精英模具设计师的”葵花宝典“（下）

上篇我们主要介绍了什么是塑胶模具、塑胶模具的结构和分类以及模具的报价策略和结算方法。下篇我们主要详细讲诉：

五、常用塑胶原料的特征

六、塑胶模具的加工方法及工艺

七、塑胶模具设计要点

八、模具经验谈

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精英模具设计师的”葵花宝典“（上）

五、 常用塑胶原料的特征

【1】分类

1、定义：

塑胶即塑料是一种以合成的或天然的高分子为重要成分的物质，通常含有添加剂等成分，广义地说，它是一种在一定温度及压力下可塑造成一定形式的高分子有机材料。在1996年颁布的新国标（GB/T 2035-1996）对塑料重新定义为：以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某各阶段可流动成型的材料。

2、塑料的组成：

塑料的主要成分是合成树脂，再加上一些添加剂及填充材料。

a、合成树脂----合成的有机高分子化合物，其结构单元主要由碳原子、氢原子、氧原子及其它如硫原子、硅原子等通过化学键等连接组成。

b、填充材料-----常用有玻璃纤维、碳素纤维、碳酸钙（CaCO3）、二氧化硅（SiO2）、金属粉、木粉、棉布、石棉、云母、石粉等。

c、添加剂-----常用有增塑剂、稳固剂、光滑剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、抗UV剂等。

3、一般而言，塑胶原料可大分为两大类：

「热塑性塑胶」（Thermoplastic）及「热固性塑胶」(Thermosetting)。

热塑性塑胶在常温下通常为颗粒状，加热到必定温度后变成熔融的形态，将其冷却后则固化成型，若再次加热则又会变成熔融的形态，可进行再次的塑化成型。因此，热塑性塑胶可经由加热熔融而反覆固化成型，所以热塑性塑胶的废料通常可回收再利用，亦即有所谓的「二次料」。相同的，热固性塑胶则是加热到必定温度后变成固化形态。即使持续加热也无法转变其形态。因此，热固性塑胶无法经由再加热来反覆成型，所以热固性塑胶的废料通常是不可回收再利用的。

4、塑胶按利用的领域也可分为通用塑胶、工程塑胶、特种塑胶；

通用塑胶常见的有： PP、PVC、PE、PS等；

工程塑胶常见的有：ABS、PC、PMMA、POM、PA6、PA66、PET、PBT、SAN等；

特种塑胶常见的有：PPS、PEI等；

工程塑胶往往由一些通用塑胶改性得到；如转变某些分子结构、添加其它成分如玻璃纤维等；

工程塑胶就是被用做工业零件或外壳材料的工业用塑胶，其强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑胶。曰本业界的定义：可以做为结构用及机械零件用之高性能塑胶，耐热性在100℃以上，重要运用在工业上。

【2】 常见塑胶原料在实际利用中的经验谈

1、 ABS料：

最常用的塑胶料，很多家电产品的外壳均用它。具有较高的机械强度、耐热、耐化学腐化性及高光泽。塑胶模具设计。常见的有台湾奇美、国产的ABS。如奇美：ABS PA757通用级，良好的高光泽性；ABS PA727电镀级；ABS PA777D耐热级。通常ABS的热变性温度不会超过88℃。

2、 PC料：

俗称百折胶，力学性能精湛。有良好的热稳固性（-100~126℃可稳固应用）及透光性。常见有德国拜尔PC-2805、美国通用PC-241R、141R等。

3、 尼龙：

PA6、PA66。尼龙（Nylon）最大优点是韧性大。耐疲钝性极佳、摩擦系数低。常用于造纤维，牙刷毛，鱼丝，轴套，包装胶膜，齿轮，电动工具外壳，电器配件等。但最大的毛病是吸水性大，而吸水的增长使其拉伸强度急剧降落。如添加玻璃纤维可大大前进其耐温性能，即PA66+GF15%、PA66+GF30%耐温达180~210℃ 。因此没有加玻璃纤维的尼龙不得用于有耐高温要求的部件上。胶件啤进去后应尽快应用，以免放置时间过长使得尼龙吸水后爆发不良更正。

六、塑胶模具的加工方法及工艺

1） 常用加工工具及机器

1、 测量工具：

卡尺、 千分尺、千分表、圭表量块、圭表角块、转盘、角规、投影仪、 抄数机等；

2、 加工机器及设备：

锣床、车床、磨床、钻床、CNC（电脑锣）、火花机、线切割机等

2） 加工方法及工艺

一般模胚直接从模胚厂订回，其加工方法这里略去。

按模具设计图纸，订回模胚、模仁、行位、斜顶、镶件等钢料即可开端安排加工。按加工工艺大概分为粗加工及精加工两块。模胚开框，由锣床或电脑锣先开粗、后精框（也可由模胚厂代为加工，但要付给相应的费用；一些小型模房为节俭成本往往自己加工，但效率低，精度不高），其它部件同样也是先粗加工成粗胚，后经电脑锣、火化机、线切割机精加工的到契合图纸精度请求的零件，最后装配入模胚成为一套完美的模具。其流程大概如下：模胚开框 模仁、行位等CNC加工 铜公加工、火机加工型腔（EMD）、钳工加工（FIT模）、抛光（省模）、装模、试模。

