摘要

塑膠工業為我國重要製造業，支援各項產業的關鍵貨周邊零件組件，為經濟

快速發展所不可或缺的產業。塑膠在我們日常生活當中，必然是隨處可見，尤其

是熱可塑性塑膠的性能及精度不斷提升使產品能達到高品質、高效率、高精密。

隨著塑膠材料的出現與發展，塑膠加工也有很大發展，射出成型塑膠成型法

的代表，是最合理且生產性也高，最能提高生產品質的一種方法，所以塑膠射出

在世界不可或缺，這方面需要不斷的提升。

塑膠界藉由減少工程數來降低成本，或以高附加價值為目的的多色成型或異

材複合成型法。在射出成形分解的異材質複合成型法，有有雙色成型法及三明治

成型，應用於汽車、家電零件等各種領域上。

塑膠射出成型機是一部不連續地製造塑膠成形品的機器，其成形品最主要是

以高分子的(聚合體)材料為主。成品是由塑化的成形材料在壓力之下射入模具，

而在模穴中固化成形。射出成型機具有加工迅速且經濟的優點，因此被廣泛用於

大量生產塑膠加工製品，機器構造有兩個主要的組件，一是射出單元，一是夾模

單元。其型式種類可分為一般射出成型機及特殊型式的射出成型機。一般射出成

型機為臥式並利用往復式螺桿加熱及射出塑膠原料於模具中；特殊射出成型機為

因應於不同產業加工所製造之成型機，其種類有偏離模具中心的射出成型機、多

色射出成型機、兩級式柱塞射出成型機、兩級式螺桿柱塞射出成型機及多站式旋

轉射出成型機等。

本專題計畫旨在以研究射出模具，一個好的射出模作品，需要一個特定的模

具，而我們為了研究一個特定模具，所以選擇「螺絲起子握把」來做為射出模具

的作品。

I

致謝

製做專題一路上會遇到許多問題，也衷心感謝在整個專題製作完成，曾經幫

助過、教導過我們每位同胞，在此特別感謝幾位在過程中，不惜餘力大大的給予

建議跟幫助的。在決定好要製作射出模具 SolidWorks 問題，我們就去請教了一

位，在永銓上班的郭添福學長，添福學長特地下完班，來我們宿舍教導我們怎麼

畫 SolidWorks，他一一教我們畫大概的模具圖然後在一一把圖面變成爆炸圖，

並講解跟教導我們小技巧，讓我們對 SolidWorks 進一步的瞭解，也幫助我們模

具圖的困難，在接下來我們開始加工模具中間，更是遇到許多沒遭遇過的狀況，

我們去請教親戚有在做模具這方面的工作，一切都撥雲見日。在接下來的加工方

面還是實機操作，師傅在這方面提醒和教導給我們許多知識和業界觀念，讓我們

的專提很順利的進行，一至今天的「射出模具」的呈現。在最後面也感謝組員之

間的配合跟通融，讓我們今天有個完美的作品。

II

圖目錄

圖 1-1 模具加工程序圖……………………………………………………………3

圖 1-2時間進度管制………………………………………………………………4

圖 2-1傳統車床……………………………………………………………………6

圖 2-2傳統銑床……………………………………………………………………7

圖 2-3傳統鑽床……………………………………………………………………8

圖 2-4塑膠射出成型機……………………………………………………………9

圖 2-5上頂針板工程圖……………………………………………………………12

圖 2-6下頂針板工程圖……………………………………………………………13

圖 2-7公模板工程圖………………………………………………………………14

圖 2-8母模板工程圖………………………………………………………………15

圖 2-9固定板工程圖………………………………………………………………16

圖 2-10定位梢工程圖…………………………………………………………….17

圖 2-11墊塊工程圖……………………………………………………………….18

圖 2-12承板工程圖……………………………………………………………….19

