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1、第三章 塑料注射成型模具,第一节 概 述,一、设计注射模具应考虑的问题,(1)了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力，流动速度，校验最大流动长度。根据塑料在模具内流动方向(即充模顺序)，考虑塑料在模具内重新熔合和模腔内原有空气导出的问题。(2)进浇点和分型面的选择问题。(3)通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力。(4)考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题。,(5)制件的横向分型抽芯及顶出的问题。(6)模具的冷却或加热问题。(7)模具有关尺寸与所用注射机的关系，包括与注射机的最大注射量、锁模力、装模部分的尺寸等的关系。(8)模具总体结构和零件形状要简单合理，
2、模具应具有适当的精度、光洁度、强度和刚度，易于制造和装配。,以上这些问题，并非孤立存在，而是相互影响的，应综合加以考虑。下面模具的典型结构及分类。,二、注射模具典型结构,1-推杆 2-推杆固定扳 3-推板导套4-推板导柱 5-推板6-拉料杆7-复位杆 8-支承钉 9-导柱10-导套 11-定模型腔板 12-浇注系统13-塑件 14-型芯,注射模具典型结构组成,(一)成型零部件,型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模(成型塑件内部形状，凹模成型塑件外部形状)，型芯或成型杆、镶块等构成。模具的型腔由动模和定模有关部分联合构成。,(二)浇注系统,(三)导向部分,由主流道、分流道、浇口、冷料井组成
3、。,为确保动模与定模合模时和顶出装置运动过程中的准确对中而设导向零件。通常有导柱和导套组成。,(四)分型抽芯机构,带有外侧凹或侧孔的塑件，在被顶出以前，必须先进行侧向分型，拔出侧向凸模或抽出侧型芯，然后方能顺利脱出。,(五)顶出装置,(六)冷却加热系统,在开模时将塑件和凝料从模具中顶出的装置,为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。冷却系统一般在模具内开设冷却水道，加热则在模具内部或周围安装加热元件，如电加热元件。,(七)排气系统,为了在注射过程中将型腔内原有的空气排出，常在分型面处开设排气槽。但是小型塑件排气量不大，可直接利用分型面排气，许多模具的顶杆或型芯与模具的配合间隙
4、均可起排气作用，故不必另外开设排气槽。,三、注射模具分类,注射模具的分类方法很多。,按模具的成型腔数目可分为：,按其在注射机上的安装方式可分为：,按所用注塑机类型可分为：,移动式(仅用于立式注射机)和固定式注射模具,卧式或立式注射机用注射模具和角式注射机用注射模具,单型腔和多型腔注射模具。,按注射模具的总体结构特征分为以下几种。,(一)单分型面注射模具,(二)双分型面注射模具,(三)带有活动镶件的注射模具,(四)横向分型抽芯注射模具,(五)自动卸螺纹注射模具,(六)定模设顶出装置的注射模具,(八)无流道注射模具,(七)多层注射模具,单分型面模具,1-推杆 2-推杆固定扳 3-推板导套4-推板导
5、柱 5-推板6-拉料杆7-复位杆 8-支承钉 9-导柱10-导套 11-定模型腔板 12-浇注系统13-塑件 14-型芯,双分型面模具,1-定距拉板2-弹簧3-限位钉4-导柱5-脱模板6-型芯固定板7-动模垫板8-模脚9-顶出底板10-顶出板11-顶杆12-导柱13-中间板14-定模板15-主流道衬套,带活动镶件的模具,带横向分型抽芯的模具,自动卸螺纹模具,1-螺纹型芯2-模脚3-动模垫板4-定距螺钉5-动模板6-衬套7-模板,定模一侧设顶出装置的模具,1一模脚 2一动模垫板 3成型镶片 4一螺钉5动模 6一销钉 7一脱模板8一拉板 9一定摸扳 10定摸底扳 11凸模（型芯）12导柱,上图为塑
6、料衣刷注射模，由于制件的特殊形状，开模后制件留在定模上。定模侧设有脱模板7，开模时由设在动模侧的拉板8带动，将制件从定模型芯11上强制脱下。,第二节、模具与注塑机的关系,一、注射机的分类及技术规范,（一）、注射机的组成,注射机的全称应为塑料注射成型机。注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统及机架等组成。工作时模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定模扳上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射，待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模，最后由推出机构将塑件推出。,1、锁模油缸 2、锁模机构 3、移动模板 4、顶出杆 5、定模固定板 6、控制台 7、料筒及加
7、热器 8、料斗 9、定量供料装置 10、注射油缸,（二）、注射机的分类,注射机的分类方法较多，常用的有以下几种：1、按注射机规格大小分类 可将注射机分为五类，如下表所示。,2、按注射机外形结构特征分类 注射机的外形特征对生产操作、生产效率和模具设计均有影响，按特征分类有以下几种类型：,(1)立式注射机,(2)卧式注射机,(3)直角式注射机,此外，还有旋转式注射机(旋转台上装有多副模具)、偏心式注塑机等。,3、按注射机的塑化方式分类 按注射机塑化方式(即塑化用的零部件及工作原理)不同，主要分为柱塞式和螺杆式两大类注射机。,（三）、注射机的技术规范,注射机的技术规范项目较多，对于液压部分的技术规范
