖在注塑模加工过程中，常由于模具、材料和设备等原因导致零件出现飞边、缺料等现象，增加零件的不合格率。常见的质量问题如下。
4.1 缺料
一般在塑料加工过程中，由于模具的型腔填充不满，从而造成零件的外形与设计不符的现象叫缺料。
（1）工艺方法
导致塑胶件缺料的工艺因素很多，其中最重要的原因是填充压力小，注射时间短和模具温度低三个因素造成的。填充压力小时，注塑机在注塑成型时，会导致型腔的压力不足，塑胶很难填充满整个型腔，从而导致零件缺料；注射时间短也会导致塑胶未完全充满型腔，导致零件缺料；模具温度低，会加速塑胶凝固，液体流动性减小，也会导致塑胶不能充满整个型腔，造成缺料现象。
（2）设备原因
导致塑胶件缺料的设备原因主要是射嘴部分，一般为射嘴堵塞，一般方法是清理射嘴可以解决；射嘴漏胶也会导致缺料，此类故障一般需更换射嘴。
（3）模具原因
一般由于模具内部排气不通畅造成的，由于型腔内积累的空气无法排出，会造成塑胶填充量不足，从而导致缺料，采取的措施是降低塑胶的充填速度或在模具上增加相应的排气孔。
由于热流道堵塞或流动不平衡造成塑胶熔料流动不顺畅，造成零件的缺料，一般采取的措施是提高缺料产品相对应的热浇流道温度，并使用精致且干净的原料。
4.2 飞边
飞边一般发生在模具的分型位置上，如：模具的分型面、滑块的配合位置、镶件的侧隙、推杆的孔隙等地方。当溢料问题不及时解决将会飞边扩大。镶件侧隙和推杆孔隙产生的溢料会使塑胶件卡在模具上，影响分模。
（1）工艺方法
一般由于注塑机的注塑压力过大或注塑的速度较快的原因造成的。由于其模具型腔内的高压高速导致模具的张力增加产生溢料的现象。一般解决的措施是延长注塑的时间和保压时间。
（2）设备方面
机器自身合模力不够。导致模具不能正常压紧，一般在选择注塑机型号时，机器所标定的的额定合模力一般须大于注射成型件轴向横截面积在注射时所形成的张力，否则将造成脱模，形成飞边。当注塑机的合模装置调节不合适会产生合模不均衡、模具自身的平行度不够也会造成飞边现象。
（3）模具原因
一般是由于模具的设计不合理所造成，此问题很难解决，需重新设计模具。
4.3 缩水
塑料缩水现象主要是因为由于体积收缩，壁厚处的表面原料被拉入，冷却后在成品表面出现凹陷痕迹。缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的，大多发生于壁厚处。
（1）工艺方法
注塑机注塑的速度和保压时间较少，使得塑胶件的的流动性不足，首先进入模具型腔的塑胶件冷却较快，无足够的保压时间来进行补缩，一般解决的措施是采用更高的注塑压力。
（2）模具原因
塑料瓶盖的模具内部的排气不通畅，也会导致型腔内有多余空气不能排除，需要补缩的塑胶也较少，零件的收缩较大，一般措施为对模具进行维护保养和增加排气口。
5 结语
该文着重介绍了塑料瓶盖的模具设计与加工，其模具结构比较简单，紧凑且加工成本较低，其合理的限位结构和螺纹旋转分离结构是该文的设计亮点，通过相应的可靠性分析，此模具结构适用于大批量生产，且经济效率较高。对塑料瓶盖的加工工艺分析和典型的质量问题分析进行阐述，合理的运用这些成熟的加工工艺方法可提高塑料瓶盖模具生产效率，也是公司持续发展，取得较好的经济效益的前提条件。也对提高劳动生产率、降低生产制造成本有着深刻的意义。
参考文献
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[2] 王兴天.注塑工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2010.
