注射模具设计基础培训课件

注射模具注射模具设计基基础第六章第六章 注射模的典型结构与注射机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 2注射模具设计基础一、一、典型的注射模具典型的注射模具结构构 1、定、定义：注射成型生：注射成型生产中的模具叫做注射模。中的模具叫做注射模。2、注射模具的基本、注射模具的基本结构构3注射模具设计基础3、注射模的注射模的结构构组成成根据各零件所起根据各零件所起作用作用细分分型腔型腔浇注系注系统导向机构向机构推出机构推出机构侧向分型与抽芯机构向分型与抽芯机构冷却与加冷却与加热装置装置排气系排气系统标准模架部分准模架部分4注射模具设计基础4、注射模的类型（1）单分型面注射模具分型面注射模具分开模具取出制品的界面叫做分型面，整个模具中在分开模具取出制品的界面叫做分型面，整个模具中在动模模和定模之和定模之间具有一个分型面的注射模叫做具有一个分型面的注射模叫做单分型面注射模。分型面注射模。5注射模具设计基础（2）双分型面注射模）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注系统凝料，第二次分型的目的是拉断凝料，第二次分型的目的是拉断进料口使料口使浇注系注系统的凝料与塑料制的凝料与塑料制品分离，从而品分离，从而顶出的塑料制品不需要再出的塑料制品不需要再进行去除行去除浇注系注系统凝料的凝料的处理。理。6注射模具设计基础（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。7注射模具设计基础（4）带活活动镶件的注射模具件的注射模具有些塑料制品上有些塑料制品上虽有有侧向的通孔及凹凸形状，但向的通孔及凹凸形状，但还有更特有更特殊的要求，模具上需要殊的要求，模具上需要设置螺置螺纹型芯或螺型芯或螺纹型型环等。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。8注射模具设计基础（5）齿轮齿条条侧向抽芯注射模具向抽芯注射模具利用斜利用斜导柱等柱等侧向抽芯向抽芯机构，机构，仅适用于抽芯距适用于抽芯距较短的塑料制品。当塑短的塑料制品。当塑料制品上料制品上侧向抽芯抽距向抽芯抽距大于大于80mm时，往往采，往往采用用齿轮齿条抽芯或液条抽芯或液压抽芯等。抽芯等。9注射模具设计基础（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。10注射模具设计基础二、注射机1、注射成型、注射成型设备的的组成成 卧式注射机外形卧式注射机外形11锁模液模液压装置装置 2 2锁模机构模机构 3 3动模板模板 4 4顶杆杆 5 5定模板定模板 6 6控制台控制台77料筒及加料筒及加热装置装置 8 8料斗料斗 9 9定料加定料加热装置装置 10 10注射缸注射缸11注射模具设计基础(1)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。12注射模具设计基础(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。13注射模具设计基础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。14注射模具设计基础立式注射机立式注射机锁模机构与注射装置的模机构与注射装置的轴线呈一直呈一直线垂直排列。立式注射垂直排列。立式注射机的注射装置和定模板机的注射装置和定模板设置在置在设备的上部，而的上部，而锁模机构、模机构、动模板、推出机构均模板、推出机构均设置在置在设备的下部。的下部。1注射装置 2机身 3锁模机构 优点点:占地少；模具拆装方便；易占地少；模具拆装方便；易于安放嵌件。于安放嵌件。缺点：重心高；加料困缺点：重心高；加料困难；推出塑；推出塑料制品由手工取出，不易料制品由手工取出，不易实现自自动化生化生产；容；容积较小。小。15注射模具设计基础角式注射机角式注射机锁模机构与注射装置的模机构与注射装置的轴线相互垂直排列。相互垂直排列。这种注射机的种注射机的注射装置注射装置为直立布置，直立布置，锁模、模、顶出机构以及出机构以及动、定模板按、定模板按卧式排列，或相反。卧式排列，或相反。优点：适用于中心部分不允点：适用于中心部分不允许留有留有浇口痕迹的平面塑料制品。口痕迹的平面塑料制品。缺点：加料比缺点：加料比较困困难，嵌件或活，嵌件或活动型芯安放不便。型芯安放不便。1注射装置 2机身 3锁模机构16注射模具设计基础(2)(2)按塑化方式分按塑化方式分类螺杆式注射机螺杆式注射机 123417注射模具设计基础柱塞式注射机柱塞式注射机 18注射模具设计基础33注射成型注射成型设备规格及基本技格及基本技术参数参数在注射模具在注射模具设计时，必，必须熟悉所熟悉所选用注射机的基本技用注射机的基本技术参数，参数，这样才能保才能保证设计的注射模具符合要求，并能安装的注射模具符合要求，并能安装在注射机上使用。