第六章模具設計神采創意工作室.

第六章模具設計神采創意工作室

第 6 章模具設計 6.1　沖壓模具設計 6.2　引伸模具設計 6.3　塑膠模具設計 6.4　壓鑄模具設計 6.5　鍛造模具設計

沖模種類非常多，由於模具生產成品的不同或使用沖床及其材料各異，則其模具設計及構造會因考慮的條件不同而有所差別，所以想將模具詳細分類並不容易。
6-1 沖壓模具設計【】沖模種類非常多，由於模具生產成品的不同或使用沖床及其材料各異，則其模具設計及構造會因考慮的條件不同而有所差別，所以想將模具詳細分類並不容易。一般沖模常用的分類方法是依模具構造的方式及加工方法來區分最為普遍。模具學

圖6.1　簡單沖孔沖模型【】模具學

圖6.2　簡單下料沖模【】模具學

6-1 沖壓模具設計依模具構造方式分類：沖模一付模具內所能完成的工程數目而定。可分為單一工程沖模及組合沖模兩種。 6 - 006
【】依模具構造方式分類：沖模一付模具內所能完成的工程數目而定。可分為單一工程沖模及組合沖模兩種。模具學

沖模為最基本沖模：沖床每一行程，模具只能作單一工程加工，使用優力膠、脫料簡單沖孔沖模所示。
6-1 沖壓模具設計【】單一工程沖模：沖模為最基本沖模：沖床每一行程，模具只能作單一工程加工，使用優力膠、脫料簡單沖孔沖模所示。沖頭安裝在沖頭固定板上，沖頭固定板及下模板各安裝在模座組，在沖床及模具相對作用，使沖頭及下模刀口產生沖切作用完成孔加工。沖床每一行程僅完成一個孔加工。模具學

將數個單一工程沖模組合在一起，並安排在一付模具上使沖床每一沖程能同時作數種加工，稱為組合沖模。
6-1 沖壓模具設計【】組合沖模：將數個單一工程沖模組合在一起，並安排在一付模具上使沖床每一沖程能同時作數種加工，稱為組合沖模。由於組合方式的不同可分為複合沖模及連續沖模兩種：模具學

複合模具：設計上有以下兩個共同之特徵，乃上模座安裝著下料沖模，而下模座安裝沖頭之倒置結構，其目的是使料片及廢料易於排出模外。
6-1 沖壓模具設計【】複合沖模：複合模具：設計上有以下兩個共同之特徵，乃上模座安裝著下料沖模，而下模座安裝沖頭之倒置結構，其目的是使料片及廢料易於排出模外。產生的廢料可通過下料沖頭落下，加工完料條則由剝料板出下料沖頭此種模具，使沖床每一次沖擊下，同時可完成兩個或兩個以上工程。模具學

料片外壁與孔內壁毛邊向著同一方向，方便二次加工。
6-1 沖壓模具設計【】優點：料片外壁與孔內壁毛邊向著同一方向，方便二次加工。製品料片與孔相對尺寸精密度與沖模製造精密度相比擬，不會受送料或其他外在因素影響。製品平面度良好。模具學

圖6.3-1　複合模【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】連續沖模：用一般單一工程模具，則需要沖孔及下料兩套沖模來完成，不但加工較複雜且費時，不符合大量生產要求，大量生產需設計連續沖模，使沖孔及下料二個加工工程在同一沖程中完成，然後帶料依次通過每一工程站施行加工，一件完整的製品在最後一工程站完成後產生沖床每一行程即生產一個製品。模具學

壓縮模具(compressing die)。
6-1 沖壓模具設計【】依成品加工方法分類沖模加工分類：剪切模具(shearing die) 彎曲模具(bending die) 引伸模具(drawing die) 壓縮模具(compressing die)。模具學

圖6.3-2　沖孔及下料連續沖模【】模具學

剪切模具是以上下模沖剪作用來完成成品加工。
6-1 沖壓模具設計【】剪切模具：剪切模具是以上下模沖剪作用來完成成品加工。常用的剪切模具有：下料沖模：一個沖程同時沖切料片四週，而產生一個料片沖模。目前最常用及最普遍的下料沖模。模具學

圖6.4　下料沖模【】模具學

不單指沖圓孔，其他形狀之孔亦可沖切，如方孔、長方孔及其他不規則形狀之孔等。
6-1 沖壓模具設計【】沖孔沖模：不單指沖圓孔，其他形狀之孔亦可沖切，如方孔、長方孔及其他不規則形狀之孔等。沖孔沖模與一般下料沖模剪切作用相同。唯一不同的是下料沖模將切下的部份作成料片，故只考慮切下料片四週是否平整，而不管切餘料片四週的情況。模具學

沖孔沖模正好相反，是將切下之料片廢棄，而考慮切餘料片週圍是否光滑平整與準確。
6-1 沖壓模具設計【】沖孔沖模正好相反，是將切下之料片廢棄，而考慮切餘料片週圍是否光滑平整與準確。構造及其沖孔過程，是先把一已引伸完成之突緣圓筒放進定位板中，然後上模下降沖切四小孔，沖切完成後，上模上昇由打出桿將突圓製品剝離沖頭。模具學

當沖頭及模體發生剪切作用把不規則的週圍剪切，剪下的廢料圈則套於下模沖頭上。
6-1 沖壓模具設計【】剪邊沖模：剪邊沖模是將成形或引伸過程中材料的變形及流動不均，所產生的不規則邊緣切除，使尺寸精密整齊、美觀的一種模具。需剪邊不規則外緣製品，為套裝突緣引伸品定位件，是廢料切斷刀。當沖頭及模體發生剪切作用把不規則的週圍剪切，剪下的廢料圈則套於下模沖頭上。模具學

圖6.5　剪斷沖模【】模具學

圖6.6　沖孔沖模【】模具學

圖6.7　剪邊沖模【】模具學

拉孔沖模不但可以拉孔，亦可在製件外緣沖拉外形。
6-1 沖壓模具設計【】拉孔沖模：拉孔沖模不但可以拉孔，亦可在製件外緣沖拉外形。其加工方式是將一組刮光沖頭結合在一起，連續刮切，一次完成刮光工作的沖模。模具學

6-1 沖壓模具設計【】軟金屬或非金屬下料沖模：此種模具專用於沖切軟金屬或非金屬物質。其與一般沖模不同之處是有較尖銳之刀刃。其剪切形狀由下模刀口決定，上模只具有沖鎚之功能。其刀刃之剪斜角隨剪切之材料不同而變更，一般在10°～20°間。材料愈厚角宜較小。模具學

圖6.8　拉孔沖模【】模具學

將一平整料片在不改變材料厚度原則下將料片一部或全部彎曲成一個角度。
6-1 沖壓模具設計【】彎曲模具：將一平整料片在不改變材料厚度原則下將料片一部或全部彎曲成一個角度。模具種類依加工方式分類：模具學

是將平的料片沖製成彎曲件，如V型彎曲、U型彎曲等。
6-1 沖壓模具設計【】一般彎曲模：是將平的料片沖製成彎曲件，如V型彎曲、U型彎曲等。先把料片放入定位塊上，定位塊則固定在沖彎模體上，當彎曲沖頭下降時，托料板與沖頭把料片夾緊，沖頭繼續下降，將料片彎曲。因沖頭及下模間隙較大，且有圓角故不會剪斷，待沖頭上昇時頂料桿及將製品頂出脫離沖模。模具學

圖6.9　軟質材料下料沖模【】模具學

圖6.10　U型彎形模【】模具學

捲邊沖模是將料片邊緣或圓筒形工件週緣沖壓捲邊，來增加週緣強度及美觀光滑外表。
6-1 沖壓模具設計【】捲邊沖模：捲邊沖模是將料片邊緣或圓筒形工件週緣沖壓捲邊，來增加週緣強度及美觀光滑外表。將製品放置於模體內以捲邊模及打出板使其定位，上模下降時捲邊沖頭沖壓迫使工件週緣受圓弧根限制產生捲邊作用。模具學

摺縫沖模是把已沖彎成形的製品套在摺縫樁上，將其邊緣摺疊或相互勾合，經沖壓縫合沖模。
6-1 沖壓模具設計【】摺縫沖模：摺縫沖模是把已沖彎成形的製品套在摺縫樁上，將其邊緣摺疊或相互勾合，經沖壓縫合沖模。 A為經過反彎可勾接的製品，將其摺縫接合在一起，為摺縫沖頭，是摺縫樁，則是固定座。模具學

圖6.11　捲邊沖模【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】彎曲成形沖模：成形沖模是將沖頭及下模形狀，直接再生在金屬上加工過程。甚與彎曲沖模工作原理相同，所不同者是其彎曲部份成曲面，而非直線；其塑性變形也較彎曲沖模來得大。將平整板料沖壓成有曲線之外形零件。模具學

圖6.12　摺縫沖模【】模具學

是將一塊剪切好平板材料利用塑性變形原理，沖製成一個金屬杯子形狀沖模。
6-1 沖壓模具設計【】引伸沖模：是將一塊剪切好平板材料利用塑性變形原理，沖製成一個金屬杯子形狀沖模。模具依加工方式分類：模具學

將圓形材料，利用適當壓力，沖出周圍光滑無皺紋的杯狀工作物。
6-1 沖壓模具設計【】圓筒引伸：將圓形材料，利用適當壓力，沖出周圍光滑無皺紋的杯狀工作物。將沖切好圓形杯料放置於托料板上定位槽中，當上模下降時，托板與引伸模體作用將材料夾緊，上模繼續下降，料片卻被引伸沖頭E壓入下模內，完成引伸工作，然後利用托料桿F及打出桿，將可能留在沖頭或模體內的製品推出。模具學

圖6.13　彎曲成形沖模【】模具學

錐形筒引伸沖模，其構造與零件功能，皆與一般圓筒引伸沖模相同，其加工過程先將料片引伸成半成品，再將半成品倒置在沖頭上。
6-1 沖壓模具設計【】錐形筒引伸：錐形筒引伸沖模，其構造與零件功能，皆與一般圓筒引伸沖模相同，其加工過程先將料片引伸成半成品，再將半成品倒置在沖頭上。引伸下降接觸半成品情況，則是完成加工時沖頭及下模位置。模具學

圖6.15　錐形筒引伸沖模【】模具學

圖6.14　引伸沖模【】模具學

沖模可視為引伸沖模一種，是將引伸筒前端縮成傾斜形狀細頸加工方式，收口沖模構造及加工方式，是先將圓筒工件放置於收口沖模推料板上。
6-1 沖壓模具設計【】收口成形沖模：沖模可視為引伸沖模一種，是將引伸筒前端縮成傾斜形狀細頸加工方式，收口沖模構造及加工方式，是先將圓筒工件放置於收口沖模推料板上。下端四面為模體內壁緊密包著，當縮頸沖頭下降時，沖縮圓筒上部直徑，因上部直徑減縮而使整個長度變長。模具學

圖6.16　收口成形沖模【】模具學

張沖模是將引伸加工完成圓筒工件部份沖成凸形。
6-1 沖壓模具設計【】凸張成形沖模：張沖模是將引伸加工完成圓筒工件部份沖成凸形。此種工件加工的方式有兩種，即液體沖模與橡膠模。液體式沖模是用水或油來做膨脹的媒介。橡膠沖模則用橡膠或其他充塞物來做膨脹的媒介。模具學

6-1 沖壓模具設計【】橡膠沖模：當沖模下降時，橡膠被迫充塞於引伸圓筒工件內壁，使其膨脹的部份成形，當壓力去除後，引伸會因上模慢慢上昇而回復到原來之形狀，操作時先把引伸完成圓筒放置於沖凸形沖頭上，圓筒下部放入下模中，沖頭上端是一個套於分散桿上橡膠環，分散桿上部份為配合製作凸出形狀而製成圓錐曲線形，可使橡膠向外脹伸到需要凸出部份。模具學

圖6.17　凸張沖模【】模具學

將孔凸緣折曲成90°，其目的在補強或是要攻螺絲用；也有折曲不及90°而成錐狀孔者，其目的是用來沉埋螺釘頭用，使得螺釘頭能與板表面平齊。
6-1 沖壓模具設計【】孔凸緣成形沖模：沖模將孔周圍施行折曲成形加工。將孔凸緣折曲成90°，其目的在補強或是要攻螺絲用；也有折曲不及90°而成錐狀孔者，其目的是用來沉埋螺釘頭用，使得螺釘頭能與板表面平齊。模具學

圖6.18　孔凸緣成形沖模【】模具學

此種沖模加工係對金屬塊料或胚料直接施以壓縮力，使其產生塑性變形而改變形狀所用工具。
6-1 沖壓模具設計【】壓縮加工沖模：此種沖模加工係對金屬塊料或胚料直接施以壓縮力，使其產生塑性變形而改變形狀所用工具。沖模按加工方式分類：模具學

6-1 沖壓模具設計【】壓型沖模：是運用沖模與下模體表面特種形狀於沖模關閉時，上下模間留一定空間，供多餘材料逃逸，壓迫材料發生塑性流變，而製成一定形狀沖模，為一齒形壓型沖模，是將圖之坯料，壓成圖之成品，然後剪邊成為一齒形工件。模具學

將材料置於雕有花紋金屬模具間施行加壓，迫使材料表面印出所需花紋形狀的沖模，稱為壓印沖模，如硬幣、徽章、獎牌等均為壓印加工成品。
6-1 沖壓模具設計【】壓印沖模：將材料置於雕有花紋金屬模具間施行加壓，迫使材料表面印出所需花紋形狀的沖模，稱為壓印沖模，如硬幣、徽章、獎牌等均為壓印加工成品。最簡單的壓印沖模，為壓製徽章沖模。其操作方式是將製品置入上緣有倒角模環中，當上沖頭與模體作用，完成加工，上下模體間留有空隙為壓製徽章真正厚度。模具學

圖6.19　壓型沖模【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】沖擠沖模：沖擠加工是沖壓加工中最激烈一種金屬成形方法，此法是將材料用低於材料再結晶點常溫，施以擠壓，迫使材料通過沖頭與沖模體間空隙，以作成所需形狀沖模，此與前述一般鋼板料加工的方式稍有不同，而是用一小塊厚的金屬塊，沖擠使其產生變形加工法。模具學

是將金屬塊沖擠成頭部小錐形的薄壁圓筒工件。
6-1 沖壓模具設計【】是將金屬塊沖擠成頭部小錐形的薄壁圓筒工件。先把金屬塊放置於模體模孔內，其下墊以熱處理加硬板，當沖擠沖頭下降時，將材料壓擠變形，然後經沖頭與下模體間隙，向上延伸，而成加工。像牙膏罐就是用此法擠成的。圖中為沖擠沖頭，為固定板，則為打出桿。模具學

圖6.20　壓印沖模【】模具學

圖6.21　沖擠沖頭【】模具學

是利用壓配方式將兩個或兩個以上零件用壓裝方式結合。如將一零件柱塞壓入另一製件孔部而實施裝配的沖模，謂壓裝沖模。
6-1 沖壓模具設計【】壓裝沖模：是利用壓配方式將兩個或兩個以上零件用壓裝方式結合。如將一零件柱塞壓入另一製件孔部而實施裝配的沖模，謂壓裝沖模。此種安裝方式的優點，是工作迅速且可保持緊密定位。故一般鉚接及樁接工作多採用。模具學

6-1 沖壓模具設計【】先將兩支銷釘放在模體內底部，用兩支塞柱頂住，其次將連接板放置在鉚釘上，並使銷釘插進連接板的兩孔中，當鉚接沖頭下降時，將銷釘上端沖壓成鉚釘頭形狀，即將兩工件完成裝配工作，則是加硬背板防止模座被打成凹形。模具學

在加工過程中與料條接觸，而且有直接作用零件，依作用方式分為三種：
6-1 沖壓模具設計【】工作零件：在加工過程中與料條接觸，而且有直接作用零件，依作用方式分為三種：工件達成加工要求零件如沖頭下模。定位導料零件：使工件胚料或料條正確導引如固定式定位件，進料前端定位件，進料長度定位件，料寬導料件及先導桿等。模具學

壓料件是在工程進行時將料條加壓夾持，以維持其定位，退料件則在加工完成後，協助工件廢料脫離模具，如壓剝料零件及退料零件等。
6-1 沖壓模具設計【】壓料及退料零件：壓料件是在工程進行時將料條加壓夾持，以維持其定位，退料件則在加工完成後，協助工件廢料脫離模具，如壓剝料零件及退料零件等。模具學

在模具結構上，有安置及裝配作用零件，可分成三種。
6-1 沖壓模具設計【】構造用零件：在模具結構上，有安置及裝配作用零件，可分成三種。支持或夾持零件：安裝模具本身工作零件，或是用來傳遞工作壓力的零件，如沖頭固定板、承板等。模具學

引導上下模工作時運動定向的零件，如模座上的導桿、襯套等。
6-1 沖壓模具設計【】導向零件：引導上下模工作時運動定向的零件，如模座上的導桿、襯套等。固定用零件：將模具各個零件定位鎖緊的零件，如螺釘、定位銷等。模具學

