注射模具設(shè)計(jì)2

第4章注射模設(shè)計(jì)注射模具的基本結(jié)構(gòu)與分類注射模與注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范和參數(shù)分型面的選擇，型腔數(shù)目的確定與排列形式，注射模各組成部分（澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、成型零部件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、模架等）的設(shè)計(jì)注射模材料的選用注射模設(shè)計(jì)實(shí)例一、注射模的結(jié)構(gòu)組成

注射模是安裝在注射機(jī)上，完成注射成形工藝所使用的模具。注射模的結(jié)構(gòu)(動(dòng)模、定模）

成型零部件澆注系統(tǒng)導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)調(diào)溫系統(tǒng)排氣系統(tǒng)支承零部件側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)4.1注射模具的基本結(jié)構(gòu)與分類1.成型零部件成型零部件是構(gòu)成模具的型腔、直接與塑料熔體相接觸并成型制品的模具零件和部件。通常有凸模、凹模、型芯、成型桿、鑲件等零件或部件。2.澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的一組進(jìn)料通道，通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。它對(duì)熔體充模時(shí)的流動(dòng)特性以及塑件的質(zhì)量等有著重要的影響.3.導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)、定模合?；蚰＞咧衅渌悴考g的準(zhǔn)確對(duì)合，以保證塑件形狀和尺寸的精度。圖中導(dǎo)向部件為動(dòng)模上的四個(gè)導(dǎo)柱和定模上的導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）。4.脫模機(jī)構(gòu)(推出機(jī)構(gòu)）在開模過程中，將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出或拉出的裝置。脫模機(jī)構(gòu)由推桿13、推板18、推桿固定板14、拉料桿15和動(dòng)模墊板20組成。在脫模機(jī)構(gòu)中一般還包含復(fù)位桿19，使動(dòng)模和定模合模時(shí)使推出機(jī)構(gòu)回到初始位置。5.側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)帶有側(cè)孔或側(cè)凹的制品，在被脫出模具之前，必須先進(jìn)性側(cè)向分型將型芯側(cè)向抽出。該機(jī)構(gòu)包括斜導(dǎo)柱、滑塊、楔緊塊、滑塊定位裝置、側(cè)型芯和抽芯液壓缸等。

各種塑料成型均有適宜的模具溫度，模具溫度是指和制件接觸的模腔表壁溫度，它影響著熔體的充模流動(dòng)，制件的冷卻速度和制件性能。模具應(yīng)設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。冷卻方式：循環(huán)水冷卻加熱方式：通入熱水、蒸汽、熱油和置入加熱元件等。6.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在注射成型中，如果排氣不良，氣體會(huì)阻止正?？焖俪淠Ｒ约皻怏w壓縮產(chǎn)生熱量燒焦塑料。