注射模設計基礎

注射模設計基礎第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三目的和要求：1.掌握注射成型原理及其成型特點；2.了解注射成型工藝過程及工藝條件的選擇；3.掌握注射成型工藝條件對塑件質(zhì)量的影響。4.掌握注塑模的結(jié)構(gòu)重點和難點：難點：工藝條件與各個因素之間的關系重點：成型溫度成型壓力成型時間注塑模結(jié)構(gòu)

注射模設計基礎第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三——又稱注射模塑(InjectionMolding)，主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料的成型。一、注射成型原理注射成型顆粒、粉狀塑料注射機料筒加熱熔融充模冷卻固化塑件第一節(jié)注射成型設備第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、注射成型原理第一節(jié)注射成型設備第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三注射成型特點：成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制件；對各種塑料的適應性強；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。一、注射成型原理第一節(jié)注射成型設備所以注射成型廣泛地用于塑料制件的生產(chǎn)中，30%。但注射成型的設備及模具制造費用較高，不適合單件及批量較小的塑料制件的生產(chǎn)。第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三合模單元注射單元二、注射成型設備1.注射機的主要作用頂出塑件；開模與合模動作；注射結(jié)束，進行保壓與補縮；在一定壓力和速度下將塑料注入型腔；加熱熔融塑料，達到粘流態(tài)；第一節(jié)注射成型設備第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2.注射機的分類塑化—指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達到流動狀態(tài)并具有良好的可塑性的過程。

注射機按塑化方式分為：柱塞式和螺桿式二、注射成型設備第一節(jié)注射成型設備第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三

很大一部分壓力用在壓實固體塑料和克服塑料與料筒摩擦。

最大注射量取決于料筒的塑化能力（與塑料受熱面積有關）與柱塞直徑與行程。

塑料靠料筒壁和分流梭傳熱，柱塞推動塑料無混合作用，易產(chǎn)生塑化不均的現(xiàn)象。A.柱塞式注射機①塑化不均：②最大注射量受限：③注射壓力損失大：柱塞式注射機存在的缺點：二、注射成型設備

從柱塞開始接觸塑料到壓實塑料，注射速度逐漸增加。⑤易產(chǎn)生層流現(xiàn)象且料筒難于清洗④注射速度不均：第一節(jié)注射成型設備第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三B.螺桿式注射機二、注射成型設備合模注射保壓冷卻開模頂件合模注射冷卻總時間螺桿式注射機注射成型工作循環(huán)預塑第一節(jié)注射成型設備第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三螺桿式注射機的優(yōu)點：借助螺桿的旋轉(zhuǎn)運動，材料內(nèi)部也發(fā)熱，均勻塑化，塑化能力大。B.螺桿式注射機二、注射成型設備加熱料筒內(nèi)的材料滯留少，熱穩(wěn)定性差的材料也很少因滯留而分解。由于加熱料筒的壓力損失小，用較低的注射壓力也能成型。成型周期短、效率高，生產(chǎn)過程可實現(xiàn)自動化可成型形狀復雜、尺寸精度要求高及帶各種嵌件的塑件。第一節(jié)注射成型設備第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三

螺桿式較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動作，產(chǎn)生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。螺桿式注射機與柱塞式注射機的比較:二、注射成型設備第一節(jié)注射成型設備第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三按外形可分為：臥式、立式和角式注射機。2.注射機的分類二、注射成型設備第一節(jié)注射成型設備第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三⑴立式注塑機

