塑料模具制造培训课件

塑料模具制造培训课件第一章塑料模具制造概述塑料模具的重要性与应用领域塑料模具在现代工业中扮演着至关重要的角色，是大规模生产塑料制品的核心工具通95%过精密的模具设计与制造，可以实现高效、稳定、一致的产品生产，满足各行业对塑料零件的多样化需求模具出口比例主要应用领域出口欧美市场，技术与质量达到国际标准汽车工业仪表板、保险杠、内饰件、灯具外壳家电领域冰箱、洗衣机、空调外壳及内部零件80%电子产品手机、电脑、充电器等外壳及连接器工业零件管道接头、齿轮、轴承座等功能性部件医疗器械注射器、医疗容器、诊断设备外壳塑料制品占比塑料模具制造流程总览塑料模具的制造是一个系统化、多阶段的精密工程过程每个环节都直接影响最终产品的质量、成本和交期理解完整的制造流程对于提升模具质量和生产效率至关重要设计阶段产品分析、模具结构设计、模流分析、图纸审核加工阶段CNC加工、EDM放电、精密研磨、表面处理装配阶段零件组装、间隙调整、滑块配合、顶针安装调试阶段机构测试、冷却检查、排气优化、尺寸验证试模阶段首次试模、参数优化、缺陷分析、改进实施量产阶段批量生产、质量监控、定期维护、持续改进塑料模具分类根据结构、功能和应用场景的不同，塑料模具可分为多种类型选择合适的模具类型对于提高生产效率、降低成本、保证产品质量具有重要意义2板模3板模特点结构简单，成本低，维护方便特点可实现点浇口，流道自动分离适用单一浇口产品，中低精度零件适用外观要求高的产品，多点进胶热流道模冷流道模特点无流道废料，缩短成型周期特点结构简单，初期投资低适用大批量生产，材料成本敏感产品适用小批量生产，试制开发阶段双色模多腔模特点一次成型两种颜色或材料特点一模多腔，提高生产效率适用装饰性产品，功能性复合零件适用小型零件大批量生产单腔模特点原型模特点•适合大型或复杂零件•快速验证设计方案•调试简单，精度高•铝合金材料，加工快速•单件成本较高•寿命短，适合小批量塑料模具结构示意图核心部件说明材料与工艺要求定模部分定模板、浇口套、分流道、•模板优质模具钢，淬火处理型腔•型腔型芯高硬度钢材，抛光处理动模部分动模板、顶出系统、型芯、•导向件耐磨钢材，精密研磨滑块•标准件采用国际标准件，互换性好导向系统导柱、导套、定位环冷却系统冷却水道、接头、密封圈顶出系统顶针、顶板、复位杆侧向抽芯滑块、斜导柱、锁紧楔第二章塑料材料基础了解塑料材料的特性是成功设计和制造模具的前提不同塑料材料的物理和化学性能差异显著，直接影响模具设计参数、加工工艺和产品质量本章将系统介绍常用塑料材料的分类、性能及其对模具设计的影响常用塑料材料分类热塑性塑料热固性塑料及弹性体热塑性塑料是最常用的注塑材料，可以反复加热软化和冷却硬化，具有良好的可加工性和回收性热固性塑料加热固化后不可再次软化，具有优异的耐热性和尺寸稳定性环氧树脂粘接性强，绝缘性好，用于电子封装、复合材料PE（聚乙烯）酚醛树脂耐热、耐磨，用于电器部件、制动片密度低，柔韧性好，耐化学腐蚀，常用于包装薄膜、容器硅胶柔软、耐高低温，用于密封件、医疗用品聚氨酯弹性好，耐磨损，用于鞋底、密封圈PP（聚丙烯）强度高，耐热性好，密度小，广泛用于汽车零件、家电外壳PVC（聚氯乙烯）成本低，耐候性佳，用于管道、电缆护套、建筑材料PS（聚苯乙烯）透明度高，易加工，常用于一次性餐具、电器外壳ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）综合性能优异，强度高，韧性好，表面光泽度高塑料性能对模具设计的影响塑料材料的特性直接决定模具的设计参数和结构充分理解材料性能，才能设计出合理的模具，生产出高质量的产品12收缩率流动性不同材料的收缩率差异显著，直接影响模具型腔尺寸设计材料的流动性决定浇口位置、流道尺寸和排气设计•PE、PP收缩率

