注射模具设计

第4章注射模设计注射模具的基本结构与分类注射模与注射机的技术规范和参数分型面的选择，型腔数目的确定与排列形式，注射模各组成部分（浇注系统、排气系统、成型零部件、导向机构、脱模机构、调温系统、侧向抽芯机构、模架等）的设计注射模材料的选用注射模设计实例一、注射模的结构组成

注射模是安装在注射机上，完成注射成形工艺所使用的模具。注射模的结构(动模和定模）成型零部件浇注系统导向与定位机构脱模机构调温系统排气系统支承零部件侧向分型抽芯机构4.1注射模具的基本结构与分类1.成型零部件成型零部件是构成模具的型腔、直接与塑料熔体相接触并成型制品的模具零件和部件。通常有凸模、凹模、型芯、成型杆、镶件等零件或部件。2.浇注系统浇注系统是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它对熔体充模时的流动特性以及塑件的质量等有着重要的影响.3.导向与定位机构主要用来保证动、定模合模或模具中其它零部件之间的准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精度。图中导向部件为动模上的四个导柱和定模上的导套（导向孔）。4.脱模机构(推出机构）在开模过程中，将塑件及浇注系统凝料推出或拉出的装置。脱模机构由推杆18、推板13、推杆固定板14、拉料杆15和动模垫板11组成。在脱模机构中一般还包含复位杆19，使动模和定模合模时使推出机构回到初始位置。5.侧向分型抽芯机构带有侧孔或侧凹的制品，在被脱出模具之前，必须先进性侧向分型将型芯侧向抽出。该机构包括斜导柱、滑块、楔紧块、滑块定位装置、侧型芯和抽芯液压缸等。

各种塑料成型均有适宜的模具温度，模具温度是指和制件接触的模腔表壁温度，它影响着熔体的充模流动，制件的冷却速度和制件性能。模具应设有冷却或加热的温度调节系统。冷却方式：循环水冷却加热方式：通入热水、蒸汽、热油和置入加热元件等。6.温度调节系统在注射成型中，如果排气不良，气体会阻止正常快速充模以及气体压缩产生热量烧焦塑料。常见排气结构是在分型面处开设排气槽，也可以利用推杆或型芯与模具的配合间隙来排气。对于大型注射模，应预先设置排气槽。7.排气系统二、注射模具的分类分型面：模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离接触表面。单分型面注射模只有一个分型面，也叫两板式注射模。约占全部注射模具的70%.型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。1.单分型面注射模双分型型面注注射模模（三三板式式注射射模））以两两个不不同的的分型型面分分别取取出流流道凝凝料和和塑件件。与与单分分型面面注射射模相相比，，在动动、定定模之之间增增加了了一个个可移移动的的浇口口板(中间间板））。主要用用于点点浇口口的注注射模模以及及塑件件结构构特殊殊需要要的顺顺序分分型注注射模模中，，制造造成本本高，，结构构较复复杂，，需要要较大大的开开模行行程。。2.双双分型型面注注射模模当塑件件外形形结构构复杂杂，无无法通通过简简单的的分型型从模模具内内取出出塑件件，可可以在在模具具中设设置活活动镶镶件，，以便便开模模时方方便地地取出出塑件件。3.带带有活活动镶镶件的的注射射模需要手手工操操作。。生产产效率率不高高，常常用于于小批批量或或试生生产。。