注塑模具基本结构与注塑机

1、1 1 注塑模具的典型結構注塑模具的典型結構 注塑模基本結構與注塑機注塑模基本結構與注塑機2 2 注塑模的分類注塑模的分類 3 3 注塑機和注塑模的關係注塑機和注塑模的關係 內容簡介：內容簡介： 本章重點講述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、導向機構、脫模機構、側向分型與抽芯機構、加熱與冷卻系統、排氣系統、其他零部件）；注塑模的分類；注塑機和注塑模的關係（包括注塑機性能參數校核與型腔數量的確定、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）。注塑模基本結構與注塑機注塑模基本結構與

2、注塑機1 1 注塑模具的典型結構注塑模具的典型結構 注塑模的基本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導柱導向而閉合，塑膠熔體從注塑機噴嘴經模具澆注系統進入型腔；注塑成型冷卻後開模，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1為一典型注塑模。 根據模具上各部件的作用不同，一般注塑模可由以下幾個部分組成： 返回圖1 注塑模的典型結構注塑成型分解動畫-.swf 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

3、模時構成型腔，用於填充塑膠熔體，它決定塑件的形狀和尺寸，如圖4-1所示的模具中，動範本1和凸模7成型塑件的內部形狀，定範本2成型塑件的外部形狀。 2澆注系統 澆注系統是熔融塑膠從注塑機噴嘴進入模具型腔所流經的通道，它由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 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4-1中導柱8、導套9；後者是避免頂出過程中推出板歪斜而設置的，如圖4-1中推板導柱16、推板導套17。 4脫模機構 用於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，常見的有頂杆脫模

4、機構、推板脫模機構和推管脫模機構等。圖4-1中推杆13、推杆固定板14、拉料杆15、推杆18和復位杆19組成頂杆脫模機構。 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台時，就需要有側向的凸模或型芯來成型。在開模推出塑件之前，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。使側向凸模或側向型芯移動的機構稱為側向抽芯機構。圖2為一斜導柱驅動型芯滑塊側向抽芯的注塑模，側向抽芯機構是斜導柱10、側型芯滑塊11、鎖緊塊9和側型芯滑塊的定位裝置（擋塊5、滑塊拉杆8、彈簧7）等組成。 圖2 帶側向抽芯注塑模 返回 6加熱和冷卻系統 為了滿足注塑工藝對模具的溫度要求，必須對模具溫度

5、進行控制，所以模具常常設有冷卻系統並在模具內部或四周安裝加熱元件。冷卻系統一般在模具上開設冷卻水道（圖1冷卻水道3）。 7排氣系統 在注塑成型過程中，為了將型腔內的空氣排出，常常需要開設排氣系統，通常是在分型面上有目的地開設若干條溝槽，或利用模具的推杆或型芯與範本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。2 2 注塑模的分類注塑模的分類 注塑模結構形式多種多樣，分類方法很多。v按成型工藝特點：熱塑性塑膠注塑模、熱固性塑膠注塑模、低發泡塑膠注塑模和精密注塑模；v按其使用注塑機的

6、類型：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；v按模具澆注系統：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；v按模具安裝方式：移動式注塑模和固定式注塑模等。若根據注塑模的結構特徵可分為以下幾類： 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，它根據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。單分型面注射模動畫及講解-.swf單分型面注射模工作原理動畫及講解-.swf 2 2雙分型面注塑模雙分型

7、面注塑模 雙分型面注塑模有兩個分型面，如圖4所示。A-A為第一分型面，分型後澆注系統凝料由此脫出；B-B為第二分型面，分型後塑件由此脫出。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，它常用於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範本作定距離分離，以便在這兩個範本之間取出澆注系統凝料。 雙分型面注塑模結構複雜，製造成本較高，零部件加工困難，一般不用於大型或特大型塑膠製品的成型。 雙分型面注射模具動畫及講解-.swf雙分型面注射模工作過程動畫及講解-.swf 圖4 雙分型面注塑模 返回 3.3.帶有側向

8、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，需採用可側向移動的型芯或滑塊成型。圖5所示為利用斜導柱進行側向抽芯的注塑模。圖6為利用彎銷進行側向分型的立式注塑模。注塑成型後，動模首先向下移動一段距離，然後固定於定範本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杆8推動推件板5使塑件自型芯上脫下。側向分型.html 圖5 帶側向抽芯注塑模 返回 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 由於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等，在脫模時可與塑件一起移出模外，然後與

