注射模具的基本结构

注射模具的根本结构一、典型的注射模具结构注射模具由动模和定模两局部组成，动模安装在注射成型机(简称注射机)的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模与定模别离以便取出塑料制品。图5—1示出典型的单分型面注射模结构，根据摸具中各个部件所起的作用，一般可将注射模细分为以下几个根本组成局部。图5—1典型的单分型面注射模1一定位套2一主流道衬套3一定模座板4一定模板5一动模6一动模垫板7一模底座8一推出固定板9一推板10一拉料杆11一推杆12一导柱13一型芯14一凹模15一冷却水通道1成型部件成型部件由型芯和凹模组成。型芯形成制品的内外表形状，凹模形成制品的外外表形状。合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔，如图5—1所示，该模具的塑腔由件13和件14组成。按工艺和制造的要求，有时型芯或凹模由假设干拼块组合而成，有时做成整体，仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。选作型芯或凹模的钢材，要求有足够的强度，外表耐磨性，有时还需要有耐腐蚀性，并且淬火后的变形量要小，故常采用合金结构钢或合金工具钢。当要求较低或批量较小时也可选用中碳钢或碳素工具钢来制造简单的型芯和凹模。2．浇注系统浇注系统又称为流道系统，它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，浇注系统的设计十分重要，它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。3．导向部件为了确保动模与定模在合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。在注射模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件，有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。为了防止在制品推出过程中推板发生歪斜现象，一般在模具的推出机构中还设有使推板保持水平运动的导向部件，如导柱与导套。4．推出机构在开模过程中，需要有推出机构将塑料制品及其在流进内的凝料推出或拉出。例如在图1中，推出机构由推杆11和推出固定板8、推板9及主流道的拉料杆10组成。推出固定板和推板用以夹持推杆。在推板中一般还固定有复位杆，复位杆在动、定横合模时使推板复位。5．调温系统为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注射模，主要是设计冷却系统使模具冷却。模具冷却的常用方法是在模具内开设冷却水通道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量，模具的加热除可利用冷却水通道通热水或蒸汽外，还可在模具内部和周围安装电加热元件。6．排气槽排气槽用以将成型过程中型腔的气体充分排除。常用的方法是在分型面处开设排气沟槽。由于分型面之间存在有微小的间隙，对于较小的塑料制品，因其排气量不大，可直接利用分型面排气，不必开设排气沟槽，一些模具的推杆或型芯与模具的配合间隙均可起到排气作用，有时便不必另外开设排气沟槽。7．侧抽芯机构有些带有侧凹或侧孔的塑料制品，在被推出以前必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯前方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构。8．标准模架为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射模大多采用了标准模架结构，如图1中的定位圈1、定模座板3、定模板4、动模板5、动模垫板6、模底座7、推出固定板8、推板9，推杆11、导柱12等都属于标准模架中的零部件，它们都可以从有关厂家订购。注射模具在结构上存在相似性，图2示出了典型的单分型面(二板式)模具的轴测装配总成。从图中可以看到，除了凹模和型芯取决于塑料制品以外，其余的模具零件极其相似，连各个模具零件的装配关系都有着一致性。即使是较为复杂的双分型面(三扳式〕模具、三分型面〔四板试)模具，也是在二板式模具的根底上增加了一块成两块模板，结构的相似性并未改变。正是由于注射模具结构的相似性，才使模具零件和模架的标准化成为可能。目前，国内外已有许多标准化的模架形式供用户订购。选用标准模架有如下优点：1)简单方便，买来即用，不必库存，2)能使模具价格下降；3)简化了模具的设计和制造。4)缩短了模具生产周期，促进了塑料制品的更新换代。5)模架的精度和动作可靠性得到保证。6)提高了模具中易损零件的互换性，便于模具的维修。