注塑模具原理

注塑模具原理注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑 料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万 化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分 组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化， 是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分 流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成 型杆以及排气口等。典型塑模结构如图所示。主流道它是模具中连接注射机射嘴 至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直 径应略大于喷嘴直径（O. 8mm）以避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵 截。进口直径根据制品大小而定，一般为48mm。主流道直径应向内扩大呈3 到 5的角度，以便流道赘物的脱模。冷料穴 它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷 料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容 易产生内应力。冷料穴的直径约8 一 lOmm,深度为6mm。为了便于脱模，其 底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模 时能顺利拉出主流道赘物。分流道它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔， 分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料 熔体的流动、 制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说，则以圆形截 面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而 且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此，经常采用的是梯形 或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光 以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸 和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8m,特大的可达 10 一 12m,特小的2-3m。在满足需要的前提下应尽量减小截面积，以免增加分 流道赘物和延长冷却时间。浇口它是接通主流道（或分流道）与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道（或分 流道）相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。 浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。浇口的作用是：A、控制料流速度：B、 在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流：C、使通过的熔料受到较强的 剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性：D、便于制品与流道系统分 离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、 制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短， 这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口 位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料 熔体的性质。型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各 个成型零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模（又称阴模），构成 名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱制品内 部形状（如孔、槽等）的称为型芯或凸模（又称阳模）。设计成型零件时首先要根据 塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其 次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最 后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进 入型腔时具有很高的压力，故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。 为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度 Ra0. 32um，而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度，并选用 耐腐蚀的钢材制造。排气口 它是在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料 注入型腔时，原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过 排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满，甚至积存 空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料 流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深 0. 03-0. 2mm， 宽 1. 5-6mm 的浅槽。注射中，排气孔不会有很多熔料渗出，因为熔料会在该处 冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员， 以防熔料意外喷出伤人。此外，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱 模板与型芯的配合间隙等来排气。结构零件它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种 零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及 回程杆等。加热或冷却装置这是使熔料在模具内固化定型的装置，对热塑性塑料，一般是阴阳模内冷却 介质的通道，借冷却介质的循环流动来达到冷却目的。通入的冷却介质随塑料种 类和制品结构等而异，有冷水、热水、热油和蒸汽等。关键是高效率的均匀冷却， 冷却不均匀会直接影响制品的质量和尺寸。应根据熔料的热性能(包括结晶)，制 品的形状和模具结构，考虑冷却通道的排布和冷却介质的选择。二、注塑模具的工作原理注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑 料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万 化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分 组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化， 是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分 流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、 型芯、成型杆以及排气口等。1. 主流道它是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形 以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(O. 8mm)以避免溢料，并防 止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为 48mm。 主流道直径应向内扩大呈 3到 5的角度，以便流道赘物的脱模。它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的 冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就 容易产生内应力。冷料穴的直径约8 一 lOmm，深度为6mm。为了便于脱模，其底 部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时 能顺利拉出主流道赘物。2. 分流道它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型 腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对 塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动 来说，则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘 物的冷却不利，而且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此， 经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料 品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过 8m,特大的可达10 一 12m，特小的2-3m。在满足需要的前提下应尽量减小截面 积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。3. 浇口它是接通主流道（或分流道）与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道（或 分流道）相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。 浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。浇口的作用是：A、控制料流速度：B、 在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流：C、使通过的熔料受到较强的 剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性：D、便于制品与流道系统分 离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般 浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用， 还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最 厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质三、模具的定义和作用模具作为制造业的核心，作为制造业工程师或想成为 一个制造业工程师的人员必须要了解模具的基本概念及作用。1、模具的定 义模具是一种有一定形状与尺寸的型腔工具，与模具内各种系统或辅助机构配 合使用，将各种高温液态的材料塑料金属合等）填充至具型3内即可护出具有特定形 状尺寸、功能和质量的工业零件。2、模具的作用 在电子、汽车、电机、仪器、电器 仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成型用模具生产零牛 所表现出来的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗是其他加工制造方法所 不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往 往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界的模具年产值约 有600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业产值。 从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平 的高低已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着 产品的质量、效益和新产品的开发能力。（1）模具工业是高新技术产业的一个 组成部分。例如，属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框 架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封膜；计算器的机壳、插件和许多元器件 的制造也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品（包括通信产品） 的发展没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密 模具。例如，形状误差小于0.10.3um的空空导弹红外导弹红外线接收器的非 球面反射镜就必须用高精度的塑料模具成型。因此，可以说，许多高精度模具本 身就是咼新技术产业的一部分。有些生产咼精度模具的企业已经被命名为“咼新 技术企业”。（2）模具工业又是高新技术产业化的重要领域。模具制造技术水 平的提高和模具工业的技术提高离不开同高新技术的嫁接。CAD/CAE/CAM技术在 模具工业中的应用和快速原型制造技术的应用使模具的设计制造技术发生了重 要改革。模具的开发和制造水平的提高有利于采用数控精密、高效的加工设备； 逆向工程 并行工程敏捷制造和虚肢术沁工等先进制造技术在模具工业中的应用也要与 电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。（3）模具工业是装备工业的 一个组成部分。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然拥有其重要地位。因 为国民经济各产业部门需要的装备的零部件有很大一部分是用模具做出来的。各 产业部门需要的装备有许多是电子信息技术的载体。好像一个人，不仅要有聪明 的脑袋和灵敏的神经系统，还要有坚强的躯干和灵巧的双手和双脚。机械工业制造 的装备一旦与电子信息技术嫁接，就如虎添翼，“脑袋更灵光，“神经”更灵敏， “手脚”更灵巧了。（4）模具工业地位的重要，还在于国民经济的五大支柱产 业一机械、电子、汽车、石化和建筑都要求模具工业的发展与之相适应，以满足 五大支柱产业发展的需要。机械、电子汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大 型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都还不能 满足这些支柱产业发展的需要。