塑料模3_注射模

第三章塑料注射成型模具塑料注射模具主要用来成型热塑性塑料制品，但近年来越来越广泛地用于成型热固性塑料制品。§3.1概述§3.1概述注射机通常由注射装置、锁(合)模装置、液压传动系统和电器控制系统等组成。卧式注射机§3.1概述(1)注射装置作用：是注射机的主要部分，将颗粒状或粉状的固体塑料原料均匀塑化成熔融状态，并以适当的速度和压力将一定量的塑料熔体注射进模具型腔。组成：注射装置主要由塑化部件8、料斗9、注射和移动液压缸11、计量装置和传动装置10等组成。其中塑化部件是主要部分，由螺杆(柱塞)、料筒、加热器和喷嘴组成。(2)锁模装置(合模装置)作用：实现模具可靠地开合，提供必要的行程；在注射和保压时，提供足够的锁模力；提供推出塑件的推出力和相应的行程。组成：锁模装置主要由定模固定板6、动模固定板3、拉杆5、锁模液压缸1、锁模机构2、塑件推出机构4和模具调整装置等组成。常用的锁模装置有液压－机械式和全液压式。(3)液压传动和电器控制系统作用：保证注射机按塑化、注射、固化成型各个工艺过程的预定要求（如温度、压力、速度、时间等）和动作程序准确有效地工作。组成：液压系统主要由各个液压油缸、管道、各类阀件和其他液压元件组成；电器控制系统主要由各种仪器和仪表组成。§3.1概述注射成型过程§3.1概述注射机按塑化方式分为：柱塞式注射机和螺杆式注射机。柱塞式塑化——指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。缺点：①塑化不均：塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。②最大注射量受限：最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。③注射压力损失大：很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。④注射速度不均：从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。⑤易产生层流现象且料筒难于清洗§3.1概述螺杆式优点：①借助螺杆的旋转运动，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，材料內部也发热，均匀塑化，塑化能力大。②成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化③由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型④加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。§3.1概述一、设计注射模具应考虑的问题塑料熔体流动、冷却行为等塑料加工工艺要求模具制造装配等模具结构•(1)了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力，流动进度，校验最大流动长度。根据塑料的充模顺序，考虑塑料在模具内重新熔合和模腔内原有空气导出的问题。•(2)考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题。•(3)通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力。•(4)进浇点和分型面的选择问题。•(5)制件的横向分型抽芯及顶出的问题。•(6)模具的冷却或加热问题。•(7)模具有关尺寸与所用注射机的关系，包括于注射机的最大注射量、锁模力、装模部分的尺寸等的关系。•(8)模具总体结构和零件形状要简单合理，模具应具有适当的精度、光洁度、强度和刚度，易于制造和装配。§3.1概述二、注射模具典型结构注射模具的结构是由注射机的形式和制件的复杂程度等因素决定的。凡是注射模具，均可分为动模和定模两大部分。注射时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，取出制件。定模安装在注射机的固定模板上，而动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个部件所起的所用，可细分为以下几个部分。§3.1概述图3-1-1单分型面注射模具§3.1概述§3.1概述单分型面注射模§3.1概述§3.1概述§3.1概述§3.1概述§3.1概述§3.1概述§3.1概述(一)成型零部件组成：型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由型芯、凹模组成。有时型芯或凹模由若干拼块组成，有时做成整体，在易损坏、难加工的部位采用镶块，成型小孔的部位采用成型杆。型腔由动模和定模有关部分联合构成。作用：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和凹模便构成了模具的型腔(图3-1-1，该模具的型腔由件13和件14组成)。动模结构示意图定模结构示意图定模板§3.1概述型芯§3.1概述§3.1概述(二)浇注系统将塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，又称流道系统，由主流道、分流道、浇口、冷料井所组成。浇注系统的设计十分重要，它直接关系到塑件的成型质量和生产效率。流道示意图：分流道在动模一侧；分流道在定模一侧定模板上的浇口套及定位环§3.1概述(三)导向部分作用：①确保动模与定模合模时能准确对中；②避免制品推出过程中推板发生歪斜现象；③支撑移动部件重量。组成：导柱、导向孔、导套，或在动模定模上分别设置互相吻合的内外锥面，有的注射模具的推出装置为避免在推出过程中顶出板歪斜，还设有导向零件，使顶出板保持水平运动。导柱、导套§3.1概述推板导柱、导套§3.1概述根据注射模中各零部件的作用，可分为成型零部件和结构零部件两大类。在结构零部件中，导向机构和支承零部件合称为基本结构零部件。典型的支承零部件如下：§3.1概述定模座板§3.1概述动模座板§3.1概述定模板§3.1概述动模板§3.1概述支承板§3.1概述支承柱§3.1概述垫块§3.1概述定位圈§3.1概述§3.1概述(四)分型抽芯结构带有内外侧凹、侧凸或侧孔的塑件在被推出以前，必须先进行侧向分型，拔出侧向成型块或抽出侧型芯，然后方能顺利脱出。完成上述功能的机构成为侧向分型抽芯机构。斜导柱§3.1概述滑块§3.1概述楔紧块§3.1概述§3.1概述(五)推出装置作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。组成：图3-1-1中推出装置由推杆11、推杆固定板8、推板9及主流道拉料杆10联合组成。其中，推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。