一. 總體結構設計

 

一套完整的模具，它函蓋有多個相關系統，它們之間相輔相成．只有當各系統達到一最佳組合，才能保證模具的正常使用和精度．因模具的結構必須符合產品的要求，不同的產品有不同的要求，而產品存在變化性和多樣性，這就決定了模具的多樣性．一般來說，典型之塑膠模具包括：澆注系統，頂出系統，溫控系統，排氣系統，抽芯系統等．為了便於理解，我們將對各系統設計原則進行分述．

眾所周知，模具業為一專業性和經驗性極強的行業，模具界也深切體會到模具設計之重要，往往因設計不良，尺寸錯誤造成加工延誤，成本增加等不良效果．但培養一名足夠經驗，能獨立作業且面面具到之模具設計師，須三五年以上磨練才能達成．因他所要掌握的技能和實際經驗，函蓋到相關學科的方方面面，必須要有能力來判斷協調各系統之間的取捨輕重．

１．分模面(Parting surface)

為使產品從模具中取出，模具必須分成公母模側兩部分，此分界面稱之為分模面．它有分糢和排氣的作用，但因模具精度和成型之差異，易產生毛邊，結線，有礙產品外觀及精度，選擇分模面時注意：

１．        不可位於明顯位置而影響產品外觀．

２．        開模時應使產品留在有脫模機構的一側．

３．        位於模具加工和產品後加工容易處．

４．        對於同軸度要求高的產品，盡可能將型腔設計在同一側．

５．        避免長抽芯，考慮將其放在公模開模方向，如一定要有應將抽芯機構盡量設在公模側．

６．        －般不采用圓弧部分分模，這樣會影響產品外觀．

７．        對於流動性好易溢邊之塑料，應采用插破方式分型可防治毛邊產生．

８．        對於高度高，脫模斜度小之產品，可取中間分模，型腔分兩邊以有利於脫模．

一套模具的分模面，可能有一個或多個，在確定分模面時，還應考慮如下因素：

１．        產品的形狀，尺寸，壁厚詳加研究分析，找最佳方向來分模，俗稱“拆模”．

２．        了解塑料性能和成型性以及澆注系統的布局．

３．        注意排氣和脫模，簡化模具結構，操作方便，加工容易．

它的形式有多種：水平，階梯，斜面，垂直，曲面等．

２．脫模斜度(Draft)

為使產品容易從模具中脫出，模具上必須設置脫模斜度．其大小視產品形狀，塑料，模具結構，表面精度和加工方式不同而異．一般為１－３°，目前尚無確切數值和公式，大多是依經驗值，在不影響產品外觀和性能之情形下，脫模斜度愈大愈好．

１．　箱盒和蓋：

類型	小於50mm	50—100mm	大於100mm	淺薄件	杯狀
S/H	1/30—1/35	1/30—1/60	1/60以下	1/5—1/10	母模側大於公模側

２．　柵格：

柵格形狀，尺寸及肉厚不同應有不同的脫模斜度，經驗公式如下：

0.5(A---B)/H =1/12—1/14

A=大端尺寸

B=小端尺寸

H=高度

柵格節距在4mm以下之場合，脫模斜度為1/10左右, 柵格肉厚超過８mm，斜度不可過份加大，可在母模側多留膠位處分模，如柵格段膠位加大，可考慮加大斜度．

３．           　加強筋：　可改善料流，防止應力變形，並起補強作用．

ａ．縱肋：　0.5(A-B)/H=1/500—1/200

ｂ．底肋：　0.5(A-B)/H=1/150—1/100

ｃ．凸柱：　0.5(大端直徑 – 小端直徑)/Ｈ＝1/30—1/20　(內外孔在模具同一側)

　母模側：　0.5(大端直徑 – 小端直徑)/Ｈ＝1/50—1/30

  公模側：　0.5(大端直徑 – 小端直徑)/Ｈ＝1/100—1/50 (內外孔在模具兩側)

注: 母模側脫模斜度可較公模側大些，以利於脫模．

３．　肉厚（Thickness）

產品的肉厚會直接影響到成型周期和生產效率，並會因肉厚不均引起縮收下陷和應力產生，設計模具時，決定肉厚應注意：

1.      產品機械強度是否充分．

2.      能否均勻分散衝擊力和脫模力，不發生破裂．

3.      有埋入件時，須防止破裂，是否會因肉薄產生結合線而影響強度．

4.      盡可能肉厚一致，以防縮收下陷．

5.      肉太薄是否會引起充填不足或阻礙料流．

以下為常見塑料標準肉厚參考:

４．凸柱（Boss）

一般為產品上凸出之圓柱，它可增強孔的周邊強度，裝配孔及局部增高之用．必須防止因肉厚增加造成縮水和因聚集空氣造成充填不滿或燒焦現象，設計時注意點：

1.      其高度以不超過本身直徑之兩倍為宜，否則須增設加強筋．

2.      其位置不宜太接近轉角或側壁，以利於加工．

3.      優先選擇圓形，以利於加工和料流，如在底部可高出底面0.3—0.5mm．

５．孔(Hole)

在多數產品上都有孔的存在，其主要有三種方法來取得:

1.      在產品上直接成型

2.      在產品上先成型預留孔，再機加工完成．

3.      成型后完全由機加工鑽孔．

設計時須注意以下幾點：

1.      孔與孔之間距離須孔徑2倍以上．

2.      孔與產品邊緣之距離應為孔徑之3倍以上．

3.      孔之周邊宜增加肉厚．

4.      孔與產品側壁之距離應為孔徑0.75倍以上．

5.      孔之直徑在1.5mm以下時，很容易產生彎曲變形，須注意孔深不宜超過孔徑2倍以上．

6.      分模面在中間之通孔，為防止偏心，可將不重要一側之孔徑加大．

６．螺紋(scrow)

為裝配之用，產品上有時會有螺紋設計，它可以直接成型，也可以在成型後再機械加工．對於經常拆卸或受力大之螺紋，則采用金屬螺紋鑲件，設計時注意如下原則：

1.      螺距小於0.75mm之螺紋避免使用，最大可使用螺距5mm之螺紋．

2.      因塑料收縮原因，避免直接成型長螺紋，以防螺距失真．

3.      螺紋公差小於塑料收縮量時，避免使用．

4.      如內外螺紋配合，須留0.1—0.4mm之間隙．

5.      螺紋部分應有1--3°脫模斜度．

6.      螺牙不可延長至產品末端，須設0.8mm左右之光桿部位．以利於模具加工和螺紋壽命．

7.      在一些類似瓶蓋產品上，它會設一些豎琨紋，其間距宜大，最小為1.5mm，一般為3.0mm，在分模面設至少0.8mm平坦部位．

７．鑲嵌件(Insert)

為了防止產品破裂，增加機械強度或作為傳導電流之媒體及裝飾之用，在產品成型時常埋入鑲嵌件，注意要點：

1.      保證鑲件牢靠性，鑲件周圍膠層不能太薄．

2.      鑲件和鑲件孔配合時須松緊合適，不影響取放．