常見排氣結(jié)構(gòu)是在分型面處開設(shè)排氣槽，也可以利用推桿或型芯與模具的配合間隙來排氣。對(duì)于大型注射模，應(yīng)預(yù)先設(shè)置排氣槽。7.排氣系統(tǒng)二、注射模具的分類分型面：模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離接觸表面。單分型面注射模只有一個(gè)分型面，也叫兩板式注射模。約占全部注射模具的70%.型腔的澆口位置只能選擇在制品的側(cè)面。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。1.單分型面注射模雙分型型面注注射模模（三三板式式注射射模））以兩兩個(gè)不不同的的分型型面分分別取取出流流道凝凝料和和塑件件。與與單分分型面面注射射模相相比，，在動(dòng)動(dòng)、定定模之之間增增加了了一個(gè)個(gè)可移移動(dòng)的的澆口口板(中間間板））。主要用用于點(diǎn)點(diǎn)澆口口的注注射模模以及及塑件件結(jié)構(gòu)構(gòu)特殊殊需要要的順順序分分型注注射模模中，，制造造成本本高，，結(jié)構(gòu)構(gòu)較復(fù)復(fù)雜，，需要要較大大的開開模行行程。。2.雙雙分型型面注注射模模當(dāng)塑件件外形形結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜雜，無無法通通過簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的分型型從模模具內(nèi)內(nèi)取出出塑件件，可可以在在模具具中設(shè)設(shè)置活活動(dòng)鑲鑲件，，以便便開模模時(shí)方方便地地取出出塑件件。3.帶帶有活活動(dòng)鑲鑲件的的注射射模需要手手工操操作。。生產(chǎn)產(chǎn)效率率不高高，常常用于于小批批量或或試生生產(chǎn)。。當(dāng)塑件件上帶帶有側(cè)側(cè)孔或或側(cè)凹凹時(shí)，，在模模具中中要設(shè)設(shè)置由由斜導(dǎo)導(dǎo)柱滑滑塊等等組成成的側(cè)側(cè)向分分型抽抽芯機(jī)機(jī)構(gòu)，，使側(cè)側(cè)型芯芯作橫橫向運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，從而而在開開模時(shí)時(shí)使側(cè)側(cè)型芯芯與制制件分分離。。4.帶帶側(cè)向分分型抽抽芯的的注射射模對(duì)于帶帶有內(nèi)內(nèi)螺紋紋或外外螺紋紋的塑塑件，，要求求在注注射成成型后后自動(dòng)動(dòng)卸螺螺紋時(shí)時(shí)，可可在模模具中中設(shè)置置能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的的螺紋紋型芯芯或型型環(huán)，，利用用注射射機(jī)本本身的的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)或往往復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，將螺螺紋塑塑件脫脫出。。5.自自動(dòng)脫脫螺紋紋的注射射模通常模模具開開模后后，要要求塑塑件留留在有有推出出機(jī)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)動(dòng)模一一側(cè)，，但有有時(shí)由由于某某些塑塑件的的特殊殊要求求或受受形狀狀限制制，開開模后后塑件件將留留在定定模一一側(cè)，，為此此應(yīng)在在定模模一側(cè)側(cè)設(shè)置置推出出機(jī)構(gòu)構(gòu)。定定模一一側(cè)的的推出出機(jī)構(gòu)構(gòu)一般般由動(dòng)動(dòng)模通通過拉拉板或或鏈條條來驅(qū)驅(qū)動(dòng)。。