1.5-

2.5%•高流动性PP、PE、PS•ABS收缩率

0.4-

0.7%•中等流动性ABS、PC•PC收缩率

0.5-

0.7%•低流动性PC+ABS、PA+GF•PA收缩率

1.0-

2.0%设计要点流动性差的材料需要更大的浇口、更短的流程，增加排气设计要点必须根据材料收缩率修正型腔尺寸，确保产品尺寸精度34耐温性与机械强度推荐壁厚与设计注意事项材料的热变形温度和机械强度影响产品设计和模具材料选择不同材料有各自推荐的壁厚范围，过厚或过薄都会导致缺陷•高耐温材料PA、PC、PPS（120℃）•通用塑料（PP、ABS）

1.5-

3.5mm•高强度材料PC、PA+GF、POM•工程塑料（PC、PA）

0.8-

3.0mm•高韧性材料ABS、TPU、PP•薄壁产品

0.5-

1.5mm设计要点高温材料需要更好的冷却系统，高强度产品需要更大的脱模斜度注意事项避免壁厚突变，厚壁处增加冷却，薄壁处提高注射压力塑料模具钢材选择模具钢材的选择直接影响模具的使用寿命、加工成本和产品质量根据产量、产品精度和材料特性选择合适的钢材是模具设计的重要环节常用模具钢材种类钢材硬度与热处理要求718钢硬度HRC30-35特点预硬化钢，加工性好，适合中等产量模具应用家电外壳、一般塑料件P20钢硬度HRC28-32特点预硬化，抛光性能好，性价比高应用大型模具、中低产量生产H13钢硬度HRC48-52特点热作模具钢，耐磨性优异，需热处理应用高产量模具、耐磨要求高的场合硬度分级与应用HRC28-35预硬化钢，直接加工，10-50万模次HRC40-45淬火回火，适合50-100万模次S136钢HRC48-55深度淬火，适合100万模次以上热处理工艺硬度HRC48-52退火消除应力，改善加工性能特点不锈钢，耐腐蚀，镜面抛光性能极佳淬火提高硬度和耐磨性应用透明产品、医疗器械、光学零件回火降低脆性，提高韧性渗氮表面硬化，提高耐磨性第三章模具设计原则与技巧优秀的模具设计是产品质量的保证本章将详细讲解模具设计的核心原则、关键技术要点和实用技巧，帮助设计师掌握从浇注系统到冷却系统的完整设计方法设计关键点浇口、排气、冷却系统010203浇口设计排气设计冷却系统浇口是塑料进入型腔的通道，其类型、位置和尺寸对有效的排气系统可避免气孔、烧伤等缺陷，确保产品合理的冷却布局可缩短成型周期，提高生产效率和产产品质量有决定性影响完整性品质量浇口类型及选择排气槽设计要点冷却系统优化直接浇口流道短，压力损失小，适合大型厚壁位置最后填充区域、熔接痕处、深筋底部布局原则均匀分布、跟随型腔轮廓、温差5℃件尺寸深度

0.02-

0.04mm，宽度3-5mm侧浇口最常用，位置灵活，去除方便数量根据型腔大小设置多条排气槽水道直径8-12mm，距型腔面15-25mm点浇口痕迹小，外观好，需三板模或热流道连接方式串联或并联，保证流量均衡形式分型面排气、顶针间隙排气、排气塞特殊冷却热管、螺旋水道、型芯冷却避免缺陷排气不良会导致气泡、烧伤、充填不潜伏浇口自动切断，适合自动化生产满、表面暗纹效果提升良好冷却可缩短周期20-40%，减少翘热流道浇口无流道废料，适合大批量生产曲变形位置选择原则壁厚处进胶、流程短、避免熔接痕、便于排气模具结构设计要点合理的结构设计能够保证产品质量、延长模具寿命、降低生产成本以下是模具结构设计中需要重点关注的几个方面脱模斜度设计均匀壁厚设计脱模斜度是产品顺利脱模的关键，不足会导致拉伤、变形甚至无法脱模均匀的壁厚可以避免产品翘曲、缩水、应力集中等常见缺陷光滑表面最小斜度