当塑件件上带带有侧侧孔或或侧凹凹时，，在模模具中中要设设置由由斜导导柱滑滑块等等组成成的侧侧向分分型抽抽芯机机构，，使侧侧型芯芯作横横向运运动，，从而而在开开模时时使侧侧型芯芯与制制件分分离。。4.带带侧向分分型抽抽芯的的注射射模对于带带有内内螺纹纹或外外螺纹纹的塑塑件，，要求求在注注射成成型后后自动动卸螺螺纹时时，可可在模模具中中设置置能转转动的的螺纹纹型芯芯或型型环，，利用用注射射机本本身的的旋转转运动动或往往复运运动，，将螺螺纹塑塑件脱脱出。。5.自自动脱脱螺纹纹的注射射模通常模模具开开模后后，要要求塑塑件留留在有有推出出机构构的动动模一一侧，，但有有时由由于某某些塑塑件的的特殊殊要求求或受受形状状限制制，开开模后后塑件件将留留在定定模一一侧，，为此此应在在定模模一侧侧设置置推出出机构构。定定模一一侧的的推出出机构构一般般由动动模通通过拉拉板或或链条条来驱驱动。。6.推推出机机构设设在定定模一一侧的注射射模热流道道注射射模在在成型型过程程中，，模具具浇注注系统统中的的熔料料始终终保持持熔融融状态态。由于在在每次次注射射成型型后流流道内内没有有塑料料凝料料，不不仅提提高了了生产产率，，节约约了塑塑料，，而且且保证证了注注射压压力在在流道道中的的传递递，有有利于于改善善制件件质量量，更更容易易实现现自动动化生生产。。但热热流道道注射射模结结构复复杂，，温度度控制制要求求严格格，模模具成成本高高，故故适应应大批批量生生产。。7.热流道道注射射模具具4.2注注射模模与注注射机机注塑机机的基基本参参数是是其设设计、、制造造、选选择与与使用用的基基本依依据。。注塑机机性能能的基基本参参数有有：公称注注射量量、公公称注注射压压力、、公称称锁模模力、、模具具安装装尺寸寸及开开模行行程等。1.公公称称注射射量（1））公称称注射射容量量：注射射机对对空注注射时时，螺螺杆一一次最最大行行程程所注注射的的塑料料体积积（cm3）。（2））公称称注射射质量量：注射机机对空空注射射时，，螺杆杆作一一次最最大注注射行行程所所能注注射的的聚苯苯乙烯烯塑料料质量量（g）。。聚苯苯乙烯烯的密密度为为1.04~1.06g/cm3.一、注注射机机的公公称注注射量量由于各各种塑塑料的的密度度和压压缩比比不同同，在在成型型其它它塑料料时，，实际际最大大注射射量与与聚苯苯乙烯烯的公公称注注射量量可按按如下下换算算：ρ1:实际际用塑塑料在在常温温下的的密度度ρ2:聚苯苯乙烯烯在常常温下下的密密度（（1.06g/cm3）f1:实际际用塑塑料的的压缩缩比f2：聚苯苯乙烯烯的压压缩比比（2.0））2.注注射射量的的校核核选用注注射机机时，，通常常是以以某塑塑件（（或模模具））实际际需要要的注注射量量来初初选某某一公公称注注射量量的注注射机机型号号,然然后一一次对对注射射机的的公称称注射射压力力、锁锁模力力、开开模行行程及及模具具安装装部分分尺寸寸一一一进行行校核核。为为了保保证正正常的的注射射成型型，模具每每次需需要的的实际际注射射量应应该小小于或或等于于某注注射机机的公公称注注射量量的80%。nV塑+V浇≤0.8V公nm塑+m浇≤0.8m公二、注注射压压力的的校核核一般制制品的的成型型注射射压力力为70～～150MPa。其中中，螺螺杆式式注射射机传传递压压力的的能力力比柱柱塞式式注射射机强强，注注射压压力可可相应应取小小些；；流动动性差差的塑塑料或或细薄薄塑件件的注注射压压力可可取大大些。。注射压压力校校核的的目的的是校校验注注射机机的公公称注注射压压力能能否满满足塑塑件成成型的的需要要。