注射模具设计基础

复 习2、 模 架 中 需 要 设 计 的 部 分 有 哪 些 ？1.按 料 进 料 （ 浇 口 ） 的 形 式 模 架 分 为 哪 两 大 类 ？3、 默 写 36种 模 架 . 第六章 注射模的典型结构与注射机 目的与要求：重点和难点：1.了 解 注 射 模 结 构 组 成 ；2.按 结 构 特 征 进 行 分 类 的 几 种 结 构 组 成 、 工 作 原 理 。1、 模 具 的 结 构 组 成3.掌 握 注 射 机 最 大 注 射 量 和 锁 模 力 的 校 核 方 法 。4.掌 握 模 具 与 注 射 机 安 装 部 分 相 关 尺 寸 和 开 模 行程 的 校 核 。 2、 注 射 机 有 关 工 艺 参 数 的 校 核 一 、 典 型 的 注 射 模 具 结 构 1、 定 义 ： 注 射 成 型 生 产 中 的 模 具 叫 做 注 射 模 。 2、 注 射 模 具 的 基 本 结 构 3、 注 射 模 的 结 构 组 成根 据 各 零 件 所 起作 用 细 分 型 腔浇 注 系 统导 向 机 构推 出 机 构侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构冷 却 与 加 热 装 置排 气 系 统标 准 模 架 部 分 4、 注 射 模 的 类 型（ 1） 单 分 型 面 注 射 模 具分 开 模 具 取 出 制 品 的 界 面 叫 做 分 型 面 ， 整 个 模 具 中 在 动 模和 定 模 之 间 具 有 一 个 分 型 面 的 注 射 模 叫 做 单 分 型 面 注 射 模 。 （ 2） 双 分 型 面 注 射 模双 分 型 面 注 射 模 具 有 两 个 分 型 面 ， 第 一 分 型 的 目 的 是 拉 出 浇 注 系 统凝 料 ， 第 二 次 分 型 的 目 的 是 拉 断 进 料 口 使 浇 注 系 统 的 凝 料 与 塑 料 制品 分 离 ， 从 而 顶 出 的 塑 料 制 品 不 需 要 再 进 行 去 除 浇 注 系 统 凝 料 的 处理 。 （ 3） 斜 导 柱 侧 向 分 型 与 抽 芯 注 射 模 具当 塑 料 制 品 侧 壁 有 通 孔 ， 凹 穴 或 凸 台 时 ， 其 成 型 零 件 必 须制 成 可 侧 向 移 动 的 ， 否 则 ， 塑 料 制 品 无 法 脱 模 。 带 动 型 芯滑 块 侧 向 移 动 的 整 个 机 构 称 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 。 （ 4） 带 活 动 镶 件 的 注 射 模 具有 些 塑 料 制 品 上 虽 有 侧 向 的 通 孔 及 凹 凸 形 状 ， 但 还 有 更 特殊 的 要 求 ， 模 具 上 需 要 设 置 螺 纹 型 芯 或 螺 纹 型 环 等 。 开 模 时 ， 这 些 活 动 镶 件 不 能 简 单 地 沿 开 模 方 向 与 塑 件 分 离 ， 而 是 必 须 在 塑 件 脱 模 时 连同 塑 件 一 起 移 出 模 外 ， 然 后 通 过 手 工 或 专 门 的 工 具 将 它 与 塑 件 分 离 ， 在 下 一 次 合 模 注射 之 前 ， 再 重 新 将 其 放 入 模 内 。 （ 5） 齿 轮 齿 条 侧 向 抽 芯 注 射 模 具利 用 斜 导 柱 等 侧 向 抽 芯机 构 ， 仅 适 用 于 抽 芯 距较 短 的 塑 料 制 品 。 当 塑料 制 品 上 侧 向 抽 芯 抽 距大 于 80mm时 ， 往 往 采用 齿 轮 齿 条 抽 芯 或 液 压抽 芯 等 。 （ 5） 热 流 道 注 射 模 具热 流 道 注 射 模 常 被 简 称 为 无 流 道 注 射 模 。 模 具 的 浇 注 系 统中 的 塑 料 始 终 保 持 熔 融 状 态 。 