模塊三注塑模結構與注塑機

1、河南機電高等?？茖W校：楊占堯 模塊三模塊三 注塑模結構與注塑機注塑模結構與注塑機 內(nèi)容簡介：內(nèi)容簡介： 本模塊重點講述注塑成型原理及其工藝過程；注塑模具的典型結構（組成注塑模八大類零部件：成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、脫模機構、側向分型與抽芯機構、加熱與冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、其他零部件）；注塑模的分類；注塑機和注塑模的關系（包括注塑機性能參數(shù)校核與型腔數(shù)量的確定、注塑量校核、合模力的校核、注塑壓力的校核、模具厚度的校核、開模行程的校核、推頂裝置的校核、模具在注塑機上的安裝與固定尺寸的校核等）。河南機電高等專科學校：楊占堯 模塊三模塊三 注塑模結構與注塑機注塑模結構與注塑機 學習目的和要求：學習

2、目的和要求： 1、了解注塑模具的分類、注塑成型原理及其工藝過程。 2、掌握注塑模具的典型結構。 3、掌握注塑機和注塑模的關系，能正確確定和校核與注塑機有關的參數(shù)。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 模塊三模塊三 注塑模結構與注塑機注塑模結構與注塑機 重點：重點：注塑成型原理。注塑機和注塑模的關系。難點：注塑機和注塑模的關系。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 模塊三模塊三 注塑模結構與注塑機注塑模結構與注塑機3.1 注塑成型原理及其工藝過程3.2 注塑模具的典型結構 3.3 注塑模的分類 3.4 注塑機和注塑模的關系 河南機電高等?？茖W校：楊占堯3.1 注塑成型原理及其工藝過程注塑成型原理及其工藝過程

3、注塑成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理就是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱、熔融、塑化，使之成為粘流熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注塑進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具，便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。注塑成型原理及其對應的生產(chǎn)工藝過程可分別用圖3-1和圖3-2表示。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 圖3-1 注塑成型 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.2 注塑模具的典型結構注塑模具的典型結構 注塑模的基本

4、結構都是由定模和動模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機的固定板上，動模部分安裝在注塑機的移動板上。注塑成型時，定模部分和隨液壓驅動的動模部分經(jīng)導柱導向而閉合，塑料熔體從注塑機噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進入型腔；注塑成型冷卻后開模，即定模和動模分開，一般情況下塑件留在動模上，模具頂出機構將塑件推出模外。圖3-3為一典型注塑模。 根據(jù)模具上各部件的作用不同，一般注塑?？捎梢韵聨讉€部分組成： 河南機電高等專科學校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 1成型零部件 成型零部件是指定、動模部分中組成型腔的零件。通常由凸模（或型芯）、凹模、鑲件等組成，合模時構成型腔，用于填充塑料熔體，它決定塑件的形狀和尺

5、寸，如圖3-3所示的模具中，動模板1和凸模7成型塑件的內(nèi)部形狀，定模板2成型塑件的外部形狀。 2澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注塑機噴嘴進入模具型腔所流經(jīng)的通道，它由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3導向機構 導向機構分為動模與定模之間的導向機構和頂出機構的導向機構兩類。前者是保證動模和定模在合模時準確對合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，如圖3-3中導柱8、導套9；后者是避免頂出過程中推出板歪斜而設置的，如圖3-3中推板導柱16、推板導套17。 4脫模機構 用于開模時將塑件從模具中脫出的裝置，又稱頂出機構。其結構形式很多，常見的有頂桿脫模機構、推板脫模機構和推

6、管脫模機構等。圖3-3中推桿13、推桿固定板14、拉料桿15、推桿18和復位桿19組成頂桿脫模機構。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 5側向分型與抽芯機構 當塑件上的側向有凹凸形狀的孔或凸臺時，就需要有側向的凸?；蛐托緛沓尚汀Ｔ陂_模推出塑件之前，必須先將側向凸模或側向型芯從塑件上脫出或抽出，塑件才能順利脫模。使側向凸?；騻认蛐托疽苿拥臋C構稱為側向抽芯機構。圖3-4為一斜導柱驅動型芯滑塊側向抽芯的注塑模，側向抽芯機構是8斜導柱10、側型芯滑決11、鎖緊塊9和側型芯滑塊的定位裝置（擋塊5、滑塊拉桿8、彈簧7）等組成。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 圖3-4 帶側向抽芯注塑模 返回河南機電高等?？茖W校：