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。19注射模具设计基础型号型号项目目XS-ZS-22XS-ZS-22XS-Z-30XS-Z-30XS-Z-60XS-Z-60XS-ZY-XS-ZY-125125XS-ZY-XS-ZY-250250SZY-300SZY-300额定注射量定注射量cm3cm33030、202030306060125125250250320320螺杆（柱塞）螺杆（柱塞）直径直径mmmm25225225225228283838424250506060注射注射压力力MpaMpa7575、11711711911912212212012010910977.577.5注射行程注射行程mmmm130130130130170170115115160160150150注射注射时间s s0.450.45、0.50.50.70.72.92.91.61.62.02.0螺杆螺杆转速速r/mir/min n2929、4343、5656、6969、8383、1011012525、3131、3939、5858、3232、898950905090注射方式注射方式双柱塞双柱塞（双色）（双色）柱塞式柱塞式柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力模力kNkN2502502502505005009009001800180015001500最大开模行最大开模行程程mmmm16016016016018018030030050050034034020注射模具设计基础4 4、注射机的、注射机的选用用（1 1）注射机）注射机类型的型的选择注射机注射机类型的型的选择应根据塑料的品种、塑料制品的根据塑料的品种、塑料制品的结构、构、成型方法、生成型方法、生产批量、批量、现有有设备及注射工及注射工艺等等进行行选择。（2 2）注射机）注射机规格的初格的初选注射机注射机规格的初格的初选应根据以往的根据以往的经验和注射模的大小，先和注射模的大小，先预定注射机的型号，之后要定注射机的型号，之后要进行以下的效核。行以下的效核。22注射模具设计基础（3 3）注射机参数的效核）注射机参数的效核注射量的效核。必注射量的效核。必须使一个成型周期内所需注射的塑使一个成型周期内所需注射的塑料熔体的量（容料熔体的量（容积或体或体积）在注射机）在注射机额定注射量的定注射量的80%80%以以内，其关系按以下效核：内，其关系按以下效核：nVs+VjnVs+Vj0.8V0.8V式中：式中：n n型腔的数目；型腔的数目；VsVs单个塑料制品的容个塑料制品的容积或或质量（量（cmcm3 3或或g g）；）；VjVj浇注系注系统和和飞边所需塑料的容所需塑料的容积或或质量（量（cmcm3 3或或g g）；）；V V注射机注射机额定注量（定注量（cmcm3 3或或g g）。）。23注射模具设计基础锁模力的效核模力的效核注射注射时，为防止模具分型面被模具型腔防止模具分型面被模具型腔压力力顶开，必开，必须对模具施以足模具施以足够的的锁紧力，否力，否则在分型面上将在分型面上将产生溢料。因生溢料。因此模具此模具设计时应使注射机的使注射机的锁模力大于模具将分型面模力大于模具将分型面胀开开的力，的力，则：FPm(nAs+AjFPm(nAs+Aj)式中：式中：F F注射机的注射机的锁模力（模力（N N）；）；AsAs塑料制品在分型面上的垂直投影面塑料制品在分型面上的垂直投影面积（mm2mm2）；）；AjAj浇注系注系统在分型面上的垂直投影面在分型面上的垂直投影面积（mm2mm2）；）；n n型腔的数目；型腔的数目；PmPm塑料熔体在模具型腔内的平均塑料熔体在模具型腔内的平均压力（力（MPaMPa）。）。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 24注射模具设计基础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15AS30有机玻璃30低压聚乙稀20聚苯乙稀1520ABS30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25PE、PS等壁厚均匀的日用品、容器类高粘度、精度高塑料35ABS、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25注射模具设计基础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：PzPch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）；26注射模具设计基础（4 