模具技術概論課題2-課件-3

1、課題2 注射成型工藝與注射模注射成型工藝及工藝條件注射工藝過程注射成型是熱塑性塑料的一種主要成型方法。1模具 2成型零件 3加熱器 4粒狀塑料 5柱塞 6料筒注射成型原理示意課題2 注射成型工藝與注射模注射成型工藝及工藝條件成型原理：將粉狀或粒狀塑料原料經漏斗進入料筒，加熱熔化后，在柱塞或螺桿的高壓推動下通過噴嘴注入閉合的模具型腔。冷卻后打開模具，獲得成型的塑料制品。工藝過程包括：成型前準備、注射成型和塑件后處理。成型前的準備目的：為了保證注射成型過程順利進行，使塑件產品質量滿足要求。主要有原材料的檢驗、原材料的著色、原材料的干燥、嵌件的預熱、脫模劑的選用以及料筒的清洗等。成型原理：將粉狀或粒

2、狀塑料原料經漏斗進入料筒，加熱熔化后，在注射成型過程注射成型過程包括加料、塑化、充模、保壓、冷卻和脫模等。 塑化：將固體顆粒加熱成粘流態(tài)，使其具有良好可塑性均勻熔體的過程；充模：將塑化好的熔體推擠至料筒前端，經過噴嘴及模具澆注系統(tǒng)進入并充滿型腔；保壓：當熔體在模具中冷卻收縮時，螺桿（柱塞）繼續(xù)保持施壓狀態(tài)迫使?jié)部诟浇娜哿喜粩嘌a充入模具中；冷卻：定型。包括從充模完成、保壓到脫模前的這一段時間；脫模：在推出機構的作用下將塑料制件推出模外。注射成型過程注射成型過程包括加料、塑化、充模、保壓、冷卻和脫塑件的后處理塑件的后處理主要指退火或調濕處理。退火的目的：為了消除塑件的內應力，避免塑件在使用過程中

3、產生變形或開裂。調濕處理的目的：使塑件顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定，防止塑件在使用中發(fā)生尺寸變化。通常只是對于帶有金屬嵌件、使用溫度范圍變化較大、尺寸精度要求較高、壁厚大和內應力又不易自行消除的塑件才進行必要的后處理。塑件的后處理塑件的后處理主要指退火或調濕處理。注射成型工藝條件注射成型最重要的工藝條件是溫度、壓力和時間關鍵因素。料筒溫度和噴嘴溫度主要影響塑料的塑化和塑料的流動性；而模具溫度主要影響充滿型腔和冷卻固化。溫度料筒溫度 噴嘴前端的溫度最高。濕度較高的塑料可適當提高料筒后端溫度。噴嘴溫度 噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，以防止熔料在噴嘴處產生“流涎”現象。模具溫度 模具溫度是指和塑件接

4、觸的模具型腔表壁溫度一般是由通入定溫的冷卻或加熱介質來控制的。注射成型工藝條件注射成型最重要的工藝條件是溫度、壓力和時間壓力塑化壓力 塑化壓力是指用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉后退時提供給螺桿阻止其后退的壓力，也稱背壓。注射壓力 注射壓力是指柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的壓力。其作用是注射時克服熔體流動充模過程中的流動阻力，使熔體具有一定的充模速率；充滿型腔后對熔體進行壓實和防止倒流。保壓的壓力 保壓的壓力等于或小于注射壓力。保壓壓力高，塑件的密度較高、收縮率小、力學性能較好，但脫模困難和脫模后的塑件內殘余應力較大。壓力塑化壓力 塑化壓力是指用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔體在時間（成

5、型周期）在整個成型周期中，注射時間和冷卻時間最為重要。它們既是是成型周期的主要組成部分，又對塑件的質量有決定性的影響。充模時間一般不超過10s。保壓時間在整個注射時間內所占的比例較大，最佳的保壓時間通常是塑件收縮率波動范圍最小時的時間。一般約為20120 s（厚壁塑件可達510min）。冷卻時間主要由塑件的壁厚、模具的溫度、塑料的熱性能以及結晶性能決定，其長短應以保證塑件脫模時不引起變形為原則。時間（成型周期）在整個成型周期中，注射時間和冷卻時間最為重要注射模分類、結構組成及典型結構注射模具的分類按塑料品種分：熱塑性塑料注射模和熱固性塑料注射模；按總體結構特征分：最為方便。單分型面注射模（兩板

