1、3.塑料注射成型模具 3.1 概述3.1.1 設(shè)計(jì)注射模具應(yīng)考慮的問(wèn)題 了解塑料熔體的流動(dòng)行為，考慮塑料在流道和型腔各處流動(dòng)的阻力、流動(dòng)速度，檢驗(yàn)最大流長(zhǎng)。根據(jù)塑料在模具內(nèi)的流動(dòng)方向，考慮塑料在模具內(nèi)的重新熔合和模具內(nèi)原有空氣的導(dǎo)出。 考慮冷卻過(guò)程中塑料的收縮及補(bǔ)縮問(wèn)題。 通過(guò)模具設(shè)計(jì)來(lái)控制塑料在模具內(nèi)結(jié)晶、取向和改善制品內(nèi)應(yīng)力。 進(jìn)澆點(diǎn)和分型面的選擇問(wèn)題 制件的橫向分型抽芯和頂出問(wèn)題。 模具的冷卻和加熱問(wèn)題。 模具有關(guān)尺寸與所用注射機(jī)的關(guān)系。 模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀要簡(jiǎn)單合理，模具應(yīng)具有適當(dāng)?shù)木?、粗糙度、?qiáng)度和剛度，易于制造和裝配。3.1.2 注射模具的功能熔體的接收與分布材料的成型與冷卻

2、熔體固化塑件頂出承受應(yīng)力轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)模具部件導(dǎo)向3.1.3注射模具的典型結(jié)構(gòu)注射模的基本結(jié)構(gòu)都是由定模和動(dòng)模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)板上。 注塑成型時(shí)，定模部分和隨液壓驅(qū)動(dòng)的動(dòng)模部分經(jīng)導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合，塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔；注塑成型冷卻后開模，即定模和動(dòng)模分開，一般情況下塑件留在動(dòng)模上，模具頂出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。圖3-1為一典型注塑模。 根據(jù)模具上各部件的作用不同，一般注塑?？捎梢韵聨讉€(gè)部分組成： 圖3-1單分型面注射模具注射模具的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)各零件所起作用細(xì)分型腔澆注系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)冷卻與加熱裝置排氣系統(tǒng)支承與緊固零件分

3、型與抽芯機(jī)構(gòu)3.1.3注射模具的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)各零件所起作用細(xì)分型腔澆注系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)冷卻與加熱裝置排氣系統(tǒng)支承與緊固零件分型與抽芯機(jī)構(gòu)3.1.4 注射模具類型（按總體結(jié)構(gòu)特征分類）單分型面雙分型面帶有活動(dòng)鑲件的注射模具橫向分型抽芯注射模具自動(dòng)卸螺紋注射模具定模設(shè)頂出裝置的注射模無(wú)流道注射模具圖3-1圖3-2圖3-3圖3-4圖3-5圖3-6圖3-73.2 模具與注射機(jī)的關(guān)系 設(shè)計(jì)注射模時(shí)，必須了解模具與注射機(jī)的關(guān)系，設(shè)計(jì)模具必須針對(duì)具體的注射機(jī)，具體的說(shuō)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮。3.2.1 注射機(jī)最大注射量的較核 注射機(jī)的最大注射量是指注射機(jī)螺桿或柱塞以最大注射行程注射時(shí)，一次所能達(dá)到的塑料注

4、射量。柱塞式注射機(jī) 最大注射能力在國(guó)際上規(guī)定以一次注射聚苯乙烯塑料的最大克數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。故注射聚苯乙烯時(shí)，制件的總重量加上澆注系統(tǒng)的重量應(yīng)不超過(guò)注射機(jī)的規(guī)定克數(shù)。最好在額定注射量的80%以內(nèi)。當(dāng)注射其它塑料時(shí)，最大注射量公式為： （3-1）式中 Gmax最大注射量，克； dB 聚苯乙烯在常溫下的比重，1.06g/cm3； gB注射機(jī)規(guī)定注射量，克； D 注射塑料在常溫下的比重，g/cm3。當(dāng)考慮壓縮比不同的影響時(shí)則 （3-2）式中IB聚苯乙烯塑料平均壓縮比，取為2； i注射塑料的壓縮比；塑料的壓縮比和它的粒度、粒子的規(guī)整性等因素有關(guān)，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。螺桿式注射機(jī) 其最大注射能力通常以螺桿在料筒內(nèi)最