0.5°，推荐1°推荐壁厚根据材料和尺寸确定，通常2-3mm纹理表面斜度需增加，细纹理2-3°，重纹理5°以上壁厚变化避免突变，过渡区域采用圆弧或斜面深腔产品深度每增加10mm，斜度增加

0.5°厚壁处理厚度4mm处设计空心结构或加强筋内外斜度外表面可小于内表面

0.5°薄壁注意壁厚1mm时需提高注射压力和速度特殊处理无法设置斜度时采用强制脱模、拆镶件或滑块抽芯缺陷预防壁厚不均会导致收缩不一致，产生翘曲和内应力加强筋设计避免深薄筋合理的加强筋可以提高产品刚性，同时避免变形和缩痕深而薄的筋槽是设计中的难点，容易导致充填不良和加工困难厚度筋厚度为壁厚的50-60%，避免缩痕深度限制深度与宽度比≤5:1高度筋高度不超过壁厚的3倍替代方案采用镶件、电极加工或改变设计方案斜度单侧斜度

0.5-1°，便于脱模特殊工艺超声波加工、激光加工、线切割间距筋间距≥2倍壁厚，避免熔接痕设计优化尽量将深筋改为阶梯状或分段设计根部圆角R=

0.3-

0.5倍壁厚，减少应力集中布局原则与受力方向一致，避免交叉，对称布置侧向抽芯与滑块设计对于具有侧孔、侧凹或倒扣结构的产品，必须采用侧向抽芯机构才能实现正常脱设计要点与注意事项模滑块和斜导柱是最常用的侧抽芯方式，掌握其设计原理和维护要点对于复杂模具至关重要斜导柱角度侧抽芯机构的工作原理通常为15-25°，角度过小抽芯力不足，过大易卡死开模阶段动定模分离，斜导柱推动滑块横向移动滑块行程抽芯完成滑块退出侧孔，产品可顺利脱模合模阶段滑块在弹簧或液压作用下复位抽芯距离需大于倒扣深度+5-10mm安全余量锁紧注射楔紧块锁定滑块，承受注射压力锁紧装置采用楔紧块或压板，确保注射时滑块不移动导向与润滑滑块两侧设导向槽，定期加注润滑油脂维护与保养•每班次检查滑块动作是否顺畅•定期清理导向面和斜导柱，涂抹润滑脂•检查锁紧装置磨损情况，及时更换•防止异物进入滑块导向槽第四章模具制造工艺与设备先进的加工设备和精湛的制造工艺是生产高质量模具的基础本章将介绍模具制造中常用的设备类型、加工工艺流程以及模流分析技术的应用主要加工设备介绍现代模具制造依赖于多种精密加工设备的协同工作每种设备都有其特定的功能和应用场景，合理选用和搭配设备是保证模具质量的关键加工中心电火花机磨床线切割CNC EDM功能铣削、钻孔、攻丝等多工序功能通过电火花腐蚀加工导电材功能精密磨削，获得高精度和光功能利用电极丝切割导电材料加工料洁表面特点可加工任意复杂轮廓特点高精度、高效率、可加工复特点可加工超硬材料和复杂型腔特点精度高、表面质量好类型快走丝、中走丝、慢走丝杂曲面类型成型放电、镜面放电、线切类型平面磨床、外圆磨床、内圆应用镶件加工、细长孔、异形轮类型三轴、四轴、五轴联动割磨床廓应用模板加工、型腔型芯粗精加应用深窄槽、复杂型芯、淬火后应用模板平面、导柱导套、顶针慢走丝精度±

0.002mm，表面粗工加工等糙度Ra

0.2μm，适合精密模具高速CNC转速20,000-40,000转/精密镜面EDM表面粗糙度达精度可达

0.002mm，表面粗糙度分，适合精细加工和光滑曲面Ra

0.1μm，减少后续抛光工作Ra

0.2μm加工工艺流程详解模具加工是一个系统化、多阶段的精密制造过程每个阶段都有其特定的目标和质量要求，严格按照工艺流程操作是保证模具质量的基础粗加工阶段1目标快速去除大量余量，接近最终形状•CNC粗铣余量3-5mm，进给速度快2半精加工阶段•铣削参数转速800-1200转/分，进给300-500mm/分•检查基准尺寸误差±