塑料模具设计范文第5篇
通过型腔和型芯组件的结构分析与设计，在满足塑料齿轮尺寸精度、位置精度要求的同时，将型腔组件分成四段，便于塑料齿轮型腔的加工和研磨抛光，以提高塑料齿轮的表面粗糙度和满足疲劳强度的要求。采用斜顶结构解决了塑料齿轮上钩爪结构侧向分离和脱模问题。
关键词：
塑料齿轮；型腔；型芯；斜顶；设计
塑料齿轮以其质量轻、噪音低、自性好、可批量生产、成本低等优点，广泛应用于电子产品、汽车配件、家用电器、办公用品、玩具等各个行业。但由于塑料齿轮使用的是聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)等材料，在疲劳强度试验中，高达99%的塑料齿轮会出现轮齿折断现象。其原因是塑料制品成型收缩比较大，塑料齿轮齿形不如金属齿轮制造精度高，个别齿根圆角由于光洁度较低以及存在注塑流道设置不合理造成的熔接痕，极易产生应力集中。在减速器运行时，由于齿轮油脂的反复挤压，导致齿轮易在齿根处发生断裂。另外，塑料齿轮的注塑成型温度与其热裂解温度比较接近，注塑温度稍高易使材料降解，导致塑料齿轮强度大大降低[1]。因此在考虑塑料产品结构特点的同时，要合理设计塑料齿轮模具，以满足其使用要求。
1塑料齿轮技术要求及其模具结构
1.1塑料齿轮工艺分析同步皮带塑料齿轮主要尺寸如图1所示。该塑料齿轮齿数为24，齿形为S2M。材料为POM，牌号NW-02。该材料自性、耐磨性、流动性好，其制品成型收缩率仅为1.6%。从产品结构和精度、材料特性要求来看，采用塑料模具注塑加工能够满足产品形状和尺寸精度、位置精度以及性能的要求，其三维图如图2所示。
1.2模具结构分析
1.2.1成型零件分型面设在Φ17圆的最右端(图1)。为了便于同步齿轮型腔的线切割(或电火花成型)加工和后续的研磨抛光及维修，型腔组件(如图3所示)由型芯Ⅰ、分流道组件、固定件Ⅰ、齿轮型腔、外圆型腔组成。其中分流道组件(如图4所示)由镶件Ⅰ和3个点浇口分流道组成，型腔组件组成后的装配图如图5所示。型芯组件如图6所示。从图6可以看出，该型芯组件由型芯Ⅱ、镶件Ⅱ、固定件Ⅱ、斜顶组成。与的同轴度要求可由型芯Ⅱ的机械加工精度保证。对于4个宽2mm的钩爪，由于空间较小，采用斜顶4完成，钩爪分离原理如图7所示。从图7可以看出，当斜顶向上移动一段距离后，塑料齿轮被顶出的同时，斜顶上的钩爪槽与塑料齿轮分离。
1.2.2浇注系统同步皮带塑料齿轮模具按照一模四腔设计型腔分布，采用平衡式分流道结构，结果如图8所示。为了消除熔接痕，利用塑料齿轮上均匀分布的6条筋中的3条作为浇口连接点，采用3个点浇口形式，如图9所示。
2模具设计
2.1模具装配设计通过对同步皮带塑料齿轮工艺及模具结构分析，设计出同步皮带塑料齿轮模具总体结构，其装配图如图10所示。
2.2模具工作原理由于浇注形式采用点浇口，模具采用三板式结构，模具主要部分的工作原理如图11所示。(1)分流道凝料脱出：由于拉料杆4和浇口套9对浇注凝料有一定的拉力，所以当注射机开模时，在分型面弹簧42的作用下Ⅰ-Ⅰ处打开，分流道浇注凝料在拉料杆4和浇口套9带动下，从分流道带出[2]。(2)浇注凝料脱出：随着注射机继续开模，Ⅱ-Ⅱ打开，同步皮带塑料齿轮从齿轮型腔40带出；继续开模，限位板32带动限位拉杆41，限位拉杆41带动凝料拉板13，Ⅲ-Ⅲ打开，凝料拉板13使浇注凝料从拉料杆4和浇口套9上脱离，并自动脱落。(3)同步皮带塑料齿轮顶出：注射机顶杆推动推板24、推杆固定板25，带动斜顶27；当斜顶27向上移动一段距离后，在塑料齿轮顶出的同时，斜顶上的钩爪槽与塑料齿轮分离。(4)模具复位：注射机合模时，在复位弹簧20、复位杆21作用下复位。
3结论
通过型腔和型芯组件的结构分析与设计，满足了同步皮带塑料齿轮尺寸精度、同轴度精度的要求，尤其型腔组件分成4段，便于塑料齿轮型腔的线切割(或电火花成型)加工和后续的研磨抛光，以及日后的维修，也可以提高塑料齿轮的表面光洁度和满足疲劳强度要求。采用斜顶结构既解决了塑料齿轮上钩爪结构侧向分离问题，也实现了同步皮带塑料齿轮的顺利脱模。
参考文献：
[1]贾铁钢.检验减速器疲劳强度的方法和装置的研究[J].机械传动,2013(7):110-111.
