《注塑模具典型结构》PPT课件

2 1 2 注塑模具的结构组成 在介绍各种注塑模具结构之前，先对注 塑模具结构做概括性的说明。 注塑模具分为动模和定模两大部分，定 模部分安装在注塑机的固定座板上，动模 部分安装在注塑机的移动座板上。注塑时， 动定模两大部分闭合塑料经喷嘴进入 模具型腔。开模时，动、定模两大部分分 离，然后顶出机构动作，从而推出塑件。 根据模具上各个部件所起的作用，注塑 模具可分为以下几个部分。 (1)成型部分 成型部分是由构成塑件形状的模具型腔组成的， 它由模具的动、定模有关部分组成通常是由凸模 (成型塑件内部形状 )、凹模 (成型塑件外部形状 )、 型芯、嵌件和镶块等组成 (2)浇注系统 熔融塑料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的 模具内通道称为浇注系统主流道、浇口及冷料井 等组成。 (3)导向机构 为了确保动、定模之间的正确导向与定位，通 常在动、定模部分采用导柱、导套或在动、定模 部分设置互相吻合的内外锥面导向。 (4)侧向抽芯机构 塑件上的侧向如有凹、凸形状的孔或凸 台，这就需要有侧向的凹、凸模或型芯来 成型。在塑件被推出之前，必须先拔出侧 向凸模或抽出侧向型芯，然后方能顺利脱 出。使侧向凸模或侧向型芯移动的机构称 为侧向抽芯机构。 (5)顶出机构 顶出机构是指模具分型以后将塑件顶出 的装置 (又称脱模机构 )杆、复位杆、顶杆固 定扳、顶板、主流道拉料杆等组成。 (6)冷却和加热系统 为了使熔融塑料在模具型腔内尽快固化 成型，提高生产效率，一些塑料成型时必 须对模具进行冷却，通常是在模具上开设 冷却水道，当塑料充满型腔并经一定的保 压时间后，水道通以循环冷水对模具进行 冷却。 另外，一些塑料成型时对模具有一定的 温度要求模具内部或四周安装加热组件。 大部分的热塑性塑料成型时需对模具进行 冷却。 2 2 单分型面注塑接具 2 3 双分型面注塑接具 双分型面注塑模具具有两个分型面，如 图所示。标有 A-A符号处为第一次分型面， B B符号处为第二次分型面。第一次分型 的目的是拉出浇道的凝料，第二次分型拉 断进料口使浇道的凝料与塑件分离，从而 顶出的塑件不需要再进行去除浇道凝料的 处理。 双分型面注塑模具常用于点浇口进料的 单型腔或多型腔模具。点浇口直径通常为 1mm左右。 两次分型的结构形式有很多，除了上述的 弹簧定距拉板式外，还有许多其他形式， 如定距导柱式、拉沟式、定距拉杆式等。 2 4 斜导柱侧向抽芯注塑模具 当塑件侧壁有通孔、凹穴、凸台等时， 其成型零件就必须做成可侧向移动的，否 则，塑件无法脱模。带动型芯侧向移动的 整个机构称为侧向抽芯机构或横向抽芯机 构。侧向抽芯机构种类很多，最常见的有 斜导柱侧向拙芯机构，其结构与工作原理 如图所示。 斜导柱抽芯注塑模具可以分为：斜导柱 在动模、滑块在定模；滑块在动模、斜导 柱在定模；斜导柱和滑块同在定模；斜导 柱和滑块同在动模四种结构形式。 2 4 1 斜导柱在定模、滑块在动 模的结构 2 4 2 斜导柱在动模、滑块在定 模的结构 第 4章 注塑模县的标准零部件 4.1 概述 前面已经提到：模具设计主要是形成产品 外形的凹、凸模零件以及开模和脱模方式 的设计，模具上的大部分零部件可以直接 选购由专门厂家生产的标准件，尤其是模 架的直 接选购，大大节约了模具制造时间和费用。 现在，厂家设计制造出一套中等复杂程度 的泞 塑模具， 10天左右的时间即可完成。 模具标难件在不同的国家和地区有小小 的差别，主要是在品种和名称上有区别， 但所具有的结构基本上是一样的。 本章介绍的模具标被是流行于广东珠江 三角洲地区的港台标准，与国家的标准结 构基本上是一样的，在型号命名及品种分 类上有些不同。本章的目的是使读者熟悉 可供选购的模架及其他零部件的结构并能 正确地选用。读者在工作中选购模架及其 他标准件时，应向有关厂家索取详细的供 货资料。 4 2 注塑模具标准模架 4 2 1 标准模架分类 按进料口 (浇口 )的形式模架分为大水口 模架和小水口模架两大类，香港地区将浇 口称为水口，大水口模架指采用除点浇口 外的其他浇口形式的模具 (二板式模具 )所选 用的模架，小水口模架指进料口采用点浇 口模具 (三板式模具 )所选用的模架。 