射出模具成型零件的設計技巧

1. 射出模具成型零件設計與製造的優化原則

在設計成型零件時，一般應考慮如下問題。

• (a) 應儘量保證射出塑件的外觀完整性，使其外表面美觀，避免尖角、毛邊、 飛刺等損傷人體的情況出現。
• (b) 應使成型零件的加工工藝簡單合理，最省時省力，並能達到必要的裝配 精度。
• (c) 成型零件應有必要的製造和裝配的基準面，力求裝配時定位可靠，方便、 快捷。
• (d) 相互配合的部分應儘量減少配合面，以變於製造和裝配。
• (f) 局部嵌件應便於修復和更換。
• (g) 應使塑件在使用時方便、簡捷。
• (h) 成型零件應具有足夠的強度和剛度。

下面就實踐中經常應用的設計技巧分類闡述如下。

2. 保持塑件的整體外觀整潔

(圖2)(圖3)是保持塑件外觀整潔的結構實例。

(圖2-a)是外表面帶有凸台和盲孔的塑件，如按右圖所示安裝嵌件，則會在凸台和孔的端部有尖角出現，影響塑件的外觀，尖角亦可能傷人。採用左圖的方式可使端部外有圓角，外觀整潔，而底孔端部形成倒角，使凸臺端部整潔美觀。這一改動並不困難。而當底孔直徑需要加大時，不需擴大安裝孔，只更換直徑適宜的型芯即可。

(圖2-b)則是採用盤形澆口射出成型的形式。右圖的結構則會在塑件表面出現澆口套的拼縫痕跡，影響整體表面的美觀。而採用左圖的形式，將主流道分級製造，就克服了以上的不足。但應注意，澆口套端面與模體相接觸的A面 必須緊密接觸，不能有間隙，避免產生溢料現象。而主流道相接部分的下部孔徑應大於上部孔徑0.5mm避免產生倒拔毛邊現象。否則它們都會影響主流道凝料的取出。

(圖3-a)是輪輻的型芯結構形式。右圖的形式雖然較為簡單，但塑件成型後，會在其端面形成尖角或出現毛邊，影響塑件美觀。左圖是從兩側下芯，拼合處在輪輻中間，兩端面都形成圓角，保持了塑件的外觀整體整潔。

(圖3-b)是支撐柱的成型狀況。左圖是在公模上鑽孔成型，雖然結構簡單，但其端面很難鍃平，而且拋光困難。如在多個支撐柱時，其高度很難保持一致，而且不利於物料的流動，容易因排氣不良產生缺料、氣泡等現象。左圖在通孔的底部遞上一個輔助型芯後，支撐柱的高度很容易掌握，同時也方便了型腔的拋光。

3. 應使成型零件便於加工

不論型芯和型腔採用什麼樣的組合形式，總是以改善工藝性，使成型零件便於加工為目的的。(圖4) (圖5)是有關這方面的結構實例。

(圖4-a)是成型腰形塑件的組合形式。為了便於加工腰形型腔，採用線切割成型腰形孔和型芯的安裝形式，將型芯的成型部位修整拋光後，裝入型腔，用螺栓固定在墊板上。這種方法加工比較方便。

(圖4-b)是精度要求較高的深而窄的凸筋。為了變於加工和拋光，將型腔分解成兩塊鑲件，將內部加工變通為外部加工，使加工和拋光變得容易。

(圖4-c)是矩形等形狀的型芯比較小，採用台肩式固定時，為了簡化加工程式，只要在矩形型芯的短邊或長邊的兩側設台肩，即能固定型芯，就沒有必要在四周都加工止動台肩。這一改動在不影響效果的前提下，節約了工時。

(圖4-d)是在型芯模框嵌入時其四角要求是直角的大型模具時採用的一種設計和加工方法，它是先在模框底部用棒銑刀銑出四角帶圓弧的配合模框，再在距成型平面下 8~10mm四角處用T型銑刀銑出空刀，將以上部分的圓角插削修整成所需的直角，將四周直角的型芯的底部做成與模框底部相配的圓角，鑲配後固定。

這種方法用於型芯四角必須是直角而模板過大、無法使用線切割機床或只有二模式標準模架可供選用時的較大模具中。

圓柱體成型型芯或各軸類零件需進行磨削加工時，都應設置退刀槽，如(圖5-a)所示。在加工盲孔的模框時，均採用銑削加工。因此四周都設計成圓角，如(圖5-b)所示。如果無特殊要求，其圓角應設計成能使用標準銑刀的加工尺寸。在鑲嵌特殊形狀的型芯時，為了便於加工模框，可在型芯的固定部分加大，並做成便於加工的矩形或圓形，如(圖5-c)所示。

4. 選擇適當的加工基準面

凡是成型零件及其組合裝配都應選擇適宜加工的基準面，力求在加工或裝 配時，定位準確可靠、方便、快捷。有的零件沒有可供選擇的基準面，應設計必要的工藝基準面，供加工時使用。如(圖6)為選擇和設計加工基準面的形式。

