塑料注射模设计.ppt

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1、5.6无流道凝料注射模,一、无流道注射模特点,模具结构复杂、制造成本高，适用于质量要求高、生产批量大的塑件成型。,有利于实现自动化生产,提高生产率、降低成本。,压力损失小，可低压注射，同时有利于压力传递、提高塑件质量；,基本上实现了无废料加工，节约塑料原料；,5.6无流道凝料注射模,二、无流道注射模对塑料的要求,对温度不敏感，低温下易流动成型,对压力敏感，但在低压下易流动,热变形温度较高，可迅速从模具内顶出,热传导性能好,比热容小，塑料既易熔融又易凝固,5.6无流道凝料注射模,三、无流道注射模分类,绝热式流道,无流道注射模,加热式流道,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,模具的主流道和

2、分流道都很粗大，模具不加热，主要靠料流的冷硬层绝热保持流道内塑料的熔融状态。,井式喷嘴注射模,主流道型浇口绝热流道模,点浇口绝热流道模,带加热探针的绝热流道模,1.井式喷嘴注射模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,又称绝热主流道注射模，在喷嘴与模具入口间加有主流道杯（井坑），适用于单型腔模具。,1.井式喷嘴注射模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,井坑内塑料冷凝可能性大，只适用于操作周期短的情况（大于次/分钟）。改进结构如下：,2.主流道型浇口绝热流道模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,一模多腔，对整个流道(主流道和分流道)绝热(流道粗大),尽量减小件与件与型腔

3、板的接触面积缺点：塑件上带有一小段浇口凝料待后序处理,3.点浇口绝热流道模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,优点：开模时塑料易从浇口处断开缺点：浇口处易冷凝再次开机前要打开锁链清理流道凝料,3.点浇口绝热流道模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,防止流道内塑料冷却的方法,对浇口进行加热,流道内的塑料凝固的话要迅速取出。,先将模具加热到几十度，再注入塑料。,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,3.点浇口绝热流道模,流道部分加工成镶件，与周围隔热,3.点浇口绝热流道模,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,防止流道内塑料冷却的方法,对浇口进行加热（加热圈或加热棒

4、）,5.6无流道凝料注射模,四、绝热流道注射模,4.带加热探针的绝热流道模,浇口处设置加热元件，又称半绝热流道模具,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,延伸式喷嘴注射模,外加热式多腔热流道注射模,热管式热流道注射模,内加热式多腔热流道注射模,针阀式浇口热流道注射模,模具内设加热器，使浇注系统塑料一直保持熔融状态,模具不受塑件成型周期的限制,停机后也不需打开流道板取出流道凝料,对流道的加热装置、温度调节系统、模具绝热措施要求更严,注意防止浇口的凝固和流涎现象,1.延伸式喷嘴注射模,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,将喷嘴延伸至浇口附近，只能用于单型腔注射模喷嘴与型腔间采用塑料或空气

5、绝热,2.外加热式多腔热流道注射模,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,流道板加热，它与其余部分尽量隔离绝热二级喷嘴与型腔壁采用半绝热式,3.内加热式多腔热流道注射模,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,在整个流道和喷嘴内部设管式加热器，热量损失小,4.针阀式浇口热流道注射模,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,注射和保压阶段靠塑料的注射压力使针阀开启保压结束，注射压力消失后针阀关闭,5.热管式热流道注射模,5.6无流道凝料注射模,五、热流道注射模,注流道、分流道、直至喷嘴头部的温度要均匀一致热管主流道套：规格化、商品化,1.浇口,5.6无流道凝料注射模,六、零部件设计,浇口

6、的刀棱状有利于取件时塑件与浇口的分离。,2.垫板（更换塑料与清理浇口）,5.6无流道凝料注射模,六、零部件设计,2.垫板（更换塑料与清理浇口）,5.6无流道凝料注射模,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,3.支脚,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,4.热流道板,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,5.流道塞（堵头）,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,6.主流道衬套,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,7.流道衬套,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,8.热电偶位置的确定,六、零部件设计,5.6无流道凝料注射模,9.垫块,六、零部件设计,思考与练习：,无流道注射模具有

