演講人：日期:塑膠模具工藝講解CATALOGUE目錄01模具基礎概述02模具設計規(guī)范03模具制造技術04注塑成型工藝05質量缺陷控制06先進工藝應用01模具基礎概述塑膠模具定義與分類定義與功能按結構復雜度分類按成型工藝分類塑膠模具是用于塑料制品成型的組合式工具，通過壓塑、擠塑、注射、吹塑等工藝將熔融塑料加工為特定形狀的工業(yè)部件，廣泛應用于汽車、電子、醫(yī)療等領域。包括注射模具（注塑成型）、壓縮模具（壓塑成型）、擠出模具（連續(xù)成型）、吹塑模具（中空制品成型）以及熱成型模具（片材加熱成型），每種類型對應不同產品需求。分為兩板模（簡單分型面）、三板模（帶流道脫模系統(tǒng)）、熱流道模具（減少廢料）及多色注塑模具（實現(xiàn)復合材質產品）。模具核心組成結構成型系統(tǒng)包括凸模（型芯）和凹模（型腔），直接決定產品幾何形狀與尺寸精度，需采用高硬度鋼材（如P20、H13）并經過熱處理。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口組成，控制熔融塑料的流動路徑和填充效率，熱流道系統(tǒng)可提升效率并減少廢料。頂出系統(tǒng)包含頂針、推板等部件，用于成型后脫模，設計需平衡頂出力與產品表面完整性，避免變形或劃傷。冷卻系統(tǒng)通過模具內部水道循環(huán)冷卻介質（如水或油），縮短成型周期并防止產品收縮不均，布局需遵循均勻散熱原則。模具開發(fā)關鍵流程需求分析與設計根據(jù)產品3D模型進行模具結構設計（分型面、脫模斜度等），使用CAD/CAE軟件模擬填充、冷卻和應力分布，優(yōu)化方案。材料選擇與加工選用耐磨鋼材（如S136、NAK80），通過CNC銑削、電火花加工（EDM）、線切割等工藝制造模仁與鑲件，精度需達±0.01mm。裝配與調試將各組件（導柱、滑塊、頂出機構）組裝后試模，調整注射參數(shù)（壓力、溫度、速度）以解決飛邊、縮痕等缺陷。量產與維護定期保養(yǎng)模具（拋光、潤滑），監(jiān)控磨損情況，延長使用壽命；復雜模具需配備傳感器實時監(jiān)測狀態(tài)。02模具設計規(guī)范產品圖紙分析要點結構完整性核查需全面檢查產品圖紙的壁厚、拔模斜度、加強筋布局等關鍵參數(shù)，確保符合注塑工藝要求，避免因設計缺陷導致縮痕或變形問題。公差與配合精度評估分析尺寸公差、形位公差及裝配關系，確保模具成型后零件能實現(xiàn)精準配合，特別是對精密電子件或醫(yī)療器械等高要求領域。潛在成型問題預判識別圖紙中可能引起熔接痕、氣穴或飛邊的區(qū)域（如銳角、薄壁過渡），提前優(yōu)化模具結構或調整工藝參數(shù)。分型面設計原則簡化脫模路徑分型面應沿產品最大輪廓線設置，減少側向抽芯機構的使用，降低模具復雜度和制造成本。保證外觀質量分型線需避開產品主要外觀面或功能區(qū)域，如透明件的光學區(qū)、高光面等，避免可見合模線影響美觀?？紤]加工可行性分型面設計需與CNC加工、EDM等工藝匹配，避免出現(xiàn)深腔、窄槽等難以加工的結構，同時確保模仁強度。澆注系統(tǒng)布局標準平衡流道設計采用對稱或自然平衡式流道布局，確保熔體同時到達各型腔，減少批次間重量差異（如多腔模具的流道截面積需逐級遞減）。