圖6.22　鉚釘壓裝沖模【】模具學

是在保持沖模加工時上下運動的形狀精密度，也是每付沖模必需具備的組件，模座是由上模座、導套、導桿、下模座等零件所組成。
6-1 沖壓模具設計【】模座功用：是在保持沖模加工時上下運動的形狀精密度，也是每付沖模必需具備的組件，模座是由上模座、導套、導桿、下模座等零件所組成。模具學

在沖壓加工過程中，能確保沖頭上下垂直運動，並能保持均勻的刀口間隙，以得到理想劃一的產品。
6-1 沖壓模具設計【】模座功用：在沖壓加工過程中，能確保沖頭上下垂直運動，並能保持均勻的刀口間隙，以得到理想劃一的產品。縱然沖床有局部的鬆動，仍能確保沖頭往復運動的正確與穩定，使刀口不會碰傷，增長壽命。能穩固支持沖模各零件，並吸收及承擔各零件過大或不均力。模具學

圖6.23　簡單連續沖模零件圖【】模具學

但如按其導引情形不同又可分為普通導引及滾珠扣件。
6-1 沖壓模具設計【】模座大小型式：模座現成品： BB型：導柱在沖模模座背後。 CB型：導柱在模座兩邊中央位置。 DB型：導柱在模座成對角方向排列。 FB型：導柱分別在模座面的四角。但如按其導引情形不同又可分為普通導引及滾珠扣件。模具學

圖6.24　模座【】模具學

圖6.25　模座的型式【】模具學

模座通常均有一定的規格，如精密度、容量、型式等都有其標準且可在市面上購得，除非在特殊情況下，無需另行設計。
6-1 沖壓模具設計【】模座選擇：模座通常均有一定的規格，如精密度、容量、型式等都有其標準且可在市面上購得，除非在特殊情況下，無需另行設計。但在購買或設計模座時必需先考慮下列諸事項：模具學

必須對現有的沖床合模高度，台面寬度、模柄孔尺寸、沖程的長短及可否調整等有相當的認識。
6-1 沖壓模具設計【】沖壓機械：必須對現有的沖床合模高度，台面寬度、模柄孔尺寸、沖程的長短及可否調整等有相當的認識。產品方面：因產品形狀、精密度的不同，模座的設計也隨而異，如較大且複雜的產品需有較多且粗的導柱，精密度較高產品，必須選擇平行度好且導套與導桿配合精密度高模座。模具學

需對進料方向予以考慮，否則將影響到操作順序及定位裝置的安裝。
6-1 沖壓模具設計【】在加工方法方面：需對進料方向予以考慮，否則將影響到操作順序及定位裝置的安裝。模具學

模座的精密度依導套與導桿配合間隙、平行度、導套與導桿與上下模座之垂直度及裝配後上下模座平行度來決定，分精密及普通級兩種。
6-1 沖壓模具設計【】模座精密度：模座的精密度依導套與導桿配合間隙、平行度、導套與導桿與上下模座之垂直度及裝配後上下模座平行度來決定，分精密及普通級兩種。模具學

傳統沖壓加工中，大量生產品質均一，速度快為其生產手段，此種模具製作費用及模具安裝時間雖多，平均分擔零件則又顯得極其微少。
6-1 沖壓模具設計【】快速換模Q.D.C發展：傳統沖壓加工中，大量生產品質均一，速度快為其生產手段，此種模具製作費用及模具安裝時間雖多，平均分擔零件則又顯得極其微少。市場條件要求是少量且多品樣的生產，模具安裝時間，製作費用，已成為市場上競爭具有關鍵性的影響因素，如何使模具零件標準化，及使各零件能迅速固定及定位，將是現今模具設計者應不斷追求目標。模具學

圖6.26　模座型式及可納模塊大小的尺寸【】模具學

此種定位方式是單件製品作二次加工時最簡單而實用的定位方法，它微凸出模面，工作時利用它來抵住毛胚四週或開孔後的邊緣。
6-1 沖壓模具設計【】單件定位銷式及定位板式定位零件此種定位方式是單件製品作二次加工時最簡單而實用的定位方法，它微凸出模面，工作時利用它來抵住毛胚四週或開孔後的邊緣。模具學

導料零件其目的是用以控制帶料在適當位置，沿一定方向進料。
6-1 沖壓模具設計【】定位及導料零件：導料零件其目的是用以控制帶料在適當位置，沿一定方向進料。定位件則是定位或控制進料長度裝置，使料片放置在一個與沖頭相關的正確進行沖切，達到省時省料並提高成品精密度目的。模具必需對導料及定位件作適當選擇與考慮，使不熟練的工人亦能迅速正確作業，模具學

圖6.27　斜角銷能迅速定位合乎【】模具學

圖6.28　推桿簧使零件準確定位【】模具學

料片定位於六個銷子中，這些銷子製成斜角或一錐角，下方留有與材料厚度相等的垂直部份用來定位。如上模有壓料板則在銷子相對應的壓料板上鑽讓位孔。
6-1 沖壓模具設計【】料片定位於六個銷子中，這些銷子製成斜角或一錐角，下方留有與材料厚度相等的垂直部份用來定位。如上模有壓料板則在銷子相對應的壓料板上鑽讓位孔。模具學

沖模沖切前，先將帶料或前一工程沖切完工料片寬度維持定位裝置。
6-1 沖壓模具設計【】導料零件：沖模沖切前，先將帶料或前一工程沖切完工料片寬度維持定位裝置。導料板：導料板功用在確定帶料或料條之位置，故必須有良好的定位功效，特別精密的沖模導料板最好應具有可調整措施。模具學

圖6.29　用零件本身的形狀來導引【】模具學

圖6.30　V字型定位板固定零件【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】導料板與材料推桿：軋鋼廠鋼板剪下料條或帶料其尺寸可能會有所差異，如用固定寬度導料板定位，顯然不能作精確之導引，故附裝有推料桿裝置導料板，將帶料推向單邊定位，因此料條寬度若有少許尺寸差異仍將不影響其送料精密度。模具學

旋臂以螺釘固定，並可依為中心而旋轉，旋臂下有一滾子可在旋臂上旋轉，並用彈簧的拉力由滾子施以帶料一推力，使其緊靠導料板另一邊送料。
6-1 沖壓模具設計【】滾子推桿：旋臂以螺釘固定，並可依為中心而旋轉，旋臂下有一滾子可在旋臂上旋轉，並用彈簧的拉力由滾子施以帶料一推力，使其緊靠導料板另一邊送料。模具學

旋臂分別以兩個為中心支點而旋轉其後端並有一連臂連接，另在旋臂裝四個滾子，此四滾子受彈簧拉力作用，將帶料夾在沖模中心。
6-1 沖壓模具設計【】料條止偏器：當帶料寬度變化較大，而寬度裕度又少時，如將帶料一律靠於後導板送料，其較窄料條則可能產生不規則廢邊料，甚至不完整切片，在此種情形下可採用平衡推料裝置，使帶料寬度有變化仍能準確的送料。旋臂分別以兩個為中心支點而旋轉其後端並有一連臂連接，另在旋臂裝四個滾子，此四滾子受彈簧拉力作用，將帶料夾在沖模中心。模具學

圖6.31　導料板之裝置【】模具學

圖6.32　彈簧板推料導料裝置【】模具學

圖6.33　彈簧推料定位裝置【】模具學

圖6.34　滾子推桿導引料條裝置【】模具學

圖6.35　平衡導料裝置【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】先導桿：連續沖模中，僅用擋料裝置來定位是不夠的，因先後兩站送料的誤差有時候很難避免，為了能更精密的工作，先導桿的裝置是被廣泛使用的，其作用是當沖頭下降時，先導桿首先進入料條已先沖好的孔中，將帶料精確導正後再行加工。模具學

第一種方法是利用料片上已沖完孔作先導者。謂之直接先導法。
6-1 沖壓模具設計【】先導桿先導方法可分兩種：第一種方法是利用料片上已沖完孔作先導者。謂之直接先導法。第二種方法是在帶料的廢邊料上沖孔而後導引。謂之間接先導法。模具學

6-1 沖壓模具設計【】直接先導法：為常用帶肩先導桿，其作用方式是將帶肩先導桿用螺帽固定於下料沖頭中，先導桿前端伸出於下料沖頭下端面，當帶料送料至第二工程站定位，欲作下料加工時，先導桿先進入第一工程站沖切完成的孔，移動帶料至正確位置，接著沖頭才開始沖切料片，可使料片週緣與中間所沖之孔有一相當精確位置關係。模具學

6-1 沖壓模具設計【】間接導引法：直接導引法有構造簡單，工作確實優點，在可能情況下盡量予以採用，但由於實際情況限制有時無法使用直接導引，必須採用間接導引，利用帶料的廢料面上沖孔作為下工程的定位用。模具學

6-1 沖壓模具設計孔公差太小：無孔沖片。孔太小。兩孔太接近。孔太接近沖片邊緣。孔位於脆弱面積上。孔凸出或板厚度太薄等。
【】孔公差太小：無孔沖片。孔太小。兩孔太接近。孔太接近沖片邊緣。孔位於脆弱面積上。孔凸出或板厚度太薄等。模具學

圖6.36　直接先導及先導桿的安裝方法【】模具學

先導桿其強度需足夠應付沖模嚴重的震動而不致斷裂。
6-1 沖壓模具設計【】先導桿設計應考慮因素：先導桿其強度需足夠應付沖模嚴重的震動而不致斷裂。細長先導桿必需有充分導引和支持來防止彎曲。先導桿如係安裝在沖頭上者，由於沖頭經常要磨銳，必須容易拆卸。模具學

圖6.37　無法用直接導引法之料片【】模具學

圖6.38-1　先導桿的各種安裝方法【】模具學

先導桿受阻時，會往上縮使操作桿因斜面接觸的關係向右推動限制開關，迅速切斷電源。
6-1 沖壓模具設計【】當送料錯誤：先導桿受阻時，會往上縮使操作桿因斜面接觸的關係向右推動限制開關，迅速切斷電源。同時剎車也會發生作用。使滑塊立即停止。以免損壞模具及工件。模具學

在沖壓加工中，為提高生產率，模具應盡量設計自動化，減少人工操作，如送料、退料、裝置等，生產率提高的退料裝置是直接從下模孔「漏料」的方式。
6-1 沖壓模具設計【】剝料板：在沖壓加工中，為提高生產率，模具應盡量設計自動化，減少人工操作，如送料、退料、裝置等，生產率提高的退料裝置是直接從下模孔「漏料」的方式。以剝料板剝除，緊緊夾持住沖頭四週的帶料，但也有零件不適合以漏料的方式退出，而必須將工件推到下模的表面上退料。模具學

圖6.38-2　先導桿的安全裝置【】模具學

彎曲、抽引成形、壓縮等，其加工完成之製品常擠住模具不易取出。若欲使其正確而迅速的脫離模具，提高生產率，必須有剝料，退料裝置設計。
6-1 沖壓模具設計【】彎曲、抽引成形、壓縮等，其加工完成之製品常擠住模具不易取出。若欲使其正確而迅速的脫離模具，提高生產率，必須有剝料，退料裝置設計。剝料、退料裝置除有上述功能外，設計時有時亦同時兼具有導引沖頭、壓料功能。模具學

剝料板只在少量生產及使用人工送料的情況下採用。
6-1 沖壓模具設計【】剝料板種類：簡單式固定剝料板：剝料板只在少量生產及使用人工送料的情況下採用。其優點是製造容易，可降低成本，其缺點則是不具壓料作用，容易使帶料發生皺摺、扭曲及送料時視線受阻，送料較不易等缺點。剝料板均固定在下模體上，其上有開口配合沖頭形狀，下面有導料槽，使料條通過。模具學

6-1 沖壓模具設計作用的方式是當沖頭沖切料片後。四週被沖切的餘料緊緊的包圍住。隨沖頭上升至剝料板時被阻止。剝離沖頭分成：
【】作用的方式是當沖頭沖切料片後。四週被沖切的餘料緊緊的包圍住。隨沖頭上升至剝料板時被阻止。剝離沖頭分成：三面開口式剝料板。固定橋式剝料板。模具學

當滑座下降時，先將材料緊壓在模面以保持材料沖壓的平直並穩定加工。當加工完成，把緊緊夾住沖頭料條，利用彈簧推力推回模面。
6-1 沖壓模具設計【】可動式剝料板：亦稱彈簧剝料板，此種剝料板兼具有壓料作用，可避免帶料與沖頭或固定式剝料板的撞擊作用，產生扭曲而影響成品之精密度，可使操作者視線寬廣，使送料及裝載較快增加產量。當滑座下降時，先將材料緊壓在模面以保持材料沖壓的平直並穩定加工。當加工完成，把緊緊夾住沖頭料條，利用彈簧推力推回模面。模具學

圖6.40　固定橋式剝料板【】模具學

由溶鑄而成的epoxy塑膠類，具有天然橡膠的壓縮彈性。
6-1 沖壓模具設計【】優力膠：由溶鑄而成的epoxy塑膠類，具有天然橡膠的壓縮彈性。不易彎曲且製造容易。因其安裝及拆卸都很方便。常用來代替小加工件模具的彈簧剝料板。模具學

6-1 沖壓模具設計剝料板固定及彈簧安裝方法：
【】剝料板固定及彈簧安裝方法：在可動式彈簧剝料板組裝中，為保持剝料板底端與沖頭在適當位置，應視沖頭的長度裝置螺栓，此螺栓有些同時應具有導引剝料板上下運動的功能，雖然剝料板螺栓縱向尺寸及配合精密度較不易控制，會導致剝料板上下平行度發生誤差，但因此法製造簡單且螺栓價廉，固被廣泛使用。模具學

圖6.41　可動式剝料板及其裝置情形【】模具學

圖6.42　剝料用優力膠【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】剝料板固定方法，安裝時螺栓與固定板之間的間隙較大，所以不具有導引沖頭功能，且剝料板平行度容易發生誤差，在重磨沖頭時，螺栓頭處視磨除量裝入適當厚度墊圈。模具學

剝料板用螺絲與套筒固定，沖頭重磨時套筒端亦應研磨，其彈簧則裝置在套筒頂端，並用一止動螺栓來定位。
6-1 沖壓模具設計【】剝料板用螺絲與套筒固定，沖頭重磨時套筒端亦應研磨，其彈簧則裝置在套筒頂端，並用一止動螺栓來定位。小型沖模彈簧可以套在螺栓上，使其同時俱有固定剝料板及對剝料板施以壓力功能。大型沖模的彈簧則要放置在兩板間的適當位置，對剝料板施以適當壓力使其發生剝除料框的作用。模具學

圖6.42　剝料用優力膠【】模具學

圖6.44　剝料板固定螺栓套上彈簧的裝置【】圖6.45　彈簧的各安裝法模具學

再決定應使用彈簧的數量及每根彈簧應受的力量，壓縮量等。
6-1 沖壓模具設計【】剝料壓力計算及彈簧選用：選用彈簧前，先要瞭解其剝料壓力大小。再決定應使用彈簧的數量及每根彈簧應受的力量，壓縮量等。依此來決定彈簧規格。模具學

當沖頭沖切完成時，將料片由沖頭剝下所需的力量。
6-1 沖壓模具設計【】剝料壓力計算：當沖頭沖切完成時，將料片由沖頭剝下所需的力量。模具學

表6.1　剝料壓力的常數K值表【】模具學

模具用SWP、SUP材料製造螺旋彈簧為主。
6-1 沖壓模具設計【】彈簧選用：模具用SWP、SUP材料製造螺旋彈簧為主。退料零件：在沖壓加工中沖製完成成品，其可能會包圍著沖頭或塞在模孔中無法順利的退料或推出模面，故在上模升高時應將這些製件或沖屑排出，所以必須設計退料件來保護沖模的壽命。模具學

當沖切完成製品過大或其他方式加工完成製品無法從下模落下，必須推回模面退料者，可以設計彈簧退料板。
6-1 沖壓模具設計【】頂料銷：防止沖片或沖屑隨沖頭上昇方法。下模彈簧退料板。當沖切完成製品過大或其他方式加工完成製品無法從下模落下，必須推回模面退料者，可以設計彈簧退料板。藉者彈簧反力迫使製件推出下模，再以其他方式移出模外。模具學

圖6.46　各種頂料排料裝置【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】打料裝置：沖模固定在上模座上，當沖切工作完成時，料片會隨上模上昇，因上模彈簧退料板安置的空間有限，故經常用打料裝置來退料，其作用是當上模座上昇至頂點時，滑塊中的槓桿會與打出桿相撞擊而把料片推出模穴外。模具學

6-1 沖壓模具設計【】沖模固定零件：當沖模各部份零件加工完成後，接著的一項工作便是把這些零件固定及組裝起來才能成為一套完整的模具，發揮它應有的功能，這些組裝固定的零件不外乎螺釘與定位銷，雖然這些並非模具主件，其設計對整套沖模功能與壽命影響甚大。模具學

6-1 沖壓模具設計【】許多初學者對此種經常要用且用量極大的零件，其選擇與設計常感棘手，甚至設計錯誤，成為整付沖模失敗的原因，因為對一個有經驗的設計者，這些固定方式本無尺寸，位置或數量的原則可守，必須依當付模具構造及受力情形來選擇適當大小的螺釘，定位銷及選擇固定的位置，不但要使螺絲不會鬆脫、折斷，更重要的是其加工不能影響模具的強度，且能達到最好的結合及定位效果。模具學

