第一節(jié)模具分類及與注射機(jī)的關(guān)系

第二章塑料注射成型模具2023/2/11重點：注射模具典型結(jié)構(gòu)及類型模具與注射機(jī)相關(guān)校核重點、難點難點：模具與注射機(jī)相關(guān)校核第一節(jié)模具分類及與注射機(jī)的關(guān)系2023/2/12注射模具典型結(jié)構(gòu)模具組成部件成型零件18、19澆注系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3、14、15分型抽芯機(jī)構(gòu)頂出系統(tǒng)8、9、11、13、17冷卻、加熱系統(tǒng)排氣系統(tǒng)塑料注射成型模具注射模具皆有動模和定模兩部分，動模和定模閉合形成型腔和澆注系統(tǒng)。開模時，動模移動離開定模露出型腔中的塑料制品，然后注射機(jī)頂出系統(tǒng)推動模具頂出系統(tǒng)頂出制品。2023/2/13概述設(shè)計注射模具應(yīng)考慮的問題（塑料性能、加工工藝、模具制造及裝配等）了解塑料熔體的流動行為、流動阻力、速度，校核最大流動長度，明確流體的流動路徑。塑料的冷卻收縮和補塑。由模具設(shè)計來控制塑料在模具內(nèi)的結(jié)晶、取向和改善制品的內(nèi)應(yīng)力。合理選擇澆口位置和分型面。頂出系統(tǒng)的合理選擇。模具的冷卻和加熱。模具的結(jié)構(gòu)要合理，零件滿足一定的技術(shù)要求。塑料注射成型模具2023/2/14注射模具分類(自學(xué)，后面章節(jié)有詳細(xì)講解）按安裝方式：固定式和移動式（僅用于立式注射機(jī)）按注射機(jī)類型：臥式、立式和角式注射機(jī)用模具按型腔數(shù)目：單型腔和多型腔模具按總體結(jié)構(gòu)可以分成以下幾類：單分型面模具（兩板式模具，最簡單的一類模具）

雙分型面模具（三板式模具，澆口凝料和制品由不同分型面取出）帶活動鑲件的注射模具由于制品的特殊結(jié)構(gòu)（螺紋、側(cè)凹），模具不易實現(xiàn)自動脫?；驗榱藴p少成本而把模具設(shè)計成帶活動鑲件。開模時，鑲件和塑料制品一起脫出模外，用手或機(jī)械把鑲件和制品分開。塑料注射成型模具2023/2/15橫（側(cè)）向分型抽芯注射模具

對帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑料制品，如果要實現(xiàn)自動脫模，則必須設(shè)計側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)（比如：斜導(dǎo)柱和滑塊、斜滑塊、彈簧等）。自動卸螺紋注射模具對帶螺紋制品，除了要求不高的螺紋可以利用強(qiáng)制脫模和陽螺紋可以用哈呋塊成型之外，其余的螺紋制件的成型，如果要實現(xiàn)自動化，則必須要使模具上的螺紋型芯（成型陰螺紋）和螺紋型環(huán)（成型陽螺紋）作旋轉(zhuǎn)運動。定模設(shè)頂出裝置的注射模具一般注射模具開模后，塑件均留在動模一側(cè)，故頂出機(jī)構(gòu)均設(shè)在動模一邊。但有時由于制品的特殊要求或形狀的限制制件必須留在定模一邊（或者制件可能留在動模也可能留在定模），那么，就必須在定模一側(cè)設(shè)頂出裝置或在動定模都要設(shè)頂出機(jī)構(gòu)。塑料注射成型模具2023/2/16注射模具分類無流道注射模具無流道模具包括熱流道模具和絕熱流道模具，這類模具并不是沒有流道，而是指澆注系統(tǒng)中的塑料一直保持溶融狀態(tài)，使成型中沒有澆注系統(tǒng)凝料。故必須采取措施對流道進(jìn)行加熱和絕熱。疊層注塑模具(多層注塑模具)相當(dāng)于多個兩板式模具組合在一起,也可用于三板式模具或無流道模具。塑料注射成型模具2023/2/17模具和注射機(jī)的關(guān)系每一付模具都只能安裝在相應(yīng)的注射機(jī)上才能進(jìn)行正常的生產(chǎn)，所以，設(shè)計模具時就必須考慮注射機(jī)的一些相關(guān)參數(shù)，才能使模具順利地安裝在注射機(jī)上。校核的參數(shù)包括：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、最大成型面積、最大模厚和最小模厚、最大開模行程以及注射機(jī)動、定模板上安裝模具的螺釘孔（或T形槽）的位置和尺寸等。塑料注射成型模具2023/2/18注射量校核1.注射量的校核國際上規(guī)定以一次對空注射PS塑料的最大克數(shù)為注射機(jī)的最大注射量。故對PS塑料，一次注入模具中的塑料的總重量應(yīng)該小于注射機(jī)的額定注射量（考慮模腔阻力等因素，一般取80%～85%來校核）。即(克)式中：mso—注射機(jī)額定注射量（克）—所用塑料在常溫下的密度（克/厘米3）