它的注射裝置垂直裝設，并與鎖模機構(gòu)移動方向成一條軸線。

優(yōu)點：占地面積小，拆裝模具方便，易于安放嵌件等。

缺點：塑件推出后需由人工取出，不易實現(xiàn)全自動操作。第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三⑵臥式注塑機它的注射裝置軸線與鎖模機構(gòu)軸線呈一條直線并水平排列。優(yōu)點：機身較低，利于操作和加料，可實現(xiàn)全自動操作，機床因重心低而穩(wěn)定。缺點：模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機床占地面積較大。第一節(jié)注射成型設備第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三⑶直角式注塑機其注射裝置軸線與鎖模機構(gòu)軸線相互正交垂直。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，便于自制，適于一模僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適用于帶有自動回轉(zhuǎn)脫螺紋機構(gòu)的模具。缺點：占地面積介于立式和臥式兩者之間，注射量的提高也受到限制。此外，還有多工位旋轉(zhuǎn)式注塑機、雙色注塑機等專用注塑機。第一節(jié)注射成型設備第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、注射成型工藝2.注射過程3.成型后處理1.成型前準備原料的檢驗、染色和干燥模具清理、涂脫模劑、預熱嵌件預熱料筒清理退火處理調(diào)濕處理加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻、脫模第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三1.溫度2.壓力3.時間（成型周期）二、注射成型工藝參數(shù)第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三1.成型前準備原料檢驗原料染色原料干燥質(zhì)量體積流動性水分及揮發(fā)物含量收縮率烘箱干燥紅外線干燥熱板干燥高頻干燥三、注射成型工藝第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三2.注射過程原料檢驗預處理合模注射裝入料斗保壓脫模裝入嵌件清理料筒清理模具涂脫模劑嵌件清理、預熱預塑化塑件后處理冷卻加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻、脫模三、注射成型工藝第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三3.注射成型后處理

將塑件放在一定溫度的紅外線或循環(huán)熱風烘箱、液體介質(zhì)中（礦物油，石蠟）一段時間，再緩慢冷卻。

將剛從模具中脫出的塑件放在熱水中(100～120℃)，隔絕空氣，進行防氧化處理，達到吸濕平衡。調(diào)濕后緩冷至室溫。適用于吸濕性強的PA類塑料。

目的：使塑件的顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定退火處理：調(diào)濕處理：

退火的溫度：高于塑件使用溫度10～20℃，低于塑料熱變形溫度10～20℃。三、注射成型工藝第二節(jié)注射成型原理及工藝特性

目的：減少由于塑料在料筒內(nèi)塑化不均勻或在型腔內(nèi)冷卻速度不同，致使塑件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應力。第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三1.溫度①料筒溫度：②噴嘴溫度：③模具溫度：——成型周期長，翹曲變形，影響尺寸精度；——產(chǎn)生較大內(nèi)應力，開裂，表面質(zhì)量下降。溫度過高溫度太低略低于料筒最高溫度：防止熔料在噴嘴處產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象；但溫度也不能太低，否則易堵塞噴嘴。當θf(θm)~θd范圍窄時，料筒溫度取偏低值。分布：料筒后端溫度最低，噴嘴前端最高；在θf(θm)~θd之間，保證塑料熔體正常流動，不發(fā)生變質(zhì)分解；四、注射成型工藝參數(shù)第二節(jié)注射成型原理及工藝特性影響塑料熔體的充型能力及塑件的內(nèi)在性能和外觀質(zhì)量。選擇取決于塑料的特性第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三①塑化壓力：

又稱背壓（螺桿頭部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力），由液壓系統(tǒng)溢流閥調(diào)整大小。②注射壓力：

