這麼簡單的水杯模具，大師都說有難度！其中的要點你都get到了嗎

一般初學模具的人，往往會認為如下圖所示杯子的模具是非常簡單的模具。其實不然，這個透明PS杯子定單量巨大，用來注塑杯子的模具，有很多細節問題要處理。通過幾年的改進，取得了一些經驗，在這裡與大家分享。現在學習模具設計的小夥伴越來越多，很多人問我有沒有資料，

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一、產品分析

圖1

1 、產品的壁厚為0。6mm。

2、 要求配合機械手進行全自動生產，注塑週期為12秒（含機械手動作）。

3、 杯口和杯底部不能有毛邊。產品透明，不能夠有拖花的現象。

4 、壁厚的不均勻度小於0。02mm。

二、分模

分模確實是非常簡單的，就是簡單的上下模，透過以往在使用的模具，總結出一個經驗，在模具結構方面，模芯絕對不可以做鑲件式的，否則動、定模的同心度很不穩定。不可以採用“刮板式”脫模，否則杯口容易出毛邊，而且都要做成獨立型腔，獨立精定位，見圖2。

圖2

由於產品的杯口不允許有任何的毛邊，所以產品的脫模形式很關鍵，一般有三種形式：刮板脫模，吹氣脫模、中間頂出。以前曾經試過刮板脫模和吹氣脫模二種方式，經過長期使用，效果不是很好，刮板脫模雖然簡單，但是模具使用一段時間後杯口部分會出現毛邊。吹氣脫模也是可行的，但是在與機械手的配合方面，會由於氣壓的變化而產生節奏上的差異，使得機械手經常報警，所以我採取了中間頂出的方式（成型頂杆頂底），見圖3。

圖3

三、定模的佈置

1、定模的外觀

定模的外觀見圖4。

圖4

2、定模熱流道的設計

a、熱流道元件是由專業的熱流道供應商提供的，在這裡我不描述熱流道元件的內部結構，我關心的是熱流道元件的外部尺寸，特別是裝配尺寸。我們在設計模具時，必須要考慮到熱流道元件與模具的合理配合，和關鍵部位的尺寸配合，因為這些尺寸是由模具廠負責加工的。這套杯子模具的熱流道是最常見的做法，在這裡與大家分享，見圖5。

圖5

熱流道元件與模具的尺寸配合見圖6。

圖6

我要重點的指出，圖6中封膠的部位（這套模是直徑13mm），熱嘴與澆口鑲件的配合檔，間隙不可以大於單面0。01，否則熔融的塑膠會溢位來，會嚴重損壞導線和熱流道元件。這一檔尺寸也不可以太緊，太緊會使得裝配困難，甚至在拆的時候將熱嘴拆壞。所以，在加工這檔尺寸時要特別注意尺寸公差，我喜歡用冷擠壓的方法加工這檔尺寸，見圖7。需要模具設計資料和軟體安裝包的可以關注小編，或私信回覆我：“領取”二字，

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圖7

在圖7中，操作時加一個護套，可以使得冷擠壓棒不歪斜，護套與冷擠壓棒和進口鑲件是松配的，操作完畢後冷擠壓棒尾端有螺紋，可以將冷擠壓棒拉出。沒有冷擠壓機時，也可以用鐵錘輕輕地打下去。

另外有個重要的問題，澆口鑲件的出口一定要留一個直面，否則澆口鑲件的壽命會很短，在產品上的進膠點會越來越大，影響產品的外觀，見圖8。

圖8

b、熱嘴大端與熱流道裝配板的配合

熱流道的大端有一個直徑38的臺階，它控制熱嘴的同心度和熱嘴尖端與澆口鑲件齊平見圖9和圖10。

圖9

圖10

C、墊片和進膠發蘭，見圖11。

圖11

在圖11中可以看到，法蘭的支撐面與墊片是等高的，在模具的流道板的厚度不精準時，可以調整法蘭的支撐面和墊片的厚度。我一般的習慣是將模具的流道板做準，因為進膠法蘭與墊片是標準件，尺寸是整數，很精準的，假如做模具的時候貪圖方便，調整了進膠法蘭和墊片的厚度，以後模具維修時，就比較麻煩，特別是當模具檔案遺失和人員更換後，容易搞錯，因為這個尺寸不對，就會漏膠，產生很大的麻煩。

3、澆口鑲件的設計

澆口鑲件的剖面見圖12。

圖12

澆口鑲件是一個較難設計和加工的零件，鋼材是採用S136H，硬度為HRC38，外形見圖13。

圖13

由於注塑機開模時，定模腔有真空（負壓）現象，產品有時會吸附在定模，引起機械手報警。比較難處理，所以，定模腔必須設計補氣機構，澆口鑲件上的這條槽是補氣的通道，它透過定模仁上的孔，直接通到模具外，見圖14。

圖14

補氣的通道即澆口鑲件和定模仁裝配後產生的間隙必須小於塑膠的溢邊值。先講一下什麼叫溢邊值，通俗地講，當模具的間隙為多大的時候，熔融的塑膠可以“鑽”過去？這個間隙的值就是溢邊值。當然，這個溢邊值的大小受很多因素的影響，譬如熔融的塑膠的實際溫度、注塑機射膠的壓力和速度等。