0.2mm以内目标提高精度，为精加工做准备•CNC半精铣余量

0.5-1mm热处理阶段3•铣削参数转速1500-2500转/分，进给200-300mm/分目标提高硬度和耐磨性•检查基准尺寸误差±

0.05mm，表面粗糙度Ra

3.2•淬火加热至850-900℃，油冷或水冷4精加工阶段•回火加热至200-300℃，保温2-4小时•检测硬度HRC48-52，变形量

0.05mm目标达到设计尺寸和表面质量要求•高速CNC精铣余量

0.1-

0.2mm抛光阶段5•EDM精加工深槽、尖角、复杂型腔目标获得所需的表面光洁度•检查基准尺寸误差±

0.02mm，表面粗糙度Ra

0.8•粗抛油石、砂纸，去除刀痕6装配与调试•精抛钻石膏、抛光膏，达到镜面•表面等级根据产品要求Ra

0.4-Ra

0.05目标组装所有零件，调整至最佳状态•零件清洗去除加工残留物•配合检查间隙、配合精度、动作顺畅性•功能测试开合模、顶出、抽芯动作模流分析技术应用模流分析是利用计算机仿真技术，在模具制造前预测注塑过程中的各种问题，优化模具设计和工艺参数这项技术可以显著减少试模次数，缩短开发周期，降低成本Moldflow软件功能充填分析模拟塑料在型腔中的流动过程，预测充填时间、流动前沿和熔接痕位置保压分析分析保压阶段的压力分布，优化保压压力和时间参数冷却分析计算冷却时间和温度分布，优化冷却水道布局翘曲分析预测产品的收缩和翘曲变形量，指导模具补偿设计模流分析的价值60%减少试模次数提前发现问题，避免反复修模第五章注塑成型基础注塑成型是塑料制品生产的核心工艺理解注塑机的工作原理、掌握工艺参数的调整方法、识别和解决常见缺陷，是确保产品质量和生产效率的关键注塑机类型及特点注塑机是实现塑料制品大规模生产的核心设备根据驱动方式的不同，注塑机可分为液压式、全电动和混合式三种类型，各有其优缺点和适用场景液压式注塑机全电动注塑机混合式注塑机工作原理通过液压系统驱动各个动作工作原理全部动作由伺服电机驱动工作原理注射部分电动，合模部分液压优点优点优点•成本低，技术成熟•节能50-70%，运行成本低•综合成本适中•力量大，适合大型模具•精度高，重复性好•节能30-50%•维修简单，配件易得•响应快，周期时间短•注射精度高缺点•噪音低，环境友好•合模力量大缺点缺点•能耗较高，电费成本大•精度较低，重复性一般•初期投资高•系统较复杂•噪音大，需要定期换油•维修技术要求高•维修需要两方面技能适用场景大型产品、对精度要求不高、成本敏感的生产•力量相对较小适用场景对注射精度要求高但需要大合模力的产品适用场景精密零件、高产量、医疗器械、光学产品设备选型与模具匹配原则锁模力根据产品投影面积和材料计算，留20%余量模板尺寸模具外形尺寸需小于机器最大模板尺寸注射量产品重量+流道重量占机器注射量的40-80%顶出力顶出力需大于产品脱模阻力开模行程≥产品高度+流道高度+取件空间+安全余量特殊要求双色、多物料需选配专用机型注塑工艺参数控制注塑工艺参数的合理设置是获得优质产品的关键主要参数包括注射速度、压力、保压、冷却时间等，每个参数都对产品质量有重要影响，需要根据材料、产品和模具特性综合调整注射速度控制塑料充填型腔的快慢注射压力提供塑料流动的动力保压参数补充冷却收缩的材料冷却时间确保产品定型和脱模温度控制影响流动性和表面质量参数调整原则与影响参数设定建议范围注射速度薄壁件快速（80-100%），厚壁件中速（40-60%）参数增大影响减小影响注射压力70-120MPa，根据流程长短调整注射速度光泽度提高，熔接痕减少，易飞边充填困难，气泡增多保压压力注射压力的50-70