圖6.47　彈簧退料裝置【】模具學

【】圖6.48　打料裝置之沖模模具學

使用螺絲固定目的是沖模在修配、調整、研磨、更換時能方便拆開及組裝。
6-1 沖壓模具設計【】固定零件設計考慮因素：固定零件固定位置應靠近被固定件邊緣，以發揮最好的固定作用，但定位件所鑽的孔與零件的邊緣及孔與孔之間的距離需有相當的間隔，使該零件在受力後不致影響其強度及在熱處理硬化及長期操作中不致發生斷裂及損壞。使用螺絲固定目的是沖模在修配、調整、研磨、更換時能方便拆開及組裝。模具學

固螺釘最主要的功用是固定各部分的零件，但螺絲與螺孔之間有間隙經長期工作其相對的位置會改變，故一般沖模需另外用定位銷，以確保各零件的正確位置。
6-1 沖壓模具設計【】固螺釘最主要的功用是固定各部分的零件，但螺絲與螺孔之間有間隙經長期工作其相對的位置會改變，故一般沖模需另外用定位銷，以確保各零件的正確位置。其加工方式是先將零件相對的位置調整正確，用螺釘鎖緊，並鑽孔、鉸孔、打銷完成定位工作。但為配合沖模的實際情形，必要時可用較少的大固定件，或較多的小固定零件亦能達到相同效果。模具學

設計固定件時，希望螺釘儘可能接近邊緣，使定位銷可精確定位。
6-1 沖壓模具設計【】固定零件種類：設計固定件時，希望螺釘儘可能接近邊緣，使定位銷可精確定位。但孔與孔間距離及孔與零件邊緣距離亦有一定值。空間太小在熱處理或加工過程中可能會產生裂痕甚至破裂。模具學

三塊板定位，板厚較厚時用2支定位銷分別定位，板厚較薄時可只用一支固定。
6-1 沖壓模具設計【】三塊板定位，板厚較厚時用2支定位銷分別定位，板厚較薄時可只用一支固定。若定位的板極厚可將外緣製成較大孔徑階級孔，方便定位銷打入或取出。固定螺釘固定方式。模具學

螺釘固定方式不但要強度夠，能緊密的結合零件也要兼顧其美觀。
6-1 沖壓模具設計【】固定螺釘固定方式：螺釘固定方式不但要強度夠，能緊密的結合零件也要兼顧其美觀。模具學

圖6.49　沖模中固定零件的分解圖【】模具學

圖6.50　螺釘與定位銷位置【】模具學

圖6.51　孔與邊緣的距離【】模具學

圖6.52　常用的定位銷定位的方式【】模具學

6-1 沖壓模具設計【】製品圖研究：設計沖模時候，要確實了解製品尺寸機能，形狀精密度，以及零件相關知識，先要研究製品圖，並和製品設計者，協調以熟悉製品的重點在那裏，以便設計適當的沖模。模具學

6-1 沖壓模具設計成品圖審查事項：設計重點：製品要擔任那種機能。製品精密度重要尺寸部位在那裏。製品形狀尺寸有不合理或錯誤處。
【】成品圖審查事項：設計重點：製品要擔任那種機能。製品精密度重要尺寸部位在那裏。製品形狀尺寸有不合理或錯誤處。加工材料是否適合製品形狀加工。製品形狀是否適合沖床作業。模具學

表6.2　沖模設計流程表【】模具學

研究製品圖後接下來要考慮公司所擁有的生產條件。
6-1 沖壓模具設計【】工程計畫書：研究製品圖後接下來要考慮公司所擁有的生產條件。可利用資源及加工方式。擬定工程計畫書。把成形的構想，加工的方法。與各生產條件的關聯性明確的表示出來。模具學

可利用沖床設備，及其規格如合模高度，模柄直徑、滑塊調整量等。
6-1 沖壓模具設計【】工程計畫考慮事項：生產量多寡。工廠的生產能力、設備及操作者人數。可利用沖床設備，及其規格如合模高度，模柄直徑、滑塊調整量等。可利用自動化裝備及製品送出入方法。確定需用沖模型式。模具學

工程計畫書完成後，我們可以根據這些資料和沖壓設備規格來製定模型設計規範書，用以決定基本的模具構造。
6-1 沖壓模具設計【】沖模設計規畫書：工程計畫書完成後，我們可以根據這些資料和沖壓設備規格來製定模型設計規範書，用以決定基本的模具構造。模具學

6-1 沖壓模具設計設計規範內容：模具的長、寬、高概略尺寸。模具的等級、構造及零件材質。料片的進給及工件的送入取出法。
【】設計規範內容：模具的長、寬、高概略尺寸。模具的等級、構造及零件材質。料片的進給及工件的送入取出法。工件的定位導引法。上、下模的導引法。沖模的剝退料法、組裝法。沖模的潤滑給油方法。模具學

在擬出構想圖時；設計者本身應從製作的可行性，經濟性、作業性、安全性、品質確保等檢討工程計畫書、模具設計規範書、製品圖等。
6-1 沖壓模具設計【】繪製構想草圖：在擬出構想圖時；設計者本身應從製作的可行性，經濟性、作業性、安全性、品質確保等檢討工程計畫書、模具設計規範書、製品圖等。有自信後才著手繪製草圖。其內容包含模具概略大小、構造及附屬裝置的配置等檢討用圖面，但工件形狀簡單或工件形狀類似過去設計的經驗時，則有時候可以省略構想圖直接著手正式圖。模具學

主要剖面或輔視圖必要時劃出工件圖及料條佈置圖。
6-1 沖壓模具設計【】構想圖製作要領：用紙：描圖紙繪製方式：徒手畫線條：淡線佈置尺度：與正式圖大小相似尺度圖面：下模平面圖，上模平面圖，主要剖面或輔視圖必要時劃出工件圖及料條佈置圖。其他部份內容的記入，如細部尺寸公差等。模具學

6-1 沖壓模具設計【】構想圖檢討：當草圖繪製完成後，必須把工程計劃書，模具設計規範及構想圖間的關係詳細的檢討，是否有疑問，或者須改善的地方，以確認其正確性，再行繪製正確的模具圖。模具學

在不影響成品機能下，可否變更形狀精密度，以節省工程數，並使模具設計簡化。
6-1 沖壓模具設計【】檢討事項：製品成形要求有難以達成地方。在不影響成品機能下，可否變更形狀精密度，以節省工程數，並使模具設計簡化。為了減少模具成本及作業時間，是否在必要的時候能夠合併或改變加工工程。模具規格及構造，對於預定生產量是否適合。模具學

作業人員的配置，以及自動化計劃是否有困難。每一工程的搬出入方法，以及廢料處理是否適切。
6-1 沖壓模具設計【】作業人員的配置，以及自動化計劃是否有困難。每一工程的搬出入方法，以及廢料處理是否適切。模具設計是否符合沖壓設備規格。製品的精密度是否能得到保證。模具學

模具的草圖，內容是否有遺漏，如板厚材質、尺寸容許差註解及注意事項等。
6-1 沖壓模具設計【】模具的草圖，內容是否有遺漏，如板厚材質、尺寸容許差註解及注意事項等。模具圖的表現及佈局是否適切。尺寸記載是否記載得足以使零件形狀正確的呈現使製作者一目了然。模具學

完成以上檢討程式後即可繪製正式模具圖，並按下列步驟把模具圖繪製完成。
6-1 沖壓模具設計【】正式圖繪製：完成以上檢討程式後即可繪製正式模具圖，並按下列步驟把模具圖繪製完成。模具學

沖模的設計與製作本屬不易，如安裝不良可能導致間隙不均，單面磨損而影響製品之精密度，甚至囓合不良產生撞擠現象等，嚴重影響沖模壽命。
6-1 沖壓模具設計【】沖模的設計與製作本屬不易，如安裝不良可能導致間隙不均，單面磨損而影響製品之精密度，甚至囓合不良產生撞擠現象等，嚴重影響沖模壽命。模具學

選擇適當尺寸與容量的沖床，並檢視其運轉，操作及各附件功能是否良好。
6-1 沖壓模具設計【】沖模安裝方法：選擇適當尺寸與容量的沖床，並檢視其運轉，操作及各附件功能是否良好。關掉馬達使飛輪在停止狀態開始擦拭滑塊，底座承板及上下模安裝面。將模具放入底座承板上近似操作的位置，並檢查下模所有碎屑落孔，與底座承板上的下料孔相吻合。模具學

用手運轉將滑塊徐徐下降，讓模柄插入滑塊下的模孔內直到滑塊底面與模具頂面接觸而停止，然後鎖緊模柄固定螺栓。
6-1 沖壓模具設計【】用手運轉將滑塊徐徐下降，讓模柄插入滑塊下的模孔內直到滑塊底面與模具頂面接觸而停止，然後鎖緊模柄固定螺栓。用手調動飛輪，使上模徐徐下降，將上下模確實對準中心至囓合處，模具近似閉合高度。中心對準後，將下模用壓板，對向交替鎖緊。模具學

用手輕輕的調動飛輪使上下模分離再輕輕的調回觀察及感覺囓合的情況，若有輕微阻力，表示上、下模中心未正確對準，應重新鬆開下模螺絲再行調整安裝。
6-1 沖壓模具設計【】用手輕輕的調動飛輪使上下模分離再輕輕的調回觀察及感覺囓合的情況，若有輕微阻力，表示上、下模中心未正確對準，應重新鬆開下模螺絲再行調整安裝。安裝完成時，調整滑塊至適當工作位置。緊固調整連桿螺絲，再將上、下模確實鎖緊。模具學

先用人力將沖床轉動一沖程，若沖床較大時可用微動方式下降，以確定其運動狀態是否正常。
6-1 沖壓模具設計【】若在引伸，彎曲所要加工的材料厚度在1.5mm以上時最好能在下模的邊口上，裝上紫銅箔或紙作成的墊片，其厚度等於上下模的間隙，以確保下模的中心，而滑塊最低點與彎曲下模的距離亦可用此方法調整。先用人力將沖床轉動一沖程，若沖床較大時可用微動方式下降，以確定其運動狀態是否正常。模具學

模面必須經常保持清潔，刀口並需經常加油使潤滑。
6-1 沖壓模具設計【】加工注意事項：要確定模具安裝是正確。模面必須經常保持清潔，刀口並需經常加油使潤滑。導桿經常保持乾淨，並適時加油。避免沖屑掉回模面，沖壓時損壞模具。模具學

模具是一高精密及技術的產品，在製作過程中已投入相當多的人力，在使用時應注意保養。
6-1 沖壓模具設計【】模具保養方法：模具是一高精密及技術的產品，在製作過程中已投入相當多的人力，在使用時應注意保養。經常保持在良好的狀態下工作，不但可增長其壽命，且可減低費用的支出。模具管理者對模具加以分類整理，建立履歷表、並記入加工數量、研磨量、故障情況及修理日期等。模具學

在成形或引伸時，若沖頭或下模有出現刮痕，應即時用油石磨光使其平滑。
6-1 沖壓模具設計【】在成形或引伸時，若沖頭或下模有出現刮痕，應即時用油石磨光使其平滑。注意各零件螺絲或彈簧是否有鬆動應隨時予以緊固。加工完後需對模具實施檢查，以決定模具是否需要再研磨或修理。交庫保存時，模具應清理乾淨及加油。保管時應依重量大小編號存放在容易取出的位置。模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸加工金屬流程過程：杯狀圓筒引伸加工，當引伸沖頭將平板料片壓入模孔時，外週材料收縮而隆起，有發生起皺的趨勢，因受壓板料的控制，抑制材料變厚，迫使材料向料片中央部份逐漸流動，造成該材料內產生相當複雜的塑性流變。模具學

6-2 引伸模具設計【】若金屬的體積與厚度在原則上保持不變，以等間隔同心圓與半徑線將金屬料片分成若干梯形及扇形等分，料片以其中心點為對稱點，所以每一梯形面積之材料各自在其範圍內沿著半徑方向流動，每一梯形塊進行流動，圓週方向被壓縮，半徑方向被拉長，最後變成杯壁部份，金屬在每一階段中流變的過程，深色部份表示未引伸時金屬胚料形狀。模具學

每經一階段，圓周方向長度減小，而半徑方向的長度則增加，直至被拉入模子為止。
6-2 引伸模具設計【】毛胚第二梯形部份被壓入模孔中，緊緊的圍著沖頭的鼻端，胚料凸緣上梯形部份則成幅射狀的向料片中心移動，如沖頭繼續下降，則料片的流變就。流變的過程中，扇形與沖頭底面接觸，形成容器的底面，形成圓筒的側壁。每經一階段，圓周方向長度減小，而半徑方向的長度則增加，直至被拉入模子為止。模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸材料受力情況：在引伸加工的過程中材料受到的力計有引伸力、壓縮力、彎曲力及摩擦力，凸緣圓周方向的壓縮力是由於材料流動收縮時相互擠壓結果，而凸緣半徑方向的引張力是因為沖頭將材料拉入下模的緣故，彎曲力發生在下模入口及筒底彎曲部份，是由於平板轉變為筒壁而產生的。模具學

摩擦力發生在材料的上下兩面是由壓料板壓力及材料流動所造成，可用適當的潤滑劑來降低其阻力，杯底壓是由沖頭向下運動時所加的壓力。
6-2 引伸模具設計【】摩擦力發生在材料的上下兩面是由壓料板壓力及材料流動所造成，可用適當的潤滑劑來降低其阻力，杯底壓是由沖頭向下運動時所加的壓力。模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸加工時料厚變化：材料厚度0.97mm作三種無凸緣容器引伸試驗，經驗求得料厚變化曲線使用百分率表示，以胚料板厚為標準線，厚度變厚用「＋」，變薄時用「－」，由圖可看出其最大變薄量，可達材料厚度的10%～15%，而厚度則可增加到20～30%，可見料厚的變化對引伸沖模的設計頗為重要，應加以重視。模具學

圖6.54　金屬之階段性流變【】模具學

圖6.55　材料受力情況【】模具學

圖6.56　筒引伸加工時厚度的變化【】模具學

圖6.57　應力分佈及側壁厚度的變化【】模具學

由於金屬板料介於沖模與壓料板間受沖頭壓力影響，逐漸流入模孔中料片在引伸的圓周方向受到壓縮應力，半徑方向受到拉應力而產生應變，使得板厚增加。
6-2 引伸模具設計【】凸緣－部份：由於金屬板料介於沖模與壓料板間受沖頭壓力影響，逐漸流入模孔中料片在引伸的圓周方向受到壓縮應力，半徑方向受到拉應力而產生應變，使得板厚增加。模具學

6-2 引伸模具設計【】凸緣與側壁間－部份：除圓周方向受壓縮應力半徑方受拉應力外，在模具部份還受半徑R的彎曲應力，故在實際加工中板厚增減量是受凸緣部－板厚增加量與彎曲時板厚的減少量相對的影響而定。模具學

因引伸沖頭壓力使材料產生軸向拉應力，使板厚變薄，在圓周方向因受沖頭阻擋而無法收縮，但因受凸緣板厚增加影響，側壁的厚度並不均勻，愈靠近點愈厚。
6-2 引伸模具設計【】筒壁－部份：因引伸沖頭壓力使材料產生軸向拉應力，使板厚變薄，在圓周方向因受沖頭阻擋而無法收縮，但因受凸緣板厚增加影響，側壁的厚度並不均勻，愈靠近點愈厚。模具學

不但受雙重拉力影響，而且還受沖頭彎曲應力，以至板厚急速減小。
6-2 引伸模具設計【】彎曲－部份：不但受雙重拉力影響，而且還受沖頭彎曲應力，以至板厚急速減小。容器底部：受毛胚週邊半徑方向拉應力的影響，半徑方向及圓周方向，皆受拉應力的作用，故板厚減少，但其減少量大約1～3%，可略而不計。模具學

引伸加工所需要力量有，由沖頭施加工作壓力及固定胚料壓料壓力。
6-2 引伸模具設計【】引伸加工所需壓力：引伸加工所需要力量有，由沖頭施加工作壓力及固定胚料壓料壓力。所以沖床所需要的壓力應足以克服在加工中所引起的各種變化應力、摩擦阻力及壓料壓力的總合。在雙動沖床裏引伸力及壓料壓力是分別作用的，而在單動沖床裏，這兩種力量都是由滑塊來承擔，故計算沖床能力時應一起考慮。模具學

「引伸壓力＋壓料壓力」合計壓力大的沖床才能工作。
6-2 引伸模具設計【】引伸不同於剪切加工在下死點附近工作，而是在離下死點相當高的位置開始的，因此若使用單動的機械沖床，得需注意其壓力能力的變化並且要確定，引伸加工開始位置。「引伸壓力＋壓料壓力」合計壓力大的沖床才能工作。液壓沖床在滑塊行程的任何位置壓力均不變，所以可做壓力範圍內充份的引伸加工。模具學