7、楊占堯 6加熱和冷卻系統(tǒng) 為了滿足注塑工藝對模具的溫度要求，必須對模具溫度進行控制，所以模具常常設有冷卻系統(tǒng)并在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。冷卻系統(tǒng)一般在模具上開設冷卻水道（圖3-3冷卻水道3）。 7排氣系統(tǒng) 在注塑成型過程中，為了將型腔內(nèi)的空氣排出，常常需要開設排氣系統(tǒng)，通常是在分型面上有目的地開設若干條溝槽，或利用模具的推桿或型芯與模板之間的配合間隙進行排氣。小型塑件的排氣量不大，因此可直接利用分型面排氣，而不必另設排氣槽。 8其它零部件 如用來固定、支承成型零部件或起定位和限位作用的零部件等。 注塑模常用零件名稱及作用如表3-1所示。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.3注塑模的分類注塑

8、模的分類 注塑模結構形式多種多樣，分類方法很多，按成型工藝特點可分為熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、低發(fā)泡塑料注塑模和精密注塑模；按其使用注塑機的類型可分為臥式注塑機用注塑模、立式注塑機用注塑模和角式注塑機用注塑模；按模具澆注系統(tǒng)可分為冷流道注塑模、絕熱流道注塑模、熱流道注塑模和溫流道注塑模；按模具安裝方式可分為移動式注塑模和固定式注塑模等。若根據(jù)注塑模的結構特征可分為以下幾類： 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 1 1單分型面注塑模單分型面注塑模 開模時，動模和定模分開，從而取出塑件，稱單分型面模具，又稱雙板式模具，其典型結構如圖3-3所示。單分型面注塑模是注塑模具中最簡單最基本的一種形式，

9、它根據(jù)需要可以設計成單型腔注塑模，也可以設計成多型腔注塑模，是應用最廣泛的一種注塑模。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 2 2雙分型面注塑模雙分型面注塑模 雙分型面注塑模有兩個分型面，如圖3-5所示。A-A為第一分型面，分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出；B-B為第二分型面，分型后塑件由此脫出。與單分型面注塑模具相比較，雙分型面注塑模具在定模部分增加了一塊可以局部移動的中間板，所以也叫三板式注塑模具，它常用于點澆口進料的單型腔或多型腔的注塑模具。開模時，中間板在定模的導柱上與定模板作定距離分離，以便在這兩個模板之間取出澆注系統(tǒng)凝料。 雙分型面注塑模結構復雜，制造成本較高，零部件加工困難，一般不用于大型或特

10、大型塑料制品的成型。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 圖3-5 雙分型面注塑模 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.3.帶有側向分型與抽芯機構的注塑模帶有側向分型與抽芯機構的注塑模 當塑件有側孔或側凹時，需采用可側向移動的型芯或滑塊成型。圖3-4所示為利用斜導柱進行側向抽芯的注塑模。圖3-6為利用彎銷進行側向分型的立式注塑模。注塑成型后，動模首先向下移動一段距離，然后固定于定模板2上的彎銷4的斜面段迫使滑塊3向外移動，與此同時脫模機構的推桿8推動推件板5使塑件自型芯上脫下。河南機電高等專科學校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯4 4帶有活動成型零部件的注塑模帶有活動成型零部件的注塑模

11、由于塑件的某些特殊結構，要求注塑模設置可活動的成型零部件，如活動凸模、活動凹模、活動鑲件、活動螺紋型芯或型環(huán)等，在脫模時可與塑件一起移出模外，然后與塑件分離。 圖3-7所示為帶有活動鑲塊的注塑模。開模時，塑件包在型芯8和活動鑲件9上隨動模部分向左移動而脫離定模板11，分型到一定距離，脫出機構開始工作，設置在活動鑲件9上的推桿3將活動鑲件連同塑件一起推出型芯脫模。合模時，推桿3在彈簧4的作用下復位，推桿復位后動模板停止移動，然后人工將活動鑲件重新插入鑲件定位孔中，再合模后進行下一次的注塑過程。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 5.5.自動卸螺紋注塑模自動卸螺紋注塑

12、模 對帶有螺紋的塑件，當要求自動脫模時，可在模具上設置能夠轉動的螺紋型芯或型環(huán)，利用開模動作或注塑機的旋轉機構，或設置專門的傳動裝置，帶動螺紋型芯或螺紋型環(huán)轉動，從而脫出塑件。圖3-8為用于角式注塑機的自動卸螺紋注塑模，由注塑機開合螺母絲杠帶動螺紋型芯1轉動。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 6.6.無流道注塑模無流道注塑模 無流道注塑模是指采用對流道進行絕熱或加熱的方法，保持從注塑機噴嘴到型腔之間的塑料呈熔融狀態(tài)，使開模取出塑件時無澆注系統(tǒng)凝料。前者稱絕熱流道注塑模，后者稱熱流道注塑模。圖3-9所示為熱流道注塑模。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高