澆口類型選擇根據(jù)產品特性選用側澆口、點澆口或潛伏式澆口，例如薄壁件宜用多點澆口以降低剪切應力，而外觀件可采用隧道澆口隱藏痕跡。冷料井與排氣優(yōu)化在主流道末端設置冷料井收集初期低溫熔體，并在分型面、頂針位置開設排氣槽（深度0.02-0.04mm），防止困氣導致燒焦或填充不足。03模具制造技術CNC精密加工流程根據(jù)3D模型數(shù)據(jù)生成CNC加工程序，優(yōu)化刀具路徑以提高加工效率并減少空刀時間，同時需考慮刀具類型、切削參數(shù)及材料特性。編程與路徑規(guī)劃粗加工與半精加工精加工與拋光使用大直徑刀具快速去除余量，保留0.2-0.5mm加工余量；半精加工采用較小刀具修正幾何形狀，確保表面均勻性并為精加工做準備。通過高速銑削或球頭刀完成高精度曲面加工，表面粗糙度需達到Ra0.8μm以下，后續(xù)配合手工拋光或EDM進一步處理關鍵區(qū)域。電極設計與放電加工優(yōu)先選用高純度石墨或紫銅，石墨電極適用于深槽加工且損耗低，紫銅電極則適合高精度表面放電。電極材料選擇需拆分復雜型腔為多組電極，考慮放電間隙（通常0.1-0.3mm）和避空角，避免干涉并確保放電穩(wěn)定性。電極結構設計采用多級放電參數(shù)（粗打、精打、拋光），控制電流、脈沖頻率及抬刀高度，以平衡加工效率與表面質量（可達Ra0.4μm）。EDM工藝控制010203模仁鑲件裝配工藝鑲件預配與間隙調整通過冷凍裝配（-196℃液氮收縮）或熱脹法實現(xiàn)過盈配合，配合間隙控制在0.005-0.01mm，確保鑲件與模仁無松動。定位銷與止轉結構使用硬化定位銷（如SKD11材質）防止鑲件周向位移，必要時設計燕尾槽或楔形塊增強結構穩(wěn)定性。冷卻系統(tǒng)集成鑲件內部需嵌入隨形水路或鈹銅導熱鑲件，優(yōu)化熱傳導效率，縮短注塑周期并減少產品變形風險。04注塑成型工藝鎖模參數(shù)設置規(guī)范鎖模力計算與調整根據(jù)制品投影面積和材料特性精確計算所需鎖模力，避免因鎖模力不足導致飛邊或鎖模力過大造成模板變形，通常需預留10%-15%安全余量。低壓保護設定設置0.5-2MPa低壓監(jiān)測區(qū)間，在模具閉合前觸發(fā)壓力傳感器，有效預防異物壓傷模腔表面。開合模速度分段控制高速開模階段（>80%行程）提升效率，低速閉合階段（<20%行程）確保模具保護，中速過渡段實現(xiàn)平穩(wěn)切換，減少機械沖擊。熔體溫度控制策略材料熱穩(wěn)定性管理針對不同塑料（如ABS200-240℃、PC280-320℃）設定精確溫控區(qū)間，采用PID算法動態(tài)調節(jié)加熱圈功率，波動控制在±2℃以內。熔體流動平衡優(yōu)化多區(qū)域獨立控溫（閥針式±1℃精度），防止流道內材料降解，尤其適用于透明件和高光表面要求制品。通過模流分析軟件預測熔接線位置，調整射嘴溫度（通常比料筒末端高5-10℃）以改善熔體前鋒融合質量。熱流道系統(tǒng)溫控保壓冷卻時間優(yōu)化多段保壓壓力曲線第一階段采用90%射壓補償收縮，第二階段階梯降壓至30%消除內應力，總時長約占冷卻周期的20%-30%。隨形冷卻水道設計依據(jù)制品3D模型拓撲分析布置螺旋式或噴泉式水道，使模溫梯度差<5℃，縮短冷卻時間30%以上。結晶材料特殊處理對PP、PE等結晶性材料延長保壓時間至制品壁厚（mm）×（1.2-1.5）秒，確保分子鏈充分取向定型。