注射模具概述课件

注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024第四章第四章 注射模概述注射模概述一、注射模的基本结构一、注射模的基本结构二、注射模具与注射机的关系二、注射模具与注射机的关系三、标准模架的选用三、标准模架的选用(重点掌握重点掌握)第四章 注射模概述一、注射模的基本结构二、注射模具与注射机注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024第一节第一节 注射模的基本结构注射模的基本结构一、注射模的结构组成一、注射模的结构组成 注射模的组成：动模和定模。动模安装在注射成型机的移动模板上，定注射模的组成：动模和定模。动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装注射机的固定模板上。注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型模安装注射机的固定模板上。注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模时动模与定模分离取出塑料制品。根据模具中各个部件所起的作用，腔。开模时动模与定模分离取出塑料制品。根据模具中各个部件所起的作用，可将注射模分为以下几个基本组成部分。可将注射模分为以下几个基本组成部分。第一节 注射模的基本结构一、注射模的结构组成 注注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20241 1成型部件成型部件 组成组成组成组成：型芯和凹模。：型芯和凹模。：型芯和凹模。：型芯和凹模。作用作用作用作用：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔，该模具的型腔由件合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔，该模具的型腔由件合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔，该模具的型腔由件合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔，该模具的型腔由件13131313和和和和件件件件14141414组成组成组成组成)。2 2浇注系统浇注系统又称为流道系统。又称为流道系统。又称为流道系统。又称为流道系统。作用作用作用作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。结构结构结构结构：按制造工艺要求，有时型芯或凹模由若干拼块组成，有：按制造工艺要求，有时型芯或凹模由若干拼块组成，有：按制造工艺要求，有时型芯或凹模由若干拼块组成，有：按制造工艺要求，有时型芯或凹模由若干拼块组成，有时做成整体，在易损坏、难加工的部位采用镶件。时做成整体，在易损坏、难加工的部位采用镶件。时做成整体，在易损坏、难加工的部位采用镶件。时做成整体，在易损坏、难加工的部位采用镶件。组成组成组成组成：主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计十分重要，：主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计十分重要，：主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计十分重要，：主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计十分重要，它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。1成型部件 组成：型芯和凹模。2浇注系统又称为流道系注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20243 3导向部件导向部件 作用作用作用作用：确保动模与定模合模时能准确对中；确保动模与定模合模时能准确对中；确保动模与定模合模时能准确对中；确保动模与定模合模时能准确对中；避免制品推出过避免制品推出过避免制品推出过避免制品推出过程中推板发生歪斜现象；程中推板发生歪斜现象；程中推板发生歪斜现象；程中推板发生歪斜现象；支撑移动部件重量。支撑移动部件重量。支撑移动部件重量。支撑移动部件重量。4 4推出机构推出机构 作用作用作用作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。组成组成组成组成：图：图：图：图5151，推杆，推杆，推杆，推杆1111、推出固定板、推出固定板、推出固定板、推出固定板8 8、推板、推板、推板、推板9 9及主流道的拉料杆及主流道的拉料杆及主流道的拉料杆及主流道的拉料杆1010。其中，推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复其中，推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复其中，推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复其中，推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。组成组成组成组成：常采用导柱与导套，有时还需在动模和定模上分别设置互相：常采用导柱与导套，有时还需在动模和定模上分别设置互相：常采用导柱与导套，有时还需在动模和定模上分别设置互相：常采用导柱与导套，有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。吻合的内、外锥面来辅助定位。吻合的内、外锥面来辅助定位。吻合的内、外锥面来辅助定位。