圖 2-13安裝板工程圖…………………………………………………………….20

圖 2-14頂出梢工程圖…………………………………………………………….21

圖 2-15襯套工程圖……………………………………………………………….22

圖 2-16射出模具之爆炸圖……………………………………………………….23

圖 4-1上固定板…………………………………………………………………..27

圖 4-2下固定板…………………………………………………………………..27

圖 4-3上頂針板…………………………………………………………………..28

圖 4-4上頂針板(線架構圖)……………………………………………………..28

IV

圖 4-5下頂針板……………………………………………………………………29

圖 4-6下頂針板(線架構圖) …………………………………………………….29

圖 4-7隔間板……………………………………………………………………..30

圖 4-8定位梢……………………………………………………………………..30

圖 4-9注道襯套…………………………………………………………………..31

圖 4-10頂出梢…………………………………………………………………….31

圖 4-11可動側板螺絲…………………………………………………………….32

圖 4-12公模板…………………………………………………………………….32

圖 4-13母模板…………………………………………………………………….33

圖 4-14上模具組合視圖………………………………………………………….33

圖 4-15上模具組合(線架構圖) …………………………………………………34

圖 4-16下模具組合視圖……………………………………………………….…34

IV

第一章 緒論

1.1前言

模具加工是現今最主要的生產核心工具，雖然有非常多不同的加工機具，但

其目的卻是相差不遠。模具工業也代表一個國家製造業的標準，在現今透過模具

加工進行大量生產同一尺寸的商品，其加工精度也會較為勻稱。

塑膠射出機是利用高分子材料(熱塑性、熱固性)，將材料加熱，使其達到熔

融狀態，再藉由螺桿的壓力，使熔融狀態的材料射入模具中，然後在模具中冷卻

成型(熱固性材料，是經由加溫使材料成型，讓模具可以閉合的範圍內)，這是塑

膠成型中最重要、最普遍使用的技術 。

1.2 握把模具製作動機與目的

模具是工業最基本的生產前提之一，也是自動化生產的利器，而我們研究的

是製造出螺絲起子握把的射出模具的製造過程，藉由製造模具過程，可以了解到

模具製作過程相關重要資訊，更可以了解到 CAD/CAM是現在機械的主軸。

螺絲起子現今在市面上非常得普遍，開模製作它得工廠也不只少數；一般而

言大多數的螺絲起子握把皆是以射出成型的方式製作而成，但並不是一次射出就

可以成型，而是經由二次射出、三是射出甚至多次射出的多射多材質產品。

1

1.3 握把製作方向

在握把的模具設計、生產過程中，不斷融入現代設計思想、生產工具，使得

工程技術人員應充分利用先進的設計理念，結合人工經驗，造就製品設計、製造

各個環節的效率提高，在握把專題的方面，先進行網路上的參考與圖書館查詢資

料，例如：模具設計、模具概論…等相關資料。我們詢問到外面可以讓我們使用

的工具機的工廠，這樣可以讓我們有了明確的方向去製作，當我們都了解之後，

我們用了 SolidWorks 與 AutoCAD繪圖軟體繪製圖面。在加工實務方面我用使用

傳統車床、傳統铣床、傳統鑽床，進行加工。

2

1.4 模具加工程序圖

圖 1-1 模具加工程序圖

3

用 SolidWorks與 AutoCAD

設計畫出模具