但采用标准模架时，也会带来某些不便，例如：1)模板尺寸的局限性，在标准模架中模板的长，宽、高都只是在一定的范围内，对于一些特殊的塑料制品，可能无标准模架可选。2)由于在标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定，有时可能会阻碍冷却水管道的开设。3)由于动模两垫块之间的跨距无法调整，在模具设计中往往需要增加支承柱来减小模板的变形。综上所述，采用标准模架的优越性是十清楚显的，我们希望读者在模具设计中要尽可能选用标准模架，不仅如此，而且能在标准模架的根底上实现模具制图的标准化、模具结构的标准化以及工艺标准的标准化。图2二板式注射模装配总成1－紧固螺钉2－圆柱头螺钉3－定位圈4－主流道衬套5－定模座板6－定模板7－导套8一型芯9－导柱10－动模板11－垫板12－复位杆13一垫块14一推杆15－推出固定扳16－推扳17－动模座板18－定位销19－紧固螺钉二注射摸具按结构特征的分类注射模的分类方法很多。例如，可按安装方式，型腔数目和结构特征等进行分类，但是从模具设计的角度上看，按注射棋具的总体结构特征分类最为方便。一般可将注射模具分为以下几类。1．单分型面注射模具单分型面注射模具又称为两板式模具，它是注射模具中最简单而又最常用的一类。据统计，两板式模具约占全部注射模具的70％。如图1所示的单分型面注射模具，型腔的一局部〔型芯)在动模板上，另一局部〔凹模)在定模板上。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于动模上拉料杆的拉料作用以及制品因收缩包紧在型芯上，制品连同流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以推出制品和流道内的凝料。2．双脱模机构和顺序脱模机构注射成型生产中经常会遇到一些形状比拟特殊的制品，开模时它们既可能附着在动模一侧，也可能附着在定模一侧。为此需要动、定模两侧设有顶出机构，这类机构统称为双脱模机构。另外还需注意，当制品很有可能附着在定模一侧而不方便脱取时，也可利用双脱模机构迫使制品改变附着方位，以促使它们滞留在动模一侧，如图3便是一例。使用双分型面或多分型面注射模时，根据制品的某些要求(例如为了脱出浇注系统凝料)，常常需要设计一些首先能使定模分型，然后再使动、定模分型，最后才能利用顶出零件脱取制品的脱模机构，这样一类机构统称为顺序脱模机构。在许多情况下，双分型面或多分型面注射模中的双脱模机构本身常常也是顺序脱模机构，但顺序脱模机构却不一定是双脱模机构。顺序脱模机构只是多个分型面先后而别地分型，但在定模一侧没有脱模机构，只是在动模一侧有脱模机构，所以不是一个双脱模机构。图3弹簧式双脱模(顺序脱模)机构1一顶杆2—顶杆运动导柱3一凸模4—组合式凹模5一推板(脱模板)6一密封垫7——弹簧8－定距柱销9一限位板下面是几个双脱模和顺序脱模机构的例如。(1)弹簧式双脱模(顺序脱模)机构。如图3是这类机构的—个典型例如，其工作原理为：开模动作一旦开始，弹簧7将迫使安装在定模一侧的推板5紧紧贴靠着动模运动，即定模首先在I—I处分型，这样做是为了利用推板作用将制品从定模中的凸模3上脱取下来，使其能够滞留在动模一侧。开模—定距离后，限位板9将拉住推板上的定距柱销8，于是定模停止分型。继续开模时，动、定模将在Ⅱ—Ⅱ处分型，分型之后，动模侧的顶杆工便可在注射机推杆装置作用下，把制品从动模上的凹模内顶出。弹簧式双脱模(顺序脱模)机构的特点是结构比拟简单紧凑，适用于制品对模附着力不太大，且定模侧顶出行程也不太长的场合，但弹簧容易失效，应注意定期更换。(2)拉钩压板式双脱模(顺序脱模)机构。如图4是这类机构的一个典型例如，其工作原理为：合模状态下，利用弹簧6使安装在定模中间板7上的拉钩8(兼有杠杆放大作用)勾紧动模型芯固定板9，保证分型面Ⅱ不能在开模时首先分开。开模时，由于拉钩的上述作用，分型面I将首先开启(即定模分型)，定模中间板起推板作用，将制品从定模侧的型芯3上脱下，使制品能够滞留在动模一侧，开模一定距离后，固定在定模上的压板5将会用其凸台斜面压迫拉钩转动，使拉钩与动模型芯固定板脱离接触，于是动、定模开始从Ⅱ处分型。继续开模，动模内部安装的顶出脱模机构(图4中未画)将会在注射机推顶装置作用下，把制品从动模侧的型芯2和凹模型板1中脱出。类似上述结构的精密注塑模具双脱模(顺序脱模)机构很多，这里不一一例举。图4拉钩压板式双脱模(顺序脱模)机构1一凹模型板(动模侧)2－动模型芯3一定模型芯4－定距螺钉5－压板6－弹簧7－定中间板(定模侧凹模型板)8－拉钩9－动模型芯固定板3．浇注系统凝料的脱出机构使用截面较大的侧浇口时，浇口与制品的连接面积大，不容易利用开模动作自动切断制品和浇注系统凝料之间连接，因此常常使两者连在一起脱模，然后再通过后加工把它们别离，所以不利于自动化成型生产。