开 模 后 ， 只 取 塑 料 制 品 而 不带 浇 道 凝 料 ， 这 样 就 大 大 节 约 了 塑 料 用 料 ， 提 高 了 劳 动 生产 率 ， 有 利 于 实 现 自 动 化 生产 ， 保 证 了 塑 料 制 品 的 质 量 。但 热 流 道 注 射 模 具 结 构 复 杂 ，要 求 严 格 控 制 温 度 ， 因 此 仅适 用 于 大 批 量 生 产 。 二 、 注 射 机1、 注 射 成 型 设 备 的 组 成 卧 式 注 射 机 外 形1 锁 模 液 压 装 置 2 锁 模 机 构 3 动 模 板 4 顶 杆 5 定 模 板 6 控 制 台7 料 筒 及 加 热 装 置 8 料 斗 9 定 料 加 热 装 置 10 注 射 缸 注 射 装 置注 射 装 置 的 主 要 作 用 是 使 固 态 的 塑 料 颗 粒 均 匀 地 塑 化 呈熔 融 状 态 ， 并 以 足 够 的 压 力 和 速 度 将 塑 料 熔 体 注 入 到 闭 合的 型 腔 内 。 (2) 锁 模 机 构锁 模 机 构 的 作 用 分 别 为 ： 实 现 模 具 的 开 闭 动 作 。 在 成 型 时 提 供 足 够 的 加 紧 力 使 模 具 锁 紧 。 开 模 时 推 出 塑 料 制 品 。 (3) 液 压 传 动 和 电 器 控 制 系 统液 压 传 动 和 电 器 控 制 系 统 是 保 证 注 射 成 型 按 照 预 定的 工 艺 要 求 （ 压 力 、 速 度 、 时 间 、 温 度 ） 和 动 作 程序 准 确 进 行 而 设 置 的 。 2、 注 射 成 型 设 备 的 分 类 (1) 按 设 备 的 外 形 特 征 分 类 卧 式 注 射 机 。锁 模 机 构 与 注 射 装 置 的 轴 线 呈 一 直 线 水 平 布 置 。 卧 式 注射 机 的 注 射 装 置 和 定 模 板 设 置 在 设 备 的 一 侧 ， 而 锁 模 机构 、 动 模 板 、 推 出 机 构 则 设 计 在 另 一 侧 。 这 是 注 射 机 最普 通 、 最 主 要 的 形 式 。 卧 式 注 射 机 的 主 要 优 点 ： 重 心 低 、 稳 定 ； 加 料 、 操 作 及 维 修 方 便 ；塑 料 制 品 可 自 行 脱 落 ， 易 实 现 自 动 化 生 产 。 立 式 注 射 机锁 模 机 构 与 注 射 装 置 的 轴 线 呈 一 直 线 垂 直 排 列 。 立 式 注 射机 的 注 射 装 置 和 定 模 板 设 置 在 设 备 的 上 部 ， 而 锁 模 机 构 、动 模 板 、 推 出 机 构 均 设 置 在 设 备 的 下 部 。 1注 射 装 置 2机 身 3锁 模 机 构 优 点 :占 地 少 ； 模 具 拆 装 方 便 ； 易于 安 放 嵌 件 。缺 点 ： 重 心 高 ； 加 料 困 难 ； 推 出 塑料 制 品 由 手 工 取 出 ， 不 易 实 现 自 动化 生 产 ； 容 积 较 小 。 角 式 注 射 机锁 模 机 构 与 注 射 装 置 的 轴 线 相 互 垂 直 排 列 。 这 种 注 射 机 的注 射 装 置 为 直 立 布 置 ， 锁 模 、 顶 出 机 构 以 及 动 、 定 模 板 按卧 式 排 列 ， 或 相 反 。优 点 ： 适 用 于 中 心 部 分 不 允 许 留 有 浇 口 痕 迹 的 平 面 塑 料 制 品 。缺 点 ： 加 料 比 较 困 难 ， 嵌 件 或 活 动 型 芯 安 放 不 便 。 1注 射 装 置 2机 身 3锁 模 机 构 (2) 按 塑 化 方 式 分 类 螺 杆 式 注 射 机 1 2 3 4 柱 塞 式 注 射 机 3 注 射 成 型 设 备 规 格 及 基 本 技 术 参 数在 注 射 模 具 设 计 时 ， 必 须 熟 悉 所 选 用 注 射 机 的 基 本 技 术参 数 ， 这 样 才 能 保 证 设 计 的 注 射 模 具 符 合 要 求 ， 并 能 安 装在 注 射 机 上 使 用 。 