購買材料及工作分配

組裝模具

模具組裝完成

傳統車床及铣床做加工

找出錯誤並修正 修正錯誤地方

1.5 時間進度管制

月次

工作項目

第

9

月

第

10

月

第

11

月

第

12

月

第

1

月

第

2

月

第

3

月

第

4

月

第

5

月

第

6

月

第

7

月

第

8

月

備

註

1.資料收集及研究

2.討論及報告

3.繪圖

4.找出問題所在

5.模具製作

6.製作成品

7.實際組裝

8.結案報告撰寫與製

作

預定進度累計百分比 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

預定進度 實際進度

圖 1-2時間進度管制

4

1.6 工作分配

組員

工作項目

葉祐廷

李宗儒

江學賢

吳嘉軒

蒐集資料

繪圖

訂購材料

討論問題

製作模具

結案報告製作

5

第二章 工具設備介紹與工程圖

2.1使用機台

圖 2-1傳統車床

6

圖 2-2傳統銑床

7

圖 2-3傳統鑽床

8

圖 2-4 塑膠射出成型機

9

2.2使用工具表

表 2-1 射出主要使用工具表

編號 零件名稱 備註

1 鑽頭

2 端铣刀

3 球刀

4 平行塊

5 量錶

6 C型夾

7 絞刀

8 銼刀

9 切槽刀

10 內孔刀

11 外徑車刀

12 面铣刀

13 油石

10

2.3工程圖及零件表

表 2.3-1模具之零件表

編 號 零件名稱

1 上固定板

2 下固定板

3 上頂針板

4 下頂針板

5 公模板

6 母模板

7 隔間板

8 定位梢

9 頂出梢

10 可動側板螺絲

11 注道襯套

12 頂針

13 螺絲

11

圖 2-5 上頂針板工程圖

12

圖 2-6 下頂針板工程圖

13

圖 2-7 公模工程圖

14

圖 2-8 母模工程圖

15

圖 2-9 固定板工程圖

16

圖 2-10 定位梢工程圖

17

圖 2-11 墊塊工程圖

18

圖 2-12 承板工程圖

19

圖 2-13 安裝板工程圖

20

圖 2-14頂出梢工程圖

21

圖 2-15 襯套工程圖

22

2.4射出模具之爆炸圖

圖 2-16射出模具之爆炸圖

23

第三章 研究方法

3.1 射出成型的介紹

射出成型是一種專用的塑膠成型，它利用塑膠的熱塑性，經加熱融化後，加

以高的壓力使其快速流入模腔，經一段時間的保壓和冷卻，成為各種形狀的塑膠

製品 。注塑機能一次成型外型複雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質地密緻的塑

膠製品，被廣泛應用於國防、機電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農業、文教

衛生及人們日常生活各個領域。注射成型工藝對各種塑膠的加工具有良好的適應

性，生產能力較高，並易於實現自動化。在塑膠工業迅速發展的今天，注塑機不

論在數量上或品種上都佔有重要地位，從而成為目前塑膠機械中增長最快，生產

數量最多的機種之一。

3.2射出成型的原理

射出成型的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺杆的推力，將已塑

化好的熔融狀態的塑膠注射入閉合好的模腔內，經固化定型後取得製品的工藝過

程。

1. 鎖合模：模扳快速接近定模扳，且確認無異物存在下，系統轉為高壓，將範

本鎖合。

2. 射台前移到位：射台前進到指定位置。

3. 塑膠射出：可設定螺杆以多段速度，壓力和行程，將料筒前端的溶料注入模

腔。

