8.3 注射机基本参数与注射模的关系,,注射模与注射机的关系,注射机、塑料和模具是生产塑料制品不可缺少的条件由于用户已有注射机并按制品选用了塑料,要求设计模具注射成型模必须能方便地在注射机上安装、成型、脱模和取出制品设计模具前,应对注射机有关参数进行校核,实现注射机成型模与注射机性能参数相匹配8.3主要内容,8.3.1最大注射量 8.3.2锁模力 8.3.3注射压力 8.3.4注射速率 8.3.5模具在注射机上的安装尺寸 8.3.6开模行程和顶出机构,1、最大注射量,设计模具时,应使成型制品每次所需注射总量G小于注射机的最大注射量Gmax GGmax (8-1) G=nG1+G2 (N) (8-2) 式中 n----模具中的型腔数; G1—每个制品的重量; G2—浇注系统的重量; 通常,要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80%以下: G≤80% Gmax (8-3),1、最大注射量,最大注射量的标定随注射机结构不同而异柱塞式注射机的最大注射量是以一次注射聚苯乙烯的最大重量为标准规定的当注射其它塑料时,最大注射量应进行换算: Gmax=G0 (8-4) 式中 G0-------一次注射聚苯乙烯的最大注射量(N) Gmax----注射其它塑料的最大注射量(N) ------常温下聚苯乙烯的重度(N/m3) -------常温下其它塑料的重度(N/m3) 对于螺杆式注射机,其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积来表示的。
2、锁模力,锁模力是在成型时锁紧模具的最大力如图8-7所示 (8-5) 式中 F-注射机的额定锁模力 (N); A-塑料与浇注系统在分型面上的垂直投影面积(m2) ; pc -熔融塑料在型腔内的平均应力(MPa) ; k-安全系数,常数 k=1.1~1.2 ; 型腔内平均压力pc是注射压力p经喷嘴、浇注系统、型腔损耗后剩余压力,约为注射压力的25%~50%2、锁模力,图8-7 涨力计算图,2、锁模力,对于流动性差的塑料,形状复杂,精度要求高的制品,需要较高的型腔压力表8-2列出制品形状和精度不同时可选用的型腔压力 型腔平均压力还根据注射机种类的不同而异,一般设定值是:柱塞式为 40-50Mpa,螺杆式为20-35MPa .,表8-2 塑件形状和精度不同时的型腔压力,3、注射压力,注射压力是成型柱塞或螺杆施于料筒内熔融塑料上的压力常取70-150Mpa 注射机的最大注射压力应当能满足塑件成型的需要,塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴类型、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的 螺杆式注射机,注射压力的传递比柱塞式注射机好,注射压力可取得小一些;流动性差的塑料或细长流程塑件注射压力应取得大一些。
柱塞式与螺杆式对比,柱塞式:很多压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦 螺杆式:加热缸压力损失小,用较低的射出压力也能成型锁模力与注射压力的关系,锁模力是指注射机合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,是为了抵抗熔融塑料在较高的注射压力下填充模具时所产生的胀模力而设定的 锁模力F(kN)=0.1X系统压力(MPa)X柱塞有效截面积(平方厘米)X液压缸数量 熔融塑料从料筒经喷嘴射出后,要经过模具的注流道、分流道、浇口进入模腔,压力损失很大 注射压力P(MPa)=注射活塞有效截面积(平方厘米)X系统工作压力(MPa)X注射油缸数量(一般为2个)÷螺杆或料筒柱塞的截面积(平方厘米)4、注射速率,注射速率即注射过程中每秒钟通过喷嘴的塑料容量 在一定注射压力和温度下的最大注射率,受喷嘴孔的尺寸、塑料种类和注射柱塞的最大速度的制约 柱塞注射速度常取33~58mm/s 速度慢,熔料充模时间长,制品容易产生熔接痕、密度不均、应力大等 高速注射,减少模腔内的熔料温度差,改善压力传递,得到密度均匀、应力小的精密制品5、模具在注射机上的安装尺寸,模具要便于装在注射机上,二者有关尺寸应相匹配需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具闭合厚度和安装螺孔尺寸。