6.推推出機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)設(shè)在定定模一一側(cè)的注射射模熱流道道注射射模在在成型型過程程中，，模具具澆注注系統(tǒng)統(tǒng)中的的熔料料始終終保持持熔融融狀態(tài)態(tài)。由于在在每次次注射射成型型后流流道內(nèi)內(nèi)沒有有塑料料凝料料，不不僅提提高了了生產(chǎn)產(chǎn)率，，節(jié)約約了塑塑料，，而且且保證證了注注射壓壓力在在流道道中的的傳遞遞，有有利于于改善善制件件質(zhì)量量，更更容易易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)化生生產(chǎn)。。但熱熱流道道注射射模結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜，，溫度度控制制要求求嚴(yán)格格，模模具成成本高高，故故適應(yīng)應(yīng)大批批量生生產(chǎn)。。7.熱流道道注射射模具具4.2注注射模模與注注射機(jī)機(jī)注塑機(jī)機(jī)的基基本參參數(shù)是是其設(shè)設(shè)計(jì)、、制造造、選選擇與與使用用的基基本依依據(jù)。。注塑機(jī)機(jī)性能能的基基本參參數(shù)有有：公稱注注射量量、公公稱注注射壓壓力、、公稱稱鎖模模力、、模具具安裝裝尺寸寸及開開模行行程等。1.公公稱稱注射射量（1））公稱稱注射射容量量：注射射機(jī)對(duì)對(duì)空注注射時(shí)時(shí)，螺螺桿一一次最最大形形成成所注注射的的塑料料體積積（cm3）。（2）公稱稱注射質(zhì)量量：注射機(jī)對(duì)空空注射時(shí)，，螺桿作一一次最大注注射行程所所能注射的的聚苯乙烯烯塑料質(zhì)量量（g）。。聚苯乙烯烯的密度為為1.04~1.06g/cm3.一、注射機(jī)機(jī)的公稱注注射量由于各種塑塑料的密度度和壓縮比比不同，在在成型其它它塑料時(shí)，，實(shí)際最大大注射量與與聚苯乙烯烯的公稱注注射量可按按如下?lián)Q算算：ρ1:實(shí)際用塑塑料在常溫溫下的密度度ρ2:聚苯乙烯烯在常溫下下的密度（（1.06g/cm3）f1:實(shí)際用塑塑料的壓縮縮比f2：聚苯乙烯烯的壓縮比比（2.0）2.注射射量的校核核選用注射機(jī)機(jī)時(shí)，通常常是以某塑塑件（或模模具）實(shí)際際需要的注注射量來初初選某一公公稱注射量量的注射機(jī)機(jī)型號(hào),然然后一次對(duì)對(duì)注射機(jī)的的公稱注射射壓力、鎖鎖模力、開開模行程及及模具安裝裝部分尺寸寸一一進(jìn)行行校核。為為了保證正正常的注射射成型，模具每次需需要的實(shí)際際注射量應(yīng)應(yīng)該小于或或等于某注注射機(jī)的公公稱注射量量的80%。nV塑+V澆≤0.8V公nm塑+m澆≤0.8m公二、注射壓壓力的校核核一般制品的的成型注射射壓力為70～150MPa。其中，螺螺桿式注射射機(jī)傳遞壓壓力的能力力比柱塞式式注射機(jī)強(qiáng)強(qiáng)，注射壓壓力可相應(yīng)應(yīng)取小些；；流動(dòng)性差差的塑料或或細(xì)薄塑件件的注射壓壓力可取大大些。注射壓力校校核的目的的是校驗(yàn)注注射機(jī)的公公稱注射壓壓力能否滿滿足塑件成成型的需要要。為此注射機(jī)機(jī)的公稱注注射壓力應(yīng)應(yīng)大于或等等于塑件成成型時(shí)所需需的注射壓壓力，即：：P公≥P0可以借助注注射模模擬擬計(jì)算機(jī)軟軟件，如CFLOW、MOLDFLOW、H-FLOW等預(yù)測(cè)注注射壓力值值。三、鎖模力力的校核鎖模力：注注射機(jī)鎖模模機(jī)構(gòu)對(duì)模模具所施加加的最大夾夾緊力。