推板§3.1概述推杆固定板§3.1概述推杆§3.1概述拉料杆§3.1概述复位杆§3.1概述推管§3.1概述推件板§3.1概述§3.1概述推杆推杆固定板推板拉料杆§3.1概述推出机构推出示意图推出机构复位示意图§3.1概述(六)冷却加热系统为了满足注射工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热系统。冷却系统一股在模具内开设冷却水道，外部用橡皮软管连接；加热装置则在模具内部或周围安装加热元件，如电加热元件或通热水和蒸汽。模具中是开设冷却还是加热装置需要根据塑料种类和成型工艺来确定。(七)排气系统为了在注射过程中将型腔内原有的空气和注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，常在分型面处开设排气槽。但是小型塑件排气量不大，可直接利用分型面排气，许多模具的顶杆或型芯与模具的配合间隙均可起排气作用，故不必另外开设排气槽。(八)标准模架为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注射模大多采用标准模架结构。标准模架组合具备了模具的主要功能，构成了模具的基本骨架，包含了支承零部件、导向机构以及脱模机构等。如图3-1-1中的定位圈l、定模座板3、定模板4、动模板5、动模垫板6、动模底座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。在模架的基础上再加工、添加成型零部件和其他功能结构件可以构成任何形式的注射模具。定模固定板§3.1概述动模固定板§3.1概述浇口套§3.1概述限位钉§3.1概述内六角螺钉§3.1概述中心销§3.1概述吊环螺钉§3.1概述弹簧§3.1概述冷却水用接头§3.1概述压板§3.1概述§3.1概述三、注射模具分类按成型工艺特点：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、低发泡塑料注塑模和精密注塑模按其使用注塑机的类型：卧式、立式和角式注塑机用注塑模按浇注系统：冷流道、绝热流道、热流道和温流道注塑模按模具的成型腔数：单型腔和多型腔注射模具按模具安装方式：移动式(仅用于立式注射机)和固定式注塑模按注射模具的总体结构特征:单分型面注射模双分型面注射模带活动镶件注射模侧向分型抽芯注射模自动卸螺纹注射模定模推出机构注射模热流道注射模§3.1概述(一)单分型面注射模具又称为两板式模具，是注射模具中最简单、最常用的一类，约占全部注射模具的70％。结构：型腔的一部分(型芯)在动模板上，另一部分(凹模)在定模板上。卧式或立式注射机用的单分型面注射模具，主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。单分型面注射模具结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口外，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。§3.1概述动作原理：合模时，在导柱的作用下，注射机开合模系统带动动模向定模方向移动，使模具闭合，并提供足够的锁模力。模具闭合后，在注射液压缸的作用下，塑料熔体通过注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模，开模后由于动模上拉料杆的拉料作用以及塑件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，完成一次注射过程。§3.1概述(二)双分型面注射模具双分型面注射模具特指浇注系统凝料和制品由不同的分型面取出者，也叫三板式注射模。与单分型面模具相比，增加了一个可移动的中间板(又名浇口板、型腔板)。开模时，中间板与固定模板作定距离分离，以便取出这两块板间的浇注系统凝料。注意事项：•双分型面注射模使用的浇口一般是点浇口，截面直径0.5～1.5mm，浇口不能过小、过大。•分型面A的分型距离应保证浇注系统凝料能顺利取出。•为了中间板在工作过程中的导向和支承，在定模一侧必须设置导柱。§3.1概述动作原理：在定模板与中间板间设置流道，在中间板13与动模板6之间设置型腔，中间板适用于采用点浇口进料的单型腔或多型腔模具。开模时，中间板13由于弹簧2的作用首先在A-A面分型，由于定距拉板1的限制，中间板13与定模板14做定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，在中间板与动模板分开后，利用推件板5将包紧在型芯上的塑件脱出。双分型面注射模制造成本较高、结构复杂，零部件加工困难，需较大的开模行程，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。§3.1概述A-A面分型B-B面分型推件板推出§3.1概述(三)带有活动镶件的注射模具由于塑件带有侧孔或侧凸，有螺纹孔或外螺纹等特殊要求，模具上设有活动的螺纹型芯或螺纹型环，活动的侧向型芯或半块(哈夫块)等。开模时，这些部件必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外，然后通过手工或简单工具使它与塑件相分离。模具的这些活动镶件装入模具时，应可靠地定位。优点：带有活动镶块的注射模，省去了斜导柱、滑块等复杂结构的设计和制造，模具结构简单，大大降低了制造成本，特别是可以用在某些无法设置侧抽芯机构的场合。缺点：生产效率较低，操作时安全性较差，无法实现自动化生产。§3.1概述动作原理：开模时，塑件包在型芯4和活动镶件3上随动模部分向左移动而脱离定模板1，分型到一定距离，脱出机构开始工作，设置在活动镶件3上的推杆9将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模。合模时，推杆9在弹簧8的作用下复位，推杆复位后动模板停止移动，然后人工将活动镶件重新插入镶件定位孔中，再合模后进行下一次的注塑过程。§3.1概述(四)横向分型抽芯注射模具当塑件有侧孔或侧凹时，在自动操作的模具里设有斜导柱或斜滑块等横向分抽芯机构。在开模的时候，利用开模力带动侧型芯作横向移动，使其与制件脱离。也有在模具上装设液压缸或气压缸带动侧型芯作横向分型抽芯的。§3.1概述动作原理：在开模时，斜导柱2利用开模力带动侧型芯横向移动，使侧型芯与制件分离，然后推杆11能顺利地将制品从型芯4上推出。这类模具广泛地应用在有侧孔或侧凹的塑件的大批量生产中。§3.1概述带滑块定位装置的斜导柱侧向分型抽芯机构§3.1概述(五)自动卸螺纹注射模具利用机床的旋转运动或往复运动，或者利用专门的驱动和传动装置，带动螺纹型芯或型环转动，使制件脱出。§3.1概述动作原理：该模具用于角式注射机，主螺纹型芯1由注射机开合模机构的丝杆带动旋转，使其与制件相脱离。§3.1概述§3.1概述(六)定模设顶出装置的注射模具一般当注射模具开模后，塑料制品均留在动