为此注注射机机的公公称注注射压压力应应大于于或等等于塑塑件成成型时时所需需的注注射压压力，，即：：P公≥P0可以借借助注注射模模模拟拟计算算机软软件，，如CFLOW、MOLDFLOW、、H-FLOW等预预测注注射压压力值值。三、锁锁模力力的校校核锁模力力：注注射机机锁模模机构构对模模具所所施加加的最最大夹夹紧力力。当高压塑料料熔体充满满模具型腔腔时，会沿沿锁模方向向产生很大大的胀型力力，迫使模模具沿分型型面涨开。。因此，注射射机锁模力力的校核关关系式应为为：F锁>F胀=p腔A分型腔内熔体体平均压力力，一般为注射射压力的0.3~0.5倍,通常为20~40MPa。。塑件及浇注注系统在分分型面上的的投影面积积之和四、安装部部分相关尺尺寸的校核核1.模板板规格与拉拉杆间距的的关系安装模具的的外形尺寸寸应小于注注射机的拉拉杆间距，，否则模具具无法安装装。同时，，模具的座座板尺寸不不应超过注注射机的模模板尺寸。。2.定位位圈与注射射机固定板板的关系为保证模具具主流道中中心线与注注射机喷嘴嘴中心线相相重合，模模具定模板板上设有凸凸起的定位位圈与注射射机固定模模板上的定定位孔应形形成配合。。定位圈的的高度，小小型模具为为8～10mm，大大型模具为为10～15mm。。3.注射机机的喷嘴与与模具的浇浇口套（主主流道衬套套）关系注射机喷嘴嘴前端球面面半径r和小端直径径d应与主流道道始端的球球面半径R及小端直径径D相吻合，以以防止高压压塑料熔体体从缝隙中中溢出。4.模具具总厚度与与注射机模模板闭合厚厚度的关系系模具闭合后后总厚度与与注射机允允许的模具具厚度之关关系应满足足如下：Hm：闭合合后的总厚厚度Hmax：注射机允允许的最大大模具厚度度Hmin：注射机允允许的最小小模具厚度度ΔH：注射射机在模具具厚度方面面的调节量当Hm<Hmin时，可以增增加模具垫垫块高度。。当Hm>Hmax时，则模具具无法闭合合。尤其是是机械-液液压式锁模模的注射机机，因其肘肘杆无法撑撑直，此时时应更换注注射机。五、模具的的固定压板式：模具定、动动模座板以以外的注射射机安装板板附近有螺螺孔即可固固定。螺钉式：模具定、动动模座板上上必须设安安装孔，同同时还要与与注射机安安装板上的的安装孔完完全吻合，，用于较大大的模具安安装。六、开模行行程的校核核对于液压—机械械联合作用用的锁模机构构的注射机机，其开模模行程是由由连杆机构构的最大冲冲程或其它它机构的冲冲程所决定定，不受模模具厚度的的影响，当当模具厚度度变化时可可由其调模模装置调整整。。开模行程：：从模具中取取出塑件所所需要的最最小开模距距离.它必必须小于注注射机移动动模板的最最大行程Smax，即H≥Smax1.开模模行程与模模具厚度无无关时的校校核1)对单分型面面注射模H=H1+H2+(5～～10)mmSmax≥H1+H2+(5～～10)mmH1：塑件脱脱模所需需要的推推出距离离H2：包括浇浇注系统统在内的的塑件高高度2)对双分型型面注射射模H=H1+H2+a+(5～～10)mmSmax≥H1+H2+a+(5～～10)mma：中间板板（型腔腔板）与与定模的的分开距距离2.开开模行程程与模具具厚度有有关对于合模模系统为为全液压式式的注射机以以及带有有丝杆传传动合模模系统的的直角式式注射机机，其模模具最大大开模行行程Smax等于注射射机的移移动模板板与定模模固定板板之间的的最大开开距SK减去模具具闭合厚厚度Hm。