受沖頭與沖模間隙、摩擦阻力、彎曲力與壓料壓力等因素的影響，實際上欲正確計算所需引伸壓力是困難。
6-2 引伸模具設計【】引伸壓力計算：引伸加工沖頭壓力即為引伸壓力。受沖頭與沖模間隙、摩擦阻力、彎曲力與壓料壓力等因素的影響，實際上欲正確計算所需引伸壓力是困難。各廠家所用公式不盡相同，而以下所列的幾個計算公式是目前使用最廣也較為安全的方法。模具學

引伸加工的壓料壓力是個非常微妙數值，其壓力如果太大，增加沖床負載，可能使胚料變薄或破裂。
6-2 引伸模具設計【】壓料壓力：引伸加工的壓料壓力是個非常微妙數值，其壓力如果太大，增加沖床負載，可能使胚料變薄或破裂。如壓力太小，不能達到預期壓料目的而使製品產生皺紋，故能防止製品產生皺紋的最小壓力，即為適當的壓料壓力。模具學

在引伸加工前，應先依製品形狀高度，先予以展開以求出胚料的尺寸作為準備材料及模具設計的參考。
6-2 引伸模具設計【】圓筒型製品胚料的展開法：在引伸加工前，應先依製品形狀高度，先予以展開以求出胚料的尺寸作為準備材料及模具設計的參考。準確的胚料大小可先把引伸模做好再用試驗的方法，決定胚料的尺寸此法雖理想，但模具設計之初無法做整體之構想，且模具完成時無法立即得到材料加入生產行列，故一般可用近似的數學法或圖解法先求得胚料的尺寸。模具學

表6.3　單位面積的下限壓料壓力之值【】模具學

設計引伸模，第一個步驟，應先決定胚料的近似尺寸，然後要考慮的是製造該圓筒應分幾次工程來引伸。
6-2 引伸模具設計【】圓筒製品引伸性及引伸條件：抽製率：設計引伸模，第一個步驟，應先決定胚料的近似尺寸，然後要考慮的是製造該圓筒應分幾次工程來引伸。以一個工程直接完成引伸作業是最理想，但如果引伸比太大或引伸太深，加工量超過材料的極限強度，引伸作業中途產生破裂現象，需把材料分成2-3引伸工程完成，或5-6以上工程。模具學

因此要決定引伸的工程次數及每一工程直徑縮小的標準數值，則必須以引伸率或引伸比的值來決定。
6-2 引伸模具設計【】因此要決定引伸的工程次數及每一工程直徑縮小的標準數值，則必須以引伸率或引伸比的值來決定。設引伸製品的胚料直徑為，以胚料引伸成的圓筒直徑為，則引伸率及引伸比就可以下式表示。模具學

由此公式可知引伸比是由製品毛胚直徑與引伸後的圓筒直徑的比值，或是將較大的圓筒直徑引伸成較小的圓筒直徑的比，其倒數則為引伸率。
6-2 引伸模具設計【】由此公式可知引伸比是由製品毛胚直徑與引伸後的圓筒直徑的比值，或是將較大的圓筒直徑引伸成較小的圓筒直徑的比，其倒數則為引伸率。模具學

引伸比的值則與引伸率的值正好相反，也就是與直接變形的大小成比例，引伸比大則變形就大。
6-2 引伸模具設計【】引伸比的值則與引伸率的值正好相反，也就是與直接變形的大小成比例，引伸比大則變形就大。引伸率變的很小，引伸加工必然會很困難，小到某一個數值以下時，製品就會產生破裂，所以在不產生破裂的情況下，能夠引伸最小引伸率稱為該材料的引伸界限，引伸界限受諸多因素影響，如材料成份加工條件熱處理等因素影響外，材料厚度也是重要因素之一。模具學

以材料厚度與料片直徑比為根據，採用表6.5所列的數值。同一毛胚直徑同一引伸率，由於板厚不同，其引伸的難易往往也差別很大。
6-2 引伸模具設計【】以材料厚度與料片直徑比為根據，採用表6.5所列的數值。同一毛胚直徑同一引伸率，由於板厚不同，其引伸的難易往往也差別很大。模具學

6-2 引伸模具設計【】每引伸一次引伸率都變大，換句話說變形就小了，這是因為引伸加工給板料帶來的加工硬化之故，加工工程愈多板料就愈硬化而失去伸展性，所以每一次應變因素皆小於前一次加工之值，若要多工程深引伸有時候甚至要把製品退火軟化，再進行加工。模具學

表6.4　圓筒引伸率(%) 【】模具學

對於薄材料尤其不剁，然而其半徑若太小，則材料會在拉伸邊緣的四週產生急變曲而遭致破，值常用的計算方法如下：
6-2 引伸模具設計【】下模入口半徑與沖頭肩半徑：下模入口半徑的大小影響引伸加工，的半徑愈大可幫助金屬流動，引伸率降低有利於引伸，但是半徑太大材料可能太早脫離胚料壓料板，因入口部份的間隙過大而使沖壓過程發生起皺現象。對於薄材料尤其不剁，然而其半徑若太小，則材料會在拉伸邊緣的四週產生急變曲而遭致破，值常用的計算方法如下：模具學

表6.5　圓筒引伸率(100%) 【】模具學

第一次引伸加工的值可由表6.6查得但是表中的值若取小值，必須屬於有優良引伸性的材料，或者是加工潤滑情況良好時使用。
6-2 引伸模具設計【】第一次引伸加工的值可由表6.6查得但是表中的值若取小值，必須屬於有優良引伸性的材料，或者是加工潤滑情況良好時使用。對於較厚的材料而言，第一次引伸加工視情況可以免用壓料板，如果是淺杯引伸也可被忽略，但有壓料板之較深杯引伸時之值，或入口部的外形可能需要稍作修正，通常可以加大甚至可以加一個45°角的入口倒角。模具學

6-2 引伸模具設計【】再引伸加工時之值可以漸漸縮小約為上次引伸的60%～80%，沖頭肩半徑的大小對引伸加工的影響與的情況類似，當沖頭下降時，沖頭肩半徑處受到引張力、壓縮力及彎曲作用，如果半徑較大，所受之各力趨緩和較利於引伸，但太大也會使成品的轉角處間隙太大，而發生起趨現象，若過小，則板的擠壓抵抗增加，導致在沖頭肩角的擠壓力增加使角隅部變薄或是破裂，大小及整修的程度對引伸加工有很大影響。模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸間隙選擇：在引伸模具中，引伸沖頭與下模直徑的差額稱為引伸模具的總間隙，通常以2表示，一般計算或討論間隙常以單邊計算也就是1，模具的間隙主要是為了有足夠的空間，使材料能在模具中流動，但是在引伸加工時胚料外周的板厚會增加。模具學

表6.6　下模入口半徑值【】模具學

6-2 引伸模具設計【】材料本身也有10%左右厚度不均的現象，因此模具的間隙通常大於板厚，以減少材料與沖模間的摩擦，其間隙大小應是板厚加上防止壁面摩擦的裕度約1.05～1.25之間，以下提供兩種不同引伸條件及引伸次數的圓筒引伸間隙值，供學者參考。模具學

圖6.58　各種不同的下模入口外型【】模具學

由於模具形式或引伸條件不同，而選擇不同的間隙值。
6-2 引伸模具設計【】依模具型式來決定：由於模具形式或引伸條件不同，而選擇不同的間隙值。以材質來考慮時，除須參考表6.7及表6.8外，應以潤滑程度，材質軟硬等特性稍加修正，原則上材質較軟及潤滑程度較好者，取表中數值下限，反之則取上限。模具學

圖6.59　多次引伸沖頭肩半徑的求法【】模具學

表6.7　不同引伸條件時的間隙值【】模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸加工速度：一般人認為引伸速度快容易使製品破裂，總認為速度慢一定會比較好這是工作者的直覺並不一定正確，但就理論而言，引伸材料需要有充份的時間去流動，慢可能比較好。但太慢會影響工作效率，目前尚無較正確的實驗數據以資採用，因為受引伸條件不同的影響，其變化甚大。模具學

6-2 引伸模具設計材質不同影響：引伸加工使用機械影響：
【】材質不同影響：引伸加工使用機械影響：若使用液壓沖床較安定也較好，因為引伸過程自始至終速度均相同，但機械沖床則是開始速度最快，而愈接近下始點愈慢較易形成加工困難，由表6.9可看出，引伸沖床是單動或複動影響也很大。模具學

表6.8　引伸沖模間隙【】模具學

表6.9　引伸加工速度表【】模具學

6-2 引伸模具設計【】引伸沖頭頂端形狀影響：經實驗證實，平頭沖頭在0.05公尺/秒至0.2公尺/秒，加工速度範圍內，如果引伸速度增加，則引伸率可以減小，而半球形沖頭作同樣試驗，則引伸率反而提高。模具學

潤滑情況良好，引伸速度可加快，反之則不然。
6-2 引伸模具設計【】受潤滑情況影響：潤滑情況良好，引伸速度可加快，反之則不然。引伸加工用潤滑劑引伸過程中，材料在模具中流動，為了保護模具，降低引伸力，維持製品的精度外觀等，適度的選用潤滑劑，可以確保引伸加工順利的進行，茲將潤滑劑在引伸加工中的功用。模具學

引伸過程中，材料與沖頭下模入口及壓料板間產生極大的摩擦力，需加以潤滑，避免造成引伸不良現象一般潤滑劑僅加在料片底面或下模穴上。
6-2 引伸模具設計【】減少摩擦阻力：引伸過程中，材料與沖頭下模入口及壓料板間產生極大的摩擦力，需加以潤滑，避免造成引伸不良現象一般潤滑劑僅加在料片底面或下模穴上。模具學

6-2 引伸模具設計【】冷卻作用：引伸過程中，材料流動力，所生的摩擦力，會使料片及模具的溫度升高，溫度升高可能產生膨脹現象，將有損於製品的精度，及沖模壽命必須使用潤滑劑來散發引伸所產生的瞬間高溫。模具學

6-2 引伸模具設計【】防銹作用：引伸時材料內部結晶改變的影響，較易生銹，而且引伸完成的成品，可能需較長的時間來搬運及囤積，使用潤滑劑可以達到防銹的功能。根據引伸的材料適當選用潤滑劑，以達到預期的效果是非常重要。良好的潤滑劑應具備下列性質：黏度愈高，其油膜愈厚，效果愈好：足以抵抗工作中的壓力。有良好的附著性：形成均勻分佈的潤滑膜。模具學

6-2 引伸模具設計對模具無侵蝕性：即化學安定性良好。不含毒性及惡臭免傷操作人員。易於混合及清洗。價格便宜。 6 - 205
【】對模具無侵蝕性：即化學安定性良好。不含毒性及惡臭免傷操作人員。易於混合及清洗。價格便宜。模具學

表6.10　引伸加工用潤滑油【】模具學

6-2 引伸模具設計【】壓縮成形所需力：壓縮加工種類甚多，壓縮力受加工方式、材料、材質、加工溫度、速度、潤滑、模具表面狀況等因素影響，要想精確計算每種加工方式所需之力實屬不易，本節僅以概算方式求出壓縮所需力如下：模具表面與材料表面接觸的全投影面積如附表為靜性壓力模具學

6-2 引伸模具設計【】壓縮加工缺陷與變形壓縮加工中模具需承受極大的壓力及摩擦力，且材料在劇烈變形中，容易產生模具破損及材料不正常變形、破裂的缺陷，以下將壓縮加工易生成的缺陷及防止方法。模具學

6-2 引伸模具設計【】模具破損：模具破損方式有塑性變形、疲勞破壞、挫屈、磨耗等，塑性變形發生於軟質工具，不過若碳工具鋼、合金工具鋼、高碳鋼等材料，經適當淬火，則不易發生變形，但這些材料也耐不住約250kg/mm以上的壓縮力而會破斷，而大約在180kg/mm左右就會發生塑性變形。模具學

6-2 引伸模具設計【】沖頭若壓縮荷重方向的長度比斷面尺寸大時，則有座屈破壞的傾向，則其容許的壓縮應力就應比上述所列值低，而且對疲勞或衝擊的容許應力也須低於上值，若選用的材料愈硬，則摩耗量愈少，但耐衝擊性就差了，由於有這種矛盾性存在，工具材料需依使用目的而選定。因此避免模具損壞的方法，當然是想辦法減少工作壓力，加工方式的選定也非常重要，其次是選擇適當的模具材料，並施以熱處理。模具學

6-2 引伸模具設計【】材料破壞：材料在室溫中受壓縮力而變形，應變若大到某種程度會喪失延性，而在最大剪應力方向產生破裂，此種破裂因加工方式而不同，有的是貫穿全斷面，材料破裂成數片，是較脆材料壓縮時所發生的剪斷破壞，若施加壓縮力在變形不均一的材料中，特別是剪斷應變較大的地方會產生另一種的破壞。模具學

6-2 引伸模具設計【】在壓縮加工中也有些部位會產生拉張應力，進而由此拉張應力而產生破壞，端壓加工中材料端面受壓，會產生摩擦使側面鼓起產生壓縮力在側面沿材料表面作用，此力為求得平衡，因而產生圓周方向的拉張應力，此力過大時，特別是材料中含大量不純物或加工硬化而變脆時容易產生垂直拉長破壞。模具學

斷面尺寸較小而長度較長的材料壓縮時，某個階段會產生塑性的座屈。
6-2 引伸模具設計【】材料座屈：斷面尺寸較小而長度較長的材料壓縮時，某個階段會產生塑性的座屈。材料折入：材料表面因壓縮加工變形而折入，在材料內部造成缺陷的現象，發生的原因，是直接把壓縮加工中已經座屈的素材直接壓縮或，因作業方法不適，致缺陷衍生的應力集中可能在其後的加工或熱處理時產生破壞。模具學

圖6.60　心軸受壓座屈破壞圖6.63　壓縮加工產生座屈圖6.61　壓縮應力的剪斷破壞【】模具學

6-2 引伸模具設計【】壓縮加工潤滑處理：壓縮加工需要巨大的壓力，迫使材料以非常大接觸壓力，巨大摩擦力使模具表面溫度升高，材料表面軟化而有附著沖模表面的傾向，這兩種原因皆會使壓縮材料溶著在沖模面上而阻礙材料的成型，潤滑劑的使用關係到加工的成敗，胚料潤滑不良與模具之間所產生的膠質及黏著現象會導致模具的局部破壞或急劇的磨耗，大大的降低模具壽命。模具學

6-2 引伸模具設計【】採用潤滑劑非常重要，潤滑劑必須在加工中形成薄膜，介乎材料與模面。油、蠟等液體潤滑，在加工度高的作業中，油膜強度不夠，材料會與模具表面直接接觸，而無法發揮潤滑作用，因此需在胚料表面積極製成能保持潤滑的固體層，如硬脂酸類的硬脂酸鉀、鈉、鈣、鋅及鋁等白色細粉狀潤滑劑，一般非鐵金屬壓縮加工多採用此類粉末作為潤滑劑，此種粉末以手指搓擦可感覺高度的黏滑性。模具學

圖6.64　壓縮加工材料所產生的缺陷【】模具學

鋼鐵金屬表面，一般是以磷酸鹽類作表面處理，使其產生被覆薄膜層作為潤滑劑，磷酸鹽被覆層有三種：磷酸鋅、磷酸鐵、磷酸錳。
6-2 引伸模具設計【】鋼鐵金屬表面，一般是以磷酸鹽類作表面處理，使其產生被覆薄膜層作為潤滑劑，磷酸鹽被覆層有三種：磷酸鋅、磷酸鐵、磷酸錳。磷酸鋅被認為最適合鋼鐵壓縮加工潤滑劑，鋼鐵經過磷酸鋅處理後，其表面固的被覆著一層無數細小而具毛細孔作用的磷酸鋅結晶粒，此種被覆層柔軟且耐高溫，在壓縮加工中結晶粒作塑性變形，而此薄膜仍強固的被覆在材料與膜面之間。模具學

表6.11　各種材料適用的硬脂潤滑劑【】模具學

【】表6.12　鋅質潤滑皮膜處理工程模具學

在形成過程中，不管胚料的形狀如何變形，也能經常固著表面，可隨著胚料表面的伸縮而伸縮，具有不致破壞材料的足夠強度。
6-2 引伸模具設計【】潤滑劑具性質：完全固著於胚料表面而強度大：在形成過程中，不管胚料的形狀如何變形，也能經常固著表面，可隨著胚料表面的伸縮而伸縮，具有不致破壞材料的足夠強度。對胚料表面的保持良好：為了使潤滑劑均勻地保持於胚料表面，須為多孔質的材質，且不會因作業溫度而變質。模具學

鍍銅、包鉛等都可做為潤滑劑保持層，不過它們很難附著於胚料也不易除去。
6-2 引伸模具設計【】容易附著和除去：鍍銅、包鉛等都可做為潤滑劑保持層，不過它們很難附著於胚料也不易除去。模具學

模具是用以大量製造或加工固定型式成形品的生產工具，在近代的工業用組件及民生用品，絕大多數均是利用模具生產的；
6-3 塑膠模具設計【】模具是用以大量製造或加工固定型式成形品的生產工具，在近代的工業用組件及民生用品，絕大多數均是利用模具生產的；當成形品需要均一的品質及自動化大量生產時，使用模具是必然的選擇。模具應用範圍，遍及各種工業產品，包含家庭用品、玩具、電器、產業機械、交通運輸器材、建材五金、電子資訊、光電產業等，模具學

