散热器外壳的注塑模具设计

发布时间：2023-03-22 作者：定制工业设计网 0

大家好！今天让小编来大家介绍下关于散热器外壳的注塑模具设计的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1、塑料零件注塑模具主要关键技术,工艺参数和理论依据
2、浅谈注塑模具的计算
3、注塑模具都有哪些结构组成？
4、透明塑料注塑关于模具的设计需要注意什么？

一、塑料零件注塑模具主要关键技术,工艺参数和理论依据

塑料注射模具的基本类别有二板式、三板式、哈夫式。注射模具主要有模腔、浇注系统、顶出机构、抽芯机构、排气系统等组成。要制造好塑料模具，首先必须熟悉塑料成型加工工艺；第二了解成型设备主要技术参数及特点；第三熟悉或懂得塑料模具类型及结构；第四了解所用塑料的基本性能（如成型收缩率等）；第五了解各种机械加工工艺（如车、铣、刨、钻、磨等）；第六能绘制模具图及审核图纸；第八模具制造；第九试模及修改模具。塑料模具制造不是简单的机械加工，必须学习过塑料模具设计课程或有几年模具制造经验者才能胜任此项工作。
设计塑料模具首先是塑料制品的设计，包括塑料制品的形状、斜度、尺寸精度、表面粗糙度等等。不同的塑料品种流动性和成型加工性差别较大，其最小壁厚要求也不同，应参照模具设计的有关资料设计。
保证塑料制品的尺寸精度首先应该选择成型收缩率较小的塑料品种，其次在模具设计中应考虑塑料制品的壁厚要均匀、模具结构设计以及浇口位置设计要合理。
模具设计还要考虑与注射成型机的匹配。塑料制品的重量应该不超过注塑机最大注射量的80%；塑料制品在注塑机模板上的投影面积应低于注塑机的最广东会型面积；模具厚度应大于注塑机的最小模厚而小于最大模厚；还要考虑开模行程，便于制品脱模等。

二、浅谈注塑模具的计算

浅谈注塑模具的计算

引导语：下面是我为大家精心准备的关于浅谈注塑模具的计算的相关资料，希望可以帮助到大家哦!

1.引言

工业设计的目的，就是通过对产品的合理规划，而使人们能更方便地使用它们，使其更好地发挥效力。在研究产品性能的基础上，工业设计还通过合理的造型手段，使产品能够具备富有时代精神，符合产品性能、与环境协调的产品形态，使人们得到美的享受。工业设计强调技术与艺术相结合，所以它是现代科学技术与现代文化艺术融合的产物。它不仅研究产品的形态美学问题，而且研究产品的实用性能和产品所引起的环境效应，使它们得到协调和统一，更好地发挥其效用。丛林法则(the law of the jungle)是自然界里生物学方面的物竞天择、适者生存、优胜劣汰、弱肉强食的规律法则。激烈的市场竞争让塑料制品在利用工业设计的同时，不得不引入丛林法则，正是工业设计和丛林法则促使塑料制品的外观造型越来越复杂，而电脑技术的发展，特别是计算机辅助设计和制造使这一切复杂的设计造型都有了实现的可能性。

塑料制品的成型，绝大多数都离不开模具。近年来，计算机辅助设计和制造的发展，对塑料制品的设计和模具制造带来了翻天覆地的变化。模具制造的技术已经由过去的以钳工手工为主发展到以数控机床加工为主，塑料产品的设计也从手工制图发展到完全利用电脑绘图，产品制图的表现手法也由过去2D图纸转向3D数据为主，产品的造型也从过去的方形、三角形和圆形等规则形状变化为复杂的空间曲面造型，这些变化都使得产品的外观形状越来越复杂，也给模具设计和制造带来了极大的挑战。因此要求我们的模具设计必须适应这种挑战，与时俱进。

对于注塑模具的计算，模具专业教科书、技术资料、论文和设计手册已经有很多公式和资料，在过去几十年的岁月里，这些公式在模具行业得到广泛的应用，现在利用计算机辅助设计与制造的情况下，这些公式的局限性也凸显出来，因而有些传统的模具设计计算公式在实际中已经失去使用价值，继续使用某些公式可能会给模具设计专业的新生带来困扰，本文旨在探讨在模具设计的实践中哪些内容需要计算，哪些内容不需要计算，如何选择计算公式等问题。