4. 冷卻和保壓：按設定多種壓力和時間段，保持料筒的壓力，同時模腔冷卻成

型。

5. 冷卻和預塑：模腔內製品繼續冷卻，同時液力馬達驅動螺杆旋轉將塑膠粒子

前推，螺杆在設定的背壓控制下後退，當螺杆後退到預定位置，螺杆停止旋

轉，注射油缸按設定松退，預料結束。

24

6. 射台後退：預塑結束後，射台後退到指定位置。

7. 開模：模扳後退到原位。

8. 頂出：頂針頂出製品。

注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現和保證成型製品品質

的前提，而為滿足成型的要求，注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時，

由於注射壓力很高，相應地在模腔中產生很高的壓力，因此必須有足夠大的

合模力。由此可見，注射裝置和合模裝置是塑膠射出機的關鍵部件。

3.3模具工作原理

射出模具是塑料加工工業中和塑料成型機配套，赋予塑料制品以完整構型和

精確尺寸的工具。由於塑料品種和加工方法繁多，射出成型機和塑料制品的结構

不同，射出模具的種類和结構也是多樣化的。

按照成型方法的不同，可以劃分出對應不同工藝要求的射出加工模具類型，

主要有注射成型模具、擠出成型模具、吸塑成型模具等。

3.4 CNC 車铣床加工原理

CNC銑床同樣透過數位訊號驅動銑床進行加工，銑床以工件作 XY平面運動，

Z軸為刀具主軸旋轉，由上往下進行銑削工作，透過若干刀刃的銑刀迴轉，並移

動工作物給切削的工作母機，對於少數或大量生產都是相當經濟的方式，銑床加

工可固定加工件，旋轉刀具一般會做 3D或 2D的工件，能夠精確的將工作物銑平

面、銑曲面、銑溝槽、銑齒輪等各種不同形狀，銑削的優點在其圓形銑刀，金屬

切削率高，也是較為經濟的方式，它能在甚短的時間內進行切削，由於銑刀外形

及機械應用方法不同，銑床可做種種不同的銑削工作。

包括平面銑削、曲面銑削、溝槽銑削、齒輪銑削、及凸輪銑削等，又可利用

成型銑刀將複雜外形輪廓一次銑削完成配合分度頭可銑銷螺旋槽。

25

第四章 模具製作

4.1 前言

在最近二、三十年間，國內外之射出成型技術更日新月異的進步，使得射出

成型之產品已由雜貨而提升到機能零件或各種工程塑膠之產品，且是目前塑膠工

業中最具淺力者，當然模具之製造與設計之技術也就相對的進步了不少！

模具是製作成型品的一種治具，也是設計製造的最終製品，更是發揮功效、

材質、精度、耐久性及使用的難易等要十分注意。模具的加工法各有不同，且各

具有特色，因此選擇最適當的方法及材料來製作模具，便成了非常重要的工作。

4.2 模具設計及介紹

此類型模具為射出成型用模具的標準構造，所有射出成型用模具的基本製作

與設計原理都以此為出發點。此類型模具的固定側固定於射出成型機的固定盤上，

成為材料的射出部。可動側固定於成型機的可動盤上，射出成型完了，開模時，

成型品附著於可動側，再利用成型機的開模動作或油壓頂出裝置，將成型品頂

出。

26

上固定板：亦稱固定側裝置板，其功用是將固定側型模板、定位環、注道襯

套、導梢等，固定在此板上，然後利用此板，將整個模具之固定賦予以固定在成

形機之固定盤上。

圖 4-1 上固定板

下固定板：亦稱可動測固定板，此板將整個模具之可動測組裝起來，並將其

固定在成行機之可動盤上。

圖 4-2 下固定板

27

上頂針板：亦稱頂出梢定位板，此板之功用為使成型品頂出的方位正確穩定，

並使頂針、回位梢確定定位。

圖 4-3 上頂針板

圖 4-4 上頂針板(線架構圖)

28

下頂針板：亦稱頂出梢固定板，此板與上頂出板用螺絲固定為一體，整個頂

出機構就是靠這塊板與上頂板把頂針、回位梢、斜梢之位置確實固定而組成。

圖 4-5 下頂針板

圖 4-6 下頂針板(線架構圖)