5、大推進(jìn)容積M（cm3）表示。因此，最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒的溫度及壓力下的重量。最大注射量為： （3-3） 式中M注射機(jī)規(guī)定注射容積，cm3； Dg在料筒的溫度和壓力下熔融塑料的密度，g/cm3。 最大注射量也可用下式進(jìn)行估算： （3-4）式中C料筒溫度下塑料體積膨脹率的校正系數(shù)； 對(duì)于結(jié)晶性塑料C0.85，對(duì)于非晶性塑料C0.93。3.2.2注射壓力的校核 決定制品成型所需壓力因素有：注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動(dòng)阻力。3.2.3 鎖模力的校核 高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，使模具沿分型面漲開。其值等于制件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積

6、之和F乘以型腔內(nèi)塑料熔體的單位面積壓力q。作用在這個(gè)面積上的總力，應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力P，否則在注射時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊跑料現(xiàn)象。即 （3-5）式中 F塑件加澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積； q型腔內(nèi)塑料熔體的單位面積壓力； P注射機(jī)額定鎖模力。 但 （3-6）式中 Pi注射壓力； K熔體流經(jīng)噴嘴和澆注系統(tǒng)時(shí)的壓力損耗系數(shù)，一般取值為0.30.5。 即: (3-7）3.2.4 模具與注射機(jī)安裝模具部相關(guān)尺寸的校核 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該加以校核的主要項(xiàng)目有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的安裝螺孔尺寸等。 注射機(jī)噴嘴頭的球面半徑與同其接觸的模具主流道始端的球面半徑必須吻合

7、，或前者小于后者（祥見第三節(jié)）。 為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合，注射機(jī)固定板上設(shè)有定位孔。模具定位板上設(shè)計(jì)有凸出的與主流道同心的定位圈，定位孔與定位圈呈較松動(dòng)的配合。 可安裝的模具厚度HM滿足 ，Hmin，Hmax分別是注射機(jī)允許安裝的最小和最大模具厚度。 動(dòng)模與定模的模腳尺寸應(yīng)與注射機(jī)移動(dòng)模板和固定模板上螺釘孔的大小及布置尺寸相適合，便于固定在相應(yīng)的模板上。模具常用的固定方法有用螺釘直接固定和壓板固定兩種。螺釘或壓板數(shù)目最常見為24個(gè)。當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模腳上鉆孔位置和尺寸應(yīng)與模板上的螺釘孔完全吻合；而用壓板固定時(shí)，只要模腳附近有螺釘孔都能壓緊，因此有更大的靈活性。3

8、.2.5開模行程的校核 各種注射機(jī)的開模行程是有限制的，取出制件所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離。注射機(jī)的最大開模行程與模厚無(wú)關(guān)時(shí)的校核 凡鎖模機(jī)構(gòu)是機(jī)械式和機(jī)械液壓聯(lián)合作用的注射機(jī)，開模行程都不受模具安裝厚度的影響，模具靠聯(lián)接在移動(dòng)模板后的大調(diào)節(jié)螺母，在允許的最大和最小模具厚度之間調(diào)節(jié)，而開模行程是由鎖模的曲軸運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)油缸的運(yùn)動(dòng)所決定。屬于這種類型的注射機(jī)有XS-Z-30、XS-Z-60、XS-ZY-125、XS-ZY-350、 XS-ZY-500、XS-ZY-1000、SZY-200、SY-ZY-4000等。注射機(jī)的最大開模行程與模厚無(wú)關(guān) 對(duì)于單分型面注射模具開模行程可按下式校

9、核； S H1+H2+510mm （3-8） 式中：H1脫模距離（頂出距離），mm H2制件高度（包括澆注系統(tǒng)）mm S注射機(jī)最大開模行程mm。注射機(jī)的最大開模行程與模厚無(wú)關(guān)對(duì)于三板式雙分型面模具開模距離需要增加定模板與澆口板的分型距離，以取出澆注系統(tǒng)凝料。 （3-9）注射機(jī)最大開模行程與模厚有關(guān)時(shí)的校核 這主要是指全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開模行程等于機(jī)床移動(dòng)模板和固定模板之間的最大開距Sk減去模厚Hm。屬于這種類型的國(guó)產(chǎn)注射機(jī)有XS-ZY-250、和角式注射機(jī)SYS-45、SYS-60。 對(duì)于單分型面（3-10）注射機(jī)最大開模行程與模厚有關(guān)時(shí)的校核對(duì)于雙分型面 （ 3-11）式中：Hm模具厚度mm， Sk注射機(jī)模板間的最大開距mm。注射機(jī)最大開模行程的校核 當(dāng)有側(cè)向抽芯（分型）時(shí)完成側(cè)抽芯距離L需的開模行程Hc：完成脫模所需的開模行程：3.2.6頂出裝置的校核 國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的頂出裝置分為如下四中情況： 中心機(jī)械式頂桿頂出。屬于此類的注射機(jī)有XS-Z-60、XS-ZY-350等 兩側(cè)機(jī)械式雙頂桿