7、哪些特点？如何选择无流道模具的类型？,问题：,1.采用阀式浇口热流道是为了什么？,2.内加热式热流道的特点是什么？,目的与要求：,重点和难点：,1.了解热固性塑料与热塑性塑料模具设计的不同点。2.了解气辅成型模具的工艺过程及设计要点。,热固性塑料注射模及气辅成型模具设计要点,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,粉状或粒状塑料,专用热固性塑料注射机,模具型腔,注射机喷嘴,模具浇注系统,一定温度,一定压力,模具加热到预定温度,发生交联反应固化成型,开模取件,1.热固性塑料注射成型过程,5.7 热固性塑料注射模,2.热固性塑料注射模基本结构及特点,一、热固性塑料注射模,与热塑性塑料注射模

8、结构基本相同：成型部分、浇注系统、导向机构、推出机构、侧抽机构、加热及排气系统,模具设计时要考虑充分排气,塑料在成型前要有足够的烘烤,模具要考虑加热,考虑防腐性和耐蚀性,尽量减少拼缝,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,3.注射成型适用的材料,流动性好,塑化温度范围宽,热稳定性好,快速固化性,其它要求,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,4.热固性塑料注射模分型面设计,既要防止溢料(0.01mm)又要充分排气:减小接触面积 分型面上尽量减少孔穴与凹坑 分型面表面硬度和光洁度要高 开设专门的排气槽 分型面模板要有很好的刚性,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,

9、5.浇注系统设计,主流道与冷料穴 主流道直径较小：锥度为12 塑料直接进入高温模具，流动性提升 减小不可重复利用的主流道凝料和固化时间 主流道末端设置较大的冷料穴：存贮喷嘴端部已固化的塑料。,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,5.浇注系统设计,分流道 平衡式布局，使各型腔同时充满、同时固化 常采用梯形截面或圆形截面,浇口 大小适中 大浇口：可延长寿命，不利于摩擦生热和浇口去除 小浇口：利于摩擦生热、塑件美观，但浇口易磨损，模具寿命低。,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,5.浇注系统设计,温流道浇注系统 流道做成单独的衬套，周围冷却T100，塑料不固化实现无流道凝料连

10、续注射。,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,5.浇注系统设计,高温流道成型法,流道较宽较薄，加热能迅速升温，使塑料在流道中便能产生一定的交联反应，流动性大大降低，不易产生溢料飞边。,热固性塑料受热会降低粘度，继续受热交联反应后流动性大降。,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,6.成型零件设计,尽量不采用镶拼结构成型零件工作尺寸计算（与热塑性塑料工作尺寸计算方法相同）开模与抽芯（也要用到侧抽芯机构或用熔芯技术成型复杂的内侧凹塑件）,5.7 热固性塑料注射模,一、热固性塑料注射模,7.推出机构设计,常用推杆推出，易于加工调整、飞边易于清除；若用推板推出则应采用锥面配合。型

11、芯与型腔的配合间隙应在0.03mm，表面粗糙度达Ra0.2m以下。为防止滑动部分被拉毛，局部淬火表面强化处理，硬度可达HRC5458以上。,一、热固性塑料注射模,8.排气槽设计,5.7 热固性塑料注射模,型腔中的气体和塑料产生的挥发物要及时排出，否则会出现麻点、凹陷、气泡等缺陷。排气槽深度0.030.05mm，宽46mm。,一、热固性塑料注射模,9.热固性塑料注射模具的加热,5.7 热固性塑料注射模,交联反应需要模具有足够的温度，模温直接影响塑件的质量与生产效率。模温要均匀且热量损失要小模具加热常用电热管或电热套，一般每公斤模具要3040W的电功率。模具与注射机安装板间应有隔热层,一、气辅成型

12、的工艺过程,5.8 气辅成型模具,先向模具型腔中注入塑料熔体，再向塑料熔体中注入压缩气体（氮气），借助气体的作用推动塑料熔体充填到型腔的各个部位，最后形成中空断面而外形完整的塑件。,气辅成型,1.标准法气辅成型,一、气辅成型的工艺过程,5.8 气辅成型模具,2.副腔法气辅成型,一、气辅成型的工艺过程,5.8 气辅成型模具,3.熔体回流法气辅成型,一、气辅成型的工艺过程,5.8 气辅成型模具,4.型芯活动法气辅成型,一、气辅成型的工艺过程,5.8 气辅成型模具,二、气辅成型的设备配置,5.8 气辅成型模具,注射机：对注射量和注射压力的控制精度要高气辅装置：标准氮气发生器、控制单元、氮气回收装置。