6、模）雙分型面注射模（三板模）側向分型與抽芯注射模自動卸螺紋的注射模具熱流道注射模等。注射模分類、結構組成及典型結構注射模具的分類注射模具的結構組成a)合模狀態(tài) b)開模狀態(tài)1動模板 2定模板 3冷卻水道 4定模座板 5定位圈 6澆口套 7型芯 8導柱 9導套10動模座板 11支承板 12支承釘 13推板 14推板固定板 15主流道拉料桿 16推板導柱17推板導套 18推桿 19復位桿 20墊塊 21注射機頂桿注射模具的結構組成基本結構都是由動模和定模兩部分組成。注射模的基本組成和作用如下：成型零部件 成型部件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內表面形狀，凹模形成制品的外表面形狀。合模后型芯和凹模

7、便構成了模具的型腔。澆注系統(tǒng) 又稱為流道系統(tǒng)，它是塑料熔體由注射機噴嘴進入型腔的通道。澆注系統(tǒng)的作用是使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充到模具型腔中，并在填充和凝固過程中把壓力充分傳遞到各個部位。通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。基本結構都是由動模和定模兩部分組成。導向部件為了確保動模與定模合模時能準確對準中心或在模具的推出機構中設導向部件。推出機構推出機構是為將塑件及其在流道內的凝料推出或拉出的裝置。側抽芯機構當塑件帶有側凹或側孔時，在推出以前必須先進行側向分型，此時需要在模具中設置側抽芯機構。導向部件調溫系統(tǒng) 調溫系統(tǒng)起調節(jié)模具溫度的作用。模具冷卻的常用辦法是在模具內開設冷卻水通道，利用循環(huán)流

8、動的冷卻水帶走模具的熱量；模具的加熱除可用冷卻水通道通熱水或蒸汽外，還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。排氣槽 用于將成型過程中的氣體充分排出。通?？衫梅中兔?、推桿或型芯與模具的配合間隙排氣或在分型面處開設排氣溝槽。調溫系統(tǒng) 調溫系統(tǒng)起調節(jié)模具溫度的作用。注射模具的典型結構單分型面注射模（又稱兩板式注射模）定模部分通過定位圈定位，安裝固定在注射機的固定模板(定模固定板)上，在注射成形過程中始終保持靜止不動；動模部分則安裝固定在注射機的移動模板(動模固定板)上，在注射成形過程中可隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。單分型面注射模是注射模結構最簡單、應用最廣的模具，它可以是單型腔或多型腔的。注射模具的典型

9、結構單分型面注射模（又稱兩板式注射模）雙分型面注射模（也稱三板式注射模）雙分型面注射模在動模板與定模板之間增加了一塊可以移動的中間板（又名澆口板）。1定距拉板 2彈簧 3限位銷 4導柱 5推件板 6動模板 7動模墊板 8模腳 9推板10推出固定板 11推桿 12導柱 13中間板 14定模板 15主流道襯套雙分型面注射模（也稱三板式注射模）雙分型面注射模在動模板與定側向分型抽芯注射模1楔緊塊 2斜銷 3斜滑塊 4型芯 5固定板 6動模墊板 7墊塊 8動模座板 9推板 10推出固定板 11推桿 12拉料桿 13導柱14動模板 15主流道襯套 16定模板 17定位圈側向分型抽芯注射模自動卸螺紋的注射

10、模具在模具中設置轉動的螺紋型芯或型環(huán)，利用旋轉機構或者專門傳動機構帶動螺紋型芯或型環(huán)轉動，將螺紋制件脫出，1螺紋型芯 2模座 3動模墊板 4定距螺釘 5動模板 6襯套 7定模板自動卸螺紋的注射模具在模具中設置轉動的螺紋型芯或型環(huán)，利用旋熱流道注射模采用對流道加熱（熱流道模具）或絕熱（絕熱流道模具）的辦法保持從注射機噴嘴到澆口處之間的塑料保持熔融狀態(tài)。1動模座板 2墊塊 3推板 4推出固定板 5推桿 6動模墊板 7導套 8動模板 9型芯 10導柱 11定模板 12凹模 13支架 14噴嘴 15熱流道板 16加熱器孔道 17定模座板 18絕熱層 19主流道襯套 20定位圈 21注射機噴嘴熱流道注射

11、模采用對流道加熱（熱流道模具）或絕熱（絕熱流道模具分型面動模和定模的接觸面稱為分型面。表示方法是在分型面的延長面上畫一小段直線，并用箭頭指示開?；蚰０宓囊苿臃较?。分型面可以是單個，也可以說是多個。a）水平分型面 b）斜分型面 c）異形分型面 d）階梯分型面圖2-31 模具分型面的形式分型面動模和定模的接觸面稱為分型面。選擇分型面時要考慮的方面：塑件脫模要方便順利分型面位置應選擇在塑件外形的最大輪廓處；分型面應滿足塑件在分模時制品留在動模板一側，以便于利用動模上的脫模機構；塑件上有側孔或側凹，宜將側型芯設計在動模上，以便抽芯。1動模 2定模選擇分型面時要考慮的方面：塑件脫模要方便順利使模具的結構