3导向部件 作用：确保动模与定模合模时能准确对中注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20245 5调温系统调温系统 作用作用作用作用：满足注射工艺对模具温度的要求。：满足注射工艺对模具温度的要求。：满足注射工艺对模具温度的要求。：满足注射工艺对模具温度的要求。常用办法：常用办法：常用办法：常用办法：热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道，热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道，热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道，热塑性塑料用注射模，主要是在模具内开设冷却水通道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量；利用循环流动的冷却水带走模具的热量；利用循环流动的冷却水带走模具的热量；利用循环流动的冷却水带走模具的热量；模具的加热除可用冷却水模具的加热除可用冷却水模具的加热除可用冷却水模具的加热除可用冷却水通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。6 6排气槽排气槽 作用作用作用作用：将成型过程中的气体充分排除。：将成型过程中的气体充分排除。：将成型过程中的气体充分排除。：将成型过程中的气体充分排除。常用办法：常用办法：常用办法：常用办法：在分型面处开设排气沟槽；在分型面处开设排气沟槽；在分型面处开设排气沟槽；在分型面处开设排气沟槽；分型面之间存在有微小的分型面之间存在有微小的分型面之间存在有微小的分型面之间存在有微小的间隙，对较小的塑件，因排气量不大，可直接利用分型面排气，不间隙，对较小的塑件，因排气量不大，可直接利用分型面排气，不间隙，对较小的塑件，因排气量不大，可直接利用分型面排气，不间隙，对较小的塑件，因排气量不大，可直接利用分型面排气，不必开设排气沟槽；必开设排气沟槽；必开设排气沟槽；必开设排气沟槽；一些模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可一些模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可一些模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可一些模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可起排气作用，有时不必另外开设排气沟槽。起排气作用，有时不必另外开设排气沟槽。起排气作用，有时不必另外开设排气沟槽。起排气作用，有时不必另外开设排气沟槽。5调温系统 作用：满足注射工艺对模具温度的要求。6注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20247 7侧抽芯机构侧抽芯机构 有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。8 8标准模架标准模架 为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射模大多采用了标准模为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射模大多采用了标准模为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射模大多采用了标准模为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射模大多采用了标准模架结构，图架结构，图架结构，图架结构，图5l5l中的定位圈中的定位圈中的定位圈中的定位圈l l、定模座板、定模座板、定模座板、定模座板3 3、定模板、定模板、定模板、定模板4 4、动模板、动模板、动模板、动模板5 5、动、动、动、动模垫板模垫板模垫板模垫板6 6、动模底座、动模底座、动模底座、动模底座7 7、推出固定板、推出固定板、推出固定板、推出固定板8 8、推板、推板、推板、推板9 9、推杆、推杆、推杆、推杆1111、导柱、导柱、导柱、导柱1212等等等等都属于标准模架中的零部件，它们都可以从有关厂家订购。都属于标准模架中的零部件，它们都可以从有关厂家订购。都属于标准模架中的零部件，它们都可以从有关厂家订购。都属于标准模架中的零部件，它们都可以从有关厂家订购。7侧抽芯机构 有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前须先进注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024二、注射模具按结构特征分类二、注射模具按结构特征分类 从模具设计的角度出发，注射模按总体结构特征分为以下几类。从模具设计的角度出发，注射模按总体结构特征分为以下几类。从模具设计的角度出发，注射模按总体结构特征分为以下几类。从模具设计的角度出发，注射模按总体结构特征分为以下几类。1 1单分型面注射模具单分型面注射模具单分型面注射模具单分型面注射模具 又称为两板式模具，是注射模具中最简单、最常用的一类，约占又称为两板式模具，是注射模具中最简单、最常用的一类，约占又称为两板式模具，是注射模具中最简单、最常用的一类，约占又称为两板式模具，是注射模具中最简单、最常用的一类，约占全部注射模具的全部注射模具的全部注射模具的全部注射模具的7070。结构：（图结构：（图结构：（图结构：（图5-l5-l）型腔的一部分）型腔的一部分）型腔的一部分）型腔的一部分(型芯型芯型芯型芯)在动模板上，另一部分在动模板上，另一部分在动模板上，另一部分在动模板上，另一部分(凹模凹模凹模凹模)在定模板上。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由在定模板上。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由在定模板上。