13、等?？茖W校：楊占堯 7.7.直角式注塑模直角式注塑模 直角式注塑模具僅適用于角式注塑機。與其它注塑模截然不同的是該類模具在成型時進料的方向與開合模方向垂直。圖3-10所示是典型的直角式注塑模，開模時，帶有流道凝料的塑件包緊在凸模8上與動模部分一起向左移動，經(jīng)過一定距離后，推出機構開始工作，以推桿11推動推件板6將塑件從凸模8上脫下。 直角式注塑模的主流道開設在動、定模分型面的兩側，且它的截面積通常是不變的（常呈圓形或扁圓形），這與其它注塑機用的模具是有區(qū)別的。主流道的端部，為了防止注塑機噴嘴與主流道口端的磨損和變形，可設置可更換的流道鑲塊，如圖3-10中的2所示。 河南機電高等專科學校：楊占堯

14、 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 8.8.脫模機構在定模上的注塑模脫模機構在定模上的注塑模 在大多數(shù)注塑模中，其脫模裝置均是安裝在動模一側，這樣有利于注塑機開合模系統(tǒng)中頂出裝置的工作。在實際生產(chǎn)中，由于某些塑件受形狀的限制，將塑件留在定模一側對成型更好一些，為了使塑件從模具中脫出，就必須在定模一側設置脫模機構。 圖3-11所示為成型塑料衣刷的注塑模，由于受塑件的形狀限制，將塑件留在定模上采用直角澆口能方便成型。開模時，動模向左移動，塑件因包緊在凸模11上留在定模一側而從動模板5及成型鑲塊3中脫出。當動模左移至一定距離時，拉板8通過定距螺釘6帶動推件板7將塑件從凸模上脫出。河南機電高等?？茖W校

15、：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.4 注塑機和注塑模的關系注塑機和注塑模的關系 任何注塑模只有安裝在注塑機上才能使用，所以二者在注塑成型生產(chǎn)中是一個不能分割的整體。任何模具設計人員在開始工作之前，除了必須了解注塑成型工藝規(guī)程之外，還應熟悉有關注塑機的技術規(guī)格和使用性能。只有這樣，才能正確處理注塑模與注塑機之間的關系，使設計出的模具便于在機器上安裝和使用。 河南機電高等專科學校：楊占堯 3.4.1 注塑機性能參數(shù)校核注塑機性能參數(shù)校核 開始設計注塑模時，首先需要選擇確定模具的結構、類型和一些最基本的參數(shù)和尺寸，如型腔的個數(shù)和需要的注塑量、制品在分型面上的投影面積、成型時需要用的工藝

16、合模力、注塑壓力、模具的厚度和安裝固定尺寸以及開模行程等等。這些數(shù)據(jù)均與注塑機的技術規(guī)格密切相關，如果二者之間不能匹配，則模具將無法使用，此時只能重新選擇確定模具的結構類型或更換注塑機機型。為了了解模具結構類型與注塑機機型是否匹配，必須將二者之間的有關數(shù)據(jù)進行校核。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 對于多數(shù)注塑模，其型腔數(shù)量與注塑機的塑化能力、最大注塑量以及合模力等參數(shù)有關，此外，還受制品的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響。為了統(tǒng)一闡述型腔數(shù)量的設計問題，下面介紹如何根據(jù)這些參數(shù)和因素來確定型腔數(shù)量的方法，這些方法也可用來校核初選的型腔數(shù)量是否能與注塑機規(guī)格相適應。河南機電高等專科學校：楊占堯1 1

17、 按注塑機的塑化能力確定型腔數(shù)量按注塑機的塑化能力確定型腔數(shù)量N N1 1 式中：K注塑機最大注塑量的利用系數(shù)，一 般取0.8； mp 注塑機的額定塑化量（g/h或cm） t成型周期（s）； mj澆注系統(tǒng)和飛邊所須的塑料質量或體積 ms單個制品的質量或體積sjpmmtKmN3600/1河南機電高等?？茖W校：楊占堯2 2 按注塑機的最大注塑量確定型腔數(shù)量按注塑機的最大注塑量確定型腔數(shù)量N N2 2 式中：mI注塑機允許的最大注塑量。sjImmKmN2河南機電高等?？茖W校：楊占堯3 3 按注塑機的額定合模力確定型腔數(shù)量按注塑機的額定合模力確定型腔數(shù)量N N3 3 式中：FI注塑機的額定合模力（N）

