塑料模具設計教學案例1?一、引言塑料模具設計是模具設計與制造專業的核心課程之一，對于培養學生的模具設計能力和實踐操作技能具有重要意義。點澆口和側澆口作為塑料模具中兩種常見的澆口形式，其設計與應用直接影響到塑料制品的質量和成型效率。本教學案例旨在通過實際案例，詳細講解點澆口和側澆口的相關知識點，幫助學生更好地理解和掌握這兩種澆口形式的設計方法和應用技巧。

二、案例背景本次案例設計的塑料制品為一個手機外殼，該手機外殼具有復雜的外形結構和較高的外觀質量要求。在模具設計過程中，需要選擇合適的澆口形式來確保塑料制品的成型質量和生產效率。經過分析，決定采用點澆口和側澆口相結合的方式進行模具設計。

三、點澆口知識點講解

（一）點澆口的結構與特點1.結構點澆口是一種直徑較小的圓形澆口，通常位于塑料制品的中心位置或邊緣處。它的入口直徑一般在0.52mm之間，出口直徑則根據塑料制品的厚度和尺寸進行調整。2.特點優點：澆口痕跡小：點澆口在塑料制品成型后留下的澆口痕跡極小，幾乎不影響塑料制品的外觀質量，特別適用于對外觀要求較高的塑料制品。成型效率高：由于點澆口的直徑較小，塑料熔體在澆口處的流動阻力較大，能夠產生較高的剪切速率，從而使塑料熔體快速充滿型腔，提高成型效率。有利于自動化生產：點澆口可以通過三板模或熱流道系統實現自動脫模，便于與自動化生產設備配合，提高生產效率和產品質量的穩定性。缺點：澆口去除困難：點澆口的直徑較小，在塑料制品成型后需要通過人工或機械方式去除澆口痕跡，操作相對復雜，且容易在塑料制品表面留下瑕疵。對塑料材料要求高：由于點澆口處的剪切速率較高，容易使塑料熔體產生過熱分解，因此對塑料材料的流動性和熱穩定性要求較高。

（二）點澆口的設計要點1.澆口位置的確定考慮塑料制品的形狀和結構：點澆口應設置在塑料制品的壁厚較厚、強度較高的部位，以保證澆口的順利開設和塑料熔體的流動。避免產生熔接痕：點澆口的位置應盡量避免設置在塑料制品的熔接痕處，以免影響塑料制品的強度和外觀質量。便于澆口去除：點澆口的位置應便于在塑料制品成型后進行澆口去除操作，通常選擇在塑料制品的邊緣或內部易于操作的位置。2.澆口尺寸的計算入口直徑：點澆口的入口直徑一般根據塑料制品的重量、壁厚和塑料材料的流動性等因素進行確定。通常，入口直徑在0.52mm之間。出口直徑：點澆口的出口直徑應根據塑料制品的厚度進行調整，一般為入口直徑的1.52倍。出口直徑過大，會導致澆口痕跡明顯；出口直徑過小，會增加塑料熔體的流動阻力，影響成型效率。3.澆口長度的控制點澆口的長度應盡量縮短，以減少塑料熔體在澆口處的壓力損失和熱量損失。一般來說，澆口長度不宜超過10mm。

（三）點澆口在案例中的應用1.澆口位置的選擇根據手機外殼的形狀和結構特點，將點澆口設置在手機外殼的頂部中心位置。該位置壁厚較厚，能夠承受塑料熔體的沖擊力，同時也便于澆口去除操作。2.澆口尺寸的設計經過計算，確定點澆口的入口直徑為1mm，出口直徑為1.5mm。這樣的尺寸設計既能保證塑料熔體的順利流動，又能使澆口痕跡較小，滿足手機外殼的外觀質量要求。3.澆口長度的控制將點澆口的長度控制在5mm以內，以減少塑料熔體在澆口處的壓力損失和熱量損失，提高成型效率。

四、側澆口知識點講解

（一）側澆口的結構與特點1.結構側澆口是一種開設在塑料制品側面的矩形澆口，其寬度一般在110mm之間，長度根據塑料制品的壁厚和尺寸進行調整。2.特點優點：澆口加工方便：側澆口的結構簡單，加工方便，易于在模具型腔上開設。適用范圍廣：側澆口適用于各種形狀和尺寸的塑料制品，尤其適用于薄壁塑料制品的成型。澆口去除容易：側澆口在塑料制品成型后可以通過簡單的修剪或打磨方式去除澆口痕跡，操作方便，不會影響塑料制品的外觀質量。缺點：澆口痕跡明顯：側澆口在塑料制品成型后會在側面留下明顯的澆口痕跡，對塑料制品的外觀質量有一定影響，因此不適用于對外觀要求較高的塑料制品。成型效率相對較低：由于側澆口的寬度較大，塑料熔體在澆口處的流動阻力較小，剪切速率較低，導致成型效率相對較低。

（二）側澆口的設計要點1.澆口位置的確定考慮塑料制品的形狀和結構：側澆口應設置在塑料制品的側面，且盡量靠近塑料制品的壁厚較厚、強度較高的部位，以保證澆口的順利開設和塑料熔體的流動。避免產生熔接痕：側澆口的位置應盡量避免設置在塑料制品的熔接痕處，以免影響塑料制品的強度和外觀質量。便于澆口去除：側澆口的位置應便于在塑料制品成型后進行澆口去除操作，通常選擇在塑料制品的側面易于操作的位置。2.澆口尺寸的計算寬度：側澆口的寬度一般根據塑料制品的重量、壁厚和塑料材料的流動性等因素進行確定。通常，寬度在110mm之間。長度：側澆口的長度應根據塑料制品的厚度進行調整，一般為寬度的23倍。長度過長，會增加塑料熔體的流動阻力；長度過短，會導致澆口處的塑料熔體流速過快，容易產生噴射現象。3.澆口深度的控制側澆口的深度應與塑料制品的壁厚相適應，一般為塑料制品壁厚的0.60.8倍。澆口深度過深，會增加塑料熔體的流動阻力；澆口深度過淺，會導致澆口處的塑料熔體流速過快，容易產生噴射現象。