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由在定模板上。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于动模上拉料杆的拉料作用以及塑件因收缩包紧在型芯上，制品连同于动模上拉料杆的拉料作用以及塑件因收缩包紧在型芯上，制品连同于动模上拉料杆的拉料作用以及塑件因收缩包紧在型芯上，制品连同于动模上拉料杆的拉料作用以及塑件因收缩包紧在型芯上，制品连同流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以推出流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以推出流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以推出流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以推出制品和流道内的凝料。制品和流道内的凝料。制品和流道内的凝料。制品和流道内的凝料。单分型面注射模具结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口外，单分型面注射模具结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口外，单分型面注射模具结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口外，单分型面注射模具结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口外，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。二、注射模具按结构特征分类 从模具设计的角度出发，注注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 注射模具从两个不同的分型面分别取出流道凝料注射模具从两个不同的分型面分别取出流道凝料和塑件。与两板式的单分型面注射模具相比，双分型和塑件。与两板式的单分型面注射模具相比，双分型面注射模具在动模板与定模板之间增加了一块可以移面注射模具在动模板与定模板之间增加了一块可以移动的中间板动的中间板(又名浇口板又名浇口板)，故又称三板式模具。，故又称三板式模具。2 2双分型面注射模具双分型面注射模具 结构：图结构：图52在定模板与中间板间设置流道，在在定模板与中间板间设置流道，在中间板与动模板之间设置型腔，中间板适用于采用点中间板与动模板之间设置型腔，中间板适用于采用点浇口进料的单型腔或多型腔模具。在开模时由于定距浇口进料的单型腔或多型腔模具。在开模时由于定距拉板拉板1的限制，中间板的限制，中间板13与定模板与定模板14做定距离的分开，做定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，在中间板与动以便取出这两块板之间流道内的凝料，在中间板与动模板分开后，利用推件板模板分开后，利用推件板5将包紧在型芯上的塑件脱出。将包紧在型芯上的塑件脱出。双分型面注射模具能在塑件的中心部位设置点浇双分型面注射模具能在塑件的中心部位设置点浇口，制造成本较高、结构复杂，需较大的开模行程。口，制造成本较高、结构复杂，需较大的开模行程。注射模具从两个不同的分型面分别取出流道凝料和塑件注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 结结构构：图图53。开开模模时时活活动动部部件件不不能能简简单单地地沿沿开开模模方方向向与与制制件件分分离离，而而是是在在脱脱模模时时将将它它们们连连同同制制品品一一起起移移出出模模外外，然然后后用用手手工工或或简简单单工工具具将将它它们们与与塑塑件件分分开开。当当将将这这些些活活动动镶镶件件嵌嵌入入模模具具时时还还应应可可靠靠地地定定位位。这这类类模模具具的的生生产产效效率率不不高高，常用于小批量或试生产。常用于小批量或试生产。塑件的外形结构复杂，无法通过简塑件的外形结构复杂，无法通过简单的分型从模具内取出塑件，这时可在单的分型从模具内取出塑件，这时可在模具中设置活动镶件和活动的侧向型芯模具中设置活动镶件和活动的侧向型芯或半块或半块(哈夫块哈夫块)。3 3带有活动镶件的注射模具带有活动镶件的注射模具 结构：图53。开模时活动部件不能简单地沿开注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 结构：图结构：图54。在开模时，斜导柱利用开。在开模时，斜导柱利用开模力带动侧型芯横向移动，使侧型芯与制件分模力带动侧型芯横向移动，使侧型芯与制件分离，然后推杆能顺利地将制品从型芯上推出。离，然后推杆能顺利地将制品从型芯上推出。除斜销、斜滑块等机构利用开模力作侧向抽芯除斜销、斜滑块等机构利用开模力作侧向抽芯外，还可以在模具中装设液压缸或气压缸带动外，还可以在模具中装设液压缸或气压缸带动侧型芯做侧向分型抽芯动作。这类模具广泛地侧型芯做侧向分型抽芯动作。这类模具广泛地应用在有侧孔或侧凹的塑件的大批量生产中。应用在有侧孔或侧凹的塑件的大批量生产中。塑件上有侧孔或侧凹，在模具内可设置由塑件上有侧孔或侧凹，在模具内可设置由斜销或斜滑块等组成的侧向分型抽芯机构，使斜销或斜滑块等组成的侧向分型抽芯机构，使侧型芯作横向移动。侧型芯作横向移动。4 4带侧向分型抽芯的注射模具带侧向分型抽芯的注射模具 结构：图54。在开模时，斜导柱利用开模力带动侧型芯注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 自自动动卸卸螺螺纹纹的的注注射射模模图图55，该该模模具具用用于于直直角角式式注注射射机机，螺螺纹纹型型芯芯由由注注射射机机合合模模机机构构的的丝丝杠杠带带动动旋旋转转，以以便便与与制制件相脱离。