當(dāng)高壓塑料料熔體充滿滿模具型腔腔時(shí)，會(huì)沿沿鎖模方向向產(chǎn)生很大大的脹型力力，迫使模模具沿分型型面漲開。。因此，注射射機(jī)鎖模力力的校核關(guān)關(guān)系式應(yīng)為為：F鎖>F脹=p腔A分型腔內(nèi)熔體體平均壓力力，一般為注射射壓力的0.3~0.5倍,通常為20~40MPa。。塑件及澆注注系統(tǒng)在分分型面上的的投影面積積之和四、安裝部部分相關(guān)尺尺寸的校核核1.模板板規(guī)格與拉拉桿間距的的關(guān)系2.定位位圈與注射射機(jī)固定板板的關(guān)系為保證模具具主流道中中心線與注注射機(jī)噴嘴嘴中心線相相重合，模模具定模板板上設(shè)有凸凸起的定位位圈與注射射機(jī)固定模模板上的定定位孔應(yīng)形形成配合。。定位圈的的高度，小小型模具為為8～10mm，大大型模具為為10～15mm。。安裝模具的的外形尺寸寸應(yīng)小于注注射機(jī)的拉拉桿間距，，否則模具具無法安裝裝。同時(shí)，，模具的座座板尺寸不不應(yīng)超過注注射機(jī)的模模板尺寸。。3.注射機(jī)機(jī)的噴嘴與與模具的澆澆口套（主主流道襯套套）關(guān)系注射機(jī)噴嘴嘴前端球面面半徑r和小端直徑徑d應(yīng)與主流道道始端的球球面半徑R及小端直徑徑D相吻合，以以防止高壓壓塑料熔體體從縫隙中中溢出。4.模具具總厚度與與注射機(jī)模模板閉合厚厚度的關(guān)系系模具閉合后后總厚度與與注射機(jī)允允許的模具具厚度之關(guān)關(guān)系應(yīng)滿足足如下：Hm：閉合合后的總厚厚度Hmax：注射機(jī)允允許的最大大模具厚度度Hmin：注射機(jī)允允許的最小小模具厚度度ΔH：注射射機(jī)在模具具厚度方面面的調(diào)節(jié)量當(dāng)Hm<Hmin時(shí)，可以增增加模具墊墊塊高度。。當(dāng)Hm>Hmax時(shí)，則模具具無法閉合合。尤其是是機(jī)械-液液壓式鎖模模的注射機(jī)機(jī)，因其肘肘桿無法撐撐直，此時(shí)時(shí)應(yīng)更換注注射機(jī)。五、模具的的固定壓板式：模具定、動(dòng)動(dòng)模座板以以外的注射射機(jī)安裝板板附近有螺螺孔即可固固定。螺釘式：模具定、動(dòng)動(dòng)模座板上上必須設(shè)安安裝孔，同同時(shí)還要與與注射機(jī)安安裝板上的的安裝孔完完全吻合，，用于較大大的模具安安裝。六、開模行行程的校核核對(duì)于液壓—機(jī)械械聯(lián)合作用用的鎖模機(jī)構(gòu)構(gòu)的注射機(jī)機(jī)，其開模模行程是由由連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)的最大沖沖程或其它它機(jī)構(gòu)的沖沖程所決定定，不受模模具厚度的的影響，當(dāng)當(dāng)模具厚度度變化時(shí)可可由其調(diào)模模裝置調(diào)整整。。開模行程：：從模具中取取出塑件所所需要的最最小開模距距離.它必必須小于注注射機(jī)移動(dòng)動(dòng)模板的最最大行程Smax，即H≤Smax1.開模模行程與模模具厚度無無關(guān)時(shí)的校校核1)對(duì)單分型面面注射模H=H1+H2+(5～10)mmSmax≥H1+H2+(5～10)mmH1：塑件脫模模所需要的的推出距離離H2：包括澆注注系統(tǒng)在內(nèi)內(nèi)的塑件高高度2)對(duì)雙分型面面注射模H=H1+H2+a+(5～10)mmSmax≥H1+H2+a+(5～10)mma：中間板（（型腔板））與定模的的分開距離離2.開模模行程與模模具厚度有有關(guān)對(duì)于合模系系統(tǒng)為全液壓式的的注射機(jī)以及及帶有絲桿桿傳動(dòng)合模模系統(tǒng)的直直角式注射射機(jī)，其模模具最大開開模行程Smax等于注射機(jī)機(jī)的移動(dòng)模模板與定模模固定板之之間的最大大開距SK減去模具閉閉合厚度Hm。