注 射 机 应 具 有 较 完 整 的 技 术 参 数 ， 供 用 户 选 择 和 使 用 。注 射 机 的 基 本 技 术 参 数 包 括 最 大 注 射 量 、 注 射 压 力 、 锁模 力 、 螺 杆 直 径 、 开 模 行 程 、 模 板 尺 寸 、 模 具 最 大 和 最小 厚 度 等 。 型 号项 目 XS-ZS-22 XS-Z-30 XS-Z-60 XS-ZY-125 XS-ZY-250 SZY-300额 定 注 射 量 cm3 30、 20 30 60 125 250 320螺 杆 （ 柱 塞 ）直 径 mm 25 225 2 28 38 42 50 60注 射 压 力 Mpa 75、 117 119 122 120 109 77.5注 射 行 程 mm 130 130 170 115 160 150注 射 时 间 s 0.45、0.5 0.7 2.9 1.6 2.0螺 杆 转 速 r/mi n 29、 43、56、 69、83、 101 25、 31、39、 58、32、 89 5090注 射 方 式 双 柱 塞（ 双 色 ） 柱 塞 式 柱 塞 式 螺 杆 式 螺 杆 式 螺 杆 式锁 模 力 kN 250 250 500 900 1800 1500最 大 开 模 行程 mm 160 160 180 300 500 340 型 号项 目 XS-ZS-22 XS-Z-30 XS-Z-60 XS-ZY-125 XS-ZY-250 SZY-300模 具 最 大 厚度 mm 180 180 200 300 350 355模 具 最 小 厚度 mm 60 60 70 200 200 285动 、 定 模 固定 板 尺 寸 mm 250 280 250 280 330 440 428 458 598 520 620 520拉 杆 空 间 mm 235 235 235 235 190 300 260 290 448 370 400 300定 位 环 尺 寸 mm 63.5 63.5 55 100 125 180喷 嘴 球 头 半径孔 直 径 SR12 2 SR12 4 SR12 4 SR12 4 SR18 4 SR18 4 顶 出 形 式 两 侧 顶 出 两 侧 顶 出 中 心 顶 出 两 侧 顶 出 两 侧 顶 出 两 侧 顶 出顶 杆 中 心 距 mm 70 170 230 280 280最 大 成 型 面积 cm2 90 90 130 320 550、 500机 器 外 形 尺寸 mmmmmm 2340 800 1460 234 800 1460 3160 850 1550 3310 750 1550 470 1000 1815 530 940 1815 4、 注 射 机 的 选 用 （ 1） 注 射 机 类 型 的 选 择注 射 机 类 型 的 选 择 应 根 据 塑 料 的 品 种 、 塑 料 制 品 的 结 构 、成 型 方 法 、 生 产 批 量 、 现 有 设 备 及 注 射 工 艺 等 进 行 选 择 。（ 2） 注 射 机 规 格 的 初 选注 射 机 规 格 的 初 选 应 根 据 以 往 的 经 验 和 注 射 模 的 大 小 ， 先预 定 注 射 机 的 型 号 ， 之 后 要 进 行 以 下 的 效 核 。 （ 3） 注 射 机 参 数 的 效 核 注 射 量 的 效 核 。 必 须 使 一 个 成 型 周 期 内 所 需 注 射 的 塑料 熔 体 的 量 （ 容 积 或 体 积 ） 在 注 射 机 额 定 注 射 量 的 80%以内 ， 其 关 系 按 以 下 效 核 ：nVs+Vj 0.8 V式 中 ： n 型 腔 的 数 目 ；Vs 单 个 塑 料 制 品 的 容 积 或 质 量 （ cm3或 g） ；Vj 浇 注 系 统 和 飞 边 所 需 塑 料 的 容 积 或 质 量 （ cm3或 g） ；V 注 射 机 额 定 注 量 （ cm 3或 g） 。 