件相脱离。当要求能自动脱卸带有内螺纹或外当要求能自动脱卸带有内螺纹或外螺纹的塑件时，可在模具中设置转动的螺纹的塑件时，可在模具中设置转动的螺纹型芯或型环，利用机构的旋转运动螺纹型芯或型环，利用机构的旋转运动或往复运动，将螺纹制品脱出，或者用或往复运动，将螺纹制品脱出，或者用专门的驱动和传动机构，带动螺纹型芯专门的驱动和传动机构，带动螺纹型芯或型环转动，将螺纹制件脱出。或型环转动，将螺纹制件脱出。5.5.自动卸螺纹的注射模具自动卸螺纹的注射模具 自动卸螺纹的注射模图55，该模具用于直角式注射机，螺注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 一般当注射模具开模后，塑料制品均留在动一般当注射模具开模后，塑料制品均留在动模一侧，故推出机构也设在动模一侧，这种形模一侧，故推出机构也设在动模一侧，这种形式是最常用、最方便的，因为注射机的推出机式是最常用、最方便的，因为注射机的推出机构就在动模一侧。但有时由于制件的特殊要求构就在动模一侧。但有时由于制件的特殊要求或形状的限制，制件必须要留在定模内，这时或形状的限制，制件必须要留在定模内，这时就应在定模一侧设置推出机构，以便将制品从就应在定模一侧设置推出机构，以便将制品从定模内脱出。定模一侧的推出机构一般由动模定模内脱出。定模一侧的推出机构一般由动模通过拉板或链条来驱动。通过拉板或链条来驱动。6 6推出机构设在定模的注射模具推出机构设在定模的注射模具 图图56塑料衣刷注射模具，由于制品的特塑料衣刷注射模具，由于制品的特殊形状，为了便于成型采用了直接浇口，开模殊形状，为了便于成型采用了直接浇口，开模后制件滞留在定模上，故在定模一侧设有推件后制件滞留在定模上，故在定模一侧设有推件板板7，开模时由设在动模一侧的拉板，开模时由设在动模一侧的拉板8带动推件带动推件板板7，将制件从定模中的型芯，将制件从定模中的型芯11上强制脱出。上强制脱出。一般当注射模具开模后，塑料制品均留在动模一侧，故推注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 原原理理：通通过过采采用用对对流流道道加加热热或或绝绝热热的的办办法法来来保保持持从从注注射射机机喷喷嘴嘴到到浇浇口口处处之之间间的的塑塑料料保保持持熔熔融融状状态态，每每次次注注射射成成型型后后流流道道内内均均没没有有塑塑料凝料。料凝料。常被简称为无流道注射模具。包括：热流道和绝热流道模具。常被简称为无流道注射模具。包括：热流道和绝热流道模具。7 7无流道凝料注射模具无流道凝料注射模具 缺缺点点：模模具具成成本本高高，浇浇注注系系统统和和控控温温系系统统要要求求高高，对对制制件件形形状状和和塑塑料料有有一一定定的限制。的限制。优点：提高了生产率，节约塑料，优点：提高了生产率，节约塑料，保证注射压力在流道中的传递，利于改保证注射压力在流道中的传递，利于改善制件的质量，实现全自动操作。善制件的质量，实现全自动操作。原理：通过采用对流道加热或绝热的办法来保持从注射机注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024第二节第二节 注射模具与注射机的关系注射模具与注射机的关系一、注射量的校核一、注射量的校核 注射机标称注射量的表示方法：注射机标称注射量的表示方法：容量容量(cm3)，质量质量(g)。国。国产的标准注射机的注射量均以容量产的标准注射机的注射量均以容量(cm3)表示。表示。模具设计时，须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的模具设计时，须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的容量或质量在注射机额定注射量的80以内。需注射入模具内的塑以内。需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部分容量或质量之和，料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部分容量或质量之和，即即(5-1)式中式中 V(m)一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，cm3(g)；n型腔数目；型腔数目；Vn(mn)单个塑件的容积或质量，单个塑件的容积或质量，cm3或或g；Vj(mj)浇注系统凝料的容量或质量，浇注系统凝料的容量或质量，cm3或或g。第二节 注射模具与注射机的关系一、注射量的校核 注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024故应使：故应使：(5-2)(5-2)式中式中:V:Vg g(m(mg g)注射机额定注射量，注射机额定注射量，cmcm3 3或或g g。一般情况下，仅对最大注射量进行校核即可，但有时还应一般情况下，仅对最大注射量进行校核即可，但有时还应注意注射机能处理的最小注射量。例如，对于热敏性塑料，最注意注射机能处理的最小注射量。例如，对于热敏性塑料，最小注射量应不小于注射机额定最大注射量的小注射量应不小于注射机额定最大注射量的2020，因为当每次，因为当每次注射量过小时，塑料在料筒内停留的时间将过长，这样会使塑注射量过小时，塑料在料筒内停留的时间将过长，这样会使塑料高温分解，影响制件的质量和性能。料高温分解，影响制件的质量和性能。一、注射量的校核一、注射量的校核(续续)故应使：(5-2)式中:Vg(mg)注射机额定注射注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024二、注射压力的校核二、注射压力的校核 校核的目的：校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型校核的目的：校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所的需要。