13、进气喷嘴,三、气辅成型的技术特点,5.8 气辅成型模具,可消除塑件缩痕，提高表面质量塑件翘曲变形小所需锁模力小可减轻塑件的重量所需冷却时间少塑件易成型,四、气辅成型的应用,5.8 气辅成型模具,把手、手柄类零件,熔体射入型腔充填到型腔体积的6070%时，停止注射熔体，开始注入气体，直至保压冷却定型。,四、气辅成型的应用,5.8 气辅成型模具,大平面的薄壁、偏壁零件,熔体充填到型腔体积的9098%时，开始进气，由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间,大大降低制品翘曲变形。,思考与练习：,1.热固性塑料注射模与热塑性塑料注射模相比有哪些不同的地方？,2.气辅成型技术的特点是什么？,目的与要求：,了解

14、精密注射成型模具设计要点,重点和难点：,重点：了解精密注射模的设计特点,5.9 精密注射成型模具,能够成型尺寸和形状精度很高、表面粗糙度数值很小的塑件的注射模具。,模具设计时主要考虑：如何防止塑件变形、防止成型收缩率的波动、提高模具的制造精度和防止模具精度的波动。,精密注射模具,一、精密注射成型与模具概念,5.9 精密注射成型模具,二、精密注射成型用塑料,精密注射对塑料的要求：良好的流动性与成型性能 具有很好的形状及尺寸稳定性精密注射用的塑料品种：聚碳酸酯、聚脂胺、聚甲醛、ABS、,严格控制料筒、喷嘴、模具温度的高低和温度波动范围，也要控制塑件在脱模后24小时内的环境温度。,5.9 精密注射成

15、型模具,三、精密注射成型的工艺特点,温度控制精确：,注射压力大：180250MP-415MPa,使塑件密实、收缩波动小、形状尺寸稳定,改善塑件的成型性能，可成型薄壁塑件,可提高注射速度,注射速度快：可成型较复杂塑件，减小塑件尺寸公差,5.9 精密注射成型模具,四、对注射机的要求,注射功率大:,控制精度高：,避免工艺参数的波动，对注射量、注射压力、注射速度、背压、温度等参数进行闭环控制。,系统反应速度快,合模系统有足够的刚性,5.9 精密注射成型模具,五、精密注射模具设计要点,1.合理确定模具的设计精度,型腔尺寸公差小于塑件公差的1/3；分型面的精度主要指的是平行度；中小型精密模具的公差值达到微

16、米级。,2.选择合理的模具结构和模具加工精度及加工方法,零件设计成易于磨削和电加工的结构形式,常用镶拼式结构,选用刚性好、淬火变形小的材料,5.9 精密注射成型模具,五、精密注射模具设计要点,3.模具设计时的注意事项,4.防止模具及塑件在脱模过程中的变形,型腔局常采用圆形或一模四腔的H形平衡式布局,浇道与浇口的平衡,型腔温度单独调节,模具有足够的刚度,与脱模相关零件镜面抛光，且抛光方向与脱模方向一致,最好采用推件板推出,精密产品的塑料选用,精密机 器一般指摄像机、照相机及计时仪器。二次世界大战前制造单线圈、或是微型组合件席卷世界，战后这个行业得到突飞猛进的发展。特别是35mm单镜反射照相机、摄

17、像机的微型化促进了微电子技术的发展。现在包括计时器，电脑绣花等在内的精密机器行业，对塑料提出较高的要求，用量也越来越大如摄像机，照相机部件中塑料件的数量所占的比例已达15一20。它们使用众多的塑料目的主要在于：小型化和轻量化，提高性能(镜片的非球面化和绝缘性、耐冲击性等)，提高外观自由度(颜色、形状及表面状态)，提高操作性、人接触时感触性好，；功能性(部件的多功能性和精度、防止噪音和改善整体性)等。工程塑料主要用于照相机、摄像机的外壳，代替金属减少零件数和加工工位数、实现复合化。使用量最多的是PC，主要用作上盖、下盖，底盖等外部零件，颜色鲜艳，美观，再加上耐冲击和耐静压，还可以进行表面涂装，加

