图表详解塑料模具设计技巧

本书以塑料模具设计为主线，详细、系统地讲解了作为塑料模具设计师在实际工作过程中所必须的知识和技巧，所选实例全部是经过生产验证的实例，所给数据也是实际设计工作中的经验集成，读者可以直接参考使用。主要内容包括：塑料模具的常规设计，分型面的设计，浇注系统的设计，滑块（行位）的设计，斜顶的设计，顶出系统的设计，冷却水的设计，加工设备的性能、特性及成本计算，分拆铜公电极的方法，最后给出一整套模具的结构设计，讲解从头到尾的设计过程、设计思维过程、选择比较的过程、注意事项的说明等。
本书对模具设计及制造方面的技工、工程师具有重要的借鉴和指导价值，也可供初学者和模具设计相关专业的师生学习和参考。

第1章 塑料模具的常规设计 1
1.1 塑料模具设计的地位及作用 1
1.2 塑料模具的生产要求与生产循环 1
1.3 模架结构类型的功能和选用方法 4
1.3.1 大水口模架 4
1.3.2 细水口模架 6
1.3.3 简化细水口模架 9
1.4 注塑机各主要参数之间的关系 11
1.4.1 注塑量 12
1.4.2 锁模力 12
1.4.3 拉杆内距（容模宽度） 12
1.4.4 容模厚度 13
1.4.5 模板最大开距 13
1.4.6 顶针行程 14
1.4.7 耗电总功率 14
1.5 大水口系统模具的生产动作过程 14
1.6 细水口系统模具的生产动作过程 15
1.7 简化细水口系统模具的生产动作过程 21
1.8 塑料的性能表 21
1.9 模具材料的选择与应用 23
1.10 前后模镶件大小与模架的关系 25
1.11 前后模镶件大小与紧固螺钉的关系 26
1.12 模架大小与复位弹簧的关系 26
1.13 模具大小与中托司的关系 28
1.14 模具大小与垃圾钉的关系 29
1.15 模架大小与顶棍孔的关系 29
1.16 浇口套的位置确定与模架最大外形的计算关系 30
1.16.1 浇口套的设计及用法 31
1.16.2 对特殊产品的自制浇口套的设计要求 32
1.17 水口拉料针的设计要求 33
1.18 限位杆、拉杆的设计及尺寸选择 34
1.18.1 限位杆、拉杆的设计 34
1.18.2 限位杆、拉杆的位置设计 35
1.19 拉板的设计 36
1.19.1 水口拉板的设计 36
1.19.2 推板拉板的设计 37
1.19.3 限位拉板的设计 38
1.20 开闭器（留模胶）的设计及尺寸选择 38
1.21 留模锁（开闭器）的设计 38
1.21.1 留模锁的功能动作说明 39
1.21.2 留模锁的位置设计及选择 39
1.22 锁模片的设计 40
1.23 斜锁的设计及选用方法 41
1.24 直锁的设计及选用方法 41
1.25 模具铭牌的设计 42
1.26 打字码的位置设计 43
1.27 对位码的设计 44
1.27.1 前模镶件入框的对位码 44
1.27.2 前后模小镶件入框的对位码 45
1.27.3 滑块和滑块位上的对位码 45
1.27.4 斜顶和斜顶位上的对位码 46
1.27.5 压板和压板位上的对位码 46
1.27.6 顶针、司筒、直顶等运动件上的对位码 46
1.28 码模槽的设计 47
1.29 顶针板上限位块的设计 48
1.29.1 模脚很高而顶出距离很短时的限位块的设计 48
1.29.2 有斜顶存在时的限位块的设计 49
1.30 定位环的设计 50
1.30.1 定位环的作用 50
1.30.2 定位环的设计 50
1.31 撑头的设计 52
1.31.1 撑头的作用 52
1.31.2 撑头的排位 54
1.32 产品排位的设计 54
1.32.1 单穴模具的排位情况 54
1.32.2 多穴模具的排位情况 57
1.33 顶针板强行复位机构的设计 59
1.33.1 设计顶针板强行复位机构的条件 60
1.33.2 顶针板强行复位机构设计的各项数据计算 61
1.33.3 插杆 63
1.33.4 限位块 64
1.33.5 摆杆 65
1.33.6 支板 65
第2章 分型面的设计 66
2.1 分型面的分类 66
2.2 设计分型面的原则 66
2.3 分型面的形式 67
2.3.1 平面分型面 67
2.3.2 斜面分型面 68