只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力。需要的注射压力。确定制品成型所需的注射压力的方法确定制品成型所需的注射压力的方法:类比法；类比法；参考各种塑料的注射成型工艺数据，一般制品的成型注射参考各种塑料的注射成型工艺数据，一般制品的成型注射压力为压力为7070150MPa150MPa。注射模模拟计算机软件注射模模拟计算机软件(如美国的如美国的CFLOWCFLOW、澳大利亚的、澳大利亚的MOLDFLOWMOLDFLOW、华中理工大学的、华中理工大学的H-FLOWH-FLOW等等)，对注射成型过程进行计算，对注射成型过程进行计算机模拟，获得注射压力的预测值机模拟，获得注射压力的预测值。影响制件成型所需注射压力的因素：影响制件成型所需注射压力的因素：塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制件形状的复杂程度以塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制件形状的复杂程度以及浇注系统等。及浇注系统等。二、注射压力的校核 校核的目的：校验注射机的最大注射压注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024三、锁模力的校核三、锁模力的校核进行锁模力校核原因进行锁模力校核原因:因高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大因高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和(图图58)58)乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力锁模力T T合合，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象(图图59)59)。三、锁模力的校核进行锁模力校核原因:因高压塑注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024型腔内塑料熔体的压力型腔内塑料熔体的压力(MPa)(MPa)按下式计算按下式计算 p=kpp=kpo o (53)(53)式中式中 po po注射压力，注射压力，MPaMPa；k k压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、流道阻力等因素变化，可在流道阻力等因素变化，可在0 02 20 04 4的范围内选取。的范围内选取。型腔压力另几种确定方法：型腔压力另几种确定方法：经验估计，成型中、小型塑料制品时型腔压力经验估计，成型中、小型塑料制品时型腔压力p p取取202040 MPa40 MPa。对于流动性差、形状复杂、精度要求高的制品，成型时需要较高的对于流动性差、形状复杂、精度要求高的制品，成型时需要较高的型腔压力。常用塑料推荐选用的型腔压力见表型腔压力。常用塑料推荐选用的型腔压力见表5l5l，因制件形状和，因制件形状和精度不同时常选用的型腔压力见表精度不同时常选用的型腔压力见表5252。利用注射流动和保压模拟软件来预测成型时所需的锁模力，由利用注射流动和保压模拟软件来预测成型时所需的锁模力，由于模拟过程中综合考虑了多种因素的影响，故可靠性比以上的估算于模拟过程中综合考虑了多种因素的影响，故可靠性比以上的估算方法要好得多。方法要好得多。型腔内塑料熔体的压力(MPa)按下式计算 注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024四、安装部分的尺寸校核四、安装部分的尺寸校核 校核的目的：为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生校核的目的：为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的制件。产出合格的制件。1 1模具厚度模具厚度 注射机规定的模具最大与最小厚度：指注射机模板闭合后达注射机规定的模具最大与最小厚度：指注射机模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板最大与最小距离。到规定锁模力时动模板和定模板最大与最小距离。所设计模具所设计模具的厚度应落在注射机规定的模具最大与最小厚度之内，否则将不可的厚度应落在注射机规定的模具最大与最小厚度之内，否则将不可能获得规定的锁模力。当模具厚度小时，可加垫板。能获得规定的锁模力。当模具厚度小时，可加垫板。2 2模具的长度与宽度模具的长度与宽度 要与注射机拉杆间距相适应，模具安装时应可以穿过拉杆空间要与注射机拉杆间距相适应，模具安装时应可以穿过拉杆空间在动、定模固定板上固定。在动、定模固定板上固定。四、安装部分的尺寸校核 校核的目的：为了使注射模具能顺注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 安装的方式有：螺钉直接固定和用安装的方式有：螺钉直接固定和用螺钉压板压紧两种螺钉压板压紧两种(图图510)510)。设计时。设计时必须使安装尺寸与动、定模板上的螺孔必须使安装尺寸与动、定模板上的螺孔尺寸与位置相适应。尺寸与位置相适应。用螺钉直接固定时模具固定板与注射用螺钉直接固定时模具固定板与注射机模板上的螺孔应完全吻合；机模板上的螺孔应完全吻合；用压板固定时，只要在模具固定板需安放压板的外侧附近有螺用压板固定时，只要在模具固定板需安放压板的外侧附近有螺孔就能固定紧。压板方式具有较大的灵活性。对于质量较大的大孔就能固定紧。压板方式具有较大的灵活性。对于质量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全型模具，采用螺钉直接固定则较为安全.