为了解决此问题，只要工艺方面允许，应尽量采用点浇口或潜伏式浇口，这样就可以把制品和浇注系统凝料在模内自动切断，然后利用顶出零件使它们分别脱模，从而实现精密塑料制品生产自动化。下面列举几个脱卸点浇口和潜伏式浇口浇注系统凝料的机构实例。(1)利用定模拉板脱卸点浇口浇注系统凝料。为了在开模过程中自动拉断点浇口，通常可在定模中加设一个拉板。图5和图6都是利用定模拉板脱卸点浇口浇注系统凝料的例如，前者用于多腔模〔最多四个型腔〕，后者用于单腔模。图5的工作原理为：分流道开设在定模底板上，开模后在弹簧顶销6作用下，首先从I处分型，然后通过点浇口把整个浇注系统从定模底板4中拉出，使它们附着在定模拉板7上。当主流道凝料完全脱出定模底板后，限位螺钉10限止定模拉板继续运动，模具从Ⅱ处分型，点浇口被定模拉板拉断，浇注系统凝料依靠自重可从定模底板和定板拉板之间坠落。在这个图示中，制品内部带有内螺纹，继续开模时，凹模型板8将会限位拉杆9作用下停止运动，模具从Ⅲ处分型，给制品脱模让空间，当齿轮3带动螺纹型芯2转动时，由于凸模1不动，且制品顶部内侧设有止转沟槽，故制品可在开模过程中自动脱落。图5利用定模拉板脱卸浇注系统凝料(多腔模)1一凸模2－螺纹型芯3－齿轮4－定模底板5－导柱6－弹簧顶销7一定模拉板8－凹模9—限位拉杆10－限位螺钉图6利用定模拉板脱卸浇注系统凝料a)闭模注射状态b)注射完毕c)开模状态1一凹模型板2一限位螺钉3－定模拉板4－限位螺钉5－定模底板6一弹簧7一主流道衬套图6中，图6a)是闭模注射时的情况；图6b)是注射完毕状态，经过一段保压后，注射机喷嘴已经退回，主流道衬套在弹簧6作用下后退并与主流道凝料脱开；图6c)是开模状态，开模时首先从I处分型，动模后退一段距离后，定模拉板3在限位螺钉4作用下停止运动，模具从Ⅱ处分型，点浇口被定模拉板和凹模型板1拉断，主流道凝料靠自重坠落。应当注意，图6是一个单型腔模，仅靠一个点浇口很难把主流道凝料从主流道中拉出，为此在主流道衬套处加设了一个弹簧6，以克服主流道对凝料的初始摩擦力。在多点浇口模具中，如果顾虑点浇口强度缺乏以拉出整个浇注系统的凝料时，也可以使用这种结构。(2)利用分流道推板脱卸点浇口浇注系凝料。图7是在定模中加设分流道推板脱卸点浇口浇注系统凝料的机构例如，其中分流道开设在定模型板上。工作原理为：动、定模先分型，点浇口在分型时被拉断，浇注系统凝料滞留在定模中，动模后退一定距离后，在拉板7作用下，分流道推板6与定模型板2分型，浇注系统凝料被分流道拉料杆4拉出分流道并粘附在分流道推板上。继续开模，定模型板与拉杆l接触，通过拉杆使定模底板5与分流道推板分型。在分型过程中，分流道推板分别把浇注系统凝料从分流道拉料杆上和主流道中脱出，然后让它们依靠自重坠落。这种工作原理最适于不容易和喷嘴粘连的塑料』口聚乙烯等，但对于聚苯乙烯等一些塑料，因为主流道与喷嘴脱开时经常出现拉丝现象，所以分流道推板把主流道凝料从主流道中脱出后，凝料还会由于拉丝而与喷嘴粘连，阻碍整个浇注系统凝料依靠自重坠落。为了解决这一问题，可以在图7中A部增设弹簧顶销，以便把拉丝扯断。图7所示的浇注系统凝料脱模原理，也可用于单腔模(一个点浇口)，但必须另行设计工作机构，并且还要把浇注系统凝料设计成类似图6的形状。图7利用分流道推板脱卸浇注系统凝料1一拉杆2－定模型板3一限位螺钉4－分流道拉料杆5－定模底板6－分流道推板7一拉板8－弹簧9－顶销(3)利用分流道上的斜孔脱卸点浇口浇注系统凝料。图8是利用分流道上的斜孔拉断点浇口以后，再脱卸浇注系统凝料的机构例如。工作原理为：模具有两个分型面，定模先分型(图7中未画控制分型顺序所用的零件)，在分型过程中主流道拉料杆1负责把浇注系统的凝料拉向定模型板2的一边，然后凝料依靠自重坠落。但关键在于定模刚刚开始分型时，由于分流道上的斜孔内存有凝料，使分流道凝料的运动受到约束，于是点浇口就会被拉断，其下方二次分流道中的凝料同时向上翘曲脱出定模型板，从而为浇注系统凝料的坠落提供了可能性。图8仅适于二次分流道长度不大的场合，否那么，其中的凝料不容易从定模型板中脱出，从而无法实现浇注系统凝料自动坠落。为了克服这一缺陷，可采用图9所示的结构，即将主流道拉料杆换成主流道顶杆(冷料穴兼起拉料作用)其下部伸出动模底板，可与注射机的推顶装置接触，这样便可用主流道顶杆使浇注系统凝料可靠地脱出定模空间。但应注意，采用主流道顶杆时，要求注射机的动模固定板上应有中心顶杆孔，否那么模具无法安装。分流道斜孔可参考图10设计。图8利用分流道斜孔和主流道拉料杆脱卸浇注系统凝料的例如1一主流道拉料杆2一定模型板3—二次分流道4一定模底板5－分流道斜孔6－分流道7一主流道图9利用分流迫斜孔和土流道顶杆脱卸浇注系统凝料的例如1一主流道顶杆2－定模型板3一二次分流道4一定模底板5—分流道斜孔6－分流道7－主流道8—弹簧(4)在凹模固定板内设置点浇口浇注系统凝料的顶出结构。对于相当钢笔杆一类的细长精密塑件，因所需的凹模深度很大，所以，可充分利用凹模固定板内的空间来设置浇注系统凝料的顶出机