第一节模具分类及与注射机的关系

第二章塑料注射成型模具2023/2/11重点：注射模具典型结构及类型模具与注射机相关校核重点、难点难点：模具与注射机相关校核第一节模具分类及与注射机的关系2023/2/12注射模具典型结构模具组成部件成型零件18、19浇注系统导向机构3、14、15分型抽芯机构顶出系统8、9、11、13、17冷却、加热系统排气系统塑料注射成型模具注射模具皆有动模和定模两部分，动模和定模闭合形成型腔和浇注系统。开模时，动模移动离开定模露出型腔中的塑料制品，然后注射机顶出系统推动模具顶出系统顶出制品。2023/2/13概述设计注射模具应考虑的问题（塑料性能、加工工艺、模具制造及装配等）了解塑料熔体的流动行为、流动阻力、速度，校核最大流动长度，明确流体的流动路径。塑料的冷却收缩和补塑。由模具设计来控制塑料在模具内的结晶、取向和改善制品的内应力。合理选择浇口位置和分型面。顶出系统的合理选择。模具的冷却和加热。模具的结构要合理，零件满足一定的技术要求。塑料注射成型模具2023/2/14注射模具分类(自学，后面章节有详细讲解）按安装方式：固定式和移动式（仅用于立式注射机）按注射机类型：卧式、立式和角式注射机用模具按型腔数目：单型腔和多型腔模具按总体结构可以分成以下几类：单分型面模具（两板式模具，最简单的一类模具）

双分型面模具（三板式模具，浇口凝料和制品由不同分型面取出）带活动镶件的注射模具由于制品的特殊结构（螺纹、侧凹），模具不易实现自动脱模或为了减少成本而把模具设计成带活动镶件。开模时，镶件和塑料制品一起脱出模外，用手或机械把镶件和制品分开。塑料注射成型模具2023/2/15横（侧）向分型抽芯注射模具

对带有侧凹或侧孔的塑料制品，如果要实现自动脱模，则必须设计侧向分型抽芯机构（比如：斜导柱和滑块、斜滑块、弹簧等）。自动卸螺纹注射模具对带螺纹制品，除了要求不高的螺纹可以利用强制脱模和阳螺纹可以用哈呋块成型之外，其余的螺纹制件的成型，如果要实现自动化，则必须要使模具上的螺纹型芯（成型阴螺纹）和螺纹型环（成型阳螺纹）作旋转运动。定模设顶出装置的注射模具一般注射模具开模后，塑件均留在动模一侧，故顶出机构均设在动模一边。但有时由于制品的特殊要求或形状的限制制件必须留在定模一边（或者制件可能留在动模也可能留在定模），那么，就必须在定模一侧设顶出装置或在动定模都要设顶出机构。塑料注射成型模具2023/2/16注射模具分类无流道注射模具无流道模具包括热流道模具和绝热流道模具，这类模具并不是没有流道，而是指浇注系统中的塑料一直保持溶融状态，使成型中没有浇注系统凝料。故必须采取措施对流道进行加热和绝热。叠层注塑模具(多层注塑模具)相当于多个两板式模具组合在一起,也可用于三板式模具或无流道模具。塑料注射成型模具2023/2/17模具和注射机的关系每一付模具都只能安装在相应的注射机上才能进行正常的生产，所以，设计模具时就必须考虑注射机的一些相关参数，才能使模具顺利地安装在注射机上。校核的参数包括：最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、最大模厚和最小模厚、最大开模行程以及注射机动、定模板上安装模具的螺钉孔（或T形槽）的位置和尺寸等。塑料注射成型模具2023/2/18注射量校核1.注射量的校核国际上规定以一次对空注射PS塑料的最大克数为注射机的最大注射量。故对PS塑料，一次注入模具中的塑料的总重量应该小于注射机的额定注射量（考虑模腔阻力等因素，一般取80%～85%来校核）。即(克)式中：mso—注射机额定注射量（克）—所用塑料在常温下的密度（克/厘米3）