12、簡單分型面一般為平面，但有時為了型腔的較容易和脫模方便也使用斜面做分型面。使模具的結構簡單分型面一般為平面，但有時為了型腔的較容易和脫使型腔內的氣體排除順暢分型面應當選擇在熔體流動的末端。a)不暢 b)順暢使型腔內的氣體排除順暢分型面應當選擇在熔體流動的末端。能夠保證塑件的質量保證塑件的精度1保證塑件的精度2能夠保證塑件的質量保證塑件的精度1保證塑件的精度2不破壞制品的外觀a) b)1動模 2定模 3型芯圖a）會在分型面處留下水平毛邊痕跡。圖b中毛邊產生在塑件的豎直面，去除后對塑件外觀沒有破壞。不破壞制品的外觀能充分合理地利用設備盡量要使側抽芯設于動模部分。對于互相垂直的兩個方向的抽芯，應將長

13、芯設置在開模方向上，把短芯放于側向。圖b）所示的方案較好。a) b)1-動模 2-定模抽芯方向的選擇能充分合理地利用設備盡量要使側抽芯設于動模部分。澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)通常有普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。普通澆注系統(tǒng)a) 普通澆注系統(tǒng)組成三維圖 b)常見普通澆注系統(tǒng)1主流道 2冷料井 3分流道 4澆口 5制品 6定模 7動模 8推管 9Z型拉料桿 10主流道襯套澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)通常有普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。普通澆注系統(tǒng)組成和作用主流道 主流道是從注射機噴嘴與分流道的一段流道，是熔融塑料進入模具時最先經過的地方。分流道 分流道是主流道與澆口之間的一段流道，是熔融塑料由主流道進入模具

14、型腔的過渡段。作用：穩(wěn)定分流和轉向。普通澆注系統(tǒng)組成和作用主流道 澆口 澆口是分流道與模具型腔之間的一小段狹窄通道，也是澆注系統(tǒng)最短的部分。作用：加速和增加其流動性；封閉模具型腔，防止塑料倒流；便于澆注系統(tǒng)凝料和塑件分離。冷料穴作用是儲存兩次注射間隔中產生的冷料頭，防止料頭堵塞澆口。冷料穴一般設計在主流道的末端，當分流道較長時，在它的末端也應開設冷料穴。澆口 澆口是分流道與模具型腔之間的一小段狹窄通道，也是澆注系統(tǒng)設計時要注意以下幾點：熱量及壓力損失要小 澆注系統(tǒng)應盡可能地減小熔體流動距離、減少轉彎、變徑，對于大型塑件或精度要求較高的塑件，可以采用多點澆口的進料方式；滿足充模的前提下，澆注系統(tǒng)

15、容積盡量小；澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積盡量??；在一副模具里設計有兩種以上不同幾何形狀的制品時，應防止將壁厚懸殊的制品放在同一個模具內。澆注系統(tǒng)設計時要注意以下幾點：熱量及壓力損失要小 普通澆注系統(tǒng)形式主流道結構形式主流道位于模具的中心主流道的形狀和尺寸普通澆注系統(tǒng)形式主流道結構形式澆口套結構主流道襯套（又叫做澆口套）：主流道通常開設在一個嵌套中，然后將此嵌套再裝入定模并用定位環(huán)壓住。采用主流道襯套即對主流道的加工和熱處理有利，也便于修理或更換。小型模具也可以把定位環(huán)和襯套做成整體式。1定位環(huán) 2定模板 3澆口套 4定模優(yōu)質鋼材，熱處理后硬度要達到5357HRC；主流道襯套與定模之間的配合，一

16、般采用H7/m6，而定位環(huán)與澆口套的配合為H9/f9；澆口套結構主流道襯套（又叫做澆口套）：主流道通常開設在一個嵌分流道結構形式分流道要求熔體通過時產生的溫度和壓力損失要小，而且還能把物料均勻平穩(wěn)地分配給各個型腔。分流道的截面形狀分流道結構形式分流道要求熔體通過時產生的溫度和壓力損失要小，分流道的布置形式流動支路平衡形式流動支路平衡是指從主流道到達各個模具型腔的分流道和澆口，其長度、截面形狀和尺寸完全相同，能保證各個模具型腔同時充型并壓力相同。分流道的布置形式流動支路平衡形式熔體壓降平衡形式通過對各個模具型腔澆口截面大小的調節(jié)，使熔體從主流道流經不同長度的分流道，達到各個模具型腔同時充滿。這種