2.3.3 弧面分型面 69
2.3.4 曲面分型面 70
2.3.5 碰穿分型面 71
2.3.6 插穿分型面 71
2.3.7 枕穿分型面 73
2.3.8侧向抽芯分型面 73
2.4 分型面设计的实例解说 74
2.4.1考虑产品的最大外形轮廓线 74
2.4.2 考虑产品的外观 74
2.4.3 考虑产品的结构 76
2.4.4 考虑产品的留模问题 77
2.4.5考虑产品的制造精度 77
2.4.6分型面的设计应满足注塑生产时的排气要求 78
2.4.7分型面的设计应考虑脱模斜度的影响 79

第3章 浇注系统的设计 81
3.1 浇注系统的组成 81
3.2 设计浇注系统要考虑的问题 81
3.3 浇注系统设计包含的内容 82
3.3.1 流道的设计 82
3.3.2 入水方式的设计 90
3.3.3 入水口位置的设计 105
3.4 排气系统的设计 124
3.4.1 在模具里如何判断需要排气的方位 124
3.4.2 设计排气的方法 126
第4章 滑块（行位）的设计 132
4.1 滑块的预备知识 132
4.2 滑块机构的组成 133
4.2.1 滑块主体 133
4.2.2 滑块保护位 136
4.2.3 滑块槽、滑块滑槽位 138
4.2.4 滑块抽芯件 138
4.2.5 滑块锁紧装置 140
4.2.6 滑块耐磨块系 143
4.3 滑块六个方向上的控制 145
4.4 普通后模滑块 150
4.5 后模穿孔（隧道）滑块 158
4.5.1 后模穿孔滑块的条件 158
4.5.2 后模穿孔滑块的应用 158
4.6 后模斜行滑块 160
4.6.1 后模斜行滑块的条件 160
4.6.2 后模斜行滑块的应用 160
4.7 后模推板滑块 162
4.7.1 后模推板滑块的条件 162
4.7.2 后模推板滑块的应用 162
4.8 后模油缸、汽缸抽芯滑块 164
4.8.1 后模油缸、汽缸抽芯滑块的条件 164
4.8.2 油缸抽芯、汽缸抽芯的区别 165
4.8.3 油缸、汽缸的规格 165
4.8.4 油缸、汽缸的支架设计 165
4.8.5 油缸芯、汽缸芯与滑块的对接 166
4.8.6 油缸、汽缸滑块的工作原理 167
4.9 后模内抽滑块 168
4.9.1 后模内抽滑块的条件 168
4.9.2 后模内抽滑块的应用 168
4.10 普通前模滑块 170
4.10.1 普通前模滑块的条件 171
4.10.2 普通前模滑块的应用 171
4.11 前模穿孔滑块 175
4.11.1 前模穿孔滑块的条件 175
4.11.2 前模穿孔滑块的应用 175
4.12 前模油缸、汽缸抽芯滑块 175
4.12.1 前模油缸、汽缸抽芯滑块的条件 175
4.12.2 前模油缸、汽缸抽芯滑块的应用 176
4.13 前模内抽滑块 176
4.13.1 前模内抽滑块的条件 176
4.13.2 前模内抽滑块的应用 177
4.14 前模哈呋滑块 179
4.14.1 前模哈呋滑块的条件 179
4.14.2 前模哈呋滑块的应用 179
第5章 斜顶的设计 186
5.1 斜顶的预备知识 186
5.2 斜顶机构的组成 187
5.2.1 斜顶机构的动作过程 188
5.2.2 斜顶主体的设计与尺寸确定 190
5.2.3 斜顶的斜角角度 191
5.2.4 斜顶垂直定位位的设计 192
5.2.5 斜顶水平定位位的设计 192
5.2.6 斜顶导向件 193
5.2.7 斜顶滑动座、滑槽的设计 193
5.2.8 斜顶的变通设计和辅助部件 195
5.2.9 斜顶机构加强措施的设计 197
第6章 模具顶出系统的设计 198
6.1 影响顶出的因素 198
6.2 设计顶出系统要考虑的问题 198
6.3 顶出系统常用的方法和方式 199
6.3.1 普通顶针顶出机构 199
6.3.2 普通有托顶针顶出机构 221
6.3.3 普通扁顶针顶出机构 225
6.3.4 普通司筒顶出机构 228
6.3.5 直顶顶出机构 231
6.3.6 斜顶顶出机构 236
6.3.7 推板顶出机构 236
6.3.8 气吹顶出机构 241
6.3.9 二次顶出机构 243
