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1、模块三 注塑模结构与注塑机,内容简介：本模块重点讲述注塑成型原理及其工艺过程；注塑模具的典型结构（组成注塑模八大类零部件：成型零部件、浇注系统、导向机构、脱模机构、侧向分型与抽芯机构、加热与冷却系统、排气系统、其他零部件）；注塑模的分类；注塑机和注塑模的关系（包括注塑机性能参数校核与型腔数量的确定、注塑量校核、合模力的校核、注塑压力的校核、模具厚度的校核、开模行程的校核、推顶装置的校核、模具在注塑机上的安装与固定尺寸的校核等）。,模块三 注塑模结构与注塑机,学习目的和要求：1、了解注塑模具的分类、注塑成型原理及其工艺过程。2、掌握注塑模具的典型结构。3、掌握注塑机和注塑模的关系，能正确确定和校
2、核与注塑机有关的参数。,模块三 注塑模结构与注塑机,重点： 注塑成型原理。 注塑机和注塑模的关系。难点： 注塑机和注塑模的关系。,模块三 注塑模结构与注塑机,3.1 注塑成型原理及其工艺过程 3.2 注塑模具的典型结构 3.3 注塑模的分类 3.4 注塑机和注塑模的关系,3.1 注塑成型原理及其工艺过程,注塑成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热、熔融、塑化，使之成为粘流熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注塑进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时
3、间后，开启模具，便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注塑成型原理及其对应的生产工艺过程可分别用图3-1和图3-2表示。,图3-1 注塑成型 返回,返回,3.2 注塑模具的典型结构,注塑模的基本结构都是由定模和动模两大部分组成的。定模部分安装在注塑机的固定板上，动模部分安装在注塑机的移动板上。注塑成型时，定模部分和随液压驱动的动模部分经导柱导向而闭合，塑料熔体从注塑机喷嘴经模具浇注系统进入型腔；注塑成型冷却后开模，即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上，模具顶出机构将塑件推出模外。图3-3为一典型注塑模。根据模具上各部件的作用不同，一般注塑模可由以下几个部分组成：,返回,1成型零部
4、件 成型零部件是指定、动模部分中组成型腔的零件。通常由凸模（或型芯）、凹模、镶件等组成，合模时构成型腔，用于填充塑料熔体，它决定塑件的形状和尺寸，如图3-3所示的模具中，动模板1和凸模7成型塑件的内部形状，定模板2成型塑件的外部形状。2浇注系统 浇注系统是熔融塑料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。,3导向机构 导向机构分为动模与定模之间的导向机构和顶出机构的导向机构两类。前者是保证动模和定模在合模时准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，如图3-3中导柱8、导套9；后者是避免顶出过程中推出板歪斜而设置的，如图3-3中推板导柱16、推板导套17。4脱模机
5、构 用于开模时将塑件从模具中脱出的装置，又称顶出机构。其结构形式很多，常见的有顶杆脱模机构、推板脱模机构和推管脱模机构等。图3-3中推杆13、推杆固定板14、拉料杆15、推杆18和复位杆19组成顶杆脱模机构。,5侧向分型与抽芯机构 当塑件上的侧向有凹凸形状的孔或凸台时，就需要有侧向的凸模或型芯来成型。在开模推出塑件之前，必须先将侧向凸模或侧向型芯从塑件上脱出或抽出，塑件才能顺利脱模。使侧向凸模或侧向型芯移动的机构称为侧向抽芯机构。图3-4为一斜导柱驱动型芯滑块侧向抽芯的注塑模，侧向抽芯机构是8斜导柱10、侧型芯滑决11、锁紧块9和侧型芯滑块的定位装置（挡块5、滑块拉杆8、弹簧7）等组成。,图3