2、注塑模具型腔尺寸的计算

2.1型腔尺寸计算的误区

塑料被溶化后注入型腔，冷却后脱模其尺寸会缩小，因此在模具设计时会考虑到收缩因素，加大型腔尺寸从而使塑料制品冷却后能获得我们所需要的尺寸。公式，把计算方式归纳为平均尺寸法和极限尺寸法两类。事实上，上述的公式在实际的模具设计中根本无法使用，这些公式只能应用在图1所示的形状单纯的简单制品。因为现实的很多塑料制品是由多个复杂曲面组成的不规则的3D模型，在这些不规则制品中，很难找到尺寸并套用公式。另一方面，经过多年的发展，模具加工机床的精度、刀具材料等都发生了很大的变化，数控技术得到广泛的应用，现代的CNC机床、慢走丝线切割和精密电火花加工机床的加工精度已经达到微米级，在欧洲的模具设计资料中，取消类似的计算公式已经有20多年了，因此我们也要与时俱进。对于模具型腔的磨损，在现代模具设计中，不作为考虑的因素了。

如果型腔过度磨损，产品尺寸超出公差要求，则更换模仁或者重新设计制造模具。过去使用这些公式的背景是机床精度不高或者加工不到位，一部分加工需要依靠手艺精良的钳工来修配，这时采用保守的计算公式是十分必要的。

2.2 塑件收缩率计算的方法

前文已经述及，利用传统的计算方法，已经很难适应模具设计工作了。在欧洲、美国和日本等工业发达国家，我国香港和台湾地区都是采用以下的简化计算方法，经过多年的实践表明，采用以下计算方法可以满足实际需要。

塑件没有尺寸公差要求(自由公差)时：

成型尺寸公差仍取塑件尺寸公差的1/2~1/3.

　　2.3 加纤维塑件的型腔尺寸计算

加纤维塑件的各个方向收缩并不一致，而且数值相差较大，通常在塑胶流动方向收缩率较小，垂直于塑胶流动方向收缩率较大，这时采用表1和表2的公式更是无从下手，目前流行的3D设计软件PRO/E和UG等软件里，可以在X,Y,Z三个方向设置不同的收缩率，较好地解决了这个问题。

　　2.4.高精度尺寸的调整

高精度的尺寸，先将尺寸公差转化成上下偏差值相等的公差，再按照上述计算方法，对高精度的部位按照后期可以减钢的方法预留0.05的钢料，方便试模后的修整。

　　3、热膨胀的计算

熔化树脂流入浇口、流道、定模型腔，模具受到180～300℃左右高温树脂所传来的热量, 通常温度上升时金属发生热膨胀, 因此，注塑成型模具的零部件也发生热膨胀。对于热膨胀对注塑模具性能的影响，很多模具教科书和设计手册，没有提供典型的案例。热流道系统模具、大型模具、存在大型滑块和多斜顶的模具以及高温成型的模具，热膨胀对于上述四类模具来说，影响较大，高温的情形下，正常的模具运动间隙会缩小，因此热膨胀会导致：影响导柱导套的配合、擦穿位的配合、侧抽芯滑块滑动不顺畅、斜顶和滑块容易卡滞、型芯尺寸胀大。

对于广东会的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的`热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，这就是线膨胀系数。在模具设计中，通常采用线膨胀系数来计算热膨胀的影响。

　　4、流长比的计算

塑料的流长比是指塑料熔体流动的长度与壁厚的比值。塑料的流长比直接影响到塑料制品的进浇点数量和分布情况，同时也会影响到塑料的壁厚。

对于所采用塑料的流长比，我们是要牢记的，有利于我们塑料模具报价和模具设计。LDPE的流长比是270;HDPE的流长比是230;PP的流长比是250;PS的流长比是210;ABS的流长比是190;PC的流长比是90;PA的流长比是170;POM的流长比是150;PMMA的流长比是150.

不同的塑料的流长比都会不同，往往流长比越少的塑料，其流动性也就会越差。设计中小型模具时，一般不需要计算流长比，但是对于大型模具则不可忽视流长比的计算。

　　5、型腔的强度计算

型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，实践表明，对于大型模具，特别是大深度型腔模具，刚度不足是主要矛盾，型腔尺寸应以满足刚度条件为准。对于中小型模具，特别是小深度的型腔，强度不足是主要矛盾，但是小尺寸型腔的强度计算环节一般省略，模具设计者往往利用现有的经验来进行设计，在实际中并不会出现任何问题。强度不足时，会使模具型腔破裂，因此，强度计算的条件是满足受力状态下的许用应力。而刚度不足，会导致型腔在受力状态下尺寸扩大，其结果会使制品出现毛边，尺寸超差甚至难以脱模。关于大型腔注塑模具的型腔深度计算，请参考相关模具设计手册。

　　6、锁模力的计算

对于中小型模具，锁模力一般凭经验估计为主。大型模具应根据型腔内的压强乘以水平投影面积计算出锁模力，计算出的锁模力应远远小于注塑机的额定锁模力。对于注射量的计算也是如此。