考慮到PS的溢邊值在0。012左右，我設計時將補氣的間隙定為0。008（單面），見圖9-14中，封膠的圓的直徑比上面一檔的圓（固定檔）的直徑小0。016mm。當注塑機將熔融的塑膠射入模腔時，模腔裡的空氣除了透過主分型面排出外（後面有詳細介紹），部分空氣也會從澆口鑲件與定模仁的間隙中排出。注塑機將模具開啟時，空氣會從這個間隙補充進來，避免產品由於負壓的原因留在定模。

4、澆口鑲件補氣外園的精密加工

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澆口鑲件補氣檔的直徑為ф48。374 ，固定檔的直徑為ф48。390。通常這二檔尺寸可以在外園磨床上加工，但是考慮到外園磨床加工時必須要有砂輪越程槽，按機械行業的標準是寬度4mm，但是澆口鑲件的固定檔的長度尺寸為5。4mm，僅僅留下1。4mm，這樣就不合理。我現在介紹一種研磨的方法給大家，可以不用外圓磨床加工，也不需要砂輪越程槽。這個研磨工具很有價值，見圖15和16。

圖15

圖16

圖17中的鑄鐵研磨套要開4條或者6條槽，見圖17。

圖17

先期加工時將澆口鑲件上要研磨的尺寸留單面0。02mm。研磨時先在鑄鐵研磨套的內面均勻地抹上研磨膏（從1000號開始）。然後套上圖17中的內錐套，然後旋上螺母，但是不要夾得太緊，以手柄勉強可以轉動為宜，用3爪卡盤夾住澆口鑲件，雙手輕輕扳動手柄，感到很鬆的時候，微微旋緊螺母，再繼續旋轉鑄鐵研磨套。經過2次旋緊螺母后，鬆開螺母，取出澆口鑲件，用煤油洗乾淨澆口鑲件並擦乾，測量澆口鑲件的固定檔的尺寸ф48。390。假如未到數，則繼續研磨，直到尺寸理想為止。

然後將澆口鑲件取出，加個墊圈，再將澆口鑲件放入，見圖18。

圖18

這時鑄鐵研磨套只夾到澆口鑲件上的補氣檔，即封膠的那一檔，見圖19。

圖19

按上述的方法，將封膠補氣檔的尺寸研磨到ф48。374。

四、定模仁的設計和加工

定模仁的材料也是用S136H，硬度為HRC42，見圖20。

圖20

反過來是這樣的，見圖21。

圖21

1、定模仁的定位和固定

定模板上有4處定位的凹槽，這4處方形凹槽的尺寸要求加工得非常精準，見圖22。

圖22

定模仁固定在定模板上見圖23。

圖23

定模仁固定在定模板上的螺絲是從正面擰的，這樣裝配時比較方便，而且可以極有效地保護熱流道系統。也就是說，在維護和更換模具零件時，完全不用接觸到熱流道元件。

定模仁與動模仁的精確定位是獨立的，補氣和冷卻水也是獨立的。

2、定模仁的冷卻系統的設計

定模仁的冷卻系統見圖24。

圖24

定模仁的冷卻系統是採用了垂直水塘加隔水片的形式，加工起來很方便，冷卻效果也很好。由於是獨立的冷卻，生產時調整模具溫度時不會受其他型腔的影響。可以將模具溫度調整到最佳狀態現在學習模具設計的小夥伴越來越多，很多人問我有沒有資料，

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3、定模仁上裝澆口鑲件的孔的加工

定模仁上裝澆口鑲件的孔由於要考慮補氣的功能與澆口鑲件的配合要非常精準，直徑尺寸為ф48。390+0。01，可以在內圓磨床上磨出來。但是由於外形是長方形，裝夾不方便，我在這裡介紹一種研磨的工具，見圖25、圖26。

圖25

圖26

定模仁的孔用數控加工中心加工出來，單面留0。01~0。02，在開了縫的鑄鐵研磨套外圓上均勻地塗上研磨膏（1000號），旋動螺母，調整到研磨夾具勉強放入孔內，旋轉並且上下抽動幾次後，取出夾具，清洗並且擦乾內孔，用量缸表或者內徑千分尺測量內孔，直到尺寸到位為止。

4、定模仁的排氣槽的加工方法

定模仁除了補氣外，還要設計排氣機構，見圖27。

圖27

在動模仁上，對著排氣槽的位置有一個排氣孔，見圖28。

圖28

反面再開排氣槽，見圖29。

圖29

按這樣設計，動、定模仁組合成為一個理想的排氣系統。封膠位採用了整圈的排氣，目的是在產品的杯口不產生任何的飛邊和毛刺，使得產品的杯口非常光滑。現在的問題是，這個內圈的封膠面比分型面低0。008是怎麼加工出來的？我在這裡介紹一種研磨的方法，見圖30和圖31。

圖30

圖31

操作時先將研磨定位圈與定模仁用502膠水黏牢，在鑄鐵研磨塊上均勻地塗上研磨膏，轉動鑄鐵研磨塊，就可以將封膠面磨低，要多次測量，慢慢接近尺寸，以免磨過頭。鑄鐵研磨塊磨損後可用平面磨床修正。還不會私信的小夥伴，可以按照以下步驟操作：

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作者：查鴻達，前沿數控技術特約模具技術專家