9、塑件分離。 圖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範本11，分型到一定距離，脫出機構開始工作，設置在活動鑲件9上的推杆3將活動鑲件連同塑件一起推出型芯脫模。合模時，推杆3在彈簧4的作用下重定，推杆重定後動範本停止移動，然後人工將活動鑲件重新插入鑲件定位孔中，再合模後進行下一次的注塑過程。 帶有活動鑲件的注塑模具-.swf帶有活動鑲件的注射模動畫及講解-.swf 5.5.自動卸螺紋注塑模自動卸螺紋注塑模 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，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

10、型芯或螺紋型環轉動，從而脫出塑件。圖8為用於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。 6.6.無流道注塑模無流道注塑模 無流道注塑模是指採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膠呈熔融狀態，使開模取出塑件時無澆注系統凝料。前者稱絕熱流道注塑模，後者稱熱流道注塑模。圖9所示為熱流道注塑模。 熱流道注塑模具-.swf套管熱流道注射模工作原理動畫及講解-.swf 7.7.直角式注塑模直角式注塑模 直角式注塑模具僅適用於角式注塑機。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10所示是典型的直角式注塑模，開模時，帶有流道凝料

11、的塑件包緊在凸模8上與動模部分一起向左移動，經過一定距離後，推出機構開始工作，以推杆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4-10中的2所示。 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 在大多數注塑模中，其脫模裝置均是安裝在動模一側，這樣有利於注塑機開合模系統中頂出裝置的工作。在實際生產中，由於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

12、中脫出，就必須在定模一側設置脫模機構。 圖11所示為成型塑膠衣刷的注塑模，由於受塑件的形狀限制，將塑件留在定模上採用直澆口能方便成型。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範本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。 返回3 3 注塑機和注塑模的關係注塑機和注塑模的關係 設計模具時設計模具時, ,應詳細地瞭解注塑機的技術規範應詳細地瞭解注塑機的技術規範, ,才能設計出合乎要求的模具。才能設計出合乎要求的模具。3.1 3.1 注塑機的種類及應用注塑機的種類及應用3.2 3.2 注塑機性能參數校核注塑機性能參數校核

13、3 3 注塑機和注塑模的關係注塑機和注塑模的關係 每副模具都只能安裝在與其相適應的每副模具都只能安裝在與其相適應的 注塑機上進行生產，因此設計模具時，應注塑機上進行生產，因此設計模具時，應 詳細地瞭解注塑機的技術規範，以及注射詳細地瞭解注塑機的技術規範，以及注射模與設備相關部分。模與設備相關部分。 一一 、注塑機的種類及應用、注塑機的種類及應用 （一）注塑機的組成（一）注塑機的組成 塑膠注射成型機簡稱塑膠注射成型機簡稱注塑機注塑機。主要由。主要由注射裝置、鎖模裝置、液壓傳動及電器控注射裝置、鎖模裝置、液壓傳動及電器控制系統、機架制系統、機架等組成，如圖等組成，如圖1 1所所示。3.13.1注塑

14、機的種類及應用注塑機的種類及應用 按可成型塑件的精度高低：有一般注按可成型塑件的精度高低：有一般注塑機和精密注塑機。它與一般注塑機相比，塑機和精密注塑機。它與一般注塑機相比，具有注射壓力高、注射速度快和溫度控制具有注射壓力高、注射速度快和溫度控制精確的特點。精確的特點。 按鎖模機構驅動方式：有液壓式和液按鎖模機構驅動方式：有液壓式和液壓壓- -機械聯合式。機械聯合式。 按操作方式：有全自動、半自動和手按操作方式：有全自動、半自動和手動式。動式。 按結構形式：有立式、臥式和直角式按結構形式：有立式、臥式和直角式 （二）特點及應用：（二）特點及應用：立式注塑機立式注塑機 如如圖圖所示，它的注射裝所

15、示，它的注射裝置置垂直裝設，並與鎖模機構移動方向成一垂直裝設，並與鎖模機構移動方向成一條軸線。條軸線。優點：占地面積小，拆裝模具方便，優點：占地面積小，拆裝模具方便，易於安放嵌件等。易於安放嵌件等。缺點：塑件推出後需由人工取出，不缺點：塑件推出後需由人工取出，不易實現全自動操作。易實現全自動操作。3.13.1注塑機的種類及應用注塑機的種類及應用 臥式注塑機臥式注塑機 如圖如圖3 3所示，它的所示，它的注射裝置軸線與鎖模機構軸線呈一條直注射裝置軸線與鎖模機構軸線呈一條直線並水準排列。線並水準排列。優點優點：機身較低，利於操作和加：機身較低，利於操作和加料，可實現全自動操作，機床因重心低料，可實現