6、-4 带侧向抽芯注塑模 返回,6加热和冷却系统 为了满足注塑工艺对模具的温度要求，必须对模具温度进行控制，所以模具常常设有冷却系统并在模具内部或四周安装加热元件。冷却系统一般在模具上开设冷却水道（图3-3冷却水道3）。7排气系统 在注塑成型过程中，为了将型腔内的空气排出，常常需要开设排气系统，通常是在分型面上有目的地开设若干条沟槽，或利用模具的推杆或型芯与模板之间的配合间隙进行排气。小型塑件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气，而不必另设排气槽。8其它零部件 如用来固定、支承成型零部件或起定位和限位作用的零部件等。注塑模常用零件名称及作用如表3-1所示。,3.3注塑模的分类,注塑模结构形式多
7、种多样，分类方法很多，按成型工艺特点可分为热塑性塑料注塑模、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可分为卧式注塑机用注塑模、立式注塑机用注塑模和角式注塑机用注塑模；按模具浇注系统可分为冷流道注塑模、绝热流道注塑模、热流道注塑模和温流道注塑模；按模具安装方式可分为移动式注塑模和固定式注塑模等。若根据注塑模的结构特征可分为以下几类：,1单分型面注塑模 开模时，动模和定模分开，从而取出塑件，称单分型面模具，又称双板式模具，其典型结构如图3-3所示。单分型面注塑模是注塑模具中最简单最基本的一种形式，它根据需要可以设计成单型腔注塑模，也可以设计成多型腔注塑模，是应用最广泛的
8、一种注塑模。,2双分型面注塑模,双分型面注塑模有两个分型面，如图3-5所示。A-A为第一分型面，分型后浇注系统凝料由此脱出；B-B为第二分型面，分型后塑件由此脱出。与单分型面注塑模具相比较，双分型面注塑模具在定模部分增加了一块可以局部移动的中间板，所以也叫三板式注塑模具，它常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注塑模具。开模时，中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离，以便在这两个模板之间取出浇注系统凝料。双分型面注塑模结构复杂，制造成本较高，零部件加工困难，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。,图3-5 双分型面注塑模 返回,3.带有侧向分型与抽芯机构的注塑模,当塑件有侧孔或侧凹时，需采用可侧
9、向移动的型芯或滑块成型。图3-4所示为利用斜导柱进行侧向抽芯的注塑模。图3-6为利用弯销进行侧向分型的立式注塑模。注塑成型后，动模首先向下移动一段距离，然后固定于定模板2上的弯销4的斜面段迫使滑块3向外移动，与此同时脱模机构的推杆8推动推件板5使塑件自型芯上脱下。,返回,4带有活动成型零部件的注塑模,由于塑件的某些特殊结构，要求注塑模设置可活动的成型零部件，如活动凸模、活动凹模、活动镶件、活动螺纹型芯或型环等，在脱模时可与塑件一起移出模外，然后与塑件分离。图3-7所示为带有活动镶块的注塑模。开模时，塑件包在型芯8和活动镶件9上随动模部分向左移动而脱离定模板11，分型到一定距离，脱出机构开始工作
10、，设置在活动镶件9上的推杆3将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模。合模时，推杆3在弹簧4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。,返回,5.自动卸螺纹注塑模,对带有螺纹的塑件，当要求自动脱模时，可在模具上设置能够转动的螺纹型芯或型环，利用开模动作或注塑机的旋转机构，或设置专门的传动装置，带动螺纹型芯或螺纹型环转动，从而脱出塑件。图3-8为用于角式注塑机的自动卸螺纹注塑模，由注塑机开合螺母丝杠带动螺纹型芯1转动。,返回,6.无流道注塑模,无流道注塑模是指采用对流道进行绝热或加热的方法，保持从注塑机喷嘴到型腔之间的塑料呈熔融状态，
11、使开模取出塑件时无浇注系统凝料。前者称绝热流道注塑模，后者称热流道注塑模。图3-9所示为热流道注塑模。,返回,7.直角式注塑模,直角式注塑模具仅适用于角式注塑机。与其它注塑模截然不同的是该类模具在成型时进料的方向与开合模方向垂直。图3-10所示是典型的直角式注塑模，开模时，带有流道凝料的塑件包紧在凸模8上与动模部分一起向左移动，经过一定距离后，推出机构开始工作，以推杆11推动推件板6将塑件从凸模8上脱下。直角式注塑模的主流道开设在动、定模分型面的两侧，且它的截面积通常是不变的（常呈圆形或扁圆形），这与其它注塑机用的模具是有区别的。主流道的端部，为了防止注塑机喷嘴与主流道口端的磨损和变形，可设置
