《模具设计与制造 教学课件 ppt 作者 杨占尧 第2章 塑料注射模设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具设计与制造 教学课件 ppt 作者 杨占尧 第2章 塑料注射模设计（264页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 塑料注射模设计,学习目的及要求 掌握注射模具的典型结构 理解注射模具的结构组成 了解注射模型腔数量的确定方法 熟悉浇注系统的作用、分类与组成 掌握各种浇口的应用及尺寸确定 熟悉绝热流道注射模的基本结构与特点 了解分型面的选择原则,熟悉成型零部件的结构 能够正确进行导柱、导套合模导向机构的设计 熟悉推杆、推板等脱模机构的设计 熟悉斜导柱分型与抽芯机构的动作原理 了解斜导柱分型与抽芯机构的设计要点 掌握斜导柱分型与抽芯机构各种形式的结构 熟悉冷却系统时设计原则 掌握型芯、凹模冷却系统的结构设计,2.1 注射模的工作原理与结构组成,注射模的结构，与塑料品种、制品的结构形状、尺寸精度、生产批量
2、、注射工艺条件和注射机的种类等许多因素有关，因此其结构可以千变万化，种类十分繁多。但是，在长期的生产实践中，我们为了掌握注射模的设计规律和设计方法，通过归纳、分析之后发现，无论各种注射模结构之间差别多大，但在工作原理和基本结构组成方面都有一些普遍的规律和共同点。下面以图2-1所示的注射模典型结构为例，分析注射模的工作原理和基本结构组成。,2.1.1 注射模的工作原理,任何注射模都可以分为定模和动模两大部分。定模部分安装固定在注射机的固定模板（定模固定板）上，在注射成型过程中始终保持静止不动：动模部分则安装固定在注射机的移动模板（动模固定板）上，在注射成型过程中可随注射机上的合模系统运动。开始注
3、射成型时，合模系统带动动模部分朝着定模方向移动，并在分型面处与定模部分对合，其对合的精确度由合模导向机构，即由导柱8和固定在定模板2上的导套来保证。动模和定模对合之后，加工在定模板中的凹模型腔与固定在动模板1上的凸模7构成与制品形状和尺寸一致的闭合模腔，模腔在注射成型过程中可被合模系统提供的合模力锁紧，以避免它在塑料熔体的压力下涨开。,注射机从喷嘴中注射出的塑料熔体经由开设在浇口套6中的主流道进入模具，再经由分流道和浇口进入模腔，待熔体充满模腔并经过保压、补缩和冷却定型之后，合模系统便带动动模后撤复位，从而使动模和定模两部分从分型面处开启。当动模后撤到一定位置时，安装在其内部的顶出脱模机构将会
4、在注射机顶杆21的推顶作用下与动模其它部分产生相对运动，于是制品和浇口及流道中的凝料将会被它们从凸模7上以及从动模一侧的分流道中顶出脱落，就此完成一次注射成型过程。,图2-1 注射模的典型结构 1-动模板 2-定模板 3-冷却水道 4-定模座板 5-定位环 6-浇口套 7-凸模 8-导柱 9-导套 10-动模座板 11-支承板 12限位销 13-推板 14-推杆固定板 15-拉料杆 16-推板导柱 17-推板导套 12-推杆 19-复位杆 20-垫板 21-注射机顶杆,返回,2.1.2 注射模的结构组成,通过分析图2-1可知，该模具的主要功能结构由成型零部件（凸、凹模）、合模导向机构、浇注系统
5、（主、分流道及浇口等）、脱模机构、温度调节系统以及支承零部件（定、动模座，定、动模板和支承板等）组成，但在许多情况下，注射模还必须设置排气结构和侧向分型或侧向抽芯机构。因此，一般都认为，任何注射模均可由上述八大部分功能结构组成。下面主要结合图2-1简介这些结构在注射模的作用。,1.成型零部件 成型零部件是指定、动模部分中组成模腔的零件。通常由凸模（或型芯）、凹模、镶件等组成，合模时构成模腔，用于填充塑料熔体，它决定塑件的形状和尺寸，如图5-1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射机喷嘴进入模具模腔所流经的通道，它由
6、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5-1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5-1中推板导柱16、推板导套17。 4.脱模机构 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，常见的有推杆脱模机构、推板脱模机构和推管脱模机构等。图5-1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
7、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。 6.加热和冷却系统 为了满足注射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2-1冷却水道3）。,7.排气系统 在注射成型过程中，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.支承零部件 用来安装固定或支
8、承成型的零部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零部件组装在一起，可以构成注射模具的基本骨架。,根据注射模中各零部件与塑料的接触情况，上述八大部分的功能结构也可以分为成型零部件和结构零部件两大类。其中，成型零部件系指与塑料接触，并构成模具型腔的各种零部件；结构零部件则包括支承、导向、排气、推出塑件、侧向分型与抽芯、温度调节等功能构件。在结构零部件中，合模导向机构与支承零部件合称为基本结构零部件，因为二者组装起来可以构成注射模架（GB/T12555-2006塑料注射模模架已做出具体的标准化规定）。任何注射模均可以以这种模架为基础，再添加成型零部件和其他必要的功能结构件来形成。,2.