4）安装部分的尺寸效核）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，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定模固定板上安装螺孔的尺寸与拉杆间距、距、喷嘴的孔径嘴的孔径与球半径等也各不相同，因此在模具与球半径等也各不相同，因此在模具设计时应对有关尺有关尺寸寸进行效核，以便模具能行效核，以便模具能顺利地安装在注射机上使用，利地安装在注射机上使用，并能生并能生产出合格的塑料制品。出合格的塑料制品。模具厚度及其模具厚度及其长与与宽的效核的效核注射机注射机规定的模具最大与最小厚度是指定的模具最大与最小厚度是指动模板模板闭合后达合后达到到规定定锁模力模力时动模板和定模板模板和定模板间的最大与最小距离，的最大与最小距离，因此所因此所设计模具的厚度模具的厚度应处在注射机在注射机规定的模具最大与定的模具最大与最小厚度范最小厚度范围内，即按下式效核：内，即按下式效核：27注射模具设计基础H HminminH Hm mH Hmaxmax式中：式中：H Hm m模具的模具的实际厚度（厚度（mmmm）；）；H Hminmin注射机允注射机允许的模具最小厚度（的模具最小厚度（mmmm）；）；H Hmaxmax注射机允注射机允许的模具最大厚度（的模具最大厚度（mmmm）；）；如果模具太厚，如果模具太厚，则无法安装在注射机上；反之太小，需无法安装在注射机上；反之太小，需要增加要增加垫板。模具的板。模具的长度和度和宽度要与注射机拉杆度要与注射机拉杆间距相距相适适应，使模具安装，使模具安装时可以穿可以穿过拉杆空拉杆空间在在动、定模固定、定模固定板上固定。板上固定。28注射模具设计基础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 29注射模具设计基础定位定位环尺寸的效核尺寸的效核为了使模具的主流道的中心了使模具的主流道的中心线与注射机与注射机喷嘴的中心嘴的中心线相重相重合，合，为此在注射机定模固定板上此在注射机定模固定板上设定定位孔模具定定位孔模具则相相应设计有定位有定位环,定位定位环与定位孔之与定位孔之间呈呈间隙配合。定位隙配合。定位环的的高度，一般小型模具高度，一般小型模具为810mm810mm；大型模具；大型模具为1015mm1015mm。30注射模具设计基础螺孔尺寸的效核螺孔尺寸的效核注射模具的注射模具的动模和定模固定板模和定模固定板应分分别与注射机与注射机动模板、定模板、定模板上的螺孔相适模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺模具在注射机上的安装方法有螺钉直接固定和直接固定和压板固定板固定两种形式。采用螺两种形式。采用螺钉固定固定时，模具固定板上的螺孔必，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，一般用于重量与注射机模板上的螺孔完全相吻合，一般用于重量较大大的模具，以保的模具，以保证安全；而采用安全；而采用压板固定的灵活性大。板固定的灵活性大。31注射模具设计基础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32注射模具设计基础（5 5）开模行程的校核）开模行程的校核开模行程开模行程(又称合模行程又称合模行程)是指模具开合是指模具开合过程中程中动模固定模固定板的移板的移动距离。注射机开模行程是有限制的，塑料制品从距离。注射机开模行程是有限制的，塑料制品从模具中取出模具中取出时所需要的开模距离必所需要的开模距离必须小于注射机的最大开小于注射机的最大开模距离，否模距离，否则塑料制品无法从模具中取出。塑料制品无法从模具中取出。33注射模具设计基础单分型面注射模分型面注射模SSH H1 1+H H2 2+（510510）mmmm式中：式中：S S注射机的最大开模行程（注射机的最大开模行程（mmmm）；）；H H11塑料制品塑料制品顶出距离（出距离（mmmm）；）；H H22塑料制品的高度（包括塑料制品的高度（包括浇注系注系统凝料）（凝料）（mmmm）。）。34注射模具设计基础双分型面注射模SH1+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）。35注射模具设计基础（6 6）顶出装置的校核出装置的校核 模具模具设计时应根据注射机根据注射机顶出装置的形式以及出装置的形式以及顶杆的直径、杆的直径、配制和配制和顶出距离，校核其与模具的推出装置是否相适出距离，校核其与模具的推出装置是否相适应。36注射模具设计基础