6-3 塑膠模具設計【】在這些產品之零件中，大部分都是應用模具來生產的。模具用以大成形品，生產效率也必然受影響；而模具品質、功能之保障，設計是第一道關卡，對於模具構造有充分的瞭解，模具設計時能將各項因素考慮周詳，才能設計出理想的模具。模具學

塑膠為目前使用最普遍的材料，其成形方式有很多，大部分成形均會應用到模具。
6-3 塑膠模具設計【】塑膠為目前使用最普遍的材料，其成形方式有很多，大部分成形均會應用到模具。模具通常都只適用於單一成形品的生產，成形品的形狀變化多端，每樣成形品都需要一套模具來生產，塑膠模具之型式亦因成形材料、成形方式、成形品形狀等之不同而變化多端。模具學

壓縮成形模具主要的構成為柱塞及型腔(或凸模與凹模)，由柱塞與型腔閉合方式的不同。
6-3 塑膠模具設計【】壓縮成形模具：壓縮成形模具用於熱固性塑膠之成形，其加工方式是將定量塑料放入加熱的模具型腔中，將模具閉合並加壓，使塑料在模具內隨型腔成形並產生化學反應而硬化，再打開模具，取出成形品。壓縮成形模具主要的構成為柱塞及型腔(或凸模與凹模)，由柱塞與型腔閉合方式的不同。模具學

6-3 塑膠模具設計【】溢出型模具：溢出型模具，模具構造簡單，製作成本低，成形操作容易。在模具閉合時，會有多餘的塑料從型腔邊緣溢出，塑製成形品會有溢流廢邊，尺度精密度較差。成形壓力是利用塑料溢出所受阻力，使其他塑料保留於模具中受壓，塑料在加工時所受的壓力不高，成形品密度較低，不適合成形含粗填充料及體積壓縮比大塑料。模具學

因成形時型腔是密閉的，故塑料計量必須精確，否則將影響成形品尺度精密度及密度。
6-3 塑膠模具設計【】防溢型模具：防溢型模具，在模具閉合時，型腔會被柱塞封閉，沒有多餘的塑料溢出。塑料在模具內受到較高壓力，成形品密度高，適合於體積壓縮比大及含粗填充料的塑料成形。因成形時型腔是密閉的，故塑料計量必須精確，否則將影響成形品尺度精密度及密度。模具學

6-3 塑膠模具設計【】半防溢型模具：半防溢型模具，在加工初期，多餘的塑料可溢出，類似溢出型模具，當繼續加壓到柱塞封閉型腔後，則成為防溢型模具，此時塑料會受到較高的壓力，可提高成形品密度。模具學

6-3 塑膠模具設計【】轉移成形模具：轉移成形又稱為傳遞成形，也是用於熱固性塑膠的成形方法。其加工方式是將塑料放在模具的加熱室中加熱，再以柱塞對熔融的塑料加壓，使其流經豎澆道、橫澆道、澆口進入閉合的型腔中，保持一段時間硬化後，打開模具取出成形品。轉移成形模具在結構上有二種基本類型：模具學

罐式轉移模具，在模具上製作罐式加熱室及柱塞，用以容納塑料加熱及加壓，成形時可使用一般壓縮成形機或附有浮動模盤之轉移成形機。
6-3 塑膠模具設計【】罐式轉移模具：罐式轉移模具，在模具上製作罐式加熱室及柱塞，用以容納塑料加熱及加壓，成形時可使用一般壓縮成形機或附有浮動模盤之轉移成形機。塑料自加熱室流經豎澆道、橫澆道、澆口而進入型腔中成形，適用於固化期較慢之熱固性塑料。模具學

圖6.65　溢出型模具圖6.66　防溢型模具圖6.67　半防溢型模具【】模具學

6-3 塑膠模具設計【】柱塞式轉移模具：柱塞式轉移模具，使用之機器須附有柱塞，模具上僅製作加熱室。使用此種模具不需豎澆道，可縮短模塑循環時間，且塑製後在加熱室僅留下極少餘料，可減少塑料損失。模具學

6-3 塑膠模具設計【】射出成形模具：射出成形模具主要用於熱塑性塑料成形，其加工方式是將塑料在射出成形機的加熱缸中加熱成流動狀態後，將塑料加壓，使其經由噴嘴射入密閉模具內，塑料在模具型腔中成形，經冷卻固化打開模具即可取出成形品。模具學

【】圖6.68　罐式轉移模具成形模具學

【】圖6.69　柱塞式轉移模具成形模具學

6-3 塑膠模具設計【】射出成形模具區分：二板式模具三板式模具特殊機構模具三類模具學

二板式模具是結構最簡單的射出成形模具，模具由固定側及可動側構成。固定側安裝於射出成形機的固定側模盤上，是塑料射入模具的部位。
6-3 塑膠模具設計【】二板式模具：二板式模具是結構最簡單的射出成形模具，模具由固定側及可動側構成。固定側安裝於射出成形機的固定側模盤上，是塑料射入模具的部位。可動側安裝於射出成形機的可動側模盤上，當塑製完成開啟模具時，成形品是附著在可動側的，再利用頂出裝置將成形品頂出模具。模具學

6-3 塑膠模具設計【】三板式模具：三板式模具與二板式模具除固定側模板、可動側模板二塊主模板外，另加上一塊澆道脫料板，模具的主要部分是由此三塊模板構成，故稱三板式模具。三板式模具在開模時，成形品是由固定側模板及可動側模板之分模面取出；模具在構造上較複雜，且需使用較大鎖模行程的射出成形機來生產，故成本較高，但其最大的優點是可以高速自動化生產。模具學

圖6.70　二板式模具【】模具學

6-3 塑膠模具設計【】特殊機構模具：滑動模具：滑動模具是用以處理成形品的側面孔、浮凸、凹陷、倒鉤等情況的模具。當成形品在開模取出，會因模具之干涉而無法直接脫模時，必須先將干涉部位脫離，然後才能以頂出裝置將成形品頂出；在模具中脫離干涉部位通常應用滑動機構，使模具之部分組件做側向移動。模具學

圖6.72　滑動模具【】模具學

圖6.71　三板式模具【】模具學

6-3 塑膠模具設計【】無流道模具：無流道模具是將模具的流道系統特別加熱或保溫，使其中軟化的塑料不再固化，維持良好的流動狀態。在每次射出完成只冷卻成形品部分，也只取出成形品，流道部分不取出，因此在成形品上沒有流道需要處理。模具學

這種模具的優點是不需處理流道，塑料浪費少，成形品品質提高，但流道部位的溫度控制，使模具製造困難且昂貴，成形品生產數量不多時不合算。
6-3 塑膠模具設計【】這種模具的優點是不需處理流道，塑料浪費少，成形品品質提高，但流道部位的溫度控制，使模具製造困難且昂貴，成形品生產數量不多時不合算。無流道模具依塑料保溫與加熱方式可分為：滯液式噴嘴方式、延長噴嘴方式、絕熱澆道方式及加熱澆道方式等四種。模具學

6-3 塑膠模具設計【】壓縮成形、轉移成形及射出成形使用之模具都是利用充填型腔來製作成形品的，因此，型腔在模具中是最重要的主體。模具的構成以型腔為中心，加上模具合模對準零件、塑料流動的通路、成形品的頂出裝置、模溫控制裝置及安裝固定零件等。各種塑膠模具中，射出成形模具是使用最多、結構最完整、最具代表性之模具，本課程內容將以介紹射出成形模具為主。模具學

圖6.73　無流道模具【】模具學

6-3 塑膠模具設計【】二板式模具：二板式模具是最基本的射出成形模具，包含的零件如圖6.74所示，由這些零件組合成圖6.75之模具，模具可由分模面分開為固定側及可動側二部分，塑製成形品即由分模面取出。模具學

【】圖6.74　塑膠模具的組成模具學

一般二板式模具即包含有二塊模板，分別在固定側及可動側。
6-3 塑膠模具設計【】模板：模板是塑製成形品的部位。一般二板式模具即包含有二塊模板，分別在固定側及可動側。在固定側的是固定側模板，或稱為母模板，通常加工成凹入的形狀，用以塑製成形品的外表面。在可動側的是可動側模板，或稱為公模板，通常加工成凸出的形狀，用以塑製成形品的內表面。模具學

二塊模板合模時，內部凹凸配合形成的空間為型腔，塑料流入模板間充填型腔即可塑製成形品。
6-3 塑膠模具設計【】二塊模板合模時，內部凹凸配合形成的空間為型腔，塑料流入模板間充填型腔即可塑製成形品。二塊模板合模之接觸面為分模面，是固定側及可動側之分界面，也是取出成形品的地方。在模板內構成型腔部位，常因成形品形狀、生產量、加工、維修等因素，須使用與模板不同之材料來製作，再嵌入模板中，嵌入方式可在模板上加工穿透或不穿透孔。模具學

圖6.75　二板式模具構造【】模具學

導銷與導銷襯套是用以在模板開閉時做引導定位工作的，通常一組模具中至少要有四組導銷與導銷襯套。
6-3 塑膠模具設計【】導銷與導銷襯：導銷與導銷襯套是用以在模板開閉時做引導定位工作的，通常一組模具中至少要有四組導銷與導銷襯套。模具開閉時，導銷與導銷襯套間會有摩擦，故須使用具耐磨性材料製作，配合部位應研磨，且導銷上加工有油槽以加強潤滑；有時少量生產之模具不裝導銷襯套，直接在模板上鑽孔、鉸孔來引導。模具學

圖6.76　安裝嵌入模塊【】模具學

模具裝置時是將導銷裝於可動側，而將導銷襯套裝於固定側，且導銷引導部位長度應比凸模高出至少8～10mm。
6-3 塑膠模具設計【】導銷與導銷襯套均有A型與B型兩種型式，目前在市面上可方便的購買到，有各種長度，可依需要選用。裝置導銷與導銷襯套時，與模板上加工孔是採用緊配合，有時尚須以螺絲或銷固定，防止旋轉或脫落。模具裝置時是將導銷裝於可動側，而將導銷襯套裝於固定側，且導銷引導部位長度應比凸模高出至少8～10mm。模具學

定位環與豎澆道襯套是配合一起使用的，安裝在模具之固定側，作用為引導射出成形機噴嘴的塑料進入模具。
6-3 塑膠模具設計【】定位環與豎澆道襯套：定位環與豎澆道襯套是配合一起使用的，安裝在模具之固定側，作用為引導射出成形機噴嘴的塑料進入模具。豎澆道是塑料進入模具的通道，為方便加工、減少磨損、容易更換故做成襯套，少量生產的模具也可直接做在模板上。模具學

頂出裝置的作用是在成形品塑製完成開模後，將成形品及澆道頂出使其脫離模具。
6-3 塑膠模具設計【】頂出裝置：頂出裝置的作用是在成形品塑製完成開模後，將成形品及澆道頂出使其脫離模具。頂出裝置一般都在模具之可動側，利用開模行程或液壓缸使其產生動作；因此，設計成形品、模具時，即必須考慮在開模時要能使成形品附著於可動側。模具學

頂出銷是直接作用於成形品及澆道而將成形品及澆道頂出模具的零件，若無特殊需要，一般都採用圓形斷面，方便於加工，其大小依成形品情況而定。
6-3 塑膠模具設計【】頂出銷：頂出銷是直接作用於成形品及澆道而將成形品及澆道頂出模具的零件，若無特殊需要，一般都採用圓形斷面，方便於加工，其大小依成形品情況而定。頂出銷標準規格有四種型式： A、B、C型為圓形斷面，D型為長方形斷面，每種型式具備各種直徑及長度，可依需要選用。模具學

圖6.77　導銷與銷襯套【】圖6.78　導銷與凸模長度模具學

其作用是使頂出後頂出銷，在模具閉合時能回復至正常位置。
6-3 塑膠模具設計【】復歸銷：復歸銷又稱歸位銷。其作用是使頂出後頂出銷，在模具閉合時能回復至正常位置。復歸銷與頂出銷都是安裝於頂出板上，模具閉合時，復歸銷會先接觸到固定側模板，由固定側模板將復歸銷推回，同時帶動頂出板將頂出銷推回至正確位置，防止頂出銷碰觸到型腔。模具學

豎澆道拉料銷的作用是在模具開啟時，將豎澆道拉離開固定模，使其附著於可動模，並於頂出時連同成形品、澆道一起頂出。
6-3 塑膠模具設計【】豎澆道拉料銷：豎澆道拉料銷的作用是在模具開啟時，將豎澆道拉離開固定模，使其附著於可動模，並於頂出時連同成形品、澆道一起頂出。常用的型式是在銷端作成一缺口。模具學

圖6.79　定位環與豎澆道襯套【】模具學

止銷是裝置在可動側安裝板上，用以做為頂出板歸位時定位。
6-3 塑膠模具設計【】止銷：止銷是裝置在可動側安裝板上，用以做為頂出板歸位時定位。頂出板：頂出板包含上頂出板及下頂出板二塊，用以安裝頂出銷、復歸銷、豎澆道拉料銷等，並帶動這些銷子進行頂出及退回動作。模具學

6-3 塑膠模具設計【】間隔塊：間隔塊在模具中有二塊，是裝置於可動側模板與可動側安裝板之間，形成一箱形空間，供頂出板在其中移動。間隔塊應有足夠之高度，使頂出板能有足夠的移動行程以頂出成形品。模具學

安裝板固定模具於射出成形機上，通常裝置在模具二端。
6-3 塑膠模具設計【】安裝板：安裝板固定模具於射出成形機上，通常裝置在模具二端。固定側安裝板與固定側模板是直接以螺絲鎖在一起，可動側安裝板則是與可動側模板、承板、間隔塊等鎖在一起。安裝板通常比模板略大安裝模具於射出成形機時，利用壓板壓住安裝板固定，可在安裝板加工溝槽，直接以螺絲固定，模具學

三板式模具構造，模具主體固定側模板與可動側模板外，另加上一塊澆道脫料板。
6-3 塑膠模具設計【】三板式模具：三板式模具構造，模具主體固定側模板與可動側模板外，另加上一塊澆道脫料板。三塊模板在開模時會形成二個分模面，一個在澆道脫料板與固定側模板間，塑製時成形的澆道部位由此取出；另一個在固定側模板與可動側模板間，成形品由此取出。模具學

圖6.80　頂出銷圖6.81　復歸銷圖6.82　豎澆道拉料銷【】模具學

圖6.83　模具之固定【】模具學

三板式模具可動側構造與二板式模具差異不大，在固定側多加澆道脫料板，固定側模板並未固定，在支承銷上浮動。
6-3 塑膠模具設計【】三板式模具可動側構造與二板式模具差異不大，在固定側多加澆道脫料板，固定側模板並未固定，在支承銷上浮動。開模時模板間會有三個部位分開，分別為取出成形品及澆道的兩個分模面，及澆道脫料板與固定側安裝板間使澆道脫模。三個分開部位可利用張力環、鏈條拉桿或限位螺拴來帶動並控制開模距離。模具學

分開先後順序並無限制，但可利用彈簧、開閉器加以控制。
6-3 塑膠模具設計【】分開先後順序並無限制，但可利用彈簧、開閉器加以控制。模板間安裝彈簧時，會因彈簧彈力作用，使該部位最先開模；若使用開閉器時，會因開閉器扣住二塊模板，使該部位最後開模。模具學

圖6.84　三板式模具構造【】模具學

圖6.85　模板之帶動【】模具學

滑動模具可分為分件模方式及側向滑動模方式。
6-3 塑膠模具設計【】滑動模具：滑動模具可分為分件模方式及側向滑動模方式。為使凹陷、倒鉤、側面孔能順利脫模，使模具部分組件能在開模時做側向移動，移動行程引導通常使用T形槽。驅動模具組件側向移動裝置最常用的是角銷。模具學

圖6.86　開模順序控制【】模具學

無澆道式模具基本構造與二板式模具類似，唯在澆道部位構造較特殊。
6-3 塑膠模具設計【】無澆道式模具：無澆道式模具基本構造與二板式模具類似，唯在澆道部位構造較特殊。模具學

圖6.87　滑動模具構造【】模具學

模具是用以生產成形品工具，成形品好壞，模具是最主要影響因素。良好模具應具備條件包含：生產符合要求形狀及尺度精密度的成形品。
6-3 塑膠模具設計【】模具是用以生產成形品工具，成形品好壞，模具是最主要影響因素。良好模具應具備條件包含：生產符合要求形狀及尺度精密度的成形品。成形容易、成形品易脫模、成形週期短、可連續生產。外觀良好、結構堅固、故障少、耐久性好。模具設計週全考量、檢討各相關因素，是順利生產成形品根本要務。模具學

立式、臥式、柱塞式、螺桿式、直壓式、肘節式等選擇。
6-3 塑膠模具設計【】模具設計應考慮事項成形機方面：立式、臥式、柱塞式、螺桿式、直壓式、肘節式等選擇。成形機能力：射出量、射出壓力、鎖模力、最大模具尺度、鎖模行程、頂出行程、定位環尺度、噴嘴孔徑及圓弧半徑等。模具學