16、全自動操作，機床因重心低而穩定。而穩定。缺點缺點：模具裝拆與嵌件安放都比：模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機床占地面積較大。較麻煩，機床占地面積較大。3.13.1注塑機的種類及應用注塑機的種類及應用123图8-3 卧式注射机1-锁模机构；2-注射装置；3机身 直角式注塑機直角式注塑機 如圖如圖4 4所示，其注射所示，其注射裝置軸線與鎖模機構軸線相互正交垂直。裝置軸線與鎖模機構軸線相互正交垂直。優點優點：結構簡單，便於自製，適於一模：結構簡單，便於自製，適於一模僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適用於帶有自動回轉脫螺紋機構的模具。用於帶有自動回轉脫螺紋機

17、構的模具。缺點缺點：占地面積介於立式和臥式兩者之：占地面積介於立式和臥式兩者之間，注射量的提高也受到限制。間，注射量的提高也受到限制。 此外，還有多工位旋轉式注塑機、雙色此外，還有多工位旋轉式注塑機、雙色注塑機等專用注塑機。注塑機等專用注塑機。3.13.1注塑機的種類及應用注塑機的種類及應用12312 3图8-4 直角式注射机锁模装置；2-模具；3-注射装置；4-机身a）b）44（三）（三）注塑機的規格型號注塑機的規格型號 注塑機的最大注射量：注射柱塞或螺杆作一注塑機的最大注射量：注射柱塞或螺杆作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注出量。注出量。

18、注出量的表示方法：注出量的表示方法：1.1.公稱重量（公稱重量（g g） 2.2.公稱容積（公稱容積（cmcm3 3）例如：國產注塑機例如：國產注塑機xs-z-30 xs-z-30型、型、xs-zy-500 xs-zy-500型、型、xs-zy-1000 xs-zy-1000型，表示注塑機可注射聚苯乙烯塑型，表示注塑機可注射聚苯乙烯塑膠的公稱容積為膠的公稱容積為30cm30cm3 3、500cm500cm3 3和和1000cm1000cm3 3xs-xs-塑膠注射成型機，塑膠注射成型機，z-z-柱塞式，柱塞式，zy-zy-螺杆式。螺杆式。3.13.1注塑機的種類及應用注塑機的種類及應用3.2

19、3.2 注塑機性能參數校核注塑機性能參數校核 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和尺寸，如型腔的個數和需要的注塑量、製品在分型面上的投影面積、成型時需要用的工藝合模力、注塑壓力、模具的厚度和安裝固定尺寸以及開模行程等等。這些資料均與注塑機的技術規格密切相關，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。為了瞭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資料進行校核。 對於多數注塑模，其型腔數量與注塑機的塑化能力、最大注塑量以及合模力等參數有關，此外，還受製品的精度和生產的經濟性等因素影響。為了統一闡述型

20、腔數量的設計問題，下面介紹如何根據這些參數和因素來確定型腔數量的方法，這些方法也可用來校核初選的型腔數量是否能與注塑機規格相適應。1 1 按注塑機的塑化能力確定型腔數量按注塑機的塑化能力確定型腔數量N N1 1 式中：K注塑機最大注塑量的利用係數，一 般取0.8； mp 注塑機的額定塑化量（g/h或cm） t成型週期（s）； mj澆注系統和飛邊所需的塑膠品質或體積 ms單個製品的品質或體積sjpmmtKmN3600/12 2 按注塑機的最大注塑量確定型腔數量按注塑機的最大注塑量確定型腔數量N N2 2 式中：mI注塑機允許的最大注塑量。sjImmKmN 23 3 按注塑機的額定合模力確定型腔數

21、量按注塑機的額定合模力確定型腔數量N N3 3 式中：FI注塑機的額定合模力（N）； Aj澆注系統和飛邊在模具水準分型面上 的投影面積（mm2）； As單個製品在模具水準分型面上的投影 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。 sljlIApApFN 34 4 按製品要求的尺寸精度確定型腔數量按製品要求的尺寸精度確定型腔數量N N4 4 式中： l製品的基本尺寸（mm）； =/2，是製品的尺寸公差 （mm）； dd=d /2，d 是單型腔時各種塑膠 可能達到的尺寸公差。 型腔不宜過多，經常推薦使用一模四腔結構。2425001%4100100