s—PS塑料在常溫下的密度（1.05克/厘米3）k—從熔體到固體密度變化系數(shù),對非晶塑料=1,對結(jié)晶塑料=0.9。塑料注射成型模具2023/2/19注射量校核注射量的校核國際上規(guī)定以一次對空注射PS塑料的最大克數(shù)為注射機(jī)的最大注射量。故對PS塑料，一次注入模具中的塑料的總重量應(yīng)該小于注射機(jī)的額定注射量（考慮模腔阻力等因素，一般取80%～85%來校核）。如果考慮塑料的壓縮比不同，則：Is—PS塑料的平均壓縮比I—所用塑料的平均壓縮比塑料注射成型模具2023/2/110注射量校核我國規(guī)定：最大注射量指柱塞或螺桿在料筒內(nèi)的最大推進(jìn)容積Vc(cm3)mmax=Vc·ρ·C（克）式中：Vc—注射機(jī)的最大注射量（厘米3）ρ—物料在料筒溫度及壓力下的密度（克/厘米3）C—校正系數(shù)（考慮塑料的體積收縮、膨脹及螺桿逆流漏料等因素）對結(jié)晶型塑料：C≈0.7-0.8對非晶型塑料：C≈0.8-0.9注意以上皆沒有考慮壓力對塑料的影響，如果要同時考慮溫度和壓力對塑料的影響，則必須查閱相關(guān)的手冊。對高粘度充模比較困難的塑料，實際注射量還應(yīng)該取小些。對有些物料還應(yīng)校核其最小注射量，否則可能會使物料停留時間太長而分解。一般制品的注射量不應(yīng)小于最大注射量的20%。塑料注射成型模具90的注塑機(jī)，PP密度0.91g/cm3，校核2023/2/111注射壓力校核2.注射壓力的校核指校核注射機(jī)的最大注射壓力(指料筒內(nèi)螺桿或柱塞頭部熔體壓強(qiáng))能否滿足制品成型的要求。能否使塑料充滿模具，能否很好地保壓。一般型腔的壓力取200~400Kg/Cm3或(20~40MPa)。模具中壓力的損失包括流道、澆口和型腔的壓力降之和。一般螺桿式注射機(jī)的壓力傳遞性比柱塞式注射機(jī)的要好些。對流動差的塑料和薄壁長流程的制品，其型腔中的壓力應(yīng)該取大些。塑料注射成型模具2023/2/112鎖模力校核3.鎖模力的校核鎖模力指注射機(jī)的鎖模裝置對模具所施加的最大夾緊力。塑料注射成型時，在型腔中會產(chǎn)生很高的壓強(qiáng)，如果在壓力作用下使模具脹開則會導(dǎo)致溢料，所以對鎖模力要進(jìn)行以下的校核：f≤F

其中f=Pcavity?A

和Pcavity=Pbarrel?K故A≤F/(Pbarrel?K)式中：f—型腔及流道中的塑料對模具的脹開力F—注射機(jī)的額定鎖模力Pcavity—型腔及流道中塑料的平均壓強(qiáng)（通?？扇?00~400Kg/Cm3或20~40MPa）Pbarrel—料筒中塑料在螺桿頭部的壓強(qiáng)A—制件和澆注系統(tǒng)在主分型方向上的投影面積K—損耗系數(shù)（1/3~2/3），因塑料品種、注射機(jī)形式、噴咀形式、澆注系統(tǒng)阻力的不同而異。比如：螺桿式比柱塞式注射機(jī)的K值大，直通噴咀比彈簧式噴咀的K值大。同時也應(yīng)該校核模具能否承受注射機(jī)的鎖模力。塑料注射成型模具2023/2/113模具安裝尺寸校核4.模具與注射機(jī)安裝尺寸的校核包括：噴咀尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚、模具的平面尺寸和注射機(jī)模板上安裝模具的螺孔尺寸等。模具主流道入口SR應(yīng)比注射機(jī)噴咀頭部SR大0.5～2mm，見圖。角式注射機(jī)的噴咀頭為平面，模具相應(yīng)位置也應(yīng)為平面。模具上的定位圈與注射機(jī)定模板上定位孔呈較松的動配合，同時保證了模具的順利安裝和模具主流道中心線與注射機(jī)噴咀中心線的重合。塑料注射成型模具2023/2/114模具安裝尺寸校核模具的總厚度應(yīng)在注射機(jī)所要求的最大模厚和最小模厚之間。（有些注射機(jī)無最小模厚的限制）模具的長和寬方向至少一個尺寸應(yīng)小于注射機(jī)的拉桿間距見圖，否則要用墊塊調(diào)節(jié)。（有些小型注射機(jī)只有兩根拉桿）模具在注射機(jī)上固定的方法有：螺釘固定和壓板固定。前者要求模具上的孔與注射機(jī)上模板上螺釘孔完全吻合，后者的固定方式更加靈活，只要模具的模板外圍有螺釘孔就可以。塑料注射成型模具2023/2/115開模行程校核5.開模行程和頂出裝置的校核所有注射機(jī)的開模行程都是有限制的，故模具的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，同時又要保證塑料制品的順利脫出。對有側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的模具，如果完成側(cè)向分型抽芯所需的開模行程Hc更大，則以Hc

