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1、第4章 注射成型模具设计,本章重难点,第4章 注射成型模具设计,根据所用注射原料的不同，注射成型模具可分为热塑性注射模具和热固性注射模具。,第4章 注射成型模具设计,4.1 概述 4.2 注射机的校核 4.3 型腔压力分析 4.4 普通浇注系统设计 4.5 成型零部件系统设计 4.6 脱模系统的设计,4.7 合模导向系统的设计 4.8 侧向分型抽芯系统的设计 4.9 模具温度调节系统的设计 4.10 特种注射模具设计 4.11 热固性塑料注射模具设计,4.1 概述,一、注射成型模具典型结构 二、注射成型模具分类 三、注射成型原理 四、注射成型工艺,4.1 概述,一、注射模具典型结构,认识单分型
2、面注射模：,观看下列单分型面注射模的动画演示，请归纳其工作原理。,典型单分型面注射成型模具,4. 概述,定模：安装在注射机固定模板上。 动模：安装在注射机移动模板上。,一、注射模具典型结构： 、浇注系统 、成型零部件系统 、合模导向系统 、脱模系统,、侧分系统 、调温系统 、排气系统,、浇注系统：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道。由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。 、成型零部件系统：指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等。,、合模导向系统：动、定模合模对中机构。包括导柱、导向孔。导套等。 、脱模系统：在开模过程后期，将塑件从模具中脱出的机构。
3、包括顶杆、拉料杆、顶出固定板、顶出板、回程杆等。,、侧向分型抽芯系统（侧分系统）：用于成型塑件表面上侧凸或侧凹的机构。包括斜导柱、导向孔、滑块等。,、调温系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，在模具上设置温度调节系统。 、排气系统：在注射过程中将型腔原有的空气排出的系统。,4.1 概述,二、注射模具分类,二、注射模具分类： 1、按塑料品种分类：热塑、热固、低发泡、反应型、共注射（型塑料注射模具）。,2、按模具型腔容量分类： 习惯上，分为小型注射模具（型腔容积100cm3以下）、中型注射模具、大型注射模具（型腔容积3000cm3以上,模具质量大于2t，需锁模力约600t以上）。,3、按注射件尺
4、寸精度分类：普通注射模具、精密注射模具。 4、按型腔数目分类：单型腔、多型腔。 5、按所用注射机分类：立式、角式、卧式。,6、按模具结构分类： 单分型面注射模具（两板式注射模具） 双分型面注射模具（三板式注射模具） 带活动镶块注射模具（塑件上有模具外取出的成型零件）,含有侧向分型抽芯系统的注射模具 含有自动卸螺纹装置的注射模具 定模顶出注射模具 特种注射模具（无流道注射模具、热流道注射模具）,4.1 概述,三、注射成型原理,能力目标,能分析注射成型的原理. 能清晰的概述完整的注射成型工艺过程. 能通过注射工艺过程归纳注射成型的特点.,知识目标,理解注射成型的原理. 掌握注射成型工艺的内涵. 了
5、解注射成型的特点.,重点难点,重点:注射成型原理及工艺过程. 难点:注射过程.,引入,请观察下图,充分发挥想象,该动画过程很接近现实生活中的哪种场景?,在医院进行肌肉注射的场景,注射成型,操练,请结合以下两幅图,口述注射成型原理.,分析,注射成型的工作原理.,操练归纳-请简要归纳注射成型原理,注射成型的工作原理.,注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆的推力，将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。,引入,请大家回忆在医院进行肌肉注射的全过程.,准备药水,进行肌肉注射,清洗消毒,思考,请大家类比肌肉注射过程,并结合该动画过程,请用自己的话归纳
6、一下注射成型的全过程.,成型前准备,注射过程,塑件后处理,操练,请结合之前的内容,思考注射成型前应该做哪些准备?,?,归纳,成型前的准备?,原料的检验,原料的处理,选用脱模剂,料筒的清洗,嵌件的预热,检查颜色、细度均匀度,吸湿性材料预热干燥,减小金属与塑料的收缩差异,对空清洗,方便脱模,操练,请结合注射成型原理,分组讨论注射过程有哪些,进行简单的概括并画出其流程图?,归纳,注射过程：,归纳,塑件后处理:,退火处理,调湿处理,消除残余应力,调整塑件的吸湿平衡,加深操练1,请根据图示,判断其成型状态.,脱模,保压,注射,加深操练2,我们已经了解了注射成型原理和注射成型工艺过程,到底注射成型具有什么
7、样的特点,为什么在如今的制造行业,注射成型被广泛采用,请讨论?,归纳,注射成型特点?,成型周期短,生产成本高,设备价格高,自动化程度高,生产效率高,对成型制件要求不高,注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,小结：请同学们对着下图叙述螺杆式注射机的工作原理。,螺杆式注射机的工作原理图：,1料斗 2螺杆转动传动装置 3注射液压缸 4螺杆 5加热器 6喷嘴 7模具,螺杆式注射机的工作原理图：,1.模塑前准备及过程（填写工艺流程图） 2.螺杆式及柱塞式注射机的不同特点？,思考与练习：,4.1 概述,四、注射成型工艺,能力目标：,能通过查找资料，填写注射成型工艺卡上的部分项目。,知识目标：,
