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1、注塑模具设计基础培训讲义（一） 编著：交大申模 刘庆生 审校：交大申模 熊 伟上海市职业培训指导中心2004年10月注塑模具设计技术基础培训讲义 主题：注塑模具设计师（初级）模具设计技术：单元1_1本单元培训目的：1. 了解注射机分类2. 了解注射模与注射机的关系本单元内容及课时分配： 章节内容页数学时讲课上机总计一绪论511二塑料简介1333三注塑件可行性分析3054四塑料注射机1234参观模具塑胶厂66五通用型注射模具设计1074242总计1676060目录4.1注射机的分类与规格.34.2注射模和注射机的关系.6第四章 塑料注射机简介4.1 注射机的分类与规格注射机常用的分类方法有以下几
2、种：一、 按外形结构特征分1. 卧式注射机 如图4-1所示：1) 特点：注射系统与合模系统的轴线重合，与机器安装底面平行，是注射机中最主要的应用最广泛的形式。2) 优点：机身低，加料和操作容易，塑件可自行脱落，容易实现自动化。3) 缺点：占地面积较大，模聚拆装方便。图4-1 卧式注射机1-机身 2-电动机及油泵 3-注射油缸 4-齿轮箱 5-齿轮传动电动机 6-料斗 7-螺杆 8-加热器 9-料筒 10-喷嘴 11-静模固定板（安装版） 12-模具 13-拉杆 14-动模固定板 15-合模机构 16-合模油缸 17-模具固定螺钉 18-螺杆传动齿轮 19-螺杆花键 20-油箱2. 立式注射机，
3、如图4-2所示。 1) 特点：注射系统与合模系统的轴线重合，与机器安装底面垂直。2) 优点：占地面积小，模聚拆装方便、便于安装嵌件和活动型芯。3) 缺点：不易实现自动化，只适用注射量低于60g的塑件，一般为柱塞式结构。图4-2 立式注射机示意1-合模装置 2-注射装置 3-机身3. 直角式注射机注射装置垂直布置与锁模，顶出及动、静模互为直角，如图4-3(a)所示。也有注射装置水平布置，而锁模、顶出与动、静模为竖直布置的情况，如图4-3(b)所示。直角式注射机适于生产侧浇口的塑件。如图4-3所示：(a) (b)图4-3 角式注射机1-合模装置 2-注射装置 3-机身二、 按塑化方式分1. 柱塞式
4、注射机立式注射机和直角式注射机均为柱塞式，而卧式柱塞式注射机如图4-4所示。图4-4 柱塞式注射机因为塑料层的外层和内层受热速度不同，可能导致外层的塑料因受热时间过长而分解，对于流动性差的或热敏性的塑件不宜使用柱塞式注射机。当前柱塞式注射机使用情况已经很少了，在此不再详细介绍。2. 螺杆式注射机如图4-1 所示，塑料进入料筒后，有一个预塑化的过程。螺杆除作旋转运动外，还可作往复运动。进入到料筒的塑料，在料筒的传热及螺杆与塑料之间剪切摩擦发热的加热下，逐步熔融，还被螺杆不断推向料筒前端。当靠近喷咀处的熔料达到一次注射量时，螺杆即停止转动，并在液压系统的驱动下向前推动，将熔体注射到模具型腔中去。三
5、、 按注射机大小规格分，如表4-1所示表4-1 注射机规格一览表类型合模力（KN）理论注射量cm3类型合模力（KN）理论注射量cm3超小型1601600016000中型20004000800-3150在几种塑料注射机当中，立式和直角式注射机均为柱塞结构，而卧式注射机中以螺杆式结构为主。注射机的主要技术规格，可参阅有关资料或塑机厂的使用说明书。4.2 注射模和注射机的关系塑料注射机是成型塑件的一种压力设备，注射模是安装在注射机上使用的。从人、机、模、料的角度讲，模具与注射机应相互匹配和相互适应，才有可能保证塑件质量和有效的成型周期。在模具设计之前，应对注射机的有关技术参数进行校核。一、 注射量校
6、核1. 最大注射量(g或cm3)注射机在对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞一次注射PS的最大质量（g）或最大容积（cm3）为最大注射量。2. 注射量校核1) 注射量以容积表示最大注射容积Vmax是模具型腔和浇注系统的最大容积（cm3）为：Vmax=kV最大注射质量Gmax是模具中塑件和浇注系统凝料的最大质量（g）为：Gmax=Vmax=kV式中：V-注射机额定的容积注射量，即最大注射量（cm3） k-注射机最大注射量的利用系数，取k=0.82) 注射量以质量表示最大注射容积：Vmax=kG/ps可得最大注射质量：Gmax=kG/ps式中：G-注射机额定的质量注射量，即最大注射量（g） -注射塑料