%保压时间浇口冻结时间+2-5秒注射压力充填饱满，飞边增多，内应力大充填不满，缩痕明显冷却时间壁厚每1mm约需15-30秒保压压力尺寸稳定，缩痕减少，脱模困难缩痕加重，尺寸波动料筒温度按材料推荐值±10℃模具温度非结晶料40-60℃，结晶料60-90℃冷却时间尺寸稳定，周期延长变形增大，脱模困难料温流动性好，易降解，周期长充填困难，表面粗糙调试技巧先调速度和压力保证充满，再调保压消除缩痕，最后优化冷却时间提高效率模温光泽度好，结晶度高，周期长表面暗淡，内应力大常见注塑缺陷及解决方案注塑生产过程中会出现各种质量缺陷，了解缺陷的产生原因和解决方法是提高产品合格率的关键以下是常见缺陷的诊断和改进措施缩痕与缩孔气泡与空洞表现产品表面凹陷或内部空洞表现透明件内有气泡，厚壁处有空洞原因保压不足、冷却不均、壁厚过大原因排气不良、材料潮湿、分解解决方案解决方案•提高保压压力和时间•增加或清理排气槽•降低料温和模温•充分干燥原料•增加浇口尺寸•降低料温和注射速度•优化产品壁厚设计•减小浇口尺寸翘曲变形烧伤与焦斑表现产品弯曲、扭曲、尺寸不稳定表现产品表面黑色或褐色焦痕原因冷却不均、脱模过早、内应力原因排气不良、料温过高、速度过快解决方案解决方案•优化冷却水道布局•增加排气槽深度和数量•延长冷却时间•降低注射速度•调整模具温度平衡•降低料温•改进产品结构设计•缩短料筒停留时间飞边（披锋）熔接痕表现分型面或镶件处有多余薄片表现两股料流汇合处有明显线痕原因合模力不足、模具磨损、压力过高原因料流温度低、速度慢、排气不良•增加锁模力•提高料温和模温•降低注射压力•增加注射速度•修复模具配合面•改变浇口位置•降低料温和模温•加强熔接痕处排气第六章质量控制与检测质量是模具制造和注塑生产的生命线建立完善的质量管理体系、配备先进的检测设备、实施严格的过程控制，是确保产品质量稳定、客户满意的根本保证质量管理体系介绍ISO9001和TS16949是国际公认的质量管理标准，为企业提供了系统化的质量管理方法通过认证不仅能提升内部管理水平，还能增强客户信心，拓展国际市场ISO9001质量管理体系适用范围所有行业和组织核心原则客户导向、领导作用、全员参与、过程方法、持续改进主要内容组织环境、领导力、资源管理、运营、绩效评估、改进TS16949（IATF16949）汽车行业质量管理适用范围汽车零部件供应商特殊要求产品安全、顾客特殊要求、制造过程审核、防错措施核心工具APQP、PPAP、FMEA、SPC、MSA过程质量控制01设计开发控制DFM评审、模流分析、设计验证模具检测设备与方法精密的检测设备是保证模具质量的重要工具现代模具制造企业配备了多种先进的测量仪器,能够对模具的尺寸、形位公差、表面质量等进行全面检测三坐标测量机（CMM）表面粗糙度仪功能测量零件的三维尺寸和形位公差功能测量表面微观不平度精度±

0.002-

0.005mm参数Ra、Rz、Rq等粗糙度指标应用型腔型芯尺寸、孔位、轮廓度、平行度等应用型腔抛光质量、脱模性能评估优势自动测量、数据分析、生成检测报告测量范围Ra

0.005-80μm类型桥式CMM、龙门式CMM、便携式三坐标要求镜面抛光Ra≤

0.05μm，细砂面Ra

0.2-

0.4μm硬度计工具显微镜与投影仪功能测量材料表面硬度功能测量小尺寸、轮廓、角度类型洛氏硬度计（HRC）、布氏硬度计（HB）、维氏硬度计（HV）精度

0.001-

0.005mm应用模具钢材热处理质量检验应用细小孔径、刀口角度、轮廓形状要求型腔型芯HRC48-52，模板HRC30-35倍率10-200倍可调其他常用检测工具游标卡尺