12、可更换的流道镶块，如图3-10中的2所示。,返回,8.脱模机构在定模上的注塑模,在大多数注塑模中，其脱模装置均是安装在动模一侧，这样有利于注塑机开合模系统中顶出装置的工作。在实际生产中，由于某些塑件受形状的限制，将塑件留在定模一侧对成型更好一些，为了使塑件从模具中脱出，就必须在定模一侧设置脱模机构。图3-11所示为成型塑料衣刷的注塑模，由于受塑件的形状限制，将塑件留在定模上采用直角浇口能方便成型。开模时，动模向左移动，塑件因包紧在凸模11上留在定模一侧而从动模板5及成型镶块3中脱出。当动模左移至一定距离时，拉板8通过定距螺钉6带动推件板7将塑件从凸模上脱出。,返回,3.4 注塑机和注塑模的关系
13、,任何注塑模只有安装在注塑机上才能使用，所以二者在注塑成型生产中是一个不能分割的整体。任何模具设计人员在开始工作之前，除了必须了解注塑成型工艺规程之外，还应熟悉有关注塑机的技术规格和使用性能。只有这样，才能正确处理注塑模与注塑机之间的关系，使设计出的模具便于在机器上安装和使用。,3.4.1 注塑机性能参数校核,开始设计注塑模时，首先需要选择确定模具的结构、类型和一些最基本的参数和尺寸，如型腔的个数和需要的注塑量、制品在分型面上的投影面积、成型时需要用的工艺合模力、注塑压力、模具的厚度和安装固定尺寸以及开模行程等等。这些数据均与注塑机的技术规格密切相关，如果二者之间不能匹配，则模具将无法使用，此
14、时只能重新选择确定模具的结构类型或更换注塑机机型。为了了解模具结构类型与注塑机机型是否匹配，必须将二者之间的有关数据进行校核。,对于多数注塑模，其型腔数量与注塑机的塑化能力、最大注塑量以及合模力等参数有关，此外，还受制品的精度和生产的经济性等因素影响。为了统一阐述型腔数量的设计问题，下面介绍如何根据这些参数和因素来确定型腔数量的方法，这些方法也可用来校核初选的型腔数量是否能与注塑机规格相适应。,1 按注塑机的塑化能力确定型腔数量N1,式中：K注塑机最大注塑量的利用系数，一般取0.8；mp 注塑机的额定塑化量（g/h或cm）t成型周期（s）；mj浇注系统和飞边所须的塑料质量或体积ms单个制品的质
15、量或体积,2 按注塑机的最大注塑量确定型腔数量N2,式中：mI注塑机允许的最大注塑量。,3 按注塑机的额定合模力确定型腔数量N3,式中：FI注塑机的额定合模力（N）；Aj浇注系统和飞边在模具水平分型面上的投影面积（mm2）；As单个制品在模具水平分型面上的投影面积（mm2） ；pl单位投影面积需用的合模力（MPa），近似取值为熔体对型腔的平均压力。,4 按制品要求的尺寸精度确定型腔数量N4,式中： l制品的基本尺寸（mm）；=/2，是制品的尺寸公差（mm）；dd=d /2，d 是单型腔时各种塑料可能达到的尺寸公差。型腔不宜过多，经常推荐使用一模四腔结构。,5 按生产的经济性确定型腔数量N5,式
16、中：t成型周期（min）； Y每小时的工资和经营费（元）；制品的生产总量（个）；C模具费用，。其中，C1是与型腔无关的费用；C2是与型腔数成比例的费用中单个型腔分摊的费用（元）。,3.4.2 注塑量校核,在一个注塑成型周期内，注塑模内所须的塑料熔体总量与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值用下式计算：mi=Nms+ mj式中：N型腔的数量；ms单个制品的质量（或体积）；mj浇注系统和飞边所需的塑料质量 （或体积）。设计注塑模时，必须保 证小于注塑机允许的最大注塑量，二 者的关系为：mi =（0.10.8）mI,3.4.3 制品在水平分型面上的投影面积 与合模力校核,注塑成型时，制品或型腔在与注塑方向正交的模具分型面上的投影面积是影响工艺合模力的主要因素，其数值越大，需要的合模力也就越大。如果这个数值超过了注塑机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。为此，设计注塑模和选择模具分型面时，必须满足下面关系式。AAI ，（A含于AI）式中： A制品或型腔（包括浇注系统和飞边）在水平分型面上的投影面积；AI注塑机允许使用的最大成型面积。,