4 2 2 标准模架结构 1大水口模架 总共有 4种型式： A型、 B型、 c型、 D型，如 图 4 1所示：为使图纸简洁，模架图省略 剖面线。在国外很多模具装配图都不画剖 面线。 为更清楚的了解模架结构，此处列 出了大水口 A， D， C三种类型的三维结构， 如图 2小水口模架 小水口模架就是指采用点浇口的模具 所选用的模架，总共有 8种型式： DA型、 DB型、 DC型、 DD型、 EA型、 EB型、 EL型、 ED则其中以 D字母开头的 4种型式适用于 自动断浇口模具的模架，如图 4 3所示。 4 2 3 各种形式及大小的模架明 细单 本书模架明细单摘录了深圳南方模具厂的 模架订购本中的一部分，由于篇幅有限， 摘录的各大小模架尺寸规格间隔较大，实 际上是很细的，主要目的是使读者了解模 架的供货状况。另外，为学生进行模具课 程设计 提供模架选择资料，而不是作为 具体资料介绍给读者。标准模架图例详见 本书附录 B。 4 2 4 其他形式的模架 4 3 注塑模具标准模架的选用 模架的选用与塑件的尺寸大小、形状及模 具设计师的设计风格以及模具制造所具有 的生产设备有关。此处以图 4 7所示的具 体的塑料件为例，来说明怎样选用模架。 若浇注系统采用点浇口进料，手动脱落浇 口则可选择小水口的 EA， EB， EC， ED型号 模架，模架尺寸的大小及各板的厚度都可 以根据塑件的尺寸自己选定，根据所选个 同类型的模架，设计的模具结构大致如图 4 8所示，由于图形较简单，省略了剖面 线。 若进料方式选用其他浇口形式 (图中为直饶 口 )，则可选用大水口模架的 A， B， C， D 形式，设计的模具大致结构如图所示 (B形 式模架 )。其模架型号为： 1520 B I一 40 40 60，该代码表示规 格为大水口、长 宽 150mm 200mm、 B 类型、凸边、 A板厚度 40mm、 B板厚度 40mm、 C板厚度 60mm的模架。 若选用进料方式为点浇口形式，且需要自 动脱落浇口，则可选用小水口模架的 DA， DB， DC， DD形式，设计的模具大致结构如 图所示 (DB形式模架 )。模架型号为： S1520 一 DB I一 40一 40 60。 3 4 注塑模具其他标准件 4 4 1 浇口套 浇口套的结构如图所示。 4 4 2顶杆及顶管 1顶秆结构 顶杆的结构如图所示 3、各种不同结构的顶杆、顶管及型芯，各 种顶杆、顶管及型芯结构如图所示。 第 5章 注塑成型设备 注塑成型设备，当初是借助于金属压铸机原理设 计的，主要用来加工纤维素硝酸脂和醋酸纤维一 类的塑料，直到 1932年，德国弗兰兹、布劳思 (Franz、 Bra Mn)厂生产出全自动柱塞式卧式注塑 机。随着塑料工业的发展，注塑成型工艺和注塑 机也不断改进和发展， 1948年，注塑机的塑化装 置开始使用螺杆， 1959年世界第一台件复螺杆式 注塑机问世，这是注塑成型工艺技术的一大突破， 推动了注塑成型工艺的广泛应用。 注塑成型设备主要是用来成型塑料制品，所以 注塑成型设备俗称注塑机。如图所示为一台往复 螺杆式注塑机、主要由合模装置、注塑装置、液 压传动系统和电气控制系统组成。 5 1 注塑成型设备的分类 近年来注塑机发展很快，种类日益增多，分 类方式也较多。至今尚未形成完全统一标准的分 类方法，目前用得比较多的分类方法有以下几种。 1按设备外形特征分类 这是根据注塑装置和合模装置的相对位置进行 的分类，据此注塑机分为卧式注塑机、 立式注塑机和角式注塑机 (1)卧式注塑机 如图，卧式注塑机是最常见的型式。其合模装 置和注塑装置的轴线呈水平一线排列。它具有机 身低，易于操作和维修、自动化程度高，安装较 平稳等特点。目前大部分注塑机采用这种型式。 (2)立式注塑 机 如图，注塑机 的合模装置与 注塑装置的轴 线呈垂直一线 排列。 (3)角式 注塑机 注塑装 置和合 模装置 的轴线 互成垂 直排列 (4)多工位注塑机 前述注塑机也可称单工位注塑机。 多工位注塑机的特点是注塑装置或合模装置具 有两个以上的工作位置。分为单注塑头多模位、 多注塑头单模位和多注塑头多模位注塑机三种。 