0.02mm精度，日常快速测量塞规/环规孔径和轴径快速检验平板平面度基准千分尺

0.001mm精度，精密尺寸测量R规圆角半径测量百分表测量跳动、平行度高度规测量高度、深度、平面度角度规斜度和角度测量红丹粉配合面贴合度检查试模与首件检验试模和首件检验是模具从制造到量产的关键环节通过试模验证模具性能,通过首件检验确认产品质量,是保证批量生产顺利进行的必要步骤试模准备准备材料、设备、检测工具和人员首次试模调整工艺参数，观察充填情况问题分析记录缺陷，分析原因，制定方案模具修正根据问题改进模具结构再次试模验证改进效果，优化参数首件检验全尺寸测量，性能测试批准量产客户确认，转入批量生产试模流程与注意事项首件检验标准试模前准备尺寸检验•模具清洁，涂抹脱模剂•全尺寸测量所有图纸标注尺寸•检查冷却水道是否畅通•关键尺寸装配尺寸、功能尺寸•确认顶出、抽芯动作正常•形位公差平行度、垂直度、同轴度•准备好原材料并充分干燥•表面质量粗糙度、外观瑕疵•准备测量工具和记录表格性能测试试模过程•装配测试与配合件装配验证

1.安装模具，调整工艺参数•功能测试模拟使用条件测试

2.低速低压注射，观察充填•跌落测试产品强度验证

3.逐步提高速度和压力•老化测试环境适应性验证

4.调整保压和冷却时间

5.取样检测，记录数据

6.根据结果调整参数或修模第七章案例分享与实操经验理论知识需要通过实践来验证和提升本章通过真实案例分享模具设计制造的全过程，总结常见问题和解决经验，帮助学员将理论应用到实际工作中成功案例解析某汽车零件模具设计与制造全过程技术挑战•产品面积大（500×300mm），壁厚不均（2-4mm）•A级表面要求，不允许有任何瑕疵•多处倒扣结构，需要5组滑块•装配孔位精度±

0.05mm•客户要求18秒成型周期常见问题汇总与经验分享在长期的模具制造和注塑生产实践中，我们积累了大量解决实际问题的经验以下是一些常见问题和实用技巧的分享模具寿命提升技巧成本控制与交期管理选用优质钢材设计阶段成本控制根据产量选择合适硬度的钢材，高产量模具必须选择H13或更好的材料标准件使用率60%，减少特殊加工，优化结构降低加工难度表面处理强化供应商管理型腔型芯进行氮化或PVD涂层处理，提高耐磨性3-5倍建立合格供应商名录，批量采购降低成本，确保质量稳定定期保养维护加工效率提升每生产5000-10000模次进行清洁、润滑、紧固检查使用高效刀具，优化加工路径，减少装夹次数易损件及时更换顶针、导柱导套等标准件磨损后及时更换项目进度管理制定详细排程，关键节点控制，并行工程缩短周期正确使用与操作培训操作工，避免野蛮开合模、超压使用结语塑料模具制造的未来趋势塑料模具制造行业正经历着深刻的变革智能制造、数字化技术、新材料新工艺的应用，正在重塑行业的发展格局作为从业者，我们必须紧跟时代步伐，不断学习创新智能制造数字化转型工业机器人、自动化生产线、无人工厂CAD/CAM/CAE集成、云端协同、大数据分析技术创新AI应用新材料、新工艺、新装备的持续研发智能优化设计、预测性维护、质量智能检测绿色环保增材制造生物降解材料、回收再生、节能减排3D打印随形水道、快速原型、复杂结构绿色环保材料与节能工艺持续学习与技术创新生物基塑料PLA、PHA等可降解材料逐步应用终身学习行业技术更新快，必须保持学习状态回收再生PCR材料使用比例提高，循环经济跨界融合机械、材料、电子、软件等多学科交叉节能设备全电动注塑机普及，能耗降低50%实践创新在工作中发现问题、解决问题、总结经验清洁生产VOC排放控制，废水废气达标处理团队协作复杂项目需要多部门高效配合轻量化设计减薄壁厚，降低材料消耗国际视野关注国际先进技术和行业动态。