第7章 冷却水的设计 246
7.1 冷却设计的方法 246
7.2 常用冷却水道的设计 247
7.2.1 单组单层环形水道的设计 247
7.2.2 双组单层环形水道的设计 248
7.2.3 单组单层环形水道的变通形式的设计 249
7.2.4 多组单条水道的设计 250
7.2.5 外接水管循环冷却水道的设计 252
7.2.6 “过桥运水”冷却水道的设计 253
7.2.7 “间接”冷却水道的设计 254
7.2.8 “水堂”冷却水道的设计 255
7.2.9 “冷却棒”冷却的设计 255
7.2.10 “铍铜芯”冷却的设计 256
7.2.11 模具镶件底部环形冷却的设计 257
7.2.12 多层环形冷却的设计 258
7.3 钻头的极限 258
7.4 O形密封圈的选择设计 259
7.5 冷却水道封口的设计 261
7.6 O形圈的装配设计 261
7.7冷却水进出口接件的设计 262
第8章 加工设备 263
8.1 普通铣床加工 263
8.1.1 普通铣床加工的特点 264
8.1.2普通铣床加工的精度 265
8.1.3普通铣床加工的速度 266
8.1.4普通铣床加工的成本 266
8.1.5普通铣床的常用加工范围 267
8.1.6普通铣床的常用刀具 267
8.1.7普通铣床加工的“死角” 271
8.2普通车床加工 273
8.2.1普通车床加工的特点 273
8.2.2普通车床加工的精度 274
8.2.3普通车床加工的速度 274
8.2.4普通车床加工的成本 275
8.2.5普通车床的加工范围 275
8.2.6普通车床的加工刀具 276
8.3普通火花机放电加工 276
8.3.1火花机设备的组成和火花机放电加工的工作原理 276
8.3.2火花机放电加工在模具加工中的应用 278
8.3.3 铜公单边火花位的计算与确定 281
8.3.4火花机放电加工的精度 282
8.3.5火花机加工的速度 282
8.3.6火花机加工的价格 283
8.4快走丝线切割加工 283
8.4.1线切割设备的组成和线切割加工的工作原理 283
8.4.2线切割加工在模具加工中的应用 285
8.4.3线切割加工的精度 286
8.4.4线切割加工的速度 286
8.4.5线切割加工的价格 287
8.5普通平面磨床加工 287
8.5.1平面磨床设备的组成和平面磨床加工的工作原理 287
8.5.2平面磨床加工在模具加工中的应用 289
8.5.3 平面磨床加工的精度 290
8.5.4平面磨床加工的速度 290
8.5.5 平面磨床的价格 290
8.5.6其他类型的磨床 291
8.6普通钻床 291
8.7普通锯床 291
8.8普通雕刻机加工 292
8.9蚀纹加工 292
8.10电镀加工 293
8.11电铸加工 293
8.12细孔放电加工 294
8.13CNC数控铣床加工 294
8.14 CNC数控车床加工 296
8.15 CNC雕刻机加工 298
8.16 CNC慢走丝线切割加工 298
8.17 CNC火花机数控加工 298
第9章 分铜公 299
9.1 分铜公的目的 299
9.1.1 简化加工 300
9.1.2 控制尺寸的加工精度 302
9.1.3 对产品各形状部位的胶位分类 303
9.1.4 考虑设备的加工极限 304
9.2 分铜公的原则 305
9.2.1 产品外观的要求 305
9.2.2 大小铜公的放电差异 306
9.2.3 铜公的加工难易程度 307
9.2.4 铜公的加工和要求精度 308
9.2.5 加工工序的安排及影响 309
9.3 分铜公的步骤 310
第10章 模具生产用图 317
10.1 产品图 317
10.2 模具结构图 324
10.2.1 画模具结构草图 324
10.2.2 画模具结构总图 326
10.3 顶针排位图 327
10.4 线切割图 328
10.5 冷却水图 329
10.6 铜公图 330
10.7 火花机加工用碰数图 330
第11章 整套模具的设计过程 332
11.1 产品的2D图、3D图 332
11.2 “思维设计”的过程 332
11.2.1 产品类型的判断 334
11.2.2 产品的装配关系 334