18、； Aj澆注系統(tǒng)和飛邊在模具水平分型面上 的投影面積（mm2）； As單個制品在模具水平分型面上的投影 面積（mm2） ； pl單位投影面積需用的合模力（MPa）， 近似取值為熔體對型腔的平均壓力。 sljlIApApFN3河南機電高等專科學校：楊占堯4 4 按制品要求的尺寸精度確定型腔數(shù)量按制品要求的尺寸精度確定型腔數(shù)量N N4 4 式中： l制品的基本尺寸（mm）； =/2，是制品的尺寸公差 （mm）； dd=d /2，d 是單型腔時各種塑料 可能達到的尺寸公差。 型腔不宜過多，經(jīng)常推薦使用一模四腔結構。2425001%41001004lllNddd河南機電高等?？茖W校：楊占堯5 5 按生

19、產(chǎn)的經(jīng)濟性確定型腔數(shù)量按生產(chǎn)的經(jīng)濟性確定型腔數(shù)量N N5 5 式中：t成型周期（min）； Y每小時的工資和經(jīng)營費（元）； 制品的生產(chǎn)總量（個）； C模具費用，。其中，C1是與型腔無關 的費用；C2是與型腔數(shù)成比例的費用 中單個型腔分攤的費用（元）。CtYN605河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.4.2 注塑量校核注塑量校核 在一個注塑成型周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所須的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關，其值用下式計算： mi=Nms+ mj 式中：N型腔的數(shù)量； ms單個制品的質量（或體積）； mj澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質量 （或體積）。設計注塑模時，必須保 證小于注塑機允許的最大注塑

20、量，二 者的關系為：mi =（0.10.8）mI河南機電高等?？茖W校：楊占堯3.4.3 制品在水平分型面上的投影面積制品在水平分型面上的投影面積 與合模力校核與合模力校核 注塑成型時，制品或型腔在與注塑方向正交的模具分型面上的投影面積是影響工藝合模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的合模力也就越大。如果這個數(shù)值超過了注塑機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。為此，設計注塑模和選擇模具分型面時，必須滿足下面關系式。 AAI ，（A含于AI） 式中： A制品或型腔（包括澆注系統(tǒng)和飛邊） 在水平分型面上的投影面積； AI注塑機允許使用的最大成型面積。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 注

21、塑成型時，模具所需的工藝合模力與制品在分型面上的投影面積有關，為了可靠地閉鎖型腔，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，工藝合模力必須小于注塑機的額定合模力，二者的關系為： Fl（0.80.9）FI 其中，工藝合模力的計算可參考有關文獻。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3.4.4 注塑壓力校核注塑壓力校核 注塑壓力與塑料熔體在模具中的流動比有關，對于初步選擇確定的模具結構，還應對其流動比所需用的注塑壓力進行校核，以保證它不超過注塑機允許的、使用的最大注塑壓力。流動比的計算方法參看第六模塊的內(nèi)容。 河南機電高等專科學校：楊占堯3.4.5 模具厚度校核模具厚度校核 注塑模的動、定模兩部分閉合后，沿閉合方向的長

22、度叫模具厚度或模具閉合高度。由于絕大多數(shù)注塑機的動模與定模固定板之間的距離都具有一定的調(diào)節(jié)量H（圖3-12），因此它們對安裝使用的模具厚度均有限制。一般情況下，實際模具厚度HM 與注塑機允許安裝的最大模厚Hmax及最小模厚Hmin之間必須滿足下面條件，即： Hmin HM Hmax 其中 Hmax= Hmin+H 如果出現(xiàn) HM Hmax的情況，只能重新設計模具厚度或更換注塑機。 河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯3.4.6 開模行程校核開模行程校核 開模行程也叫做合模行程，指模具開合過程中動模固定板的移動距離，用符號s表示。當模具厚度確定以后，開模行程的大小直接影