8、了解填写注射成型工艺卡应考虑的问题。,复习：,1、叙述注射成型工艺过程。,2、注射成型工艺参数主要指哪些。,注射前的准备、注射过程、塑件的后处理。,温度、压力和时间。,下表为仪表壳（下图）模塑工艺卡，请同学们认真阅读后，说说该表主要由哪几项内容构成？,塑件名称：仪表壳 塑料原料：ABS 设备：HS120AV 温度指数：干燥温度、料筒温度、模具温度、后处理温度等。 压力指数：注射压力、背压。 时间指数：注射时间、保压时间、冷却时间等。,注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,对于一定的塑件，当选择了适当的塑料品种、成型方法及成型设备，设计了合理的成型工艺过程和塑料模具结构之后，在生产中
9、，工艺条件的选择和控制就是保证成型顺利和塑件质量的关键。,比较课本或手册中的塑料ABS的注射工艺参数与上表的数值，有什么发现？为什么会有不同？在手册中温度是怎样的变化？,思考：,ABS塑料生产工艺参数的选择：,塑化注射温度： ABS树脂的塑化注射用温度范围是180280。根据制品用原料类型的不同，具体应用时应适当调整。 比如应用耐热型树脂，温度值应取高些；应用通用型树脂时，温度值应取低些。注塑ABS树脂时，机筒应用较多的温度控制范围为180230。 喷嘴常用温度是190220。当应用高流动型树脂时，喷嘴控制温度是170180。,ABS塑料生产工艺参数的选择：,成型模具温度： ABS树脂熔体成型
10、模具温度控制在4080 范围内，采用较高模具温度时，熔体充模质量好，制品内应力小，外观质量好。 但过高的模具温度易使制品收缩率增大，脱模后易变形，同时，使制品的生产周期延长。一般ABS注塑制品用成型模具温度常控制在4060 这间。,料筒温度：在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；料筒后端温度最低，喷嘴前端最高； 当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。,影响因素,1、塑料的粘流温度或熔点。 2、聚合物的分子质量及分子质量分布。 3、注射机的类型。 4、塑件及模具结构特点。,注射成型工艺温度条件,注射成型工艺温度条件：,喷嘴温度 略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴
11、处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。,注射成型工艺温度条件：,模具温度： 温度太低 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。 温度过高 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；,ABS塑料生产工艺参数的选择：,熔体的注射压力： ABS树脂熔体的注射压力范围在60150MPa。注塑制品的壁厚尺寸较大、浇口规格较大时，注射压力可采用70110MPa；注塑制品的壁厚较小、熔料流程较长或是采用耐热型树脂时，注射压力可用120150MPa。 保压压力一般多用6070MPa，目的是为了使制品有较小的内应力。 熔体注射速度，通常都采用中低速注射。,注射成型工艺压力条件,塑化压力：又称背压（螺
12、杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。,一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越好，其具体数值随所用塑料的品种，一般为620MPa。,注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。,影响因素,1、塑料品种。 2、注射机类型。 3、模具浇注系统结构尺寸。 4、塑件壁厚流程大小等因素有关。,注射成型工艺压力条件,注射成型工艺时间条件,成型周期： 完成一次注射模塑过程所需的时间。,注射成型工艺时间条件,在整个成型周期中，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量有决定性的影响： 注射时间中的充模时间与充模速率成反比，注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降，对剪切速率敏感的塑料尤其如此。 冷却时间主要取决于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，一般在30120s之间。,查资料：,根据上面的结论，把前面的仪表壳的原料改为PP（聚丙烯）重新选择注射成型的工艺参数。,回顾：,注射成型的工艺条件及影响因素。,