分模線、脫模斜度、厚度、尺度精密度、補強、孔、文字、嵌件等。
6-3 塑膠模具設計【 6-78 】成形品形狀與尺度：分模線、脫模斜度、厚度、尺度精密度、補強、孔、文字、嵌件等。成形品材料：材料種類、填充料、收縮率、熔點、流動性、比熱等。模具方面：模具材料決定，模具強度，二板式、三板式、特殊機構選擇。模具學

型腔數量及配置、塑料流道、型腔構成、分模面、澆口、排氣、頂出裝置、模溫控制裝置。
6-3 塑膠模具設計【】成形部位：型腔數量及配置、塑料流道、型腔構成、分模面、澆口、排氣、頂出裝置、模溫控制裝置。模具加工方面：選擇加工機械，型腔細加工，熱處理，模具組裝。模具設計應考慮事項範圍非常廣泛，務必對各種因素深入瞭解。模具學

在模具中為取出成形品而分開模板接觸面，稱為分模面；由分模面在成形品上留下細線痕跡，稱為分模線用P.L.表示。
6-3 塑膠模具設計【】分模線：在模具中為取出成形品而分開模板接觸面，稱為分模面；由分模面在成形品上留下細線痕跡，稱為分模線用P.L.表示。模具分模面是由成形品分模線來決定；也就是必須先由成形品來決定分模線，再由分模線決定模具分模面。模具學

設計塑膠成形品時，應考慮如何自模具中取出，對分模線做好規劃。設計塑膠模具時，也必須考慮如何在成形後自模具中取出成形品。
6-3 塑膠模具設計【】設計塑膠成形品時，應考慮如何自模具中取出，對分模線做好規劃。設計塑膠模具時，也必須考慮如何在成形後自模具中取出成形品。分模線應選在能順利頂出成形品位置，通常成形品最大外形斷面處。模具學

6-3 塑膠模具設計分模線考慮項目：儘量選在不明顯、不影響外觀的位置。避免形成凹陷、倒鉤。應位於加工容易之位置。
【】分模線考慮項目：儘量選在不明顯、不影響外觀的位置。避免形成凹陷、倒鉤。應位於加工容易之位置。應考慮澆口的形狀與位置。應選在成形品後加工容易的位置。模具學

圖6.88　分模面與分模線【】模具學

圖6.89　分模面在最大斷面【】模具學

為了使成形品容易從模具中頂出，在頂出方向的成形品表面必須有脫模斜度，以減小成形品與模具的摩擦。
6-3 塑膠模具設計【】脫模斜度：為了使成形品容易從模具中頂出，在頂出方向的成形品表面必須有脫模斜度，以減小成形品與模具的摩擦。脫模斜度的大小，視成形方法、成形品功能、成形品厚度、成形品形狀、成形材料以及內、外表面等因素而定。模具學

通常若成形品功能與外觀許可下，脫模斜度可儘量取較大值，方便於脫模。
6-3 塑膠模具設計【】通常若成形品功能與外觀許可下，脫模斜度可儘量取較大值，方便於脫模。成品脫模斜度至少在1/30～1/60(角度約2°～1°)以上。高精密度的成品則可採用到1/100～1/200(角度約1/2° ～1/4°)。當成形材料收縮率較大時需要較大的脫模斜度，才能順利脫模；為使成形品在開模時能附著在可動側(凸模)，通常可動側脫模角應較固定側(凹模)略小1/2°～1°。模具學

圖6.90　分模面選用【】模具學

6-3 塑膠模具設計【】塑膠成形品的厚度以各處都能均一最理想，但實際會因使用上要求、製作上因素而無法有一致的厚度。成形品厚度較厚時，其強度較高，塑料在型腔內流動阻力較小，但也因而會有較大的收縮，及冷卻固化時間長問題。決定成形品厚度時，除應就成形品強度、外觀、構造、重量、絕緣等需求，以及成形時塑料流動性、固化、頂出、精密度、模具強度等因素詳加考慮。模具學

圖6.91　脫模斜度【】模具學

圖6.92　成形品厚度均一【】模具學

6-3 塑膠模具設計成形品厚度變化：厚度不同時，以緩慢變化為原則。成形品的厚薄比例，不超過3：1。補強及防止變形：
【】成形品厚度變化：厚度不同時，以緩慢變化為原則。成形品的厚薄比例，不超過3：1。補強及防止變形：圓角：成形品面與面交接處會有應力集中現象，且塑料流動阻力大，需使用較大成形壓力，造成更大應力，容易變形，故在成形品轉角處應以圓角連接，以減少應力。模具學

表6.13　一般塑料的成形品厚度標準【】模具學

轉角採用圓角也可提高成形品及模具強度，防止模具熱處理破裂。厚度及形狀變化：厚度變化與變更斷面形狀都能提高成形品強度。
6-3 塑膠模具設計【】轉角採用圓角也可提高成形品及模具強度，防止模具熱處理破裂。　厚度及形狀變化：厚度變化與變更斷面形狀都能提高成形品強度。側壁的帶狀補強，這種應用違反壁厚均一原則，但可增加強度、防止變形，也可改善塑料的流動性。箱形底部大平面的補強，都是以改變斷面形狀來提高強度。模具學

肋的設置可增加強度，防止平面翹曲，也可改善塑料的流動性；通常欲提高成形品強度時，設置補強肋比加大成形品厚度經濟有效。
6-3 塑膠模具設計【】肋：肋的設置可增加強度，防止平面翹曲，也可改善塑料的流動性；通常欲提高成形品強度時，設置補強肋比加大成形品厚度經濟有效。肋的斷面形狀，厚度越大，強度越高，但若超過成形品厚度80%以上時，會在肋與成形品連接的背面產生收縮下陷；肋的適當厚度，一般約取成形品厚度的0.5～0.8倍。模具學

凸轂包含組合件或嵌入件的承座、孔周圍的補強以及局部的增高。凸轂在成形品上是厚度的增加，較容易造成收縮下陷。
6-3 塑膠模具設計【】凸轂：凸轂包含組合件或嵌入件的承座、孔周圍的補強以及局部的增高。凸轂在成形品上是厚度的增加，較容易造成收縮下陷。凸轂在設計時幾項原則：凸轂長度避免超過直徑的兩倍。凸轂長度太長時，容易造成彎曲與變形，若有必要增長時，應加上肋來補強。模具學

圖6.93　成形品厚度的變化【】圖6.94　圓角模具學

圖6.95　側壁帶狀補強圖6.96　箱形邊緣補強【】模具學

圖6.97　箱形底部補強圖6.98　肋的形狀【】模具學

圓形斷面凸轂加工較容易，且塑料流動可較順利，是理想的形狀。
6-3 塑膠模具設計【】凸轂斷面形狀以圓形為主：圓形斷面凸轂加工較容易，且塑料流動可較順利，是理想的形狀。成形品可以凸轂做為底座：以凸轂為底座時，約凸出於底面0.3～0.5mm為宜。模具學

塑膠成形品上常須設有孔，孔有圓孔、方孔等各種形狀，通常若無特別要求，孔應用一般是以圓形為主在模具中是以模心銷成形。
6-3 塑膠模具設計【】孔：塑膠成形品上常須設有孔，孔有圓孔、方孔等各種形狀，通常若無特別要求，孔應用一般是以圓形為主在模具中是以模心銷成形。模具學

孔與內壁之距離，當孔徑3mm以上時，不得小於孔徑；當孔徑3mm以下時，不得小於3mm。
6-3 塑膠模具設計【】孔設計時注意事項：孔與孔間距離至少須與孔徑相等。孔邊緣至成品邊緣距離，不得小於孔徑2倍。孔與內壁之距離，當孔徑3mm以上時，不得小於孔徑；當孔徑3mm以下時，不得小於3mm。與塑料流動方向成直角的盲孔，孔徑在1.5mm以下時，模心銷有彎曲之虞，孔深L應在孔徑之2倍以下。模具學

圖6.99　以肋補強轂圖6.101　以轂為底座圖6.100　轂不可太接近轉角【】模具學

模心銷對接形成的孔，可能產生偏心，加大一端的孔徑。孔的周圍壁厚應加厚。螺紋成形注意事項：避免使用螺距0.8mm以下的螺紋。
6-3 塑膠模具設計【】模心銷對接形成的孔，可能產生偏心，加大一端的孔徑。孔的周圍壁厚應加厚。螺紋成形注意事項：避免使用螺距0.8mm以下的螺紋。避免使用許可差小於塑料收縮量的螺紋。模具學

長螺紋會因塑料收縮產生大誤差，應避免使用。螺紋配合應有0.1～0.4mm的間隙。螺紋須設有1/15～1/25脫模斜度。
6-3 塑膠模具設計【】長螺紋會因塑料收縮產生大誤差，應避免使用。螺紋配合應有0.1～0.4mm的間隙。螺紋須設有1/15～1/25脫模斜度。螺紋的牙不可延續到成形品末端，如此會造成薄緣及切通，模具加工不易，且螺紋壽命減短。末端應至少留有0.8mm的平坦部分。模具學

【】圖6.102　成形品孔的位置圖6.103　盲孔成形圖6.104　模心銷對接形成孔模具學

利用模具成形塑膠成形品，其尺度通常會比模具尺度略小，也就是成形時塑膠成形品會有收縮。
6-3 塑膠模具設計【】成形收縮率：利用模具成形塑膠成形品，其尺度通常會比模具尺度略小，也就是成形時塑膠成形品會有收縮。成形品收縮原因，主要為溫度的改變及塑料分子結構的影響。收縮的多少是以收縮率來表示，計算收縮率時，是以常溫的模具尺度D與成形品尺度來比較的。模具學

可利用成形品尺度及收縮率推算出模具尺度，成形品尺度是由成形品設計定出的，而收縮率會因各種因素而有變動。
6-3 塑膠模具設計【】可利用成形品尺度及收縮率推算出模具尺度，成形品尺度是由成形品設計定出的，而收縮率會因各種因素而有變動。溫度是主要因素，成形時塑料是在高溫狀態下充填型腔，等成形品脫模、冷卻後是在常溫，其溫度變化約在200～300℃。模具學

材料線膨脹係數與溫度變化，可獲得溫度影響之收縮率概略值。影響收縮率主要因素包括塑料分子結構、填充材料與塑料本身特性。
6-3 塑膠模具設計【】材料線膨脹係數與溫度變化，可獲得溫度影響之收縮率概略值。影響收縮率主要因素包括塑料分子結構、填充材料與塑料本身特性。塑膠成形品在實際成形時，尚會受到成形條件、塑料流態、澆口設計、成形品厚度等因素影響。模具設計時，能將各種因素考慮周詳，才能獲得高精密度的成形品。模具學

圖6.105　螺紋的設計【】模具學

在射出成形加工中，模具需承受很高的射出壓力與鎖模壓力；模具的各構成部分要有足夠的強度，才不致於產生破裂或變形。
6-3 塑膠模具設計【】模具強度計算：在射出成形加工中，模具需承受很高的射出壓力與鎖模壓力；模具的各構成部分要有足夠的強度，才不致於產生破裂或變形。欲瞭解模具需要的強度時，首先應知道塑料射入型腔中的壓力，型腔中的壓力會因塑料種類、成形品厚度、模具型態以及成形條件而有所差異。模具學

強度計算時約取500～700kg/。實際計算模具強度時，是以模具允許的變形量為依據的。
6-3 塑膠模具設計【】強度計算時約取500～700kg/。實際計算模具強度時，是以模具允許的變形量為依據的。模具允許變形量，依成形品需求及塑料流動性而異，一般精密度要求不高的成形品可取0.1～0.2mm，如此成形品上可能會有毛邊產生。精密度要求高且不允許有毛邊時，流動性較差塑料約採用0.04mm，流動性良好塑料則須在0.02mm以下。模具學

瞭解成形品的形狀、材質、數量、特性，選定分模線位置。
6-3 塑膠模具設計【】模具設計程序分析成形品：瞭解成形品的形狀、材質、數量、特性，選定分模線位置。決定模具大小及材質：依據成形品情況、生產需要進行成形品佈置，計算模具強度，決定模板尺度、材質。模具學

計算其他各模板尺度、強度，決定各零件尺度、規格、材質。
6-3 塑膠模具設計【】決定模具結構：計算其他各模板尺度、強度，決定各零件尺度、規格、材質。相關資料：瞭解成形機資料、冷卻系統資料、塑料收縮率等。繪製組合圖：注意模具組合、加工方法、功能。模具學

6-3 塑膠模具設計繪製零件圖：計算收縮率，注意配合許可差、加工方法。檢查設計結構及尺度。 6 - 315 模具學
【】繪製零件圖：計算收縮率，注意配合許可差、加工方法。檢查設計結構及尺度。模具學

範圍包括流路系統、頂出系統、模溫控制、滑動側模。一副設計完善模具不僅製作容易、使用壽命長、也直接降低鑄件生產成本，因此必須謹慎而行。
6-4 壓鑄模具設計【】壓鑄模具設計：範圍包括流路系統、頂出系統、模溫控制、滑動側模。一副設計完善模具不僅製作容易、使用壽命長、也直接降低鑄件生產成本，因此必須謹慎而行。模具學

壓鑄模流路系統由鑄入口、澆道、澆口、模穴、溢流槽、排氣孔所組成。
6-4 壓鑄模具設計【】壓鑄模流路系統由鑄入口、澆道、澆口、模穴、溢流槽、排氣孔所組成。通常澆道、澆口、溢流槽、排氣孔等均設於分模面，鑄入口則與分模面成垂直方向。模具學

高壓合金熔液離開壓鑄機體後，即從模具鑄入口進入澆道。
6-4 壓鑄模具設計【】鑄入口：高壓合金熔液離開壓鑄機體後，即從模具鑄入口進入澆道。冷室壓鑄模的鑄入口一般稱為射料套筒。熱室壓鑄模鑄入口則稱為豎澆道。鑄入口由於高溫保持的時間較長，需特別注意冷卻。模具學

6-4 壓鑄模具設計【】鑄入套筒：冷室壓鑄機的鑄入套筒為柱塞通過鑄入缸的一部份，其型式有三種，鑄入套筒設有分液部，鑄入餘料在開模時可因收縮而附著在可動模的分液部上，以便於頂出。鑄入套筒設計需注意鑄入餘料在開模時，可能會附著在固定模上的問題，且模板厚度必須配合鑄入套筒設計。其優點是允許設計者自由設計固定模的厚度，並可提供順暢的流道。模具學

圖6.106　壓鑄模流路系統的各部名稱【】模具學

6-4 壓鑄模具設計【】豎澆道：熱室法的鑄入口稱為豎澆道，由豎澆道襯套與分流子組成，豎澆道是一個傾斜的孔道，每邊約為5°的錐度，豎澆道襯套與分流子其標準型式可分為檔板型與階疊型兩種。模具學

豎澆道襯套與壓鑄機噴嘴接合，應防止熔液之溢出，將豎澆口弧度半徑設計得比噴嘴接合弧度的半徑略大，即＞約0.5mm左右。
6-4 壓鑄模具設計【】豎澆道襯套與壓鑄機噴嘴接合，應防止熔液之溢出，將豎澆口弧度半徑設計得比噴嘴接合弧度的半徑略大，即＞約0.5mm左右。豎澆口的小端口徑也比噴嘴略大，以防止合金熔液固化而不易脫出。模具學

圖6.107　冷室壓鑄模的鑄入套筒【】模具學

圖6.108　豎澆道襯套【】模具學

圖6.109　檔板型與階疊型分流子【】模具學

圖6.110　豎澆道與噴嘴的接合設計【】模具學

圖6.111　流道式豎澆道【】模具學

圖6.112　小型壓鑄模的豎澆道【】模具學

利用金屬收縮特性，使豎澆道餘料附著在分流子上拉離豎澆道。
6-4 壓鑄模具設計【】豎澆道分流子又稱為撒播器。功用：使合金熔液分流撒播逐漸改變其流動方向。利用金屬收縮特性，使豎澆道餘料附著在分流子上拉離豎澆道。分散豎澆道的熱量。模具學

澆道設於分模面上，合金溶液由鑄入口經此通道到達模穴澆口。
6-4 壓鑄模具設計【】澆道：澆道設於分模面上，合金溶液由鑄入口經此通道到達模穴澆口。澆道設計注意事項：需能保持熔液溫度。能保持模溫的平衡。避免熔液流動時捲入空氣。能固定補給澆口供給量。模具學

6-4 壓鑄模具設計【】澆道斷面形狀：澆道的斷面形狀有圓形、梯形、半圓形、方形及長方形等。其中以圓形斷面的流動性最佳，原因是在相同的體積下，其表面積最小，亦即與熔液的接觸最少，熱與壓力損失少。但是圓形澆道需設在固定模與可動模上，製作不易。梯形的流動性次之，製作簡易一般皆採用。梯形澆道斷面形狀，用於錐形切線澆道。模具學