定位环尺寸定位环尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上凸出的定位环（图心线重合，模具定模板上凸出的定位环（图5-105-10中中b b处处)与注射机固与注射机固定模板上的定位孔定模板上的定位孔(图图510510中中a a处处)呈较松动的间隙配合呈较松动的间隙配合H11H11h11h11。定位环的高度一般小型模具为定位环的高度一般小型模具为810mm810mm，大型模具为，大型模具为10-15mm10-15mm。3 3定位环尺寸定位环尺寸 安装的方式有：螺钉直接固定和用螺钉压板压紧两种(图注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20244 4喷嘴尺寸喷嘴尺寸 图图5-115-11，注射机喷嘴头部的球面半，注射机喷嘴头部的球面半径径R R1 1应与模具主流道始端的球面半径应与模具主流道始端的球面半径R R2 2吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般一般R R1 1应比应比R R2 2小小1-2mm1-2mm，否则主流道内的，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。图塑料凝料将无法脱出。图511511中，中，R R1 1 R R2 2属不正确的配合。属不正确的配合。4喷嘴尺寸 图5-11，注射机喷嘴头部的球面半径R注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024五、开模行程的校核五、开模行程的校核 模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离。注射模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离。注射机的开模行程是有限的，模具设计时须进行注射机开模行程的校核。机的开模行程是有限的，模具设计时须进行注射机开模行程的校核。不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。关，有的则与模具厚度无关。液压液压机械式合模机构的注射机机械式合模机构的注射机(如如XS-ZYl25XS-ZYl25型等型等)，其最大开模，其最大开模行程是由肘杆机构的最大行程所决定的，而不受模具厚度的影响，行程是由肘杆机构的最大行程所决定的，而不受模具厚度的影响，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。校核时只需使注射机最大当模具厚度变化时可由其调模装置调整。校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即开模行程大于模具所需的开模距离，即 SmaxS (54)SmaxS (54)式中式中 Smax Smax注射机最大开模行程，注射机最大开模行程，mmmm；S S模具所需开模距离，模具所需开模距离，mmmm。(1)(1)注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核五、开模行程的校核 模具开模后为了便于取出塑注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024(2)(2)注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核 直角式注射机和全液压式合模机直角式注射机和全液压式合模机构的注射机构的注射机(如如XS-ZY250XS-ZY250型等型等)，其最，其最大开模行程等于注射机移动模板与固大开模行程等于注射机移动模板与固定模板之间的最大开距定模板之间的最大开距SkSk减去模具闭减去模具闭合厚度合厚度Hm(Hm(图图512)512)，校核可按下式，校核可按下式式中式中 Sk Sk注射机移动模板与固定模板之间的最大距离，注射机移动模板与固定模板之间的最大距离，mmmm；HmHm模具闭合厚度，模具闭合厚度，mmmm。Sk-HmS (55)Sk-HmS (55)或或 SkHm+S (56)SkHm+S (56)(2)注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核 直角式注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 问题的关键在于求出模具所需开模距离问题的关键在于求出模具所需开模距离S S，根据模具结构，根据模具结构类型的不同讨论下列几种情况。类型的不同讨论下列几种情况。单分型面注射模单分型面注射模(图图513)513)模具所需开模距离为模具所需开模距离为 S=H S=Hl l+H+H2 2+(5+(510)mm 10)mm（5-75-7）式中式中 H Hl l塑料脱模需要的顶出距离，塑料脱模需要的顶出距离，mmmm；H H2 2塑件厚度塑件厚度(包括浇注系统凝料包括浇注系统凝料)，mmmm。校核时，对最大行程与模厚无关的情况按下式校核时，对最大行程与模厚无关的情况按下式 SmaxH1+H2SmaxH1+H2十十(5(510)mm 10)mm（5-85-8）对最大行程与模厚有关的情况则按下式对最大行程与模厚有关的情况则按下式 SkHm+H1+H2+(5SkHm+H1+H2+(510)mm 10)mm （5-95-9）问题的关键在于求出模具所需开模距离S，根据模具结构类注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024双分型面注射模双分型面注射模（图（图5-145-14）S=H1+H2+a+(5 S=H1+H2+a+(510)mm (510)10)mm (510)式中式中 a a取出浇注系统凝料所需浇口取出浇注系统凝料所需浇口板与固定模板之间的距离，板与固定模板之间的距离，mmmm。