Smax=Sk-Hm1)对单分型型面注射射模Sk-Hm≥H1+H2+(5～～10)mm即，Sk≥Hm+H1+H2+(5～～10)mm2)对双分型型面注射射模Sk≥Hm+H1+H2+a+(5～～10)mm当模具的的侧向分分型抽芯芯或脱螺螺纹的动动作是通通过斜导导柱等分分型抽芯芯机构来来完成的的，在这这种情况况下，分分开模具具不只是是为了取取塑件，，还要满满足完成成侧向抽抽芯距离离l所需的开开模距离离Hc的要求。。3.模模具有侧侧向抽芯芯时的开开模行程程校核当Hc>H1+H2时：Smax≥Hc+(5～～10)mm当Hc<H1+H2时：Smax≥H1+H2+(5～～10)mm七、推出出机构的校核各种型号号注射机机的推出出装置设设置情况况及推出出距离等等各不相相同，设设计模具具时，必须了解解注射机机的推出出形式、、最大推推出距离离、推出出杆的直直径、推推出杆间间距等，，以保证模模具的推推出机构构与注射射机的推推出机构构相适应应。例：一塑塑料制件件如图所所示，已已知浇道道凝料重重量为100g，试初选选合适的的注射机机型号。。（设定定采用单单型腔））解：1.校核核注射量量：2.校核核注射压压力：一般制品品成型注注射压力力为70～150MPa，初初选120MPa。3.校核核锁模力力：查表(附附录G)初选注注射机为为XS-ZY-1000。例：一塑塑料制件件如图所所示，已已知浇道道凝料重重量为100g，试初选选合适的的注射机机型号。。（设定定采用单单型腔））解：1.校核核注射量量：2.校核核注射压压力：3.校核核锁模力力：4.查查表(P311附录录G)初初选注射射机ABS的的密度取取为1.05g/cm34.3分分型面的的选择分型面：：分开模具具取出塑塑件和浇浇注系统统凝料的的可分离离的接触触表面一、分型型面的形形式分型面的的表示方方法：在分型面面的延长长面上画画出一小小段直线线表示分分型面的的位置，，并用箭箭头表示示开模方方向或模模板可移移动的方方向。对对于多分分型面，，用罗马马数字(大写字字母)表表示开模模的顺序序。分型面的的形状有有平面，，斜面，，阶梯面面，曲面面，平面面、曲面面分型面面等。二、分型型面的选选择原则则尽可能使使塑件开开模时留留在动模模一次，，便于塑塑件的推推出且推推杆痕迹迹不显露露于外观观面。基本原则则：分型面位位置应设设在塑件件脱模方方向最大大的投影影边缘处。选择分型型面应考考虑塑件件的具体体结构，，当塑件件外形简简单而内内形复杂杂时，可可以将塑塑件留在在定模，，以便于于推板脱脱模机构构脱模。。对于带侧侧凹或侧侧孔的塑塑件，选选择分型型面应尽尽可能将将侧型芯置于于动模部部分，以以避免在在定模内内抽芯，，同时应应使侧抽抽芯的抽抽拔距离离尽量短短。4）分型型面应尽尽可能选选择在不不影响外外观的部部位，并并使其产产生的溢溢料边易易于消除除或修整整。即分分型面最最好不要要设在塑塑件光亮亮平滑的的外表面面或带圆圆弧的转转角处。。5）有利利于模具具加工6）满足足塑件的的锁紧要要求，将将塑件投投影面积积大的方方向放在在定、动动模的合合模方向向上，将将投影面面积小的的方向作作为侧向向分型面面，以减减少锁模模力7）应有有利于排排气（尽可能将将分型面面与熔体体流动的的末端重重合）适用于对对制品外外观要求求高，不不允许有有分型痕痕迹时适用于塑塑件较高高使脱模模困难或或两端尺尺寸差异异较大，，对制品品外观要要求不高高时9）考虑虑脱模斜斜度的影影响8）考虑虑注射机机的技术术规格4.3.3分分型面选选择的实实例分析析自学四、分型型面宽度度的确定定模具合模模后，注注射机的的锁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宽宽度，保保证一定定的承压压面积，，否则，，会影响响型芯、、凹模以以及侧向向抽芯机机构，甚甚至导致致模具的的变形和和破坏。。