Smax=Sk-Hm1)對(duì)單分型面面注射模Sk-Hm≥H1+H2+(5～10)mm即，Sk≥Hm+H1+H2+(5～10)mm2)對(duì)雙分型面面注射模Sk≥Hm+H1+H2+a+(5～10)mm當(dāng)模具的側(cè)側(cè)向分型抽抽芯或脫螺螺紋的動(dòng)作作是通過斜斜導(dǎo)柱等分分型抽芯機(jī)機(jī)構(gòu)來完成成的，在這這種情況下下，分開模模具不只是是為了取塑塑件，還要要滿足完成成側(cè)向抽芯芯距離l所需的開模模距離Hc的要求。3.模具具有側(cè)向抽抽芯時(shí)的開開模行程校校核當(dāng)Hc>H1+H2時(shí)：Smax≥Hc+(5～10)mm當(dāng)Hc<H1+H2時(shí)：Smax≥H1+H2+(5～10)mm七、推出機(jī)機(jī)構(gòu)的校核各種型號(hào)注注射機(jī)的推推出裝置設(shè)設(shè)置情況及及推出距離離等各不相相同，設(shè)計(jì)計(jì)模具時(shí)，，必須了解注注射機(jī)的推推出形式、、最大推出出距離、推推出桿的直直徑、推出出桿間距等等，以保證模具具的推出機(jī)機(jī)構(gòu)與注射射機(jī)的推出出機(jī)構(gòu)相適適應(yīng)。例：一塑料料制件如圖圖所示，已已知澆道凝凝料重量為為100g，試初選合合適的注射射機(jī)型號(hào)。。（設(shè)定采采用單型腔腔）解：1.校核注注射量：2.校核注注射壓力：：一般制品成成型注射壓壓力為70～150MPa，，初選120MPa。3.校核鎖鎖模力：查表(附錄錄G)初選選注射機(jī)為為XS-ZY-1000A。。例：一塑料料制件如圖圖所示，已已知澆道凝凝料重量為為100g，試初選合合適的注射射機(jī)型號(hào)。。（設(shè)定采采用單型腔腔）解：1.校核注注射量：2.校核注注射壓力：：一般制品成成型注射壓壓力為70～150MPa，，初選120MPa。3.校核鎖鎖模力：4.查表表(P311附錄錄G)初選選注射機(jī)ABS的密密度取為1.05g/cm34.3分分型面面的選擇分型面：分開模具取取出塑件和和澆注系統(tǒng)統(tǒng)凝料的可可分離的接接觸表面一、分型面面的形式分型面的形形式與塑件件幾何形狀狀、脫模方方法、模具具類型及排排氣條件、、澆口形式式等有關(guān)。。分型面的表表示方法：：在分型面的的延長(zhǎng)面上上畫出一小小段直線表表示分型面面的位置，，并用箭頭頭表示開模模方向或模模板可移動(dòng)動(dòng)的方向。。對(duì)于多分分型面，用用羅馬數(shù)字字(大寫字字母)表示示開模的順順序。分型面的形形狀有平面面，斜面，，階梯面，，曲面、平平面、曲面面分型面等等。二、分型面面的選擇原原則盡可能使塑塑件開模時(shí)時(shí)留在動(dòng)模模一次，便便于塑件的的推出且推推桿痕跡不不顯露于外外觀面?；颈驹瓌t則：：分型面位位置應(yīng)設(shè)設(shè)在塑件件脫模方方向最大大的投影影邊緣處。選擇分型型面應(yīng)考考慮塑件件的具體體結(jié)構(gòu)，，當(dāng)塑件件外形簡(jiǎn)簡(jiǎn)單而內(nèi)內(nèi)形復(fù)雜雜時(shí)，可可以將塑塑件留在在定模，，以便于于推板脫脫模機(jī)構(gòu)構(gòu)脫模。。對(duì)于帶側(cè)側(cè)凹或側(cè)側(cè)孔的塑塑件，選選擇分型型面應(yīng)盡盡可能將將側(cè)型芯置于于動(dòng)模部部分，以以避免在在定模內(nèi)內(nèi)抽芯，，同時(shí)應(yīng)應(yīng)使側(cè)抽抽芯的抽抽拔距離離盡量短短。4）分型型面應(yīng)盡盡可能選選擇在不不影響外外觀的部部位，并并使其產(chǎn)產(chǎn)生的溢溢料邊易易于消除除或修整整。