23、響模具所能成型制品高度。即s太小時，模具不能成型高度較大的制品，否則，成型后的制品無法從動、定模之間脫出。因此，設計模具時必須校核它所需用的開模距離是否與注塑機的開模行程相適應。下面分幾種情況加以討論。河南機電高等?？茖W校：楊占堯1 1 注塑機最大開模行程與模厚無關時的校核注塑機最大開模行程與模厚無關時的校核 對于帶有液壓-機械式合模系統(tǒng)的注塑機，它們的開模行程均由連桿機構的沖程或其他機構的沖程確定，其最大值僅與沖程的調(diào)節(jié)量有關，不受模具厚度影響。如果在這類注塑機上使用單分型面和雙分型面注塑模，可分別用下面兩種方法校核模具所需的開模距離是否與注塑機的最大開模行程互相適應： 對于單分型面注塑模（

24、圖3-13） Smax H1+H2+（510）mm 式中：H1制品所用的脫模距離； H2制品高度（包括與制品相連的澆注 系統(tǒng)凝料）。河南機電高等專科學校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 對于雙分型面注塑模（圖3-14） Smax H1+H2+（510）mm 式中：H1制品所用的脫模距離； H2制品高度； 取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等專科學校：楊占堯 2 2 注塑機最大開模行程與模厚有關時的校核注塑機最大開模行程與模厚有關時的校核 對于合模系統(tǒng)為全液壓式的注塑機以及帶有絲杠傳動合模系統(tǒng)的直角式注塑機（如SYS-45和SY-60等），它們的最

25、大開模行程直接與模具厚度有關，即 Smax =Sk-HM 式中：Sk -注塑機動模固定板和定模固定板 的最大間距。 如果在上述兩類注塑機上使用單分型面或雙分型面模具，可分別用下面兩種方法校核模具所需的開模距離是否與注塑機的最大開模行程 Smax相適應：河南機電高等專科學校：楊占堯 對于單分型面注塑模（圖3-15） Smax=sk-HMH1+H2+（510）mm 或 SkHM+ H1+H2+（510）mm 對于雙分型面注塑模（圖3-14） Smax=sk-HMH1+H2+（510）mm 或 SkHM+ H1+H2+（510）mm河南機電高等?？茖W校：楊占堯 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯 3

26、3 考慮側向抽芯距離時的最大開模行程校核考慮側向抽芯距離時的最大開模行程校核 當模具需要利用開模動作完成側向抽芯動作時（圖3-16），若設完成側向抽芯動作的開模距離為Hc，則可分下面兩種情況校核模具所需的開模距離是否與注塑機的最大開模行程相適應。 當HcH1+H2時，可用Hc代替前面諸校核公式中的H1+H2，其他各項均保持不變。 當HcH1+H2時，可不考慮Hc對最大開模行程的影響，仍用以上諸式進行校核。 除了以上介紹的三種校核情況外，注塑成型帶螺紋的制品并需要利用開模運動完成脫卸螺紋的動作時，若要校核注塑機最大開模行程，還必須考慮從模具中旋出螺紋部分所需的開模距離。河南機電高等?？茖W校：楊占

27、堯 圖3-16 有側向抽芯機構時的開模情況 返回河南機電高等?？茖W校：楊占堯3.4.7 推頂裝置校核推頂裝置校核 由于各種注塑機合模系統(tǒng)中采用的推頂裝置不盡相同，所以設計模具時必須注意使模內(nèi)的頂出脫模機構與合模系統(tǒng)的推頂裝置相匹配。通常是根據(jù)合模系統(tǒng)推頂裝置的頂出形式、頂桿直徑、頂桿間距和頂出距離等，校核模具內(nèi)的頂桿或推桿配置位置是否合理，其長度是否能達到使制品脫模的效果。河南機電高等?？茖W校：楊占堯 目前國產(chǎn)注塑機中推頂裝置的頂出形式目前國產(chǎn)注塑機中推頂裝置的頂出形式有下面幾類：有下面幾類： （1）中心頂桿機械頂出 （2）兩側雙頂桿機械頂出 （3）中心頂桿液壓頂出與兩側頂桿機械頂出聯(lián)合作用 （4）中心頂桿液壓頂出與其他開模輔助油缸聯(lián)合作用河南機電高等專科學校：楊占堯3.4.8 模具在注塑機上的安裝與固定尺寸校核模具在注塑機上的安裝與固定尺寸校核 1 模具外形尺寸與注塑機拉桿間距 注塑機動模和定模固定板的四個角部，一般都有四根拉桿。拉桿的作用是為了保證注塑機具有足夠的強度和剛度，但它往往會對模具的外形安裝尺寸產(chǎn)生限制，即模具外形的長度尺寸不能同時大于與它們對應的拉桿間距（圖3-17a）。如果模具的長度尺寸中有一個超過了拉桿間距，必須考慮注塑機動、定模兩個固定板處于最大間距位置時模具