澆道形狀設計，並沒有固定模式，但熔液充填時所可能產生亂流現象，應儘可能避免。
6-4 壓鑄模具設計【】澆道形狀：澆道形狀設計，並沒有固定模式，但熔液充填時所可能產生亂流現象，應儘可能避免。冷室壓鑄法所使用澆道，多採直線型，且澆道的長度宜儘量短。熱室壓鑄法的澆道稍長且較彎曲，澆道設計成彎曲，熔液的流動較好，但曲率不能過大，否則易捲入空氣，造成不良之鑄件。模具學

圖6.113　澆道的各種斷面形狀圖6.114　錐形切線澆道的梯形斷面【】模具學

圖6.115　澆道曲率過大易捲入空氣產生氣泡【】模具學

圖6.116　冷室壓鑄模的澆道型式圖6.116　冷室壓鑄模的澆道型式【】模具學

較寬的澆道若採複澆道充填熔液則較優於單澆道的設計，冷室壓鑄模的澆道型式。
6-4 壓鑄模具設計【】較寬的澆道若採複澆道充填熔液則較優於單澆道的設計，冷室壓鑄模的澆道型式。複澆道斷面積的變化較能控制合金熔液的流動，且澆道處所引起的高模溫也較單澆道容易調節。模具學

澆道大小視鑄件的形狀大小而定，其寬度約從10mm至80mm，厚度則在4mm～8mm左右，特大鑄件可到達l5mm的厚度。
6-4 壓鑄模具設計【】澆道大小：澆道大小視鑄件的形狀大小而定，其寬度約從10mm至80mm，厚度則在4mm～8mm左右，特大鑄件可到達l5mm的厚度。設計的原則，澆道寬度與澆道厚度比為1.6～1.8比1。澆道斷面積應沿著流動的方向逐漸減小，以保持合金熔液的流速及避免滲入空氣。模具學

圖6.117　單一模穴可以採用的澆道形狀【】模具學

圖6.118　環形鑄件的澆道配置【】圖6.119　矩形鑄件的澆道配置模具學

澆口為模穴進料門徑，具有充填、控制流速及扼阻熔液回流功能。
6-4 壓鑄模具設計【】澆口：澆口為模穴進料門徑，具有充填、控制流速及扼阻熔液回流功能。其位置、形狀和尺寸的設計，對於鑄件的尺寸精密度、組織密度及強度影響甚鉅。模具學

為了方便製作，澆口一般皆設於分模面上，設置的位置也直接受到鑄件形狀及肉厚問題的影響，澆口設在肉厚較厚處，使熔液流向肉薄處可得較佳鑄件。
6-4 壓鑄模具設計【】澆口位置：為了方便製作，澆口一般皆設於分模面上，設置的位置也直接受到鑄件形狀及肉厚問題的影響，澆口設在肉厚較厚處，使熔液流向肉薄處可得較佳鑄件。模具學

6-4 壓鑄模具設計澆口設置注意事項：澆口去除作業難易。鑄件組織稠密度和外觀。合金熔液的流動。熱傳導問題。 6 - 342
【】澆口設置注意事項：澆口去除作業難易。鑄件組織稠密度和外觀。合金熔液的流動。熱傳導問題。模具學

澆口若過大，則鑄件密度較鬆弛，且澆口凝固時間長，容易產生收縮孔。澆口若過小鑄件易生成海綿狀微小孔洞或不易充填。
6-4 壓鑄模具設計【】澆口大小：澆口若過大，則鑄件密度較鬆弛，且澆口凝固時間長，容易產生收縮孔。澆口若過小鑄件易生成海綿狀微小孔洞或不易充填。澆口厚度在鋁合金一般採用0.5～1.5mm，在鋅合金則為0.3～l mm。澆口的寬度不宜太寬，澆口中心與末端的流速差別甚大，澆口寬度超過80mm時，宜分割成數個澆口。模具學

圖6.120　框形鑄件的澆道配置圖6.121　複數模穴的澆道配置【】模具學

常用澆口有扁平澆口、扇形澆口、片狀澆口、環狀澆口以及錐形切線邊緣澆口等。
6-4 壓鑄模具設計【】澆口種類：常用澆口有扁平澆口、扇形澆口、片狀澆口、環狀澆口以及錐形切線邊緣澆口等。扁平澆口：為大型或不規則鑄件常使用澆口，這種澆口為最常用的澆口，可由端銑刀直接加工，製作容易。模具學

主要用於薄斷面或大面積鑄件，澆口流動性佳，去除作業容易，但製作較困難。
6-4 壓鑄模具設計【】扇形澆口：主要用於薄斷面或大面積鑄件，澆口流動性佳，去除作業容易，但製作較困難。薄片澆口：澆口呈薄膜狀，主要用於薄板狀鑄件。模具學

圓筒形的鑄件若以側面澆口鑄入，心型脫模較困難，鑄件容易有熔接線缺陷如圖環形澆口鑄入較佳。
6-4 壓鑄模具設計【】環形澆口：圓筒形的鑄件若以側面澆口鑄入，心型脫模較困難，鑄件容易有熔接線缺陷如圖環形澆口鑄入較佳。為配合錐形切線澆道使用的一種澆口，澆口厚度可較一般澆口薄，可薄至0.15～0.3mm之厚度，液流成輻射狀進入，可減少壓力損失，且鑄件修整容易。模具學

圖6.122　扁平澆口圖6.123　典型的扇形澆口【】模具學

圖6.124　薄片狀澆口【】模具學

圖6.125　環狀澆口【】模具學

模穴外圍適當的設置若干小模穴，可使合金熔液押入模穴時，完全將空氣逸出，這個小模穴稱為溢流槽溢流槽並非鑄件，因此需去除。
6-4 壓鑄模具設計【】溢流槽：模穴外圍適當的設置若干小模穴，可使合金熔液押入模穴時，完全將空氣逸出，這個小模穴稱為溢流槽溢流槽並非鑄件，因此需去除。模具學

6-4 壓鑄模具設計設置溢流槽目的：收集模穴內離型劑與潤滑劑雜物。平衡模溫。脫料平台，鑄件頂出可不留痕跡。
【】設置溢流槽目的：收集模穴內離型劑與潤滑劑雜物。平衡模溫。脫料平台，鑄件頂出可不留痕跡。導入滯留於模穴角落較冷合金熔液。設澆口對側，可防止熔液捲入空氣。模具學

6-4 壓鑄模具設計溢流槽設置：溢流槽設置考慮因素：模穴內氣體不易排出處。模溫較低處。鑄件熔接線處。易使模穴內壓力上昇處。
【】溢流槽設置：溢流槽設置考慮因素：模穴內氣體不易排出處。模溫較低處。鑄件熔接線處。易使模穴內壓力上昇處。模具學

圖6.126　錐形切線澆口【】模具學

溢流槽一般皆設置在可動模側分模面上。若固定模溫度低於可動模時溢流槽設置在固定模上可平衡模溫但必須注意溢流槽之脫模問題。
6-4 壓鑄模具設計【】溢流槽一般皆設置在可動模側分模面上。若固定模溫度低於可動模時溢流槽設置在固定模上可平衡模溫但必須注意溢流槽之脫模問題。當溢流槽需加大尺寸，而在可動模無法安排、安置時，可將欲加大溢流槽設在固定模。溢流槽採多數個小型溢流槽的設計優於少數個大型溢流槽的設計。合金熔液在進入溢流槽後，流動性因冷卻而急速降低。模具學

圖6.127　溢流槽【】模具學

圖6.128　溢流槽的設置【】模具學

溢流槽尺寸大小與數目設計，與鑄件形狀、模溫的調節、模穴容積、澆道長度都有關係。
6-4 壓鑄模具設計【】溢流槽大小與數目：溢流槽尺寸大小與數目設計，與鑄件形狀、模溫的調節、模穴容積、澆道長度都有關係。對於溢流槽的尺寸大小設計，溢流槽澆口總斷面積約為澆口的60～70%，厚度為0.50mm～ 0.75mm。模具學

圖6.129　溢流槽的形狀與設計【】模具學

圖6.130　溢流槽的尺寸設計例圖6.132　溢流槽的尺寸設計例【】模具學

合金熔液壓入模穴的同時，模穴內部的空氣即從排氣孔被排出。
6-4 壓鑄模具設計【】排氣孔：合金熔液壓入模穴的同時，模穴內部的空氣即從排氣孔被排出。設置排氣孔最主要的目的是使模穴內的空氣有一定的通道排出，模穴內的空氣若無法完全排出時，容易為熔液捲入而成氣孔。排氣孔雖是小小的尺寸，卻非常重要。模具學

圖6.133　排氣孔【】模具學

圖6.134　排氣孔位置【】模具學

排氣孔設在分模面上，設在處時，熔液可能在未充滿模穴時，已將排氣孔封閉，因此不適當；設在處位置則較佳。
6-4 壓鑄模具設計【】排氣孔位置：模穴內液流最後到達的位置。遠離澆口最遠處。合金熔液壓入，直接衝擊位置。鑄孔容易生成的位置。排氣孔設在分模面上，設在處時，熔液可能在未充滿模穴時，已將排氣孔封閉，因此不適當；設在處位置則較佳。模具學

排氣孔位置距離澆口遠近、熔液壓入壓力高低、鑄入溫度以及模具溫度等對於排氣孔大小有所影響。
6-4 壓鑄模具設計【】排氣孔大小：排氣孔位置距離澆口遠近、熔液壓入壓力高低、鑄入溫度以及模具溫度等對於排氣孔大小有所影響。一般排氣孔的斷面積約為澆口斷面積的50%較為理想。模具學

鑄件成形後會因冷卻而收縮附著在模心上，為使頂出方便，應將鑄件設計留在可動模上。
6-4 壓鑄模具設計【】鑄件成形後會因冷卻而收縮附著在模心上，為使頂出方便，應將鑄件設計留在可動模上。鑄件固著於心型程度，因鑄件的形狀而異。頂出位置選定注意事項：頂出力的均衡。設在不易脫模處。模具學

圖6.135　頂出位設在不易脫模處【】圖6.136　頂出位於強度較佳處模具學

【】圖6.137　頂出位置避免設在曲面上圖6.138　頂出銷的位置模具學

6-4 壓鑄模具設計設於強度較佳處。設於強度較佳的肋及突緣。避免設在曲面上。無法避免，應設法使頂出銷固定。 6 - 369
【 6-105】設於強度較佳處。設於強度較佳的肋及突緣。避免設在曲面上。無法避免，應設法使頂出銷固定。模具學

6-4 壓鑄模具設計鑄件頂出方式：頂出銷標準頂出法：
【】鑄件頂出方式：頂出銷標準頂出法：頂出銷頂出鑄件，是最普遍及最經濟方法，不僅頂出銷孔製作容易，配合精密度也易達到，且具有互換性，如使用中不慎折斷，更換一支同尺寸頂出銷即可恢復作業，為頂出銷的裝配情形。模具學

鑄件若為突緣時，以頂出套筒頂出更為確實。
6-4 壓鑄模具設計【】頂出套筒頂出法：鑄件若為突緣時，以頂出套筒頂出更為確實。頂出套筒為管狀，安裝於頂出板上，心型銷則固定在固定板上。特殊型頂出套筒，頂出套筒安裝於頂出板上，心型銷則固定在可動板或承板上，這種特殊型頂出套筒，外圍製作有四條溝槽。模具學

圖6.139　頂出桿的連結方式圖6.140　以T型桿連結頂出板的方式【】模具學

圖6.141　頂出銷的裝配情形【】模具學

圖6.142　頂出套筒裝於頂出板的情形【】模具學

圖6.143　頂出套筒的各部結構【】模具學

圖6.144　特殊型頂出套筒及結構【】模具學

頂出環頂出鑄件方式很類似頂出套筒頂出法，其優點是頂出時以鑄件的全端面作頂出，頂出平穩不易發生變形。
6-4 壓鑄模具設計【】頂出環頂出法：頂出環頂出鑄件方式很類似頂出套筒頂出法，其優點是頂出時以鑄件的全端面作頂出，頂出平穩不易發生變形。脫料板頂出法：鑄件多數時，頂出環製作就不夠經濟，改以製作成整體脫料板，則模具構造可簡化許多，較為經濟，脫料板結構。模具學

6-4 壓鑄模具設計【】傾斜頂出法：鑄件頂出方向與壓鑄機開啟方向相同，有些鑄件因其形狀特殊，頂出的方向不是與分模面垂直，這時頂出裝置需要配置在傾斜面上，若傾斜角度不大，頂出板可設計與模框平行，而頂出器與分模面垂直。模具學

圖6.145　頂出環的應用【】模具學

6-4 壓鑄模具設計【】圓形斷面以外頂出法：圓形斷面頂出器在製作和實用上有其優點所在，但若以較小的頂出銷在薄斷面做頂出，有時鑄件不但不易頂出，且頂出銷有折斷之虞，改以頂出板頂出，則頂出效果較佳，在心型肩部頂出板配合溝槽，做出三個側面即可，製作簡單頂出片四面以研磨方式即可達成所要精度。模具學

圖6.146　脫料板之結構【】模具學

圖6.147　傾斜頂出之一【】模具學

圖6.148　傾斜頂出之二【】模具學

以一般的頂出裝置頂出時，頂出器頂出動作全部一致，但是有些場合可藉著兩組頂出器做出兩段不同動作，而達到自動化作業。
6-4 壓鑄模具設計【】兩段頂出法：以一般的頂出裝置頂出時，頂出器頂出動作全部一致，但是有些場合可藉著兩組頂出器做出兩段不同動作，而達到自動化作業。採以兩組頂出器做兩段頂出裝置，先以板上的頂出銷將澆道頂出，再以板上的頂出銷頂出鑄件。是將第二組的頂出板省略，改以延遲銷代替，同樣可做兩段頂出。模具學

以自動掉落法較快且較經濟，由於鑄件的硬度極高，採自動掉落法，鑄件必須避免與模心碰撞，做法是採用加速頂出銷動作。
6-4 壓鑄模具設計【】加速銷頂出法：將鑄件自模穴取出方式：第一是自動掉落法。第二是以機械手臂取出法。以自動掉落法較快且較經濟，由於鑄件的硬度極高，採自動掉落法，鑄件必須避免與模心碰撞，做法是採用加速頂出銷動作。模具學

圖6.149　頂出板的結構與應用【】模具學

圖6.150　兩段頂出先頂出澆道【】圖6.151　採延遲銷做二段頂出模具學

頂出銷頂出鑄件，同時將浮動銷與加速銷拉出。
6-4 壓鑄模具設計【】鑄件彈離頂出銷掉落下水槽方式：開模後的情形。頂出銷頂出鑄件，同時將浮動銷與加速銷拉出。槓桿凸輪開始發生作動，加速銷同時將浮動銷拉出。加速銷繼續受槓桿凸輪作動，將鑄件從浮動銷上頂出。模具學

圖6.152　加速銷的頂出步驟【】模具學

圖6.153　齒輪與齒條加速頂出應用例【】模具學

圖6.154　齒輪與齒條加速頂出應用【】模具學

模具溫度的調節對於鑄件表面精密度、強度、收縮性以及模具壽命與壓鑄週期皆有直接的影響。
6-4 壓鑄模具設計【】模溫調節重要性：模具溫度的調節對於鑄件表面精密度、強度、收縮性以及模具壽命與壓鑄週期皆有直接的影響。模溫過高影響：增長壓鑄週期。鑄件附著模穴上，增加頂出困難。鑄件易生氣孔，收縮率增大。離型劑易揮發、變質。模具學

模溫的控制，在壓鑄前，宜先將模溫預熱到一定範圍，可提高初期良品率。
6-4 壓鑄模具設計【】模溫過低影響：模具容易熱衝擊產生細微裂痕。易影響合金熔液流動性。鑄件組織較鬆弛，降低強度及表面精度。鑄件收縮較快，頂出不易。模溫的控制，在壓鑄前，宜先將模溫預熱到一定範圍，可提高初期良品率。模具學

模溫控制在模具內設置冷卻水道，藉著水流速比來調節。
6-4 壓鑄模具設計【】模溫控制方法：模溫控制在模具內設置冷卻水道，藉著水流速比來調節。冷卻水道設置考慮事項：模溫均勻控制，避免應力龜裂。採多數小水道冷卻，優於少數大水道冷卻。鑄入口處採單獨水套冷卻。模心或鑄件壁較厚處冷卻需充份。模具學

設計時應注意水道壁至模穴表面距離，採水冷卻為20～25mm，採油冷卻為10mm～20mm較佳。
6-4 壓鑄模具設計【】模溫控制方式：直流式噴流式循環式直流式：直流式冷卻法用於模穴冷卻。設計時應注意水道壁至模穴表面距離，採水冷卻為20～25mm，採油冷卻為10mm～20mm較佳。模具學

噴流式冷卻法主要用於模心、分流子、或肉厚處等局部之冷卻，此法的液流方式是採從內管道噴出，再由管外圍流出。
6-4 壓鑄模具設計【】噴流式：噴流式冷卻法主要用於模心、分流子、或肉厚處等局部之冷卻，此法的液流方式是採從內管道噴出，再由管外圍流出。模具學