17、形式可縮短流道的總長度。熔體壓降平衡形式澆口形式與位置澆口是澆注系統(tǒng)中的關鍵部分，其形狀、尺寸和位置對塑件質量影響很大。澆口在多數情況下是流道中截面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），其截面積與分流道的截面積之比約為0.030.09，截面形狀多為矩形或圓形，澆口長度約11.5mm左右。澆口的形式很多，尺寸也各不相同，常見的澆口形式、特點見表2-10。澆口形式與位置澆口是澆注系統(tǒng)中的關鍵部分，其形狀、尺寸和位置冷料穴結構形式冷料穴設置在主流道或分流道的末端，同時要在動模一側應當有與之相匹配的拉料桿。a）Z形拉料桿 b）球頭拉料桿形 c）倒錐形拉料桿1定模 2冷料穴 3動模 4拉料桿冷料穴結構形

18、式冷料穴設置在主流道或分流道的末端，同時要在動模成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)等，它們構成了模具的型腔。成型零件的材料一般選擇中碳鋼和中碳合金鋼。凹模的結構凹模也稱型腔，是成型塑件外表面的成型零件。凹模的結構形式有以下幾種：整體式凹模成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)整體式嵌入凹模整體式嵌入凹模就是把許多個單獨的凹模，嵌入到一個凹模板中。整體嵌入式凹模要防止嵌入件的松動和旋轉。整體式嵌入凹模整體式嵌入凹模就是把許多個單獨的凹模，嵌入到一局部鑲嵌式凹模這類凹模是由通透的無底型腔配合底板而形成凹模整體型腔。它的強度和剛度較差，但是加工工藝簡單

19、。主要用于型腔局部易損或難加工的凹模。局部鑲嵌式凹模這類凹模是由通透的無底型腔配合底板而形成凹模整拼合式凹模結構復雜的凹模可以將其四壁、底部分別加工后裝于模套中，拼組成凹模型腔。優(yōu)點：簡化模具型腔的加工，節(jié)約模具鋼材，便于排氣和冷卻系統(tǒng)的設計。注意：裝配后的強度和剛度以及鑲件之間的配合間隙引起的塑件飛邊等問題。1模套 2側拼塊 3底拼塊拼合式凹模結構復雜的凹?？梢詫⑵渌谋?、底部分別加工后裝于模套凸模和型芯的結構凸模和型芯都是用來成型塑件內表面的成型零件。凸模是用來成型塑件整體的內部形狀，型芯則是用來成型塑件局部的孔和槽的。凸模有整體式凸模和組合式凸模兩種結構形式，常見的是組合凸模形式。組合凸模

20、結構凸模和型芯的結構凸模和型芯都是用來成型塑件內表面的成型零件。型芯型芯一般是根據所成型孔或槽的尺寸單獨制造，并裝入固定板中使用。 型芯及其固定方式型芯型芯一般是根據所成型孔或槽的尺寸單獨制造，并裝入固定板中成型零件工作尺寸成型零件的工作尺寸：成型零件上直接用來成型塑件的尺寸。主要有型腔和型芯的徑向尺寸、型腔的深度和型芯的高度尺寸、中心距尺寸等。成型零件工作尺寸和塑件尺寸的關系成型零件工作尺寸成型零件的工作尺寸：成型零件上直接用來成型塑成型零件的工作尺寸計算要考慮：模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設備上的安裝調整誤差；成型方法及成型工藝的

21、影響等。成型零件的工作尺寸計算要考慮：成型零件工作尺寸的計算公式計算方法：按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算。成型零件工作尺寸的計算公式計算方法：合模導向機構導向機構的作用主要是定位和定向，保證動模和定模兩大部分或模內其他零部件之間的準確對合。導柱導向機構導柱導向就是利用導柱和導向孔之間的配合來導向。1定模 2導套 3導柱 4雙聯導套 5動模座板 6導柱合模導向機構導向機構的作用主要是定位和定向，保證動模和定模兩導柱與導向孔通常采用間隙配合H7/f6或H8/f8，與安裝孔采用過渡配合H7/m6或H7/k6。材料：20鋼滲碳淬火或用碳素工具鋼（T8、T10）淬火處理，硬度為5055H