实际制作中，几种加工工艺交错在一起，需要模具设计人员与模具师傅安排好各个环节，一步出错，满盆皆负！返工往往造成对模具的侵害，做进去的模就不俏丽了。要补救好的话，只能换料。这将增长时间和成本，而很多时候时间是最重要的。现在模具行业竞争很热烈，客户给模房的时间都很急，不能按时交模，最终将失去客户！

各加工机械设备的功效简介：

1、 锣床

用于待遇铣、切较形式较简略、规矩的工件，如直线、斜线；常用来加工精度不是很高的工件，模胚开框、模仁、行位开料等。

2、 车床

要用于圆形的工件加工，如唧嘴、定位环、法兰、圆形模呵（CORE）、圆形铜公等；精度可达较高的请求。

3、 磨床

要用于钢料磨平，磨基准等，学习塑胶模具设计师。可满足大部精度请求。

4、 钻床

要用于钻空、攻牙、打运水孔等。

5、 CNC（电脑锣）

已成为现代化模具工业的标记性设备，主要用于复杂、不规矩曲面的数控加工。其特性是精度高、可靠性好、效率高，基本上任何模具的加工都离不开它。型腔、铜公等工件的加工都由它完成；它几乎可以加工任何形式的工件。电脑锣由野心机程式把持，因此，其操控人员——CNC编程员除对电脑锣加工把持软件熟悉以外，还要对模具结构及加工方法有深入的研究。一个光懂加工软件而不懂模具结构及加工方法的编程员只能是纸上谈兵。一名优良的编程员一般都经过3~5年的实践才可达成，其薪金一般都在RMB5.0K以上！目前，珠三角区域常用的加工设计软件是： UG、MasterCAM、CIMATRON

6、 火花机，用于电蚀工件

把电极（铜公）装在机头上，通过机器的外部电路把持电流放电在工件上蚀出和电极形式一样的凹腔。工模术语：EMD加工。

7、 线切割机，用于工件外形的切割

它把一根极细的钼丝穿过预先在工件上打的孔，按照电脑内的数据，持钼丝放电及运行，在工件上割出设定的形式。一般钼丝直径为0.07~0.10mm，因此，它加工的精度也很高。线切割分为快走丝、慢走丝。一般模房的线切割机都属快走丝，慢走丝顾名思意即加工速度很慢。慢走丝单价为快走丝3~5倍。有个细节需提一提，即慢走丝应用的水是纯清水。

七、塑胶模具设计要点

1）模具报价

在接到客户样板或图纸询价后，应组织相干工程师进行图纸评审及初步报价。

1、 客户图纸评审

要注意以下几点：

产品的材质、尺寸、结构，客户对模具材料的请求及热处理工艺。材料越好价格越高。特别还要从模具角度分析其结构，是否需三板模、模出数、入水情势、抽芯结构（斜顶、行位结构）、冷却系统、开&合模系统、顶出结构等。结构越复杂模具造价越高。另外，从简化模具结构，节俭成本、前进模具生产效率、模具寿命方面，针对产品的结构，模具设计师有任务建议客户对某些结构细节进行更正。

2、模具报价分析

图纸评审完成后，下一步可进行报价。

a、起首要看客户的请求，因为请求决定材料的选择以及热处理工艺；

b、选择好材料，出一个粗略的模具方案图，从中算出模具的重量和热处理需要的费用。（都是毛胚重量）

c、加工费用，根据模芯的复杂程度，加工费用一般和模芯材料价格比是1.5~3 ：1，模架的加工费用一般是1 ：1；

d、风险费用是以上总价的10%；

f、税率；

g、设计费用是模具总价的10%；

2）模具设计

客户确认报价及支付第一笔预付款（定金）后，即可安排模具设计及加工。

八、 模具设计经验谈：

下面是在模具设计时应考虑的要点，供参考。

①、当把成品图调进模图时，成品图必须乘缩水。（模具尺寸=产品尺寸×缩水）必须把成品图MIRROR（镜射）一次，即模圈里的成品图是反像的（成品是完全对称的除外）在前模，应把不属于前模的线条删除在后模，应把不属于后模的线修删除。

②、成品在模具里应遵循分中的原则，特别是对称的，成品如果不分中，到工场加工时很可能出错。

③、所有枕位之模具，枕位必须避开入水，无法避开时要加水口铁。

④、成品之间12—20mm（特殊情况下，可以作3mm）当入水为潜水时，应有足够的潜水位置，成品至CORE边15-50mm，成品至CORE的边距与制品的存度有关。

⑤、藏CORE（内模料）深度28mm以上，前后模内模料厚度与制品的平面投影面积有关，一般制品可参考下表，经验数值选定。CORE料边至回针应有10mm距离。 CORE料宽度一般比顶针极宽或窄5—10mm，最低限度成品胶位应在顶针板内不影响落顶针，CORE料边至模胚边一般应有45—80mm。

⑥、当在一块内模料上出多个CAVITY时，内模料大小不超过200×200mm。

⑦、模内镶入模框中圆角一般取10mm，如要开精框时则取16mm或更大，铍铜模模内不倒圆角。

⑧、任何一种塑胶入水位置应避免从唧咀直行入型腔。

⑨、镜面透明之啤塑（K料、亚加力、PC等）应注意，冷料井入水流量及入水位置不能直衡（冲），一般作成“S”型缓冲入水，扇形浇品，使成品表面避免产生气级流雲。

来源：模具人杂志