05質量缺陷控制飛邊通常由模具分型面配合不良或鎖模力不足導致，需檢查模具合模精度并調整注塑機鎖模壓力；對于復雜結構件可采用局部增加排氣槽或優(yōu)化澆口位置減少熔料溢出風險。常見飛邊縮痕分析飛邊成因及解決方案縮痕多因制品厚壁區(qū)域冷卻收縮不均引起，可通過優(yōu)化保壓曲線、延長冷卻時間或采用漸變壁厚設計改善；對于PC/ABS等材料需特別注意模溫控制在80-120℃范圍?？s痕形成機理與控制高速注塑時熔體前沿破裂會導致表面流痕，應采用階梯式射速控制并在澆口處設置緩沖區(qū)域；對于透明件需將模仁拋光至鏡面級（Ra≤0.05μm）并采用熱流道延時開啟技術。流痕與噴射紋處理尺寸精度檢測方法激光掃描逆向工程采用藍光激光掃描獲取制品三維點云數(shù)據(jù)，通過Geomagic等軟件進行CAD模型比對，可全面分析翹曲變形量并生成補償加工方案。光學投影比對法通過二維輪廓投影儀快速檢測齒輪、螺紋等回轉體零件，配合數(shù)碼相機可實現(xiàn)0.01mm重復定位精度，適合大批量生產的在線檢測。三坐標測量技術使用接觸式探針測量關鍵形位公差，對型腔尺寸進行μm級檢測，特別適用于汽車接插件等精密部件；需建立溫度補償系統(tǒng)（23±1℃標準環(huán)境）消除熱變形誤差。模具維修保養(yǎng)要點定期維護規(guī)程冷卻系統(tǒng)保養(yǎng)鋼材修復工藝每5萬模次需對導柱/導套進行潤滑脂更換（建議使用MolykoteEM-30L），頂針機構每班次清理碳化物殘留；滑塊機構應每周檢查耐磨板磨損量（超過0.1mm需更換）。對于H13等熱作模具鋼的龜裂紋，可采用激光熔覆技術修復，預熱溫度需達到300-350℃；EDM加工后的白層必須通過500℃×4h回火消除。每月使用10%硝酸溶液循環(huán)清洗水道，對鈦合金鑲件需采用超聲波清洗；出現(xiàn)10%以上流量下降時必須進行管路壓力測試（≥0.6MPa保壓30分鐘）。06先進工藝應用雙色成型技術實現(xiàn)雙色注塑機配置采用轉盤式或平移式雙色注塑機，通過旋轉或移動模具實現(xiàn)兩種材料的順序注射，確保不同顏色或材質的塑料在模具內精準結合，提升產品美觀性和功能性。模具結構設計需設計獨立的型腔和流道系統(tǒng)，避免材料交叉污染，同時優(yōu)化冷卻系統(tǒng)以平衡兩種材料的收縮率差異，防止成品變形或開裂。材料兼容性控制選擇熱膨脹系數(shù)相近的塑料材料（如ABS與PC），并通過黏合層或機械互鎖結構增強層間結合力，確保雙色部件的結構完整性。氣體輔助注塑方案在注塑過程中高壓氮氣通過專用氣道注入熔融塑料內部，形成中空結構，需精確控制氣體壓力（通常5-30MPa）和注入時機以降低產品重量并減少縮痕。氣體注入?yún)?shù)優(yōu)化氣道布局設計節(jié)能與成本優(yōu)勢根據(jù)產品幾何形狀設計隱蔽式氣道網(wǎng)絡，避免氣體穿透薄壁區(qū)域，同時利用CAE模擬分析氣體流動路徑，優(yōu)化模具的排氣和冷卻系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)注塑可節(jié)省20%-40%材料，縮短冷卻時間15%以上，適用于汽車儀表板、家具扶手等大型厚壁制件的生產。微發(fā)泡模具發(fā)展趨勢超臨界流體發(fā)泡技術將CO?或N?超臨界流體注入塑料熔體