18、工工艺简易可行。,最近高度电子化的单镜反射照相机上盖内侧有微机和集成电路(IC)等电子装置，配有电子线路板，此件可保护电性能，防止噪音和静电，上盖的外观要美观，可进行镀铬处理。一般照相机是以外壳、各种结构件、线路板和光学件为中心的。对于结构件要求具有刚性、强度、稳定等要求。过去采用PA塑料制造达到轻量化，成本低的目的。为了保证组装精度现已使用改性PPO和增强PC来代替相机中使用的铝板材。袖珍型障嗷慕峁辜乇鹗谴萋趾涂聘艘焕嗟乃芰匣档统杀就猓箍梢允苟喔隽慵幸惶寤子谛巫锤丛蛹募庸醵套樽爸芷凇陨系牟考褂米疃嗟氖蔷鬯跞粜韪咔慷仁笨捎肎FPOM。在使用齿轮，偏心轮等接触使用时，要注意接触产生的摩耗问题。用

19、氟塑料与增强PAR复合制造电影胶片压着板是精密部件实用的实例。过去一般采用压机成型的铝板，现改用注射成型零件以提高平整度。AF照相机使用GFPC塑料，摄像机的附加设备三角架使用PoM，以减轻重量。还有洗印扩印机需要耐腐蚀材料现用PPO塑料，除耐酸碱外，还具有尺寸稳定和耐滑动性。,录像机在日本普及率达70以上，摄像机和录像机的需要量仍在急速增加。减轻重量已是一个重要问题，由于大量采用工程塑料已由原来的3k8减到lk8重，方便用户。它们所用的零部件要求椭圆度，尺寸稳定性及刚性、可采用玻璃纤维增强或填充无机填料，运用最佳产品设计，达到使用要求。时钟石英化的结果使机械部件在时间调速方面加速塑料化、现在

20、箱、壳、罩类的部件，秒针轴可实现塑料化。钟表部件塑料化有以下动向：时钟的外装材料从初级到高级产品都在使用塑料材料。它以罩、盒、壳类为主，其次是表罩用有机玻璃代替玻璃，防止破碎。有的时钟已全部使用塑料制做。一般作为外装材料使用的塑料见表49。时钟的板、壳、盒等零件中若要求强度和精度高时，可采用PPS塑料。各种齿轮类零件可用FRPA和FRPOM塑料。对于时钟来讲是为了降低成本，近年来也用通用塑料来代替工程塑料。时钟使用的塑料材料见表410。手表的塑料零部件是以使用POM为主，要求它具备耐疲劳性、滑动性，刚性、耐油性，尺寸稳定性等。外壳使用PVC合金材料。现在表面精度高，耐酸碱，刚性好而又轻的手表很

21、受欢迎。使用塑料制造手表将是发展方向之一。其余记时仪器类也在大量使用塑料零部件如POM等。,思考与练习：,1.精密注射成型的工艺有哪些特点？,2.设计精密注射成型模具时应注意什么？,目的与要求：,读懂不同类型注射模具结构图,重点和难点：,难点：典型注射模具的结构组成及其不同类型的注射模具结构特点；重点：读懂不同类型的注射模具结构图和动作原理,5.10 注射模典型结构,一、一般结构注射模,5.10 注射模典型结构,二、带轮注射模,5.10 注射模典型结构,三、盒盖注射模,5.10 注射模典型结构,四、自动脱螺纹斜导柱抽芯注射模,5.10 注射模典型结构,五、气动脱模注射模,5.10 注射模典型结构,六、透明片双层注射模,5.10 注射模典型结构,七、标牌注射模,5.10 注射模典型结构,八、双缸洗衣机水桶盖注射模,5.10 注射模典型结构,九、热固性塑料球形柄自动卸螺纹注射模,思考与练习：,注射模结构一般由哪几个部分组成？各组成部分的主要作用是什么？,