為準(zhǔn)。對液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)(注射機(jī)最大開模行程S與模厚無關(guān))對全液壓鎖模機(jī)構(gòu)(注射機(jī)最大開模行程S與模厚有關(guān))對單分型面模具對雙分型面模具對階梯狀制品塑料注射成型模具2023/2/116開模行程校核對帶螺紋的制品，如果要通過開模的動力和行程來旋出螺紋型芯或螺紋型環(huán)，則應(yīng)考慮全部脫出螺紋所需的開模行程Hs

是否大于H1+H2

，如果Hs>H1+H2,則以Hs為準(zhǔn)。設(shè)計模具時還要考慮注射機(jī)的頂出方式、頂桿中心距和最大頂出距離，常見的頂出方式有：中心頂桿機(jī)械頂出兩側(cè)雙頂桿機(jī)械頂出中心頂桿液壓頂出和兩側(cè)雙頂桿機(jī)械頂出中心頂桿液壓頂出和其他輔助油缸聯(lián)合作用塑料注射成型模具2023/2/117國產(chǎn)注射機(jī)簡述國產(chǎn)注射機(jī)按驅(qū)動方式：液壓（平穩(wěn)）和機(jī)械驅(qū)動按工作方式：全自動、半自動和手動按結(jié)構(gòu)形式：立式、臥式和直角式立式注射機(jī)這類注射機(jī)的開合模方向和注射方向是垂直方向。優(yōu)點：占地面積小，安裝和拆卸模具方便，動模上的鑲嵌件易于固定，不易傾斜和脫落。缺點：塑料件在頂出后不能靠重量自動脫離型腔，需靠人工取出，不易實現(xiàn)自動化，如果要實現(xiàn)自動化，必須安裝機(jī)械手。一般為小型注射機(jī)。塑料注射成型模具注塑機(jī)鎖模部位主要技術(shù)規(guī)范（自學(xué)）2023/2/118注射機(jī)簡述臥式注射機(jī)這類注射機(jī)是目前最廣的一種機(jī)型。其開合模方向和注射方向都呈水平方向。多為大中型注射機(jī)。優(yōu)點：機(jī)體低，易操縱和加料。制件被頂出后可以靠重力自動掉下，易實現(xiàn)自動化。缺點：模具的安裝比較麻煩，嵌件不易可靠地被定位。塑料注射成型模具2023/2/119注射機(jī)簡述直角式注射機(jī)這類注射機(jī)的開合模方向與注射方向垂直。一般是開合模方向水平，注射方向垂直。特點：結(jié)構(gòu)簡單，便于自制。適于單件生產(chǎn)而中心部位又不許留有澆口的痕跡的平面制品。由于這類注射機(jī)的開合模是由絲桿來傳動，故可以用這個特點來成型帶螺紋的制品。一般由機(jī)械傳動，故傳遞的力不準(zhǔn)確，不可靠，且模具的沖擊震動很大。目前也有用液壓傳動的。另外還有轉(zhuǎn)盤式注射機(jī)、旋轉(zhuǎn)式注射機(jī)、熱固性塑料注射機(jī)、雙色注射機(jī)等。塑料注射成型模具2023/2/120結(jié)束2023/2/121儲料——合?！⑸洹骸a塑（冷卻——————）——開?！撃＃▋α稀?023/2/122螺桿式注射機(jī)工作原理2023/2/123柱塞式注射機(jī)工作原理2023/2/124立式注射機(jī)工作原理臥式注射機(jī)工作原理角式注射機(jī)工作原理2023/2/1252023/2/126單分型面模具塑料注射成型模具2023/2/127雙分型面模具塑料注射成型模具2023/2/128帶活動鑲件注塑模塑料注射成型模具2023/2/129側(cè)向分型抽芯注塑模1.斜導(dǎo)柱2.襯套3.型芯4.型腔5.型芯固定板6.彈簧7.限位板8.滑塊塑料注射成型模具2023/2/130自動卸螺紋注塑模塑料注射成型模具2023/2/131回轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式用大升角絲桿螺母帶動螺紋型芯回轉(zhuǎn)2023/2/132定模設(shè)頂出機(jī)構(gòu)的模具塑料注射成型模具2023/2/133無流道注塑模具1.動模底板2.支架3.頂出板4.頂出固定板5.頂桿6.型芯底板7.導(dǎo)柱8.型芯固定板9.型芯10.導(dǎo)套11.型腔板12.凹模13.墊塊14.噴咀15.熱流道板16.加熱棒17.定模底板18.絕熱板19.主流道襯套20.定位環(huán)塑料注射成型模具2023/2/134疊層注塑模具塑料注射成型模具2023/2/135噴咀球R校核圖2023/2/136拉桿間距校核圖2023/2/137注射機(jī)安裝螺釘校核圖2023/2/138兩板式模具開模行程校核S>=H1+H2+5~10(mm)（機(jī)械鎖模）S>=Hm+H1+H2+5~10