29

間隔板：亦稱腳墊、此板裝置在公模板與下固定板之間，其功能為確保成形

品的頂出距離。

圖 4-7 隔間板

定位梢:此定位梢裝在中間板的沉頭孔上，在穿進母模板裡固定。

圖 4-8 定位梢

30

注道襯套：與成形機加熱缸前端之噴嘴相接，熱熔塑膠經它上面的錐孔而進

入流道及形成空間。灌嘴因直接與成形機之噴嘴接觸，故磨擦較大容易損壞，因

此為便于修理與更換而做成襯套。

圖 4-9 注道襯套

頂出梢: 此零件用來頂出成品。

圖 4-10 頂出梢

31

可動側板螺絲:此零件從公模板放入，穿進母模板固定。

圖 4-11 可動側板螺絲

公模板：亦稱可動側型模板，此板為可動側之主體，導梢、回位梢孔、頂針

孔需在此板上加工定位。此板與固定側型模板之接合面構成模具上之分模面。

圖 4-12 公模板

32

母模板：亦稱固定側型模板，為固定側之主體，導梢襯套裝在此板上，此板

之主要功能是用來裝置注道襯套、流道及澆口等加工定位。

圖 4-13 母模板

圖 4-14 上模具組合視圖

33

圖 4-15 上模具組合(線架構圖)

圖 4-16 下模具組合視圖

34

第五章 結果與討論

實際加工過程之問題

取出成型品溫度時，就會打開模具，取出被脫模機推出的成型品。成型品被

取出後，模具會再度閉合，以一定之鎖模力進行鎖模，而成型機就會進行下一個

射出工程。在加工流程循環中，模具設計的良否，對冷卻工程會造成最大的影響，

而在射出工程、保壓工程、取出工程中，對周期及成品品質也會產生不小的影響。

在射出成型加工中的成形材料及步驟的原則（應有的要求）如圖 5-1所示。

而此應有的要求和現實的差距，便會造成成品有不良現象發生，所以，在模具設

計時，產品設計規劃就必須充分了解這一點。

NO. 項目 原則(應有的要求)