即分分型面最最好不要要設(shè)在塑塑件光亮亮平滑的的外表面面或帶圓圓弧的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角處。。5）應(yīng)保保證塑件件的尺寸寸精度6）應(yīng)有有利于排排氣（盡可能將將分型面面與熔體體流動(dòng)的的末端重重合）圖中所示示塑件成成型模具具的分型型面若按按a中的的確定，，塑件最最大外形形尺寸和和孔心距距屬受模模具活動(dòng)動(dòng)部分影影響的尺尺寸，提提高精度度較困難難，若按按b所示示確定，，易保證證成型高高精度。。7）有利利于模具具加工8）選擇擇塑件在在合模方方向上面面積較小小的表面面，以減減少鎖模模力適用于對(duì)對(duì)制品外外觀要求求高，不不允許有有分型痕痕跡時(shí)適用于塑塑件較高高使脫模模困難或或兩端尺尺寸差異異較大，，對(duì)制品品外觀要要求不高高時(shí)10）考考慮脫模模斜度的的影響9）考慮慮注射機(jī)機(jī)的技術(shù)術(shù)規(guī)格4.3.3分分型面選選擇的實(shí)實(shí)例分析析自學(xué)四、分型型面寬度度的確定定模具合模模后，注注射機(jī)的的鎖模力力主要作作用在分分型面上上，因此此分型面面要有一一定的寬寬度，保保證一定定的承壓壓面積，，否則，，會(huì)影響響型芯、、凹模以以及側(cè)向向抽芯機(jī)機(jī)構(gòu)，甚甚至導(dǎo)致致模具的的變形和和破壞。。但是，，為了防防止注射射時(shí)溢料料而產(chǎn)生生飛邊，，分型面面配合的的精度要要求較高高，如果果分型面面的面積積過大又又會(huì)增加加鉗工的的工作量量。一般用于于小型注注射機(jī)上上模具分分型面?zhèn)葌?cè)寬度為為10mm；中中型注射射機(jī)為25mm，大型型為50~75mm。。為了防止止分型面面接觸面面較小而而造成的的翹?，F(xiàn)象，可可在鑲塊塊的四個(gè)個(gè)角上加加工出帶帶有錐面面的結(jié)構(gòu)構(gòu)。4.4型型腔數(shù)數(shù)目的確確定與排排列形式式一、型腔腔數(shù)目的的確定1.按技技術(shù)參數(shù)數(shù)確定型型腔數(shù)目目(1)根根據(jù)據(jù)注射機(jī)機(jī)的額定定鎖模力力確定型型腔數(shù)目目(2)根根據(jù)據(jù)注射機(jī)機(jī)的最大大注射量量確定型型腔數(shù)目目A1、A2：?jiǎn)蝹€(gè)制制品、澆澆注系統(tǒng)統(tǒng)在分型面上上的投影影面積F：注射射機(jī)的額額定鎖模模力pm：型腔內(nèi)內(nèi)塑料熔熔體的平平均壓力力W1、W2：?jiǎn)蝹€(gè)制制品、澆澆注系統(tǒng)統(tǒng)的質(zhì)量G：注射射機(jī)的最最大注射射量(3）根根據(jù)制品品精度要要求確定定型腔數(shù)數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，在模模具中每每增加一一個(gè)型腔腔，制品品尺寸精精度要降降低4%。2.根根據(jù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性確定定型腔數(shù)數(shù)根據(jù)總成成型加工工費(fèi)最小小的原則則，并忽忽略準(zhǔn)備備時(shí)間和和試生產(chǎn)產(chǎn)原材料料費(fèi)用，，僅考慮慮模具加加工費(fèi)和和塑件成成型加工工費(fèi)。L：制品的的基本尺尺寸±δ：塑件的的尺寸公公差±ΔS：?jiǎn)涡颓磺荒＞咦⒆⑸鋾r(shí)可可能產(chǎn)生的尺尺寸誤差差N：制品總總件數(shù)C1:每個(gè)型型腔所需需的模具具費(fèi)用C2：與型腔腔無關(guān)的的模具費(fèi)費(fèi)用y：每小時(shí)時(shí)注