圖6.155　直流式冷卻法【】模具學

圖6.156　水道壁至模穴之最佳距離【】模具學

圖6.157　噴流式冷卻法【】模具學

圖6.158　噴流式冷卻水套的結構圖6.159　大心型的噴流式冷卻水套【】模具學

循環式冷卻法主要用於鑄入口或豎澆道襯套冷卻。
6-4 壓鑄模具設計【】循環式：循環式冷卻法主要用於鑄入口或豎澆道襯套冷卻。冷卻水道配置，必須注意不得太密集，否則模具可能受水道的損壞而生裂縫，影響其壽命。模具學

圖6.160　分流子之噴流式冷卻範例【】模具學

圖6.161　鑄入口(豎澆道)襯套的循環式冷卻【】模具學

缺點為易蒸發、模具容易受水蒸氣氧化生銹。
6-4 壓鑄模具設計【】冷卻用流體：冷卻用流體分為水與油兩種。冷卻水溫度控制約在20℃～98℃。如需調節較高溫度，須加壓控制。缺點為易蒸發、模具容易受水蒸氣氧化生銹。冷卻油溫度控制範圍約在20℃～300℃左右。使用冷卻油以發熱油較多。模具學

鑄件凹孔或清角部份，無法在固定模與可動模分模方向成形，則必須採用可動心型來達成。
6-4 壓鑄模具設計【】可動心型：鑄件凹孔或清角部份，無法在固定模與可動模分模方向成形，則必須採用可動心型來達成。可動心型可分為分解式心型與側模心型兩類。分解式心型是由多件心型組合而成通常用在鑄件內部清角成形，其心型做成可活動的。模具學

圖6.162　水道的位置結構【】模具學

分解式心型兼作頂出用，以導銷在襯套上定位，固定心型F在鑄件頂出後，提出一空間，幫助分解式心型自鑄件上卸下。
6-4 壓鑄模具設計【】分解式心型兼作頂出用，以導銷在襯套上定位，固定心型F在鑄件頂出後，提出一空間，幫助分解式心型自鑄件上卸下。採用可分解式心型成形，耗時又費力，且心型需作準備定位。分解式心型以筍頭或定位銷定位。側模心型用在鑄件外部清角成形，其主要構件包括導座、鎖模楔和作動器等。模具學

圖6.163　分解式心型的應用【】模具學

圖6.164　分解式心型的定位方式【】模具學

導座功用是在使心型能循一定軌道裝入或拔出。精密度要求甚高。導座的幾種基本型式： (c)(d)設計適用於小型側模心型使用，製作較容易。
6-4 壓鑄模具設計【】導座功用是在使心型能循一定軌道裝入或拔出。精密度要求甚高。導座的幾種基本型式： (c)(d)設計適用於小型側模心型使用，製作較容易。 (a)設計適用於大型側模心型使用(b)設計較差，因側模心型與導座之配合面過多，製作不易。模具學

為防止導座摩耗，小型模具導座以硬化鋼或青銅製作。大型模具則在導座上製作油槽潤滑，以防止磨耗
6-4 壓鑄模具設計【】為防止導座摩耗，小型模具導座以硬化鋼或青銅製作。大型模具則在導座上製作油槽潤滑，以防止磨耗模具學

【】圖6.165　側模心型導座的基本型式模具學

圖6.166　硬化鋼或青銅製作之導座【】模具學

側模心型裝入位置之保持，是由固定塊定位的，因其形狀為楔形，故也稱其為鎖模楔形塊。
6-4 壓鑄模具設計【】側模心型裝入位置之保持，是由固定塊定位的，因其形狀為楔形，故也稱其為鎖模楔形塊。側模心型以作動器送回後再以定位塊利用斜面原理準確的定位與鎖緊定位塊除作定位外，並要能抵抗側模方向合金熔液所產生的開模力。模具學

鑄件於壓鑄後，收縮在心型上，需以作動器使側模心型拔出。
6-4 壓鑄模具設計【】側模心型作動機構：鑄件於壓鑄後，收縮在心型上，需以作動器使側模心型拔出。側模心型：角銷裝置。斜角凸輪裝置。齒輪齒條裝置。液壓缸裝置。模具學

角銷裝置作動側模心型的方式，廣泛被採用，原因是製作較容易，成本也較低，惟角銷的傾斜角不可過大，若過大則側模心型易受干涉，以25°以下為原則。
6-4 壓鑄模具設計【】角銷裝置：角銷裝置作動側模心型的方式，廣泛被採用，原因是製作較容易，成本也較低，惟角銷的傾斜角不可過大，若過大則側模心型易受干涉，以25°以下為原則。模具學

圖6.167　在導座上製作油槽潤滑【】模具學

以斜角凸輪作動側模心型是從角銷觀念演變而成，所不同的是斜角凸輪可作動較長的距離，且可利用斜角凸輪的傾斜角度控制側模心型離模速度。
6-4 壓鑄模具設計【】斜角凸輪裝置：以斜角凸輪作動側模心型是從角銷觀念演變而成，所不同的是斜角凸輪可作動較長的距離，且可利用斜角凸輪的傾斜角度控制側模心型離模速度。第一階凸輪角較小，一般取5°左右可使鑄件緩慢脫出。第二階凸輪角最大可取在45°以內因此側模可快速退出鑄件。模具學

以齒輪齒條裝置作動側模心型，其主要特點是作動距離可較長，且在任何斜面或曲面心型亦可使用。
6-4 壓鑄模具設計【】齒輪齒條裝置：以齒輪齒條裝置作動側模心型，其主要特點是作動距離可較長，且在任何斜面或曲面心型亦可使用。開閉模行程時驅動小齒輪而作動。裝在鎖模盤的齒輪齒條作動較大型的側模心型的情形。模具學

圖6.168　以角銷作動側模心型【】模具學

圖6.169　角銷裝置設在模具外周的設計【】模具學

【】圖6.170　以斜角凸輪作動側模心型模具學

圖6.171　以齒輪齒條裝置作動側模心型【】模具學

圖6.173　以連鎖器以作動側模心型設計【】模具學

圖6.172　以齒輪齒條裝置作動側模心型【】模具學

側模心型若不能藉著模具開模行程的動力作動，則必須以液壓缸的裝置作動。
6-4 壓鑄模具設計【】液壓缸裝置：側模心型若不能藉著模具開模行程的動力作動，則必須以液壓缸的裝置作動。液壓缸作動側模心型，其開閉行程必須配合壓鑄週期，因此液壓系統必須與壓鑄機的控制系統連結，側模心型未離模時，不可作頂出動作閉模前，側模心型需先行回到鑄件的位置。模具學

圖6.174　大型側模心型以齒輪齒條作動的設計【】模具學

圖6.175　以液壓缸作動側模心型的設計例【】模具學

圖6.176　以液壓缸作動側模心型的設計例【】模具學

具有相同截面長棒的一端上有均勻壓力作用時，此壓力會不變，且均勻地傳遞到棒之內部，不會產生任何壓力。
6-5 鍛造模具設計【】沖頭：具有相同截面長棒的一端上有均勻壓力作用時，此壓力會不變，且均勻地傳遞到棒之內部，不會產生任何壓力。有階梯差形狀沖頭，或有內壓作用模具時，通常都會產生不可忽略程度大小的應力。沖頭R角部位上應力集中。沖頭長的話，尚有發生挫曲危險。模具學

【】圖6.177　傾斜液壓缸側模心型特殊設計模具學

沖模內所產生應力，表示圓周向及徑向應力，在內壁面上會產生大於壓力圓周向應力。
6-5 鍛造模具設計【】沖模：沖模內所產生應力，表示圓周向及徑向應力，在內壁面上會產生大於壓力圓周向應力。抗拉強度和抗壓強度不同工具材料是否能將視同一般結構用材料來處理也是問題，按最大剪應力說加以評估的話，沖頭強度會是不考慮二次應力時的1/2以下。模具學

圖6.178　沖頭角的應力集中【】模具學

【】圖6.179　沖頭極限壓縮應力與(長度／直徑) 比關係模具學

【】圖6.180　圓筒干涉配合模具上所發生之應力模具學

利用干涉配合法，可以把應力水準抑制到工具材料容許範圍以內，不過，與金屬疲勞有關係之內壓作用所引起應力振幅是無法改變。
6-5 鍛造模具設計【】利用干涉配合法，可以把應力水準抑制到工具材料容許範圍以內，不過，與金屬疲勞有關係之內壓作用所引起應力振幅是無法改變。沖模形狀，即使是厚度大圓筒，壓力僅作用在有限寬度時，沖模內所產生應力，隨變小而變小。干涉配合構造仍然是必要。模具學

熱套法時假設干涉量為環材料熱膨脹係數為環內徑為則補強環最低加熱溫度。使用斜面壓入干涉法，當嵌入件有損壞時，可以取出加以更換，也可利用圖解法。
6-5 鍛造模具設計【】熱套法時假設干涉量為環材料熱膨脹係數為環內徑為則補強環最低加熱溫度。使用斜面壓入干涉法，當嵌入件有損壞時，可以取出加以更換，也可利用圖解法。嵌入件是超硬合金時，雙重干涉配合是標準做法。超硬合金具有壓縮強度強但拉力強度弱特性，而干涉配合時，在圓周方面上會產生相當大壓縮應力故。模具學

圖6.181　壓力作用區域寬度的影響【】模具學

圖6.182　干涉配合的構造種類【】圖6.183　反力的分布及承壓板的彎曲模具學

在倒角處會發生應力集中，為了降低或避免應力集中，必須加以倒圓角。或者把嵌入件分段，採用組合結構。
6-5 鍛造模具設計【】在倒角處會發生應力集中，為了降低或避免應力集中，必須加以倒圓角。或者把嵌入件分段，採用組合結構。承壓板：要把冷鍛中所產生高加工壓力降低到承壓台面可支撐低壓力必須將承壓台橫截面積加大。使用有階差零件或具不同外徑之承壓板加以重疊使用。在有階差角部位或零件與零件接觸部會產生應力集中。模具學

避免此種情況，承壓板厚度應該選為作用壓力件直徑之1/3或1/2。
6-5 鍛造模具設計【】降低應力集中，在階差處角要儘可能大，接觸部轉角外之倒角要做成平滑面。承壓板上下面因受壓力作用之面積大小不同，當承壓板厚度與直徑相比很薄時，承壓板會發生彎曲，在彎曲的凸出面上會受張力作用。避免此種情況，承壓板厚度應該選為作用壓力件直徑之1/3或1/2。承壓板因為不與被加工材接觸，其強度往往被忽視了。模具學

模組構造，導桿一端穿過下承板，可導引上承板滑動。上下模組合好後，可從機械上整個裝上或拆下。
6-5 鍛造模具設計【】模組：模組構造，導桿一端穿過下承板，可導引上承板滑動。上下模組合好後，可從機械上整個裝上或拆下。使用模組優點：模具標準化。模具的保管容易。更換模具時所需停機時間可縮短。模具學

模具上承板、下承板之厚度會占用沖床模組高度，所以在中央部，裝入經過熱處理板以分散負荷，在發揮承壓板功能上相當有效。
6-5 鍛造模具設計【】產品尺寸精密度易維持：可提高模具壽命可提昇。模具上承板、下承板之厚度會占用沖床模組高度，所以在中央部，裝入經過熱處理板以分散負荷，在發揮承壓板功能上相當有效。模具學

6-5 鍛造模具設計【】感測器裝入：監視加工力大小，會把應變規裝入模具或沖床內，或為了量測模具溫度，會把熱電偶埋入模具或沖床設備中。由於磨耗、工具尺寸，乃至於產品尺寸精密度都會發生變化。為了監視這些尺寸之變化，會把放射物質塗到沖頭，藉著量測沖頭上放射線強度變化可以量測出沖頭磨耗。模具學

圖6.184　模組的案例【】模具學

鐓鍛工具比起沖模，在強度上具有餘裕，當具有模具孔時，一般是採用干涉配合。
6-5 鍛造模具設計【】鐓鍛工具比起沖模，在強度上具有餘裕，當具有模具孔時，一般是採用干涉配合。鐓鍛沖頭，只有在端面的中央部位上承受荷重，以及荷重作用區中心部壓力較高情況較多，所以彈性變形在中央為最大，產品之端面平坦度變差。沖頭形狀做成中間高凸形最有效。鐓鍛部長度很大時，防止挫曲，要使用可拘束周圍工具。模具學

外模及材料間空氣被封閉而壓縮成高壓，有時材料不易從角落脫離。模具孔底部容易堆積潤滑劑，有時產品角隅部不易形成。
6-5 鍛造模具設計【】外模及材料間空氣被封閉而壓縮成高壓，有時材料不易從角落脫離。模具孔底部容易堆積潤滑劑，有時產品角隅部不易形成。解決的方法是把嵌入件加以分割，並設計成逃溢溝。抑止沖頭的偏心在沖模上部與沖頭桿部嵌合後，再進行成形即可如此即使沖頭破裂，破片不致四處飛溢，所以很安全。模具學

中央部做成平坦部分，周圍做成斜面部，與凸緣連接部則做成圓弧狀的情形居多。
6-5 鍛造模具設計【】中央部做成平坦部分，周圍做成斜面部，與凸緣連接部則做成圓弧狀的情形居多。依照這些尺寸取法，產品內壁表面積擴大分佈也不同，得容器深度限度會受到影響，內外壁同心精密度也會受到影響。由凸緣部到逃溢部的接續部分要做平滑化。目的是當退出沖頭時，避免傷及產品內壁表面。模具學

圖6.185　運用放射線的金屬模磨耗量測系統圖6.186　鐓鍛工具的構造例【】模具學

逆擊沖頭高度及沖模轉角部高度，在成形時會因所受荷重大小及剛性不同，沉陷大小因而不同。
6-5 鍛造模具設計【】逆擊沖頭高度及沖模轉角部高度，在成形時會因所受荷重大小及剛性不同，沉陷大小因而不同。利用預成形素材做前向擠製，可製作深管。當心軸長時，與材料內壁發生摩擦很大的張力作用在沖頭上，會使心軸根部發生應力集中。模具學

6 - 451 模具學圖6.187 大變形的鐓鍛工具圖6.188 棒鋼擠製工具的構造圖6.189 殘渣排出沖模設計
圖6.187　大變形的鐓鍛工具圖6.188　棒鋼擠製工具的構造圖6.189　殘渣排出沖模設計【】模具學

圖6.190　容器擠製工具的構造例【】模具學

圖6-191　抑制偏心可導引模具【】圖6.192　沖頭前端部的尺寸形狀模具學

圖6.193　管擠製工具之構造例【】模具學

習題試述模座的功用，並列出選購模座時應注意的事項。試述剝料板的功用，並簡單說明剝料板的種類。試用流程圖表示出模具設計的程序。
塑膠模具的澆口有那些型式？試述設置溢流槽的功用及設置的注意事項。模具學

一、試述模座的功用，並列出選購模座時應注意的事項。
模座功用：縱然沖床有局部的鬆動，仍能確保沖頭往復運動的正確與穩定，使刀口不會碰傷，增長壽命。能穩固支持沖模各零件，承擔各零件過大或不均力。沖壓機械：必須對現有的沖床合模高度，台面寬度、模柄孔尺寸、沖程的長短及可否調整等有相當的認識。產品方面：因產品形狀、精密度的不同，模座的設計也隨而異，如較大且複雜的產品需有較多且粗的導柱，精密度較高產品，必須選擇平行度好且導套與導桿配合。在加工方法方面：需對進料方向予以考慮，否則將影響到操作順序及定位裝置的安裝。

二、試述剝料板的功用，並簡單說明剝料板的種類。
在沖壓加工中，為提高生產率，模具應盡量設計自動化，減少人工操作，如送料、退料、裝置等，生產率提高的退料裝置是直接從下模孔「漏料」的方式。以剝料板剝除，緊緊夾持住沖頭四週的帶料，但也有零件不適合以漏料的方式退出，而必須將工件推到下模的表面上退料。彎曲、抽引成形、壓縮等，其加工完成之製品常擠住模具不易取出。若欲使其正確而迅速的脫離模具，提高生產率，必須有剝料，退料裝置設計。剝料、退料裝置除有上述功能外，設計時有時亦同時兼具有導引沖頭、壓料功能。種類：固定式、可動式、優力膠。

三、試用流程圖表示出模具設計的程序。

四、塑膠模具的澆口有那些型式？扁平澆口：為大型或不規則鑄件常使用澆口，這種澆口為最常用的澆口，可由端銑刀直接加工，製作容易。扇形澆口：主要用於薄斷面或大面積鑄件，澆口流動性佳，去除作業容易，但製作較困難。薄片澆口：澆口呈薄膜狀，主要用於薄板狀鑄件。環形澆口：圓筒形的鑄件若以側面澆口鑄入，心型脫模較困難，鑄件容易有熔接線缺陷如圖環形澆口鑄入較佳。

五、試述設置溢流槽的功用及設置的注意事項。
設置溢流槽目的：收集模穴內離型劑與潤滑劑雜物。平衡模溫。脫料平台，鑄件頂出可不留痕跡。導入滯留於模穴角落較冷合金熔液。設澆口對側，可防止熔液捲入空氣。溢流槽設置考慮因素：模穴內氣體不易排出處。模溫較低處。鑄件熔接線處。易使模穴內壓力上昇處。

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