1

成形材料

(1)沒有灰塵或異物等

(2)材料應為均一尺寸

(3)應充分乾燥

2

可塑化工程

(1)適當可入塑化溫度

(2)各部均一的可塑性

(3)確實脫氣

3

射出工程

(1)適當的前端流動速度

(2)極低的前端流動粘度

(3)應力應傳達至最終充填部

4

保壓工程

(1)適當的保持壓力

(2)適當的壓力保持時間

5

冷卻工程

(1)冷卻應均一

(2)成形品的迅速冷卻

6

取出工程

(1)極小的模膛脫模抵抗

(2)取出不會形成傷害或變形

圖 5-1 射出成形加工的原則

35

（一）、成形材料

1、沒有塵埃、異物

理想的成形材料，是沒有塵埃或異物，而實際情況則是靜電等會吸附空氣中

的塵埃，使明亮色調的成型品都很容易因而行成成型不良，所以必須特別注意材

料是否混入塵埃或異物。

2、尺寸的均一

熱可塑性的射出成形材料通常是 3mm大小的顆粒，但如果混入的粉狀的材料

或未充分輾碎較大材料時，就可能發生塑性不良的成型問題。

3、充分乾燥

在樹脂材料中，因為材料的差異會使材料內部含有水份，直接使用的話，會

受到成形時的熱或壓力的影響，很容易形成銀條（SILVER SRTEAK）[1]等外觀不

良。所以必須以除濕乾燥劑等進行充分乾燥。

（二）、塑化工程

1、適當的可塑化溫度

以加料斗供應的成形材料，是利用射出氣缸來轉動的帶式加熱機及螺旋回轉

的材料間摩擦熱來達到可塑化。汽缸溫度必須避開會使材料產生熱分解的高溫區

域及使材料成形不良的低溫區域，而維持在一個適當溫度。

2、各部份都有均一的可塑化

使成形材料在充份混合且使每一射出的整體具有均一粘度之可塑性，是很重

要的一點。特別是線上螺旋型射出成型機，相對於成型機能力而言，其射出容量

大時，在可塑化初期及末期的螺旋有效長度會有差異，應特別注意。

36

http://www.me.lhu.edu.tw/~stuacc2/room1page2.htm#_ftn1

3、充份脫氧

成形材料為顆粒狀，利用螺旋回轉將材料送至噴嘴側的同時，進行可塑化的

混練，此時，空氣也會一起捲入。此空氣在通過螺旋的壓縮區時，會被壓縮並脫

氣，此時，若能提供適當的背壓，就可以讓熔融樹脂中空氣之脫氣達到不會形成

問題的水準。

（三）、射出工程

1、適當的前端流動速度

通常，被射出的熔融樹脂，會流經澆道、流道、澆口等流路進入模腔內。此

時，為了使澆道、流道部份之樹脂的前端流動速度對模具溫度產生最小的影響，

且提高剪斷發熱效果，基本上應該是愈快愈好，但有些澆口方式會使成形品發生

射流，或在模腔部份速度太快或太慢時，都會發生各式各樣的外觀不良。為了解

決這個問題，每一個流路都要進行射出速度的控制，所以通常都會使用可以讓前

端流動速度維持在適當速度的多段射出速度控制成型機。

2、較低的前端流動粘度

對模具射出的熔融樹脂，會受到流路抵抗所產生之剪斷發熱、及模具冷卻兩

方面的影響，前端流動粘度會產生變化。模膛最終充填部的前端流動樹脂粘度，

若能維持在和初期粘度幾乎一樣的低粘度之流路設計（流逆、澆口設計）及成形

條件是最理想的狀況。

3、使壓力傳達至最終充填部分

對模具射出的熔融樹脂，因為流路抵抗，會隨著流動長度的增加而降低射出

壓力。壓力降低太多時，就會產生射出不足、縮孔、焊線等成形不良。

37

（四）、保壓工程

1、保持適當的壓力

射出充填至模膛後之熔融樹脂的粘度會降低，很容易因為保壓導致的毛邊，

而完成保壓前的過度保壓，也會導致將應力殘留在成形品內部。所以，一般會採

取將保壓工程初期及後期的壓力設定較低且將中期保壓設定為較高的多段保燃

控制方式，但壓力必須設定在適當的範圍內。

2、適當的壓力保持時間

施加的壓力保持時間，至少必須利用澆口密封，也就是澆口部的固化－將保

壓封人模膛內。在澆口密封前停止保壓的話，壓力會從澆口部消失，相反的，若

澆口密封後仍然繼續施加壓力，則壓力不會傳達至模膛而造成浪費。

（五）、冷卻工程

是將利用保壓工程封入模膛內部之樹脂降低到可以取出之溫度的工程，在此

工程中，成形機的動作只是以一定的壓力來鎖模而已，冷卻是 100%模具的機能。

38

（六）、取出工程

1、極小的模膛離模抵抗

取出工程又可以分成開模工程、取出工程、以及鎖模工程，然而，為了在最

初的開模時讓成形品確實地附於可動側，模膛側的離模抵抗必須極小。基本上，

使其具有充份的脫模角度及對模膛表面進行仔細的研磨足很重要的。

2、不會因為取出而使成形品受損或變形

利用模具的突出機構將成形品從模心推出時的離模抵抗，必須儘可能全體都

很平均且很小。但是，若比模膛側小的話，則會發生成形品留在固定側的問題。

以落下方式或自動機械等來取出時，應注意一點，軌是不能讓成形品受損或變

形。

39

第六章 結論

在製作專題之前，我們都知道在這過程中會遇到許多的困難，但是也會學習

到很多東西。確定題目後，我們對模具有進一步的了解，也對傳統手動加工的操

作更進步，CAD/Solid Works 方面更是有很重大的突破，了解到原來設計一個模

具，都是需要縝密的思考過後，才能一起完成的。

長達一學期的專題製作，從最開始的規畫到最後的結論，在每個過程中我們

都曾碰壁過，畢竟四個人的想法，不會剛好每一次都有一樣的意見，要怎麼取捨、

解決，都需要我們花時間去討論與溝通，因為我們都知道，大家的目標都是一樣

的，只想一起完成一件事情。

40

參考文獻

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41