对最大行程与模厚无关的情况可按下式校核对最大行程与模厚无关的情况可按下式校核 SmaxH1+H2+a+(5SmaxH1+H2+a+(510)mm (5-11)10)mm (5-11)对最大开模行程与模厚有关的情况校核对最大开模行程与模厚有关的情况校核SkHm+H1+H2+a+(5SkHm+H1+H2+a+(510)mm (512)10)mm (512)模具所需开模距离需增加浇口板与定模板间为取出浇注系统模具所需开模距离需增加浇口板与定模板间为取出浇注系统凝料所需分开的距离凝料所需分开的距离a a，故得，故得双分型面注射模（图5-14）S=H1+H2+a+注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 注意注意:塑件脱模所需的推出距离塑件脱模所需的推出距离H H1 1常常等于模具型芯高常常等于模具型芯高度，但对于内表面为阶梯状的塑件，有些不必推出型芯的度，但对于内表面为阶梯状的塑件，有些不必推出型芯的全部高度即可取出塑件，图全部高度即可取出塑件，图515515.注意:塑件脱模所需的推出距离H1常常等于模具型芯高度注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024利用开模动作完成侧向分型抽芯利用开模动作完成侧向分型抽芯 当当模模具具的的侧侧向向分分型型抽抽芯芯或或脱脱螺螺纹纹是是依依靠靠开开模模动动作作来来实实现现时时，图图516516斜斜销销侧侧向向抽抽芯芯机机构构，为为完完成成侧侧向向抽抽芯芯距距离离l l，所所需需的的开开模模距距离离设设为为HCHC。当当最最大大开开模模行行程程与与模模厚厚无无关关时时，其其校校核核按按下下述述两两种种情况进行情况进行当当HcH1+H2HcH1+H2时，取时，取SmaxHc+(5SmaxHc+(510)mm (5-13)10)mm (5-13)当当HCH1+H2HCH1+H2时，取时，取SmaxH1SmaxH1十十H2+(5H2+(510)mm (5-10)mm (5-14)14)利用开模动作完成侧向分型抽芯 当模具的侧向分型抽芯或脱注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024六、顶出装置的校核六、顶出装置的校核 国产注射机顶出装置有下列四种形式。国产注射机顶出装置有下列四种形式。中心顶杆机械顶出，如角式中心顶杆机械顶出，如角式SYS-45SYS-45及及SYS60SYS60，卧式，卧式XS-Z-60XS-Z-60，立式，立式SYS-30SYS-30等注射机。等注射机。两侧双顶杆机械顶出，如两侧双顶杆机械顶出，如XS-ZY-125XS-ZY-125注射机。注射机。中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用，如中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用，如XS-XS-ZY250ZY250、XS-ZY-500XS-ZY-500注射机。注射机。中心顶杆液压顶出与其他开模辅助液压缸联合作用，如中心顶杆液压顶出与其他开模辅助液压缸联合作用，如XS-XS-ZY-1000ZY-1000注射机。注射机。设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，弄清所设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，弄清所使用的注射机是中心顶出还是两侧顶出，最大的顶出距离、顶杆直使用的注射机是中心顶出还是两侧顶出，最大的顶出距离、顶杆直径、双顶杆中心距等，并要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能径、双顶杆中心距等，并要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出等。具中脱出等。六、顶出装置的校核 国产注射机顶出装置有下列四种形式。注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024第三节第三节 标准模架的选用标准模架的选用一、普通标准模架的优点和局限性一、普通标准模架的优点和局限性 注射模具在结构上存在相似性，图注射模具在结构上存在相似性，图517517为为典型的单分型面典型的单分型面(二板式二板式)模具的轴测装配总成。模具的轴测装配总成。从图中可以看到，除了凹模和型芯取决于塑件以从图中可以看到，除了凹模和型芯取决于塑件以外，其余的模具零件极其相似，连各个模具零件外，其余的模具零件极其相似，连各个模具零件的装配关系都有着一致性。即使是较为复杂的双的装配关系都有着一致性。即使是较为复杂的双分型面分型面(三板式三板式)模具、三分型面模具、三分型面(四板式四板式)模具，模具，也是在两板式模具的基础上增加了一块或两块模也是在两板式模具的基础上增加了一块或两块模板，结构的相似性并未改变。正是由于注射模具板，结构的相似性并未改变。正是由于注射模具结构的相似性，才使模具零件和模架的标准化成结构的相似性，才使模具零件和模架的标准化成为可能。为可能。第三节 标准模架的选用一、普通标准模架的优点和局限性 注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024 选用标准模架有如下优点选用标准模架有如下优点:简单方便、买来即用、不必库存。简单方便、买来即用、不必库存。能使模具成本下降。能使模具成本下降。简化了模具的设计和制造。简化了模具的设计和制造。缩短了模具生产周期，促进了塑件的更新换代。缩短了模具生产周期，促进了塑件的更新换代。模具的精度和动作可靠性得到保证。模具的精度和动作可靠性得到保证。提高了模具中易损零件的互换性，便于模具的维修。提高了模具中易损零件的互换性，便于模具的维修。选用标准模架有如下优点:简单方便、买来即用、不必库存。注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024但采用标准模架时，也会带来某些不便但采用标准模架时，也会带来某些不便:模板尺寸的局限性，在标准模架中模板的长、宽、高都只模板尺寸的局限性，在标准模架中模板的长、宽、高都只是在一定的范围内，一些特殊的塑件，可能无标准模架可选。