11.2.3 综合考虑模具对注塑生产的影响 334
11.2.4 入水方式和入水点位置的确定 335
11.2.5 产品分型面的确定 336
11.2.6 产品出模方式的确定 341
11.2.7确定产品的日产能要求 346
11.2.8确定产品的材质及缩水率 346
11.2.9确定产品外观要求，同时确定模具镶件的材质 348
11.2.10模具尺寸大小的确定 348
11.2.11模具的极限尺寸和设备的极限加工能力 354
11.3 模具主要结构和加工方法的确定 355
11.3.1 各部位镶出还是原身留出的确定 355
11.3.2 加工方法的确定 359
11.3.3 分型铜公、清角铜公、胶位铜公的确定 362
11.3.4 各胶位部位抛光的处理，模具表面的处理 370
11.3.5 各胶位部位排气方法的确定 370
11.4 模具的冷却问题 370
11.5 产品的注塑后处理方式 374
11.6 模具的估价 374
附录 386

由于社会的发展，科学技术的进步，使得塑料制品得到广泛的应用，几乎遍布各个领域：电子工业、电器工业、医药工业、军工业、农业、日用品、化学工业、食品工业，等等。而所有这些领域所应用到的塑胶制品，都要通过塑料模具生产出来。塑料模具是塑料制品社会化大生产中最为重要的一个环节，理所当然地得到了长足的发展和进步。
塑料工业是一个复杂的系统，尤其是塑料模具，是集原材料、制造设备、加工工艺等一系列产业为一体的高科技产业。伴随着我国的改革开放，塑料模具的总体水平得到了前所未有的提高，也大大地缩短了与世界强国的距离。我国的制造业在全世界有着举足轻重的地位，因此产生了社会对塑胶模具产业人才的大量需求，同时也对塑料模具产业人才的水平提出了更高的要求。为了顺应这个形势的需要，满足广大塑料模具设计人员、制造人员和管理人员的需求，我们编写了这本书，希望它能对塑料模具从业人员技术水平的提高有所帮助。
本书共分为11章。
第1章塑料模具的常规设计：主要讲解模架、大水口系统、细水口系统、模具材料、注塑、整套模具的常规构件、结构工艺等的设计。第1章可让读者能够对塑料模具结构有个初步的概念和认识，为将来学习更深层的结构打下坚实的基础。学完第1章，必须用AutoCAD来完成5套以上的简单模具结构的抄画。
第2章分型面的设计：主要讲解分型面的选择和设计。
第3章浇注系统的设计：主要讲解浇口的位置选择、浇口形式的选择和流道的设计，以及排气系统的设计。
第4章滑块（行位）的设计：主要讲解滑块抽芯机构的一般构成，相关尺寸的具体设计与选择，后模滑块抽芯的设计、前模滑块抽芯的设计、穿孔（隧道）滑块抽芯的设计、哈夫滑块抽芯的设计等。第4章是塑胶模具设计里最主要的内容之一，也是难点、重点之一。学完第4章，必须进行5套以上的低、中、高三等模具结构的独立设计，用AutoCAD来完成，并用Pro/E来完成分模。
第5章斜顶的设计：主要讲解斜顶机构的设计。
第6章模具顶出系统的设计：主要讲解顶出系统的设计、标准件的选用和各种顶出机构。
第7章冷却水的设计：主要讲解冷却水的布置、冷却方式的选择、O形圈的选择等。
第8章加工设备：主要讲解塑胶模具在制造过程中所用设备的性能、特性及成本计算。
第9章分铜公：主要讲解拆分铜公的方法。
第10章模具生产用图：主要讲解生产用图的要求及出图技巧等。
第11章整套模具的设计过程：主要讲解经典的结构设计，整套模具从头到尾的设计过程、设计思维过程、选择比较的过程、注意事项的说明等。本章学习难度很大，要求也很高，必须先学完前面10章内容后，方可进行第11章的学习，最好有实践经验丰富的老师加以指导。
本书的学习次序可以从第1章到第11章按序进行。但在练习时，最好是按以下次序进行：第1章→第5章→第6章→第7章→第3章→第4章→第2章→第11章，第8、9、10章则要贯穿整个学习过程。
本书在编写过程中东莞市华鹰电子厂工模部、东莞市翼鹏塑胶模具厂设计部、南海市信业发塑胶模具厂设计部、东莞市成扬CNC数控加工厂等提供了大量的信息技术，并提出了宝贵的实际意见，方使得本书能够顺利著写完成。在此一并表示衷心的感谢！
由于受个人经历和水平所限，难免存在不足或疏漏，敬请批评指正。
编者
2010年元月于东莞长安