锁 模 力 的 效 核注 射 时 ， 为 防 止 模 具 分 型 面 被 模 具 型 腔 压 力 顶 开 ， 必 须 对模 具 施 以 足 够 的 锁 紧 力 ， 否 则 在 分 型 面 上 将 产 生 溢 料 。 因此 模 具 设 计 时 应 使 注 射 机 的 锁 模 力 大 于 模 具 将 分 型 面 胀 开的 力 ， 则 ：F Pm(nAs+Aj)式 中 ： F 注 射 机 的 锁 模 力 （ N） ；As 塑 料 制 品 在 分 型 面 上 的 垂 直 投 影 面 积 （ mm2） ；Aj 浇 注 系 统 在 分 型 面 上 的 垂 直 投 影 面 积 （ mm2） ；n 型 腔 的 数 目 ；Pm 塑 料 熔 体 在 模 具 型 腔 内 的 平 均 压 力 （ MPa） 。注 射 机 注 入 的 塑 料 熔 体 流 经 喷 嘴 、 流 道 、 浇 口 和 型 腔 ， 将 产 生 压 力损 耗 ， 一 般 型 腔 平 均 压 力 仅 为 注 射 压 力 PO的 0.250.5即 ： Pm =（ 0.250.5） PO 常 用 塑 料 可 选 用 的 型 腔 压 力塑 料 型 腔 平均 压 力（ MPa） 塑 料 型 腔 平均 压 力（ MPa） 塑 料 型 腔 平均 压 力（ MPa） 塑 料 型 腔 平均 压 力（ MPa）高 压 聚乙 稀 1015 聚 丙 稀 15 AS 30 有 机 玻璃 30低 压 聚乙 稀 20 聚 苯 乙稀 1520 ABS 30 醋 酸 纤维 素 脂 30制 品 形 状 和 精 度 不 同 时 可 选 用 的 型 腔 压 力条 件 型 腔 平 均 压力 （ MPa） 举 例 条 件 型 腔 平 均 压力 （ MPa） 举 例易 于 成 型 的 塑 料 制 品 25 PE、 PS等 壁厚 均 匀 的 日用 品 、 容 器类 高 粘 度 、 精度 高 塑 料 35 ABS、 POM等机 械 零 件 、精 度 高 的 制品普 通 塑 料 制品 30 薄 壁 容 器 类 粘 度 特 别 高 、精 度 高 塑 料 40 高 精 度 的 机械 零 件 注 射 压 力 的 效 核是 指 注 射 机 料 筒 内 柱 塞 或 螺 杆 施 加 于 熔 融 塑 料 的 单 位 的压 力 ， 它 用 于 克 服 熔 料 流 经 喷 嘴 、 流 道 和 型 腔 时 的 流 动阻 力 。通 常 注 射 机 的 压 力 要 大 于 塑 料 制 品 成 型 时 的 压 力 ， 即 ： Pz Pch式 中 ： Pz 注 射 机 的 最 大 注 射 压 力 （ MPa） ；Pch 塑 料 制 品 成 型 时 所 需 的 注 射 压 力 （ MPa） ； （ 4） 安 装 部 分 的 尺 寸 效 核规 格 不 同 的 注 射 机 可 安 装 的 模 具 最 大 与 最 小 厚 度 ， 动 、定 模 固 定 板 上 安 装 螺 孔 的 尺 寸 与 拉 杆 间 距 、 喷 嘴 的 孔 径与 球 半 径 等 也 各 不 相 同 ， 因 此 在 模 具 设 计 时 应 对 有 关 尺寸 进 行 效 核 ， 以 便 模 具 能 顺 利 地 安 装 在 注 射 机 上 使 用 ，并 能 生 产 出 合 格 的 塑 料 制 品 。 