如图 5 5所示为单注塑头多模位注塑机，图 5 6所示为多注塑头单模位注塑机，图 5 7所示 为多注塑头多模位注塑机。这些注塑机主要用来 成型两种以上颜色或物料的制品，可实现多模注 塑，适应大批量生产，能提高生产效率。 3按注塑机用途分类 按用途可分为通用和专用注塑机。专用注 塑机又可分热固型、排气型、转盘式、发 泡、多色和玻璃纤维增强塑料等注塑机。 4按合模装置的特征分类 按合模装置的特征可分为液压式、液压机械式 和机械式，如图 5 8所示。 液压式合模装置是利用液压动力与液压元件等 来实现模具的启闭及锁紧的，在大、中、小型机 上都已得到广泛应用，如图 5 8(a)所示。液压机 械式是液压和机械相联合来实现模具的启闭及锁 紧的，常用于中小型机上，如图 5 8(b)所示。机 械式合模装置是利用电动机械、机械传动装置等 来实现模具的启闭及锁紧的，目前应用较少。 5 3 注塑机与注塑模具的关系 如图所示，注塑模具的动模板 4与注塑机动 模座 2用压板螺钉相联，定模板 7和定模座 8 用螺钉与注塑机相联。 5 3 1 注塑量与塑件质量的关 系 1理论注塑量 理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下， 注塑螺杆 (柱塞 )作一次最大注塑行程时，注塑装 置所能达到的最大注出量。理论注塑量一般有两 种表示方法：一种规定以注塑聚苯乙烯 (Ps)塑料 (密度约为 18 cm3)的最大克数为标准，称之为 理论注塑质量；另一种规定以注塑塑料的最大容 积 (cm3)为标准，称之为理论注塑容量。 2实际注塑量 (质量或容量 ) 根据实际情况，注塑机的实际注塑只是理论注塑 量的 80左右 5 3 2 塑化量与型腔数的关系 塑化量是注塑机每小时能塑化塑料的质 量 (g h)。根据注塑机的塑化量，确定多型 腔模具的型脾数 n，其计算公式如下： 5 3 3 合模力及注塑面积和型腔 数的关系 注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在 熔料流经机筒、喷嘴、模具的浇注系统后， 在 型腔中余下的压力即为模腔压力 (一般为 20MPa一 40MPa)，该压力在型腔中产生一 个 使模腔沿分四面胀开的涨模力 F，该力的大 小为： 5 3 4 注塑机模座行程及间距和 模具闭合高度的关系 注塑机模座间距是指注塑机动模座和 定模座之间的间距， Sk是注随机动模座与 定模座之间的最大模座间距；注塑机模座 行程 S是指动模座在开闭模中实际移动的距 离，模具闭合高度 Hm是指模具合拢时的高 度，如图 5 10所示。 5 3 5 注塑机模座尺寸及拉杆间 距和模具尺寸的关系 5 3 6 注塑机顶出装置和注塑模 具顶出机构的关系 注塑机顶出装置的主要形式有机械顶出、液压顶 出和气压吹出。常用的是机械、液压顶出两种。 对机械顶出装置，注塑机顶杆可放在动模座的 中心，也可放在动模座的两侧，对液压顶出装置， 顶杆放在动模座的中心部位，对液压机械式的顶 出装置，一般机械顶杆放在动模座的两侧，液压 顶杆放在动模座的中心。气压吹出需要增设气源 和气路，很少用。 注塑机动模座顶杆大小、位置与模具顶出装置 相适应，注塑机顶出装置的顶出距离 D应大于或 等于塑件顶出距离 Hl，如图 5 16所示。 5 3 7 模具在注塑机上的安装与 调试 模具在注塑机上的安装与调试包括预检、吊装位 置、顶出距离调整和合模松紧程度的调整及加热 线路、冷却水管等配套部分的安装、试模。 1预检 模具安装前，应根据模具装配图对其进行检验意事 项。 2吊装与紧固 首先将注塑机全部功能置于调整手动控制状态， 根据模具图上标示出的吊装位置及方向，并按一 定的吊装方式吊起模具 (尽量将模具整体吊起 )。 (1)模具吊装方向 模具吊装方向的选择遵照如下几个原则： 模具有侧向分型抽芯机构时，尽量将滑块置 于水平位置，在水平面内左右移动。 模具长度与宽度方向尺寸相差较大时，使较 长边与水平方向平行，可以有效地减轻导柱拉杆 在开模时的负载，并使因模具重量而造成导向件 产生的弹性变形控制在最小范围内，图 5 17(n) 是正确的方法，图 5 17(b)是错误的方法。 模具带有液压油路接头、气动接头、热流道 元件接线板时，尽可能放置在非操作面侧面，以 方便操作。 (2)吊装方式 一般将模具从注塑机上方吊进拉杆模座之间。 当模具水平或垂直方向尺寸大于拉杆间的距离时， 吊装方式如下： 当模具长方向尺寸大于拉杆间水平距离 H。 时，从拉杆侧面滑进的方法，适用于中小型模具。 将模具长方向平行于拉杆轴线 (模具高度小于 拉杆水乎距离 Ho，模具宽方向尺寸小于拉杆垂直 距离 vD)，从拉杆上方滑进拉杆之后，旋转 90。即 可 整体吊装成功，将模具定模板上的定位环 装配入注塑机定模座上的定位孔，用螺钉 或压板螺钉压紧定模，并初步固定定模， 依靠导柱、导套将动定模两部分启闭几次， 检查模具在启闭过程中是否平稳，灵活， 无卡住现象，最后固定动定模，图 5 19所 示为模具紧固方式。 分体吊装与整体吊装相似，不同之处是 模具动模部分是在定模吊装初步固定之后 再吊装紧固。 工人吊装适用于中小型模具，一般从注 塑面侧面装入，在拉杆上垫两块木板将模 具滑入拉杆中。 3顶出距离的调节 模具紧固后，慢速开启模具，达到模座行程 S时， 动模板停止后退，调节注塑机顶杆顶出距离 D， 使模具上顶出板和动模板之间的间隙 =5mm， 既能顶出塑件，又能防止损坏模具，如图 5 16所 示。 合模松紧程度的调节 合模松紧程度以注塑塑件时，既不产生飞边， 又保证模具有足够的排气间隙为合适。对全液压 式锁模机构，合模松紧程度只要观察合模力是否 在预定的工艺范围内即可；对于液压杆式锁模机 构，目前主要凭经验和目测来调节，即在开模 时肘杆先快后慢既不很自然，也不太勉强地 伸直，合模松紧正好合适。 5，模具配套部分的安装 配套部分的安装包括：热流道元件及电 气元件的接线，电控部分的调整，液压回 路连 接；气压回路连接冷却水路的连接等辅助 部分的安装。 6试模 试模前必须对设备的油路、水路及电路 进行检查，并按规定保养设备，作好开车 前的准备 (1)模具预热 模具预热方法大致有两种：一是利用模具本身的冷却水 孔，通入热水进行加热。二是外加热法，即将铸铝加热板 安装在模具外部，从外向内进行加热，这种方法加热快， 但消耗量大。对中小型模具，无需进行模具预热。 (2)料筒和喷嘴的加热 根据工艺手册中推荐的工艺参数将料简和喷嘴加热，与 模具预热同时进行。 (3)工艺参数的选择和调整 根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度、压力、时间 参数，调整工艺参数时按压力、时间、温度这样的先后顺 序变动。 (4)试注塑 当料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试 注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析产生缺陷的原因， 调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。 试 注塑过程中，应详细记录模具状态和工艺参数，对不合格 的模具应及时进行返修。 7模具的维护 模具在使用过程中，会产生正常的磨损或不正常 的损坏。不正常损坏绝大多数是由于操作不当所 致，例如嵌件没放稳就合模，致使型腔被打缺， 或是型芯较细当塑件脱模不下时，用手锤重力 敲击而使型芯弯曲。总体来说有如下几种情况： (1)型芯或导向栓碰弯。 (2)型腔局部损坏，大部分仍是好的。 (3)由于型腔材料硬度太低或制件精度太差，使 用 边太厚，影响制件质量。 在这些情况下，并不需要将整个模具报废， 只需局部修复即可。局部修复应由专门的模具工 进行。修前，应研究模具图样，以了解模具结构、 材料和热处理状态。对于零件损坏的，可将坏的 拆下，另外加工一个新零件装上。型腔打缺的， 当其未经热处理硬化时，可用铜焊或镶嵌的方法 修复；而经热处理硬化的型腔，可用环氧树脂来 补缺。 第三种情况，大多数是日用品塑件模具。由于 尺寸精度要求不高，因此往往可用平头堑于挤压 分型面，使其产生局部塑性变形而相互配合严密。 但使用一段时间后又会出现同样的问题。所以根 本途径是改用强度较高的材料和提高模具的制造 精度。 模具应注意经常的检查维修，不要等到损坏严 重了才来修复。注塑机要保持良好的工作状态， 发现问题及时维修，以免损伤模具。