s—PS塑料在常温下的密度（1.05克/厘米3）k—从熔体到固体密度变化系数,对非晶塑料=1,对结晶塑料=0.9。塑料注射成型模具2023/2/19注射量校核注射量的校核国际上规定以一次对空注射PS塑料的最大克数为注射机的最大注射量。故对PS塑料，一次注入模具中的塑料的总重量应该小于注射机的额定注射量（考虑模腔阻力等因素，一般取80%～85%来校核）。如果考虑塑料的压缩比不同，则：Is—PS塑料的平均压缩比I—所用塑料的平均压缩比塑料注射成型模具2023/2/110注射量校核我国规定：最大注射量指柱塞或螺杆在料筒内的最大推进容积Vc(cm3)mmax=Vc·ρ·C（克）式中：Vc—注射机的最大注射量（厘米3）ρ—物料在料筒温度及压力下的密度（克/厘米3）C—校正系数（考虑塑料的体积收缩、膨胀及螺杆逆流漏料等因素）对结晶型塑料：C≈0.7-0.8对非晶型塑料：C≈0.8-0.9注意以上皆没有考虑压力对塑料的影响，如果要同时考虑温度和压力对塑料的影响，则必须查阅相关的手册。对高粘度充模比较困难的塑料，实际注射量还应该取小些。对有些物料还应校核其最小注射量，否则可能会使物料停留时间太长而分解。一般制品的注射量不应小于最大注射量的20%。塑料注射成型模具90的注塑机，PP密度0.91g/cm3，校核2023/2/111注射压力校核2.注射压力的校核指校核注射机的最大注射压力(指料筒内螺杆或柱塞头部熔体压强)能否满足制品成型的要求。能否使塑料充满模具，能否很好地保压。一般型腔的压力取200~400Kg/Cm3或(20~40MPa)。模具中压力的损失包括流道、浇口和型腔的压力降之和。一般螺杆式注射机的压力传递性比柱塞式注射机的要好些。对流动差的塑料和薄壁长流程的制品，其型腔中的压力应该取大些。塑料注射成型模具2023/2/112锁模力校核3.锁模力的校核锁模力指注射机的锁模装置对模具所施加的最大夹紧力。塑料注射成型时，在型腔中会产生很高的压强，如果在压力作用下使模具胀开则会导致溢料，所以对锁模力要进行以下的校核：f≤F

其中f=Pcavity•A

和Pcavity=Pbarrel•K故A≤F/(Pbarrel•K)式中：f—型腔及流道中的塑料对模具的胀开力F—注射机的额定锁模力Pcavity—型腔及流道中塑料的平均压强（通常可取200~400Kg/Cm3或20~40MPa）Pbarrel—料筒中塑料在螺杆头部的压强A—制件和浇注系统在主分型方向上的投影面积K—损耗系数（1/3~2/3），因塑料品种、注射机形式、喷咀形式、浇注系统阻力的不同而异。比如：螺杆式比柱塞式注射机的K值大，直通喷咀比弹簧式喷咀的K值大。同时也应该校核模具能否承受注射机的锁模力。塑料注射成型模具2023/2/113模具安装尺寸校核4.模具与注射机安装尺寸的校核包括：喷咀尺寸、定位圈尺寸、最大和最小模厚、模具的平面尺寸和注射机模板上安装模具的螺孔尺寸等。模具主流道入口SR应比注射机喷咀头部SR大0.5～2mm，见图。角式注射机的喷咀头为平面，模具相应位置也应为平面。模具上的定位圈与注射机定模板上定位孔呈较松的动配合，同时保证了模具的顺利安装和模具主流道中心线与注射机喷咀中心线的重合。塑料注射成型模具2023/2/114模具安装尺寸校核模具的总厚度应在注射机所要求的最大模厚和最小模厚之间。（有些注射机无最小模厚的限制）模具的长和宽方向至少一个尺寸应小于注射机的拉杆间距见图，否则要用垫块调节。（有些小型注射机只有两根拉杆）模具在注射机上固定的方法有：螺钉固定和压板固定。前者要求模具上的孔与注射机上模板上螺钉孔完全吻合，后者的固定方式更加灵活，只要模具的模板外围有螺钉孔就可以。塑料注射成型模具2023/2/115开模行程校核5.开模行程和顶出装置的校核所有注射机的开模行程都是有限制的，故模具的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，同时又要保证塑料制品的顺利脱出。对有侧向分型抽芯机构的模具，如果完成侧向分型抽芯所需的开模行程Hc更大，则以Hc