22、4lllNddd=+=5 5 按生產的經濟性確定型腔數量按生產的經濟性確定型腔數量N N5 5 式中：t成型週期（min）； Y每小時的工資和經營費（元）； 製品的生產總量（個）； C模具費用。 其中，C1是與型腔無關的費用；C2是與型腔數成比例的費用中單個型腔分攤的費用（元）。CtYN605=3.2.2 注塑量校核注塑量校核 在一個注塑成型週期內，注塑模內所需的塑膠熔體總量與模具澆注系統的容積和型腔容積有關，其值用下式計算： mi=Nms+ mj 式中：N型腔的數量； ms單個製品的品質（或體積）； mj澆注系統和飛邊所需的塑膠品質 （或體積）。設計注塑模時，必須保 證小於注塑機允許的最大注

23、塑量，二 者的關係為：mi =（0.10.8）mI3.2.3 製品在水準分型面上的投影面積製品在水準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，製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，其數值越大，需要的合模力也就越大。如果這個數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漲模溢料現象。為此，設計注塑模和選擇模具分型面時，必須滿足下面關係式。 AAI ，（A含於AI） 式中： A製品或型腔（包括澆注系統和飛邊） 在水準分型面上的投影面積； AI注塑機允許使用的最大成型面積。 注塑成型時，模具所需的工藝合模力與製品在分型面上的投影面

24、積有關，為了可靠地閉鎖型腔，不使成型過程中出現溢料現象，工藝合模力必須小於注塑機的額定合模力，二者的關係為： Fl（0.80.9）FI 其中，工藝合模力的計算可參考有關文獻。3.2.4 注塑壓力校核注塑壓力校核 注塑壓力與塑膠熔體在模具中的流動比有關，對於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。流動比的計算方法後面介紹。 3.2.5 模具厚度校核模具厚度校核 注塑模的動、定模兩部分閉合後，沿閉合方向的長度叫模具厚度或模具閉合高度。由於絕大多數注塑機的動模與定模固定板之間的距離都具有一定的調節量H（圖12），因此它們對安裝使

25、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 HM Hmax的情況，只能重新設計模具厚度或更換注塑機。 返回3.2.6 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。當模具厚度確定以後，開模行程的大小直接影響模具所能成型製品高度。即s太小時，模具不能成型高度較大的製品，否則，成型後的製品無法從動、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

26、幾種情況加以討論。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 對於帶有液壓-機械式合模系統的注塑機，它們的開模行程均由連杆機構的衝程或其他機構的衝程確定，其最大值僅與衝程的調節量有關，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： 對於單分型面注塑模（圖13） Smax H1+H2+（510）mm 式中：H1製品所用的脫模距離； H2製品高度（包括與製品相連的澆注 系統凝料）。 返回 對於雙分型面注塑模（圖14） Smax H1+H2+（510）mm 式中：H

27、1製品所用的脫模距離； H2製品高度； 取出澆注系統凝料必需的長度。 返回 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 對於合模系統為全液壓式的注塑機以及帶有絲杠傳動合模系統的直角式注塑機（如SYS-45和SY-60等），它們的最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： 對於單分型面注塑模（圖15） Smax=sk-HMH1+H2+（510）mm

28、或 SkHM+ H1+H2+（510）mm 對於雙分型面注塑模（圖3-14） Smax=sk-HMH1+H2+（510）mm 或 SkHM+ H1+H2+（510）mm 返回 返回 3 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

29、介紹的三種校核情況外，注塑成型帶螺紋的製品並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。 圖3-16 有側向抽芯機構時的開模情況 返回3.2.7 推頂裝置校核推頂裝置校核 由於各種注塑機合模系統中採用的推頂裝置不盡相同，所以設計模具時必須注意使模內的頂出脫模機構與合模系統的推頂裝置相匹配。通常是根據合模系統推頂裝置的頂出形式、頂杆直徑、頂杆間距和頂出距離等，校核模具內的頂杆或推杆配置位置是否合理，其長度是否能達到使製品脫模的效果。 目前國產注塑機中推頂裝置的頂出形式目前國產注塑機中推頂裝置的頂出形式有下面幾類：有下面幾類： （1）中心頂杆機械頂出 （2）兩側雙頂杆機械頂出 （3）中心頂杆液壓頂出與兩側頂杆機械頂出聯合作用 （4）中心頂杆液壓頂出與其他開模輔助油缸聯合作用3.2.8 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杆間距 注塑機動模和定模固定板的四個角部，一般都有四根拉