7、的固态密度。（g/cm3） ps -Ps的固态密度，为1.05g/cm3常用热塑性塑料的密度，如表4-2表4-2 常用热塑性塑料的密度塑料名称密度(g/cm3)塑料名称密度(g/cm3)塑料名称密度(g/cm3)高压聚乙烯0.910.94尼龙61.14聚碳酸酯1.181.20低压聚乙烯0.940.965尼龙661.15硬聚氯乙烯1.38聚丙烯0.900.91ABS1.031.07软聚氯乙烯1.161.35聚苯乙烯1.041.06聚甲醛1.411.433) 最小实际注射量如果最小实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥。塑料在料筒中停留时间过长，容易导致塑料的高温分解，从而降低塑件的质量和性能
8、，对热敏性塑料更是如此。所以最小实际注射量为：Vmin=0.25V，Gmin=0.25G.。每次注射的实际容积注射量V或质量G应满足下式关系，即：VminVVmax 或 GminGGmax二、 锁模力校核1. 锁模力F：锁模力是注射机的合模机构施于模具上的最大夹紧力。锁模力由注射机额定。2. 涨模力：高压熔体在充满模具型腔的瞬间会生产沿开模方向的涨模力。涨模力大小等于塑件和浇注系统在模具分型面上的投影面积之和A与型腔内熔体压力q的乘积。涨模力必须小于锁模力，否则在注射成型的过程中会因锁模不紧而在模具分型面上产生溢边，从而影响塑件在深度或高度方向的尺寸精度。如图4-5所示。图4-5 涨模力与锁模
9、力3. 锁模力与涨模力的关系 FKqA式中：F-注射机的额定锁模力（KN）A-塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm2）q-注射时模具型腔内熔体压力（N/cm2），通常取（2040）MPa K-安全系数，通常取1.11.2三、 最大注射压力的校核1. 注射压力 注射时为克服熔料流经喷嘴、流道和模腔等处的流动阻力，螺杆或柱塞必须对熔体施以足够的压力，保证熔体以一定的压力和速度充满型腔，该压力称为注射压力，单位为MPa.2. 注射压力的选择注射压力的大小取决于塑料性能、注射机类型、喷嘴形式、塑料的流动性、塑件形状、浇注系统和型腔的流动阻力及模具温度等因素。在生产实践当中，选择塑件成型的注射压力
10、应在注射机允许的范围内调节。3. 校核PmaxkP0式中：Pmax-注射机的额注射压力 P0-注射成型所需调用的注射压力在实际生产中，注射压力大致在（70100）MPa的范围内选取。K- 安全系数，常取1.251.4四、 安装部分尺寸校核应校核的项目，如下表4-3所示：表4-3 安装部分尺寸校核序号项目模具注射机校核结果1主流道始端形状浇口套喷咀R=R1+(24)mm2主流道始端进料孔浇口套喷咀D1=D2+(0.5-1)mm3定位圈固定模板定位孔定位圈=H1+H2+(510)mm式中：Smax-最大开模行程H1-塑件所需要的脱模距离H2-包括浇注系统凝料在内的塑件高度2) 对于双分型面模具，最
11、大开模行程Smax如图4-7所示：Smax=H1+H2+a+(510)mm式中：H1-塑件所需要的脱模距离H2-塑件高度a-取出浇注系统凝料所需要的开模行程图4-6 单分型面模具所需开模行程图4-7 双分型面模具所需开模行程2. 最大开模行程与模厚有关时的校核对于全液压式的锁模机构，最大开模行程Smax为：Smax=Sk-Hm式中：Sk-注射机的固定模板与移动模板之间的最大开距Hm -模具厚度若模具厚度增加，开模行程则减小。1) 对单分型面模具，最大开模行程，如图所示Sk为：图4-8 全液压式锁模机构的开模行程SkHm+H1+H2+(5-10)mm2) 对于双分型面模具，最大开模行程Sk按上式
12、加“a”即取出浇注系统凝料所需要的开模行程即可。SkHm+H1+H2+a+(5-10)mm3. 侧抽芯模具，开模行程的校核斜导柱抽芯机构的开模行程需根据抽拔距来确定，如图所示。图49 侧抽芯机构的开模行程当侧抽芯所需要的开模行程HcH1+H2时，开模行程SmaxHc+(5-10)mm当侧抽芯所需要的开模行程HcH1+H2时，开模行程仍为：SmaxH1+H2+(5-10)mm4. 螺纹塑件的脱出所需的开模行程如果靠开模行程完成脱螺纹的动作时，则需保证驱动螺纹所需的开模行程。六、 顶出距离的校核由于注射机的型号形式不同，顶出形式，顶出装置和顶出距离也各不相同。在模距设计阶段对上述内容充分了解，以保证模具的顶出机构与注射机的相关内容相匹配。模具的顶出行程应小于注射机的顶出行程。在能力与知识结构方面，要求学生应具有扎实的专业和日语语言基础，熟练掌握日语听、说、读、写、译的基本技能；了解日本社会及日本文化等方面的基本知识，熟悉日本国情，具有一定的日本人文知识及运用这些知识与日本人进行交流的能力。65