但是，，为了防防止注射射时溢料料而产生生飞边，，分型面面配合的的精度要要求较高高，如果果分型面面的面积积过大又又会增加加钳工的的工作量量。一般用于于小型注注射机上上模具分分型面侧侧宽度为为10mm；中中型注射射机为25mm，大型型为50~75mm。。为了防止止分型面面接触面面较小而而造成的的翘模现象，可可在镶块块的四个个角上加加工出带带有锥面面的结构构。1.注注射量的的校核为了保证证正常的的注射成成型，模具每次次需要的的实际注注射量应应该小于于或等于于某注射射机的公公称注射射量的80%。。nV塑+V浇≤0.8V公nm塑+m浇≤0.8m公选用注射射机时，，通常是是以某塑塑件（或或模具））实际需需要的注注射量来来初选某某一公称称注射量量的注射射机型号号,然后后一次对对注射机机的公称称注射压压力、锁锁模力、、开模行行程及模模具安装装部分尺尺寸一一一进行校校核。要点回顾顾2、注射射压力的的校核一般制品品的成型型注射压压力为70～150MPa。其中，，螺杆式式注射机机传递压压力的能能力比柱柱塞式注注射机强强，注射射压力可可相应取取小些；；流动性性差的塑塑料或细细薄塑件件的注射射压力可可取大些些。注射机的的公称注注射压力力应大于于或等于于塑件成成型时所所需的注注射压力力，即：：P公≥P03、锁模模力的校校核锁模力：：注射机机锁模机机构对模模具所施施加的最最大夹紧紧力。当高压塑塑料熔体体充满模模具型腔腔时，会会沿锁模模方向产产生很大大的胀型型力，迫迫使模具具沿分型型面涨开开。因此，注注射机锁锁模力的的校核关关系式应应为：F锁>F胀=p腔A分型腔内熔熔体平均均压力，，一般为注注射压力力的0.3~0.5倍倍,通常常为20~40MPa。塑件及浇浇注系统统在分型型面上的的投影面面积之和和分型面的的选择1.分分型面的的表示方方法：在分型面面的延长长面上画画出一小小段直线线表示分分型面的的位置，，并用箭箭头表示示开模方方向或模模板可移移动的方方向。对对于多分分型面，，用罗马马数字(大写字字母)表表示开模模顺序。。2、分型面的的选择原则尽可能使塑件件开模时留在在动模一次，，便于塑件的的推出且推杆杆痕迹不显露露于外观面。。基本原则：能使塑件从模模具中脱出，，分型面位置置应设在塑件件脱模方向最最大的投影边边缘处。2）对于带侧侧凹或侧孔的的塑件，选择择分型面应尽尽可能将侧型芯置于动模模部分，以避避免在定模内内抽芯。当有多组抽芯芯时，应尽量量避免长端侧侧向抽芯。3）分型面应应尽可能选择择在不影响外外观的部位，，不要设在塑塑件光亮平滑滑的外表面或或带圆弧的转转角处。4）有利于模模具加工8）满足模具具的锁模要求求，选择塑件件在合模方向向上面积较小小的表面，以以减少锁模力力4.4型腔腔数目的确定定与排列形式式一、型腔数目目的确定1.按技术参参数确定型腔腔数目(1)根根据注射机的的额定锁模力力确定型腔数数目(2)根根据注射机的的最大注射量量确定型腔数数目A1、A2：单个制品、、浇注系统在在分型面上的投投影面积F：注射机的的额定锁模力力pm：型腔内塑料料熔体的平均均压力W1、W2：单个制品、、浇注系统的质量G：注射机的的最大注射量量(3）根据制制品精度要求求确定型腔数数根据经验，在在模具中每增增加一个型腔腔，制品尺