9、2 注射模的典型结构,注射模结构形式多种多样，分类方法很多，按成型工艺特点可分为热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模、低发泡塑料注射模和精密注射模；按其使用注射机的类型可分为卧式注射机用注射模、立式注射机用注射模和角式注射机用注射模；按模具浇注系统可分为冷流道注射模、绝热流道注射模、热流道注射模和温流道注射模；按模具安装方式可分为移动式注射模和固定式注射模等。若根据注射模的结构特征可分为以下几类：,2.2.1 单分型面注射模,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2-1所示。单分型面注射模是注射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
10、注射模，也可以设计成多型腔注射模，是应用最广泛的一种注射模。,2.2.2 双分型面注射模,双分型面注射模有两个分型面，如图2-2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。与单分型面注射模具相比较，双分型面注射模具在定模部分增加了一块可以局部移动的中间板（又叫活动浇口板，其上设有浇口、流道及定模所需要的其它零件和部件），所以也叫三板式（动模板、中间板、定模板）注射模具，它常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具。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。 双分型面注射模结构复杂，制造成本较高，零部
11、件加工困难，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。,图2-2 双分型面注射模 1-动模座板 2-支承板 3-动模板 4-推件板 5-导柱 6-限位销 7-弹簧 8-定距拉板 9-凸模 10-浇口套 11-定模板 12-中间板13-导柱 14-推杆 15-推杆固定板 16-推板,返回,2.2.3 带有侧向分型与抽芯机构的注射模,当塑件有侧孔或侧凹时，需采用可侧向移动的型芯或滑块成型。图2-3为一斜导柱驱动型芯滑块侧向抽芯的注射模，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。 除了以上三种主要类型之外，还有带有活动成型零部件的注射
12、模、自动卸螺纹注射模、无流道注射模、直角式注射模和脱模机构在定模上的注射模等类型。,图2-3 带侧向抽芯注射模 1-动模座板 2-垫块 3-支承板 4-凸模固定板 5-挡块 6-螺母 7-弹簧 8-滑块拉杆 9-锁紧块 10-斜导柱 11-侧型芯滑块 12-凸模 13-定位环 14-定模板 15-浇口套 16-动模板 17-导柱 18-拉杆 19-推杆 20-推杆固定板 21-推板,返回,2.3 浇注系统设计,2.3.1 浇注系统的作用与组成 用注射成型方法加工塑料制品时，注射机喷嘴中熔融的塑料，经过主流道、分流道，最后通过浇口进入模具型腔，然后经过冷却固化，得到所需要的制品。所以注射模具的浇
13、注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动通道，如图2-4所示。浇注系统在模具中占有非常重要的地位，它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。,浇注系统的作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑料制件。浇注系统分直浇口式和横浇口式两种类型，都有浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分组成，个部分的作用为：,1. 主流道 由注射机喷咀与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道，是熔融塑料进入模具时最先经过的部位。 2.分流道 主流道与浇口之间的一段流道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡
14、段，能使塑料的流向得到平稳的转换。对多腔模分流道还起着向各型腔分配塑料的作用。,3.浇口 是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是最短小的部分。它的作用有三点： （1）使分流道输送来的熔融塑料在进入型腔时产生加速度，从而能迅速充满型腔； （2）成型后浇口处塑料首先冷凝，以封闭型腔，防止塑料产生倒流，避免型腔压力下降过快，以致在塑件上出现缩孔和凹陷； （3）成型后，便于使浇注系统凝料与塑件分离。,4.冷料穴 其作用是贮存两次注射间隔中产生的冷料头，以防止冷料头进入型腔造成塑件熔接不牢，影响塑件质量，甚至发生冷料头堵塞住浇口，而造成成型不满。冷料穴一般设在主流道末端，当分流道较长时，在它的末端也应开设冷
15、料穴。,图2-4 浇注系统示意图 （a） 卧（立）式注射机用模具的浇注系统 (b) 角式注射机用模具的浇注系统 1-主流道 2-分流道 3-浇口 4-冷料穴,返回,2.3.2 普通浇注系统设计,1.主流道设计 主流道的几何形状和尺寸如图2-5所示。其截面形状一般为圆形,设计时应注意下列事项：,图2-5 直浇口式主流道的形状和尺寸,（1）主流道的尺寸。 主流道的尺寸应当适宜，一般情况下，主流道进口端的截面直径约取为48mm，若熔体流动性好且制品较小时，直径可设计得小一些；反之则要设计得大一些。确定主流道截面直径时，还应当注意喷嘴和主流道的对中问题，因对中不良产生的误差容易在喷嘴和主流道进口处造成
16、漏料或积存冷料，并因此妨碍主流道凝料脱模。为了补偿对中误差并解决凝料脱模问题，主流道进口端直径一般都要比喷嘴出口直径大0.51mm。表2-1推荐的主流道截面直径可供参考使用。,表2-1 主流道截面直径的推荐值,返回,（2）为了便于取出主流道凝料，主流道应呈圆锥形，锥角约取24。对流动性差的塑料可取到610。 （3）主流道出口端应有圆角，圆角半径R约取0.33mm或取0.125D2。 （4）主流道表壁的表面粗糙度应小于Ra0.631.25um。 （5）主流道长度一般小于或等于60mm。,2.分流道设计,单腔注射模通常不用分流道，但多腔注射模必须开设分流道。分流道开设在动、定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状如图2-6所示。其中：圆形截面（图2-6a）分流道的比表面积（流道表壁面积与容积的比值）最小，塑料熔体的热量不易散发，所受流动阻力也小，但需要开设在分型面两侧，而且上、下两部分必须互相吻合，加工难度较大；梯形截面（图2-6b）分流道容易加工，且熔体的热量散发和流动阻力都不大，因此最为常用；U形截面（图2-6c）分流道