（三）側澆口在案例中的應用1.澆口位置的選擇根據手機外殼的形狀和結構特點，將側澆口設置在手機外殼的側面底部位置。該位置壁厚較厚，能夠承受塑料熔體的沖擊力，同時也便于澆口去除操作。2.澆口尺寸的設計經過計算，確定側澆口的寬度為3mm，長度為6mm。這樣的尺寸設計既能保證塑料熔體的順利流動，又能使澆口痕跡較小，滿足手機外殼的外觀質量要求。3.澆口深度的控制將側澆口的深度控制在1.2mm左右，與手機外殼的壁厚相適應，以保證塑料熔體的流動均勻，避免產生噴射現象。

五、點澆口和側澆口的比較與選擇

（一）比較1.外觀質量點澆口在塑料制品成型后留下的澆口痕跡極小，幾乎不影響塑料制品的外觀質量；而側澆口在塑料制品成型后會在側面留下明顯的澆口痕跡，對塑料制品的外觀質量有一定影響。2.成型效率點澆口由于其直徑較小，塑料熔體在澆口處的流動阻力較大，能夠產生較高的剪切速率，從而使塑料熔體快速充滿型腔，成型效率較高；而側澆口由于其寬度較大，塑料熔體在澆口處的流動阻力較小，剪切速率較低，導致成型效率相對較低。3.澆口去除難度點澆口的直徑較小，在塑料制品成型后需要通過人工或機械方式去除澆口痕跡，操作相對復雜，且容易在塑料制品表面留下瑕疵；而側澆口在塑料制品成型后可以通過簡單的修剪或打磨方式去除澆口痕跡，操作方便，不會影響塑料制品的外觀質量。4.適用范圍點澆口適用于對外觀質量要求較高、塑料制品壁厚較厚、強度較高的塑料制品；而側澆口適用于各種形狀和尺寸的塑料制品，尤其適用于薄壁塑料制品的成型。

（二）選擇在本次手機外殼模具設計中，由于手機外殼對外觀質量要求較高，因此選擇點澆口作為主要澆口形式，以確保塑料制品的外觀質量。同時，為了便于模具的加工和澆口去除，在手機外殼的側面底部位置設置了側澆口作為輔助澆口。通過點澆口和側澆口相結合的方式，既保證了塑料制品的成型質量，又提高了生產效率。

六、模具結構設計（一）整體結構根據手機外殼的形狀和尺寸，設計了一副三板式注塑模具。模具主要由動模、定模、澆口套、推板、推桿、型芯、型腔等部分組成。

（二）點澆口結構設計1.澆口套澆口套采用標準件，其入口直徑為10mm，出口直徑為1mm，與點澆口的入口直徑相匹配。澆口套的長度為50mm，安裝在定模座板上。2.拉料桿拉料桿安裝在動模固定板上，與澆口套相對應。拉料桿的頭部形狀為球形，直徑為3mm，用于在塑料制品脫模時將澆口凝料從澆口套中拉出。3.澆口冷料井澆口冷料井設置在動模一側，位于澆口套的正下方。冷料井的直徑為10mm，深度為10mm，用于儲存注塑過程中產生的冷料，防止冷料進入型腔影響塑料制品的質量。

（三）側澆口結構設計1.側澆口鑲塊側澆口鑲塊安裝在型腔板上，其寬度為3mm，長度為6mm，與側澆口的尺寸相匹配。側澆口鑲塊的材料為P20鋼，硬度為HRC4852。2.澆口流道澆口流道開設在型腔板內，與側澆口鑲塊相連。澆口流道的寬度為4mm，深度為3mm，長度根據模具結構進行調整。澆口流道的作用是將塑料熔體均勻地輸送到側澆口處，確保塑料熔體能夠順利充滿型腔。

七、模具工作過程1.合模動模部分在注塑機的作用下向定模部分移動，直至合模。此時，澆口套與型腔板緊密貼合，拉料桿插入澆口套中，型腔封閉。2.注塑注塑機將塑料熔體通過澆口套注入模具型腔。塑料熔體首先進入澆口冷料井，然后通過澆口流道進入側澆口鑲塊，最后通過側澆口進入型腔。在注塑過程中，點澆口處的塑料熔體由于流動阻力較大，產生較高的剪切速率，使塑料熔體快速充滿型腔。3.保壓注塑完成后，注塑機保持一定的壓力和時間，使塑料熔體在型腔內繼續冷卻固化，以補充因冷卻收縮而產生的體積變化，保證塑料制品的尺寸精度和表面質量。4.冷卻保壓結束后，模具開始冷卻。冷卻水通過模具冷卻系統循環流動，帶走塑料熔體的熱量，使塑料制品逐漸冷卻固化。5.開模冷卻完成后，注塑機開模。動模部分向后移動，定模部分不動。此時，塑料制品留在動模一側，澆口凝料在拉料桿的作用下從澆口套中拉出，留在澆口冷料井內。6.脫模動模繼續向后移動，推板在推桿的作用下將塑料制品從型芯上推出，完成脫模。然后，人工或機械手將塑料制品取出，清理澆口凝料，完成