(1)喷嘴尺寸注射机喷嘴一般为球面,球面半径应与其相接触的模具主流道入口端凹下的球面半径相适应 角式注射机喷嘴头多为平面,模具与其相接触处也应作成平面喷嘴尺寸,R1主流道开始端凹 球面半径;R喷嘴头的凸球面半径;D1 主流道衬套孔径 ;D喷嘴头孔径 R1≥R[1+(0.1~0.4)] mm D1≥D+(0.5~1.0) mm,5、模具在注射机上的安装尺寸,(2)定位圈尺寸为保证模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合,模具定模板上凸出的定位圈必须与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合定位圈,固定模板,(4)模具闭合厚度,模具闭合厚度是指模具处于闭合状态时,定模板安装端面到动模板安装端面之间的距离必须满足 Hmin≤Hm≤Hmax (mm) (8-6) 式中: Hm—模具闭合厚度; Hmin—动、定模间的最小开距; Hmax—动、定模间的最大开距定模底板,调节螺母,动模底板,图8-8 模具厚度与注射机模板闭合厚度关系,,5、模具在注射机上的安装尺寸,(4)螺孔尺寸模具常用的安装方法有两种:一种是用螺钉直接固定;另一种是用螺钉压板固定采用前一种方法设计模具时,动、定模座板上螺孔位置及尺寸应与注射机对应模板上的螺孔位置和尺寸相适应;而采用后一种方法,则比较灵活。
6、开模行程L,开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开模距离 (1) 对液压—机械式锁模机构的最大开模行程由连杆机构的最大行程决定而与模具厚度无关液压-机械式锁模结构,,①单分型面注射模的开模行程,,,,,,,顶杆,动模,制品,定模,单分型面注射模开模行程L,单分型面注射模开模行程 L≥H1+H2+(5-10) (mm) (8-7) H1—脱模距离(mm) H2—包括浇注系统在内的制品高度(mm) L—注射机开模行程(即移动模板行程)(mm),② 双分型面注射模(带点浇口)的开模行程,图8-12 双分型面注射模的开模行程,,,,,,,顶杆,动模,制品,定模,浇口冷料,型腔板,双分型面的注射模的开模行程,如图8—12所示 L≥H1+H2+(5-10)+a (mm) (8-8) H1—脱模距离(mm) H2—制品高度(mm) a-模板1与型腔板2的分离距离 L—注射机开模行程(即移动模板行程)(mm),双分型面注射模的开模行程,(2) 全液压式锁模机构的开模行程,全液压式或全机械式锁模机构的注射机,开模时移动模板后移的距离(开模行程)会受到模具安装厚度的影响。
安装的模具厚度愈大、开模行程愈小,这种注塑机上只标明一个模板最大开距和允许的模具安装最小厚度,实际的开模行程是模板最大开距与模具安装厚度之差Hm:模具闭合厚度,Hm:模具闭合厚度,,,全液压式锁模机构的开模行程,(2)对于全液压式锁模机构的注射机,其最大开模行程等于动模与定模之间的最大距离(Lk)减去模具的厚度(Hm) 对于单分型面的注射模 L= Lk - Hm ≥ H1+H2+(5-10) (mm) (8-10) 或 Lk ≥ Hm +H1+H2+(5-10) (mm) 对于双分型面的注射模 L= Lk - Hm ≥ H1+H2+(5-10) +a (mm) 或 Lk ≥ Hm + H1+H2+(5-10) +a (mm),有侧向抽芯时的开模行程,(3)当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯开模行程应考虑加上完成抽芯所需距离Hc(抽芯距),如图(8-13)所示有侧向抽芯时的开模行程,图8-13 有侧向抽芯时的开模行程,Hc,,,,,L,,侧向抽芯的开模行程,①当HcH1+H2时,则以上各式中的H1+H2项均用Hc代替,其他各项不变 ②当HcH1+H2时,可不考虑侧向抽芯的影响有螺纹开模行程,当成型带螺纹的制品时,如需要在注射机上完成脱螺纹型芯的动作,则在考虑开模行程是还需要增加旋出螺纹型芯的距离。
3.顶出装置,校核注射机顶出机构的顶出形式、最大顶出距离、双顶杆中心距和顶杆直径等均必须与之相适应注射机参数,表8-3 部分国产注射机的主要技术参数,。