22、RC。導套外徑按H7/n6過渡配合。導套采用淬火鋼或銅等耐磨材料，但硬度應低于導柱硬度。 導柱的數量和布置導柱與導向孔通常采用間隙配合H7/f6或H8/f8，與安裝孔錐面和合模銷定位機構錐面定位 對于大型、深腔和精度要求高的塑件，特別是薄壁偏置不對稱的殼體，為了防止導柱承受側向力而過早失去對合精度，除有導柱導向機構外，還需設置錐面定位機構。圓錐面定位機構錐面和合模銷定位機構錐面定位 合模銷定位垂直分型面的模具中，為保證錐模套中的對拼凹模相對位置準確，常采用兩個合模銷定位。合模銷定位合模銷定位垂直分型面的模具中，為保證錐模套中的對拼凹模相對位推出機構也稱頂出機構或脫模機構。推出機構有兩種分類方法

23、：按照推出機構的動力來源分：手動推出機構、機動推出機構、液壓或氣動推出機構；按照模具結構分：簡單推出機構、二次推出機構和雙向推出機構等。簡單推出機構中包括推桿推出、推管推出和推板推出三種。推出機構也稱頂出機構或脫模機構。推桿推出機構推桿推出機構是最典型的簡單推出機構。1推桿 2推板固定板 3推板導套 4推板導柱 5推板 6拉料桿 7支承釘 8復位桿推桿推出機構推桿推出機構是最典型的簡單推出機構。推桿推桿的工作部分模板或或型芯上推桿孔常采用H8/f7、H8/f8的間隙配合，工作端配合的表面粗糙度Ra0.8m。推桿的材料：T8A、T10A或65Mn，熱處理后的硬度為4654 HRC。推桿推桿的工作

24、部分模板或或型芯上推桿孔常采用H8/f7、H8推桿的形狀、截面和固定形式推桿的形狀、截面和固定形式復位裝置推桿將塑件推出模具后，須返回其初始位置，最常用的方法是利用復位桿復位。復位桿端面要與所在動模的分型面平齊；復位桿應與推桿長度一致且固定在同一塊推板上，均勻分布。導向裝置為防止推出機構動作不靈活或損壞，推桿機構有時要有導向裝置，一般采用導柱，也可以加上導套來實現導向。導柱與導向孔或導套的配合長度不應小于10mm。 復位裝置推管推出推管推出機構常用于圓筒形薄壁、環(huán)形塑件或帶有孔的的脫模，其脫模方式和推桿相同，只是推管中間有一個固定型芯。特點：脫模力分布均勻，推頂平穩(wěn)，不產生頂出變形和痕跡。1推

25、管 2型芯3銷 4凹模板推管推出推管推出機構常用于圓筒形薄壁、環(huán)形塑件或帶有孔的的脫推板推出利用推件板在分型面處從殼體塑件的整個周邊推出，推出力大而且均勻,在塑件上無推出痕跡。適用于側壁脫模阻力較大的薄壁殼形及外表面不允許留有推出痕跡的塑件。1推板 2推桿固定板 3推桿 4推件板推板推出利用推件板在分型面處從殼體塑件的整個周邊推出，推出力側向分型與抽芯機構完成側向活動型芯抽出和復位的機構就叫側向抽芯機構。側向抽芯的方法手動抽芯 利用人力將模具側向分型或將側向型芯從成型塑件中取出。機動抽芯 依靠注射機的開模動力，通過側向抽芯機構改變運動方向，將活動零件抽出。液壓或氣壓抽芯 在模具上配置專門的油缸

26、或氣缸，通過活塞的往復運動來進行側向分型、抽芯及復位的機構。側向分型與抽芯機構完成側向活動型芯抽出和復位的機構就叫側向抽側向抽芯機構常見結構斜導柱側向抽芯機構的結構抽芯機構一般由成型組件、運動組件、傳動組件、鎖緊組件和限位組件五部分組成。原理：在開模力的作用下，斜導柱撥動滑塊向外側移動，從而使斜導柱對滑塊產生一個法向力F，它分解為開模方向與抽芯方向的兩個分力，滑塊在F抽的作用下，向外側移動抽芯。合模時，斜導柱又帶動滑塊恢復原位（粗復位），最后由楔緊塊壓緊滑塊鎖模。側向抽芯機構常見結構斜導柱側向抽芯機構的結構斜導柱安裝在定模、滑塊安裝在動模注射模1型芯 2推管 3鑲件 4動模板 5斜導柱 6滑塊 7楔緊塊 8中間板 9定模座板 10墊板 11拉桿導柱 12導套 斜導柱安裝在定模、滑塊安裝在動模注射模 斜導柱安裝在動模、滑塊安裝在定模1支承板 2導柱 3、9彈簧 4頂銷 5推件板 6定模板 7型腔鑲件 8定模座板10定位頂銷 11側型芯滑塊 12凸模 13斜導柱 14楔緊塊 15動模板 1