是在一定的范围内，一些特殊的塑件，可能无标准模架可选。由于在标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定，由于在标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定，有时可能会妨碍冷却管道的开设。有时可能会妨碍冷却管道的开设。由于动模两垫块之间的跨距无法调整，在模具设计中往往由于动模两垫块之间的跨距无法调整，在模具设计中往往需要增加支撑柱来减小模板的变形。需要增加支撑柱来减小模板的变形。综上所述，采用标准模架的优越性是十分明显的，我们希望在综上所述，采用标准模架的优越性是十分明显的，我们希望在模具设计中，要尽可能选用标准模架，不仅如此，而且能在标准模具设计中，要尽可能选用标准模架，不仅如此，而且能在标准模架的基础上实现模具制图的标准化、模具结构的准化以及工艺模架的基础上实现模具制图的标准化、模具结构的准化以及工艺规范的标准化。规范的标准化。但采用标准模架时，也会带来某些不便:模板尺寸的局注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024二、标准模架简介二、标准模架简介 我国于我国于19901990年颁布并实施年颁布并实施GBGBT12556T125562 2一一19901990塑料注射塑料注射模中小型模架技术条件和模中小型模架技术条件和GBGBT12555T125552 2一一19901990塑料注射模塑料注射模大型模架技术条件两项国家标准。大型模架技术条件两项国家标准。模架周界尺寸范围模架周界尺寸范围560mm 900 mm560mm 900 mm。按结构特征可分为基本型和派生型。基本型按结构特征可分为基本型和派生型。基本型A1A1、A2A2、A3A3和和A4A4，图，图518518。派生型有派生型有P1P1P9P9。以导柱和导套安装方法为特征可为正装型以导柱和导套安装方法为特征可为正装型(代号为代号为Z)Z)和反装型和反装型(代号为代号为F)F)。又以脚码又以脚码l l、2 2、3 3分别代表带头导柱、有肩导柱和有肩定位导柱的种别。分别代表带头导柱、有肩导柱和有肩定位导柱的种别。中小型模架全部采用国家标准中小型模架全部采用国家标准(GB 4169(GB 41691 11 1一一19841984塑料注射模零件塑料注射模零件)组组成。以模板宽度成。以模板宽度BXBX长度长度L L为系列主参数。按同品种、同系列所选用的模板厚度为系列主参数。按同品种、同系列所选用的模板厚度A A、B B和垫板厚度和垫板厚度C C组成作为每一系列的规格，供设计者任意组合和选用。组成作为每一系列的规格，供设计者任意组合和选用。(1)中小型模架中小型模架二、标准模架简介 我国于1990年颁布并实施GBT1注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024注射模具概述课件注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024(2)大型模架大型模架 周界尺寸范围周界尺寸范围(630mmX630mm)(630mmX630mm)(1 250 mmX2 000 mm)(1 250 mmX2 000 mm)。模架品。模架品种有种有A A型和型和B B型两种基本型，图型两种基本型，图519519。还有。还有P1P1P4P4的派生型，共有的派生型，共有6 6个品种。无导柱安装方式的表示，与中小型模架一样，以模板宽度个品种。无导柱安装方式的表示，与中小型模架一样，以模板宽度为系列主参数，以模板厚度为每一系列的规格，供设计者组合和选为系列主参数，以模板厚度为每一系列的规格，供设计者组合和选用。用。(2)大型模架 周界尺寸范围(630mmX630mm)注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024本章小结a.注射模的基本组成和典型结构形式注射模的基本组成和典型结构形式;b.b.注射模具与注射机的关系注射模具与注射机的关系;c.c.标准模架的选用标准模架的选用.本章小结a.注射模的基本组成和典型结构形式;注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/2024习题与思考习题与思考1.1.典型的注射模由哪几部分组成典型的注射模由哪几部分组成?各部分的作用何在各部分的作用何在?2 2注射模按总体结构特征可分为哪几大类注射模按总体结构特征可分为哪几大类?试比较其优试比较其优缺点。缺点。3 3设计注射模时，为什么要对注射模与注射机的相互设计注射模时，为什么要对注射模与注射机的相互关系进行校核关系进行校核?4.4.如图如图520520所示塑料制件，请初选适合的注射机型号所示塑料制件，请初选适合的注射机型号(根据注射量、注射压力和锁模力，选用国产注射机，根据注射量、注射压力和锁模力，选用国产注射机，并设定采用单型腔并设定采用单型腔)。5 5图图520520塑件，其模具结构如图塑件，其模具结构如图521521所示，试问经所示，试问经过模具与注射机上安装模具的相关尺寸和开模行程的校过模具与注射机上安装模具的相关尺寸和开模行程的校核后，应该选用多大型号的注塑机核后，应该选用多大型号的注塑机?习题与思考1.典型的注射模由哪几部分组成?各部分的作用何在?注塑成型工艺及模具设计西南交通大学西南交通大学6/20/20246 6通过通过4 4题、题、5 5题的计算，试归纳出深腔塑件注射模具与题的计算，试归纳出深腔塑件注射模具与选择注射机型号时的特点。选择注射机型号时的特点。7 7注射模的定位环起什么作用注射模的定位环起什么作用?8 8注射机锁模力的作用是什么注射机锁模力的作用是什么?型腔压力怎样确定型腔压力怎样确定?9 9采用标准模架具有哪些优点和局限性采用标准模架具有哪些优点和局限性?6通过4题、5题的计算，试归纳出深腔塑件注射模具与选择注射