8、在此不作介绍仅对与模具安装、使用相关的规范作如下介绍：,（1）几种常用注射机的模板技术规格,xsz30 卧式注射机,二、注射机有关参效的校核,（一）、型腔数目的确定 模具设计时，必须先确定型腔数目，而型腔数目的确定应考虑技术、经济、质量、设备、批量等多方面的因素，以下有几种方法供参考：,1、由交货期计算型腔数,2、按注射机的最大注射量确定型腔数目n：,柱塞式注塑机和螺杆式注塑机最大注射量的标定在习惯上是不相同的。对于柱塞式注塑机，其最大注射能力在国际上规定以一次注射聚苯乙烯塑料的最大克数为标准。故注射聚苯乙烯塑料时，制件的总重量加上浇注系统(主流道、分流道和浇口)的重量，应不超过注射机的规定克
9、数，最好在其额定注射量的80以内。当注射其它塑料时，最大注射量应该按下式进行换算：,注射聚苯乙烯时模具的型腔数最多为：,:一个塑件的质量和它均分到的浇注系统质量之和,国产注塑机常用理论注塑容积Vc表示机器的最大注塑能力，该体积系指在最大注塑行程时注塑螺杆所扫过的最大体积，它与聚苯乙烯表示的最大注塑量mso的关系是,其它塑料,s：注塑系数，与逆流漏料和体积收缩有关系，结晶塑料为0.70.8，非结晶塑料为0.80.9。,4、按注射机的锁模力和模板尺寸确定型腔数 锁模力是指注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。Ps单位投影面积所需的锁模力(M Pa)，其值等于注射机最大锁模力与最大成型面积之比
10、,3、根据塑化能力确定型腔数目n：,塑化是指塑料原料在料筒内经加热达到流动状态，再经螺杆的旋转或柱塞的推挤，使熔料达到组分均匀并具有良好可塑性的过程。,（二）注塑压力的校核,注塑机的最大注塑压力能不能满足该制品成型的需要。成型制品所需的压力有注塑机类型、喷嘴型式，塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。,（三）锁模力的校核,1、锁模力计算,2、锁模力常用值 P41,P：型腔及流道内塑料熔体的平均压力。A：制件加上浇注系统在分型面上的总投影面积,3、锁模力大或小对成型的影响,4、校核模具分型面的压力和推出板四周模具 支架与模板的接触压力,：支架或动模底板的许用应力,As1：支架与动模底
11、板的单边接触面积,As2：动模底板还有其他支柱的接触面积,F：注塑机的额定锁模力,(四)模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核,1、必须校核的项目：,2、校核的要求：P42 a、喷嘴头的尺寸 b、定位圈与定位孔之间的配合 c、模具厚度的限制 d、安装方式,(五)开模行程和塑件推出距离的校核,1注射机最大开模行程与模厚无关时的校核,(1)、对于单分型面 注塑模，开摸 行程可按下式 校核 sH1十H2十510(毫米),(2)、对于三板式双分型面注塑模(带针点浇口的注 射模)，开摸行程可按下式校核 sH1+H2+a+510(毫米),式中a：定模板与浇口板的分离距离，此距离应足以取出浇注系统凝料。,sH1
12、+H2+a+510,sH1+H2+510,比较：,一般情况脱模距离(顶出距离)H1等于模具型芯的高度，但对于内表面为阶梯状的制件，有时不必顶出型芯的全部高度，即可取出制件。故脱模距离H1需视具体情况而定以制件能顺利取出为度。,2注射机最大开模行程与模厚有关时的校核,这主要是指全液压式锁模机构，如X5-zY250和机械锁模的SYS-45和SYS-60等角式注射机的锁模机构，其最大开模行程等于机床移动模板和固定模板之间的最大开距Sk减去模厚Hm。（1）对于单分型面注射模，可按下式校核，skHm+H1+H2+5-10(毫米)式中 sk-注射机模板间的最大开距，毫米,（2）对于双分型面注射模,可按下式
13、校核，skHm+H1+H2+a+510(毫米),对于有阶梯状的注射模应视具体情况而定,（3）对于有侧向分型或侧向抽芯的模具,侧向分型或侧向抽芯的动作是利用注射机的开模动作，通过斜导柱（或齿轮齿条等)分型抽芯机构来完成的。这时所需开模行程还必须根据侧向分型抽芯的抽拔距离，再综合考虑制件高度、脱模距离、模厚等因素来决定，以使制件和浇注系统能方便地取出为准。如下图所示的斜导柱侧向抽芯机构，为完成侧向抽芯距离l所需的开模行程为Hc，当HcH1+H2时，开模行程按下式校核：SHc十510(毫米)当HcH1+H2时，开模行程按下式校核：S H1+H2十510(毫米),当HcH1+H2时，开模行程按下式校核
14、：SHc十510(毫米)当HcH1+H2时，开模行程按下式校核：S H1+H2十510(毫米),（4）对于带有螺纹制件的模具,生产带螺纹制件的模具，有时是通过专门的机构将开模运动转变为旋转运动来旋出螺纹型芯或螺纹型环的，因此校核时还应考虑旋出螺纹型芯或型环需要多大的开模距离，再综合考虑制件高度、脱模距离等因素来校核。例如使螺纹型芯旋转一周需要的开模行程为h，型芯旋转n圈方与制件相分离，则旋出型芯所需开模距离为nh。在SYS-45一类的角式注射机中，生产有螺纹的制品时，注射机的丝杆一面带动开模，一面带动螺纹型芯旋出，应以旋出全部型芯(或型环)并脱出制件所需开模距离来校核注射机的开模行程是否足够。,