(圖6-a)是對在圓柱體零件上進行圓柱體以外的成型加工時，在圓柱體的某一部位，即台肩上銑扁，形成人為的基準面。

(圖6-b)的零件下部是斜面，沒有水準基準面，使劃線加工裝夾帶來困難，零件的定位也不可靠。設計了如左圖的基準面就方便多了。

一般圖紙的尺寸大多由中心線平分標註。由於模具製造是高精度的加工行業，這種標註方法在模具加工時，不能直接使用。為了便於加工，對模具製造的圖紙應由基準面為基準標註尺寸。這樣在製造現場，只要確定並找正基準面，就能很直觀地完成各部尺寸的加工。如(圖7)所示，A、B兩面是模具相互垂直的兩個基準面。從基準面依次向前推進，即可直接確定各部尺寸，避免了現場計算的麻煩。

5. 相互配合部分應儘量減少配合面

為減少模具裝配時研合的工作量，在相互配合的部分應儘量減少配合面，如(圖8)所示。

(圖8-a) (圖8-b)是為了減少配合面採取的幾種措施。(圖8-a)是將型芯的空刀部分加長，(圖8-b)是將端部台肩加長。

在其他機構，如導柱、頂杆(頂針)等的設計中，採用減少配合面的方法，如(圖8-c)所示，這樣的好處一是便於裝配，二是防止配合面過長，使配合面發生蹩勁(作動咬死)的現象。

(圖8-d)在鎖緊塊、鎖緊面中間設空刀，力爭在其邊緣處研合，即減少了鉗工裝配的工作量，鎖緊效果又較為理想。

6. 組合件應便於裝卸

各組合件的鑲嵌除了使其便於加工外，還應使它們便於裝卸、維修或更換。(圖9)是常見的幾種便於裝卸的實例。

(圖9-a)是為了裝配時準確和方便，在型芯根部做一個長度為2~3mm 的間隙過渡區，裝配時先行導向引入再進行迫合壓入。這種形式在各種場合的過渡配合，如各種形式的型芯以及導柱的裝配中都可採用。

為了便於卸下型芯，可採用如(圖9-b)用螺栓頂出或採用如(圖9-c)在其尾部設頂出通孔的方法。這樣做使型芯順利投出而不被損壞。

7. 應使成型零件使用方便

通過成型零件鑲嵌形式，達到成型零件在使用時提供方便的目的。(圖10)是幾種常見的結構形式。

(圖10-a)是成型自攻螺孔時採用的型芯結構形式。為了使自攻螺釘順利擰入，在螺孔端部設有倒角，起過渡和導向作用，其結構並不複雜，但在使用時就方便多了。

(圖10-b)是有相互配合要求的盒體和盒蓋。如果按右圖的設計形式，在其配合入口的A處均出現直角，使用時很不方便。而採用左圖的形式，A處均可形成圓角，很容易扣合。

8. 應考慮成型零件的強度

成型零件的強度直接影響模具的使用壽命。(圖11)是幾種情況下提高成型零件強度的結構形式。

(圖11-a)是有較高型芯的射出模。按常規，應採用右圖的結構形式，這種情形承重底板的厚度是H。由於射出機閉合高度的限制，不能將底板做得很厚。採用左圖的形式，使承重底板厚度增加到H，增加了模體的強度和剛度。但這種結構形式要求型芯與模板平面接觸的A面應接觸良好，避免倒鉤溢料的產生而影響脫模。同時，底部在用螺栓固定時，留δ=1mm左右的間隙，給緊固面留出空間。

在成型零件的組合時，應避免出現尖角。(圖11-b)中右圖的結構形式在型腔的圓弧接縫處產生尖角，使強度減弱，並容易損壞。左圖的結構將拼縫設在圓角中心，在不影響塑件外觀的情況下，增加了鑲件的強度。

在較大的模具結構中，提高型腔強度的有效方法，除了加厚型腔側壁厚度 外，經常採用的方法是增加“止口”的結構形式。常用的“止口”形式如(圖11-c)所示。右圖是整體式“止口”，強度好，但加工比較困難，多用於圓形型腔的加固。左圖是組合式“止口”形式，加工較為簡單，多在大型模具中採用。

9. 塑膠風輪射出模的結構實例

(圖12)是塑膠風輪射出模成型零件的結構形式。風輪是三片帶有螺旋升角的葉片，葉片是靠帶螺旋升角研合而成的型腔成型。為了保持塑件整體的美觀，型芯採用公、母模型芯分別成型塑件表面，使外形都形成圓弧連接的結構。利用塑件中心有安裝電機軸的通孔，在不妨礙電機軸安裝的部位，採用輪輻式澆口形式，很容易去除澆口凝料，在孔壁留有的澆口痕跡，不影響美觀，也不影響使用。

☆ 其他參考資料及文章

★ 【射出模具分型面及分模面設計指南】(按圖超連結)

★ 【射出模具成型零件設計指南】(按圖超連結)