为准。对液压机械联合作用的锁模机构(注射机最大开模行程S与模厚无关)对全液压锁模机构(注射机最大开模行程S与模厚有关)对单分型面模具对双分型面模具对阶梯状制品塑料注射成型模具2023/2/116开模行程校核对带螺纹的制品，如果要通过开模的动力和行程来旋出螺纹型芯或螺纹型环，则应考虑全部脱出螺纹所需的开模行程Hs

是否大于H1+H2

，如果Hs>H1+H2,则以Hs为准。设计模具时还要考虑注射机的顶出方式、顶杆中心距和最大顶出距离，常见的顶出方式有：中心顶杆机械顶出两侧双顶杆机械顶出中心顶杆液压顶出和两侧双顶杆机械顶出中心顶杆液压顶出和其他辅助油缸联合作用塑料注射成型模具2023/2/117国产注射机简述国产注射机按驱动方式：液压（平稳）和机械驱动按工作方式：全自动、半自动和手动按结构形式：立式、卧式和直角式立式注射机这类注射机的开合模方向和注射方向是垂直方向。优点：占地面积小，安装和拆卸模具方便，动模上的镶嵌件易于固定，不易倾斜和脱落。缺点：塑料件在顶出后不能靠重量自动脱离型腔，需靠人工取出，不易实现自动化，如果要实现自动化，必须安装机械手。一般为小型注射机。塑料注射成型模具注塑机锁模部位主要技术规范（自学）2023/2/118注射机简述卧式注射机这类注射机是目前最广的一种机型。其开合模方向和注射方向都呈水平方向。多为大中型注射机。优点：机体低，易操纵和加料。制件被顶出后可以靠重力自动掉下，易实现自动化。缺点：模具的安装比较麻烦，嵌件不易可靠地被定位。塑料注射成型模具2023/2/119注射机简述直角式注射机这类注射机的开合模方向与注射方向垂直。一般是开合模方向水平，注射方向垂直。特点：结构简单，便于自制。适于单件生产而中心部位又不许留有浇口的痕迹的平面制品。由于这类注射机的开合模是由丝杆来传动，故可以用这个特点来成型带螺纹的制品。一般由机械传动，故传递的力不准确，不可靠，且模具的冲击震动很大。目前也有用液压传动的。另外还有转盘式注射机、旋转式注射机、热固性塑料注射机、双色注射机等。塑料注射成型模具2023/2/120结束2023/2/121储料——合模——注射——保压——补塑（冷却——————）——开模——脱模（储料———）2023/2/122螺杆式注射机工作原理2023/2/123柱塞式注射机工作原理2023/2/124立式注射机工作原理卧式注射机工作原理角式注射机工作原理2023/2/1252023/2/126单分型面模具塑料注射成型模具2023/2/127双分型面模具塑料注射成型模具2023/2/128带活动镶件注塑模塑料注射成型模具2023/2/129侧向分型抽芯注塑模1.斜导柱2.衬套3.型芯4.型腔5.型芯固定板6.弹簧7.限位板8.滑块塑料注射成型模具2023/2/130自动卸螺纹注塑模塑料注射成型模具2023/2/131回转的驱动方式用大升角丝杆螺母带动螺纹型芯回转2023/2/132定模设顶出机构的模具塑料注射成型模具2023/2/133无流道注塑模具1.动模底板2.支架3.顶出板4.顶出固定板5.顶杆6.型芯底板7.导柱8.型芯固定板9.型芯10.导套11.型腔板12.凹模13.垫块14.喷咀15.热流道板16.加热棒17.定模底板18.绝热板19.主流道衬套20.定位环塑料注射成型模具2023/2/134叠层注塑模具塑料注射成型模具2023/2/135喷咀球R校核图2023/2/136拉杆间距校核图2023/2/137注射机安装螺钉校核图2023/2/138两板式模具开模行程校核S>=H1+H2+5~10(mm)（机械锁模）S>=Hm+H1+H2+5~10