　　7、斜顶和行位行程的计算

斜顶的行程，对于简单模具，一般是通过正切三角函数就可以计算出来的，对于复杂模具，斜顶的行程利用三角函数计算后，需要在3D软件中模拟验证。行位行程的计算，很多教科书都列出了公式，并举了例题。在实际中，简单模具的行位行程，可能不需要通过计算，一目了然，例如表3第一例。

一般列出了一种行位抽芯的特例，即形状比较简单的HALF抽芯。现实中很多的复杂行位的抽芯距离是很难列出公式计算的，而通过3D软件移动模拟就可以很简单的确定抽芯距。因此过多的使用计算公式可能会误导初学者，到处查阅资料找计算公式。

8、脱螺纹模具的计算

对于脱螺纹模具的计算，计算传动比、螺纹型芯转动圈数等等都是必要的，参见相关手册。

9、抽芯力、脱模力和顶出力的计算

抽芯力、脱模力和顶出力的计算相当复杂，现有的公式也很难准确的计算，只能通过经验的积累，估计脱模力，并采取相应的对策。

　　10、冷却系统的计算

对于冷却系统的计算。现在已经有很多的计算公式，但是在现实中，应用计算比较少，一般的简单模具，制造周期都很短，模具设计的时间更短了，所以冷却系统的计算大都是省略了，通过经验类比解决。虽然不需要计算，但是雷诺数的计算、层流紊流等理论会给模具设计者提供思考的思路。

　　11、总结

注塑模具的计算，对于大型模具和中小型模具来说，二者有着本质的区别。中小型模具通过经验很容易解决，而大型模具，一旦设计失误就会造成巨大损失，但是模具设计的计算，都必须建立在实践的基础上，模具是一门实践远广东会于理论的技术，模具技术来源于实践。

;

三、注塑模具都有哪些结构组成？

模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。

注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注塑模大多采用了标准模架。

一、浇注系统

浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

浇注系统又称流道系统，它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。

1、主流道

它是模具中连接注塑机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(0.8mm)以避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为4-8mm。主流道直径应向内扩大呈3°到5°的角度，以便流道赘物的脱模。

2、冷料穴

它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约8-，深度为6mm。为了便于脱模，其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。

3、分流道

它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说，则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又不易对准。因此，经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8mm，特大的可达10-，特小的2-3mm。在满足需要的前提下应尽量减小截面积，以增加分流道赘物和延长冷却时间。

4、浇口

它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。

浇口的作用是：

A、控制料流速度：

B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流：

C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性：

D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型零件常有专用名称。

构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模)，构成制品内部形状(如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力，故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度Ra>0.，而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度，并选用耐腐蚀的钢材制造。

二、调温系统

为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注塑模，主要是设计冷却系统使模具冷却。模具冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量；模具的加热除可利用冷却水通道热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。

三、成型部件

成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。成型部件由型芯和凹模组成。型芯形成制品的内表面，凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。按工艺和制造要求，有时型芯和凹模由若干拼块组合而成，有时做成整体，仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。

1、排气口

它是在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时，原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、接不良、充模不满，甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深0．03-0．2mm，宽1．5-6mm的浅槽。注射中，排气孔不会有很多熔料渗出，因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员，以防熔料意外喷出伤人。此外，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。

四、结构零件

它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。

1、导向部件

为了确保动模和定模在合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件，有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。

2、推出机构

在开模过程中，需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夹持推杆。在推杆中一般还固定有复位杆，复位杆在动、定模合模时使推板复位。

3、侧抽芯机构

有些带有侧凹或侧孔地塑料制品，在被推出以前必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具广东会置侧抽芯机构。

注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中，在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态，将相当于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端（称之为计量），螺杆的不断向前将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，须控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置，注射压力达到一定值时我们可以将速度控制切换成压力控制。

四、透明塑料注塑关于模具的设计需要注意什么？

透明塑料由于透光率要高，必然要求塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程对原料、设备。模具、甚至产品的设计，都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。
其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往要在机筒温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满模，又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。
对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面，谈谈应注意的事项：
干燥
原料的准备与干燥由于在塑料中含有任何一点杂质，都可能影响产品的透明度，因此和储存、运输。
加料过程中，必须注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会引起原料变质，所以一定要干燥，并在注塑时，加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中，输入的空气最好应经过滤、除湿，以便保证不会污染原料。

以上就是小编对于散热器外壳的注塑模具设计问题和相关问题的解答了，散热器外壳的注塑模具设计的问题希望对你有用！

更多的工业外观设计【设计案例】请点击进入。