注射模基本结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 注射模概述,一、注射模的基本结构,二、注射模具与注射机的关系,三、标准模架的选用,重点掌握,第一节 注射模的基本结构,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，可将注射模分为以下几个基本组成部分。,1,成型部件,组成：型芯和凹模。,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。合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔,(,图,5,l,，该模具的型腔由件,13,和件,14,组成,),。,2,浇注系统,又称为流道系统。,作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。,结构：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。,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，它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。,3,导向部件,作用：确保动模与定模合模时能准确对中；避免制品推出过程中推板发生歪斜现象；支撑移动部件重量。,4,推出机构,作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。,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吻合的内、外锥面来辅助定位。,组成：图,5,1,，推杆,11,、推出固定板,8,、推板,9,及主流道的拉料杆,10,。,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,。,5,调温系统,作用：满足注射工艺对模具温度的要求。,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，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,排气槽,作用：将成型过程中的气体充分排除。,常用办法：在分型面处开设排气沟槽；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起排气作用，有时不必另外开设排气沟槽。,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。,8,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架结构，,图,5,l,中的定位圈,l,、定模座板,3,、定模板,4,、动模板,5,、动模垫板,6,、动模底座,7,、推出固定板,8,、推板,9,、推杆,11,、导柱,12,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。,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。,1,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，约占全部注射模具的,70,。,结构：,（图,5-l,）,型腔的一部分,(,型芯,),在动模板上，另一部分,(,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，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。,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,(,又名浇口板,),，故又称三板式模具。,2,双分型面注射模具,结构：图,52,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浇口进料的单型腔或多型腔模具。在开模时由于定距拉板,1,的限制，中间板,13,与定模板,14,做定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，在中间板与动模板分开后，利用推件板,5,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口，制造成本较高、结构复杂，需较大的开模行程。,结构：图,53,。开模时活动部件不能简单地沿开模方向与制件分离，而是在脱模时将它们连同制品一起移出模外，然后用手工或简单工具将它们与塑件分开。当将这些活动镶件嵌入模具时还应可靠地定位。这类模具的生产效率不高，常用于小批量或试生产。,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，这时可在模具中设置活动镶件和活动的侧向型芯或半块,(,哈夫块,),。,3,带有活动镶件的注射模具,结构：图,5,4,。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。,4,带侧向分型抽芯的注射模具,自动卸螺纹的注射模图,5,5,，该模具用于直角式注射机，螺纹型芯由注射机合模机构的丝杠带动旋转，以便与制件相脱离。,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。,5.,自动卸螺纹的注射模具,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。,6,推出机构设在定模的注射模具,图,5,6,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，开模后制件滞留在定模上，故在定模一侧设有推件板,7,，开模时由设在动模一侧的拉板,8,带动推件板,7,，将制件从定模中的型芯,11,上强制脱出。,原理：通过采用对流道加热或绝热的办法来保持从注射机喷嘴到浇口处之间的塑料保持熔融状态，每次注射成型后流道内均没有塑料凝料。,常被简称为无流道注射模具。包括：热流道和绝热流道模具。,7,无流道凝料注射模具,缺点：模具成本高，浇注系统和控温系统要求高，对制件形,状和,塑料有一定的限制。,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，利于改善制件的质量，实现全自动操作。,第二节 注射模具与注射机的关系,一、注射量的校核,注射机标称注射量的表示方法：容量,(cm,3,),，质量,(g),。国产的标准注射机的注射量均以容量,(cm,3,),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,(5-1),式中,V(m),一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，,cm,3,(g),；,n,型腔数目；,V,n,(,m,n,),单个塑件的容积或质量，,cm,3,或,g,；,V,j,(,m,j,),浇注系统凝料的容量或质量，,cm,3,或,g,。,故应使：,(5-2),式中,V,g,(m,g,),注射机额定注射量，,cm,3,或,g,。,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，最小注射量应不小于注射机额定最大注射量的,20,，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，这样会使塑料高温分解，影响制件的质量和性能。,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。,确定制品成型所需的注射压力的方法:,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压力为,70,150MPa,。,注射模模拟计算机软件,(,如美国的,CFLOW,、澳大利亚的,MOLDFLOW,、华中理工大学的,H-FLOW,等,),，对注射成型过程进行计算机模拟，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：,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。,三、锁模力的校核,为什么要进行锁模力校核？,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,(,图,5,8),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,T,合,，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象,(,图,5,9),。,型腔内塑料熔体的压力,(,MPa,),按下式计算,p=,kp,o,(5,3),式中,p,o,注射压力，,MPa,；,k,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,0,2,0,4,的范围内选取。,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,p,取,20,40,MPa,。对于流动性差、形状复杂、精度要求高的制品，成型时需要较高的型腔压力。常用塑料推荐选用的型腔压力见表,5,l,，因制件形状和精度不同时常选用的型腔压力见表,5,2,。,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方法要好得多。,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产出合格的制件,。,1,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。,2,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在动、定模固定板上固定。,安装的方式有：螺钉直接固定和用螺钉压板压紧两种,(,图,5,10),。设计时必须使安装尺寸与动、定模板上的螺孔尺寸与位置相适应。,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；。,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。对于质量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全,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,5-10,中,b,处,),与注射机固定模板上的定位孔,(,图,5,10,中,a,处,),呈较松动的间隙配合,H11,h11,。定位环的高度一般小型模具为,8,10mm,，大型模具为,10-15mm,。,3,定位环尺寸,4,喷嘴尺寸,图,5-11,，注射机喷嘴头部的球面半径,R,1,应与模具主流道始端的球面半径,R,2,吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般,R,1,应比,R,2,小,1-2mm,，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。图,5,11,中，,R,1,R,2,属不正确的配合。,(1),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。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。,液压,机械式合模机构的注射机,(,如,XS-ZYl25,型等,),，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，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,S,max,S (5,4),式中,S,max,注射机最大开模行程，,mm,；,S,模具所需开模距离，,mm,。,(2),