模 具 厚 度 及 其 长 与 宽 的 效 核注 射 机 规 定 的 模 具 最 大 与 最 小 厚 度 是 指 动 模 板 闭 合 后 达到 规 定 锁 模 力 时 动 模 板 和 定 模 板 间 的 最 大 与 最 小 距 离 ，因 此 所 设 计 模 具 的 厚 度 应 处 在 注 射 机 规 定 的 模 具 最 大 与最 小 厚 度 范 围 内 ， 即 按 下 式 效 核 ： Hmin Hm Hmax 式 中 ： Hm 模 具 的 实 际 厚 度 （ mm） ；Hmin 注 射 机 允 许 的 模 具 最 小 厚 度 （ mm） ；Hmax 注 射 机 允 许 的 模 具 最 大 厚 度 （ mm） ；如 果 模 具 太 厚 ， 则 无 法 安 装 在 注 射 机 上 ； 反 之 太 小 ， 需要 增 加 垫 板 。 模 具 的 长 度 和 宽 度 要 与 注 射 机 拉 杆 间 距 相适 应 ， 使 模 具 安 装 时 可 以 穿 过 拉 杆 空 间 在 动 、 定 模 固 定板 上 固 定 。 喷 嘴 尺 寸 的 效 核注 射 机 的 喷 嘴 头 部 的 球 面 半 径 R1应 与 模 具 主 流 道 始 端 的 球面 半 径 R2吻 合 ， 以 免 高 压 熔 体 从 缝 隙 处 溢 出 。 一 般 球 面 半径 R2应 比 喷 嘴 头 半 径 R1大 12mm,否 则 主 流 道 内 的 塑 料 凝 料无 法 脱 出 ， 1喷 嘴 2浇 口 套 3定 模 板 定 位 环 尺 寸 的 效 核为 了 使 模 具 的 主 流 道 的 中 心 线 与 注 射 机 喷 嘴 的 中 心 线 相 重合 ， 为 此 在 注 射 机 定 模 固 定 板 上 设 定 定 位 孔 模 具 则 相 应 设计 有 定 位 环 ,定 位 环 与 定 位 孔 之 间 呈 间 隙 配 合 。 定 位 环 的高 度 ， 一 般 小 型 模 具 为 810mm； 大 型 模 具 为 1015mm。 螺 孔 尺 寸 的 效 核注 射 模 具 的 动 模 和 定 模 固 定 板 应 分 别 与 注 射 机 动 模 板 、 定模 板 上 的 螺 孔 相 适 应 。模 具 在 注 射 机 上 的 安 装 方 法 有 螺 钉 直 接 固 定 和 压 板 固 定两 种 形 式 。 采 用 螺 钉 固 定 时 ， 模 具 固 定 板 上 的 螺 孔 必 须与 注 射 机 模 板 上 的 螺 孔 完 全 相 吻 合 ， 一 般 用 于 重 量 较 大的 模 具 ， 以 保 证 安 全 ； 而 采 用 压 板 固 定 的 灵 活 性 大 。 1注 射 机 的 顶 杆 2注 射 机 的 动 模 固 定 板 3压 板 4动 模5注 射 机 的 拉 杆 6螺 钉 7定 模 8注 射 机 定 模 固 定 板 9喷 嘴 （ 5） 开 模 行 程 的 校 核开 模 行 程 (又 称 合 模 行 程 )是 指 模 具 开 合 过 程 中 动 模 固 定板 的 移 动 距 离 。 注 射 机 开 模 行 程 是 有 限 制 的 ， 塑 料 制 品 从模 具 中 取 出 时 所 需 要 的 开 模 距 离 必 须 小 于 注 射 机 的 最 大 开模 距 离 ， 否 则 塑 料 制 品 无 法 从 模 具 中 取 出 。 单 分 型 面 注 射 模S H1 + H2 +（ 510） mm 式 中 ： S 注 射 机 的 最 大 开 模 行 程 （ mm） ； H1 塑 料 制 品 顶 出 距 离 （ mm） ； H2 塑 料 制 品 的 高 度 （ 包 括 浇 注 系 统 凝 料 ） （ mm） 。 双 分 型 面 注 射 模S H1 + H2 +a+（ 510） mm 式 中 ： a 水 口 推 板 与 定 模 板 之 间 的 分 开 距 离（ 浇 注 系 统 凝 料 顶 出 距 离 ） （ mm） 。 （ 6） 顶 出 装 置 的 校 核 模 具 设 计 时 应 根 据 注 射 机 顶 出 装 置 的 形 式 以 及 顶 杆 的 直 径 、配 制 和 顶 出 距 离 ， 校 核 其 与 模 具 的 推 出 装 置 是 否 相 适 应 。