柱塞或螺桿頭部對塑料熔體施加的壓力。注射壓力的大小一般為40～130MPa，它的作用是克服熔體的流動阻力，保證一定的充模速率。

注射壓力與塑料品種、注射機類型、模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有關。2.壓力四、注射成型工藝參數(shù)第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三——完成一次注射成型過程所需的時間。成型周期或總周期成型周期充模時間注射時間模內(nèi)冷卻時間其它時間保壓時間3.時間（成型周期）四、注射成型工藝參數(shù)第二節(jié)注射成型原理及工藝特性第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三注射模的結(jié)構(gòu)組成注射模定模動模第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)注射模上各零部件所起作用細分1.成型零部件2.澆注系統(tǒng)3.導向系統(tǒng)4.推出機構(gòu)5.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)6.排氣系統(tǒng)7.支承零部件-模架8.側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)注射模的結(jié)構(gòu)組成第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)注射模與注射機的關系設計注射模時，首先要確定模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本的參數(shù)和尺寸，如：模具的型腔個數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需用的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。上述這些數(shù)據(jù)都與注射機的有關性能參數(shù)密切相關，如果兩者不相配，則模具無法使用。故，必須校核有關參數(shù)。第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、型腔數(shù)目的確定和校核1.按注射機的額定塑化量確定型腔數(shù)目和校核n≤(KMt/3600-m2)/m1K：注射機額定塑化量的利用系數(shù)，一般取0.8M：注射機的額定塑化量，g/h或cm3/ht：成型周期，sm2：澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，g或cm3m1：單個塑件的質(zhì)量或體積，g或cm3n：型腔數(shù)目第三節(jié)注射模與注射機的關系第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、型腔數(shù)目的確定和校核2.按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目和校核n≤(F-pA2)/pA1F：注射機的額定鎖模力，N；p：塑料熔體對型腔的壓力，MPa，一般取注射壓力的80%；A2：澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2A1：塑件在模具分型面上的投影面積，mm2第三節(jié)注射模與注射機的關系第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、型腔數(shù)目的確定和校核在模具分型面上的投影面積滿足：nA1+A2≤AA：注射機允許使用的最大成型面積，

mm2A2：澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2A1：塑件在模具分型面上的投影面積，mm2第三節(jié)注射模與注射機的關系塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大需要的鎖模力就越大，若超過了注射機允許使用的最大成型面積，將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、型腔數(shù)目的確定和校核額定鎖模力校核：（nA1+A2）

p≤FF：注射機的額定鎖模力，N；p：塑料熔體對型腔的壓力，MPa，一般取注射壓力的80%；A2：澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2A1：塑件在模具分型面上的投影面積，mm2第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三一、型腔數(shù)目的確定和校核3.按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目和校核n≤(Km-m2)/m1m：注射機允許的最大注射量，g/h或cm/h34.按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目生產(chǎn)經(jīng)驗表明，每增加一個型腔，塑件的尺寸精度將降低4%~8%。在成型高精度的塑件時，型腔數(shù)目不宜過多，通常不超過4腔，因為多型腔難以使型腔的成型條件一致。5.根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目K：注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三二、注射壓力的校核校驗注射機的額定注射壓力能否滿足塑件成型時所需的壓力.P公≥P注其中:P注——塑料成型時所需的注射壓力.P公——注射機公稱注射壓力。P注—受注射機類型、噴嘴形式、澆注系統(tǒng)、型腔內(nèi)阻力、模具溫度、塑料流動性等因素影響；P注太大：飛邊大、脫模困難、塑件表面質(zhì)量差、內(nèi)應力大；P注太?。翰荒茼樌錆M型腔、無法成型；第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核噴嘴尺寸定位孔尺寸拉桿間距模具閉合厚度安裝螺孔尺寸第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核1.噴嘴尺寸澆口套球面R和噴嘴前端球面半徑R0噴嘴孔徑d0和澆口套小端孔徑d正確關系為：d=d0+(0.5～1)mmR=R0+(1～2)mm第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核1.噴嘴尺寸第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核2.定位孔、定位圈尺寸注射機定模板上的定位孔，模具上設定位圈。定位孔與定位圈的配合：h:小型模具取(8～10)mm

大型模具取(10～15)mm保證：模具安裝在注射機上時，模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合。第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核3.拉桿間距

模具的外形尺寸應小于注射機的拉桿間距，以保證模具能安裝到注射機工作臺面上。第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核4.模具閉合厚度HHmin≤H≤Hmax第三節(jié)注射模與注射機的關系第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三三、裝模部分有關尺寸的校核5.安裝螺孔尺寸模具重量較輕用壓板固定模具重量較重的用螺釘固定第三節(jié)注射模與注射機的關系第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三四、開模行程的校核開模行程（S）：指模具開合過程中動模固定板的移動距離。S大小直接影響模具所能成型的塑件高度。A—注射機最大開模行程（S）與模具厚度（H）無關：第三節(jié)注射模與注射機的關系第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期三四、開模行程的校核單分型