1、第4章 注射成型模具結(jié)構(gòu)與注射機,4.1 注射模具的分類與典型結(jié)構(gòu) 4.2 注射成型機,4.1 注射模具的分類與典型結(jié)構(gòu),4.1.1注射模具的分類 按照不同的劃分依據(jù)，注射模具的分類方法很多，通常有以下幾類； 按塑料材料類別分為熱塑性塑料注射模、熱固性塑料注射模； 按模具型腔(簡稱模腔)數(shù)目分為單型腔注射模、多型腔注射模； 按模具安裝方式分為移動式注射模、固定式注射模； 按注射機類型分為臥式注射機用注射模、立式注射機用注射模、角式注射機用注射模； 按模具澆注系統(tǒng)分為冷流道模、絕熱流道模、熱流道模、溫流道模； 按注射模的結(jié)構(gòu)特征，可分為8類，包括：單分型面注射模(二板式注射模)、雙分型面注射模(

2、三板式注射模，如圖4-1所示)、帶有活動嵌件的注射模、帶有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的注射模等。,下一頁,返回,4.1 注射模具的分類與典型結(jié)構(gòu),4.1.2 注射模的典型結(jié)構(gòu) 根據(jù)模具中各個部件的不同作用，一副注射?？梢苑殖梢韵?個部分，模具中各零部件的作用如下。 (1)成型零部件賦予成型材料形狀和尺寸的零件。通常由型芯、凹?；蛐颓灰约奥菁y型芯或型環(huán)、鑲塊等構(gòu)成。 (2)澆注系統(tǒng)將塑料熔體由注射機噴嘴引向閉合的模腔的通道。通常由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 (3)導向部件為了保證動模和定模閉合時能準確對準而設置的導向部件。通常由導柱和導套組成。有的模具還在推板上設置導向部件，保證脫模機構(gòu)的運動靈活

3、平穩(wěn)。 (4)脫模機構(gòu)實現(xiàn)制件脫模的裝置。脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，最常用的有推桿、推管和推件板等脫模機構(gòu)。,上一頁,返回,下一頁,4.1 注射模具的分類與典型結(jié)構(gòu),(5)分型抽芯機構(gòu)對于有側(cè)孔或側(cè)凹的制件，在被推出之前，必須先進行側(cè)向抽芯或分開凹模拼塊(分型)方能順利脫模。從廣義上來講，分型抽芯機構(gòu)也是實現(xiàn)制件順利脫模的裝置。 (6)調(diào)溫系統(tǒng)為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求，需要由調(diào)溫系統(tǒng)對模具溫度進行調(diào)節(jié)的設施。 (7)排氣系統(tǒng)為了將模腔內(nèi)的氣體順利排出，防止制件產(chǎn)生氣穴等缺陷，常在模具分型面處開設排氣槽；對于小型制件，因排氣量不大，可直接利用分型面排氣。許多模具的推桿或型芯與模板的配合

4、間隙均可以起到排氣作用，可不必另開設排氣槽。 (8)其他零部件如支撐、固定零件，定位或限位零件等。,返回,上一頁,4.2 注射成型機,4.2.1 結(jié)構(gòu)組成 注射成型機通常由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成，如圖4-2所示。注射裝置能使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的速度和壓力將一定量的熔體注射進模具型腔。合模裝置也稱鎖模裝置，用于保證注射模具可靠閉合，實現(xiàn)模具開、合動作以及頂出制件。液壓和電器控制系統(tǒng)保證注射機按預定工藝過程的要求(如壓力、溫度、速度和時間)和動作程序準確、有效地工作。,下一頁,返回,4.2 注射成型機,4.2.2 工作過程 塑料注射成型是利用塑料的玻璃

5、態(tài)、高彈態(tài)和豁流態(tài)三種物理狀態(tài)，在一定的工藝條件下，借助于注射機和模具，成型出所需要的制件。盡管所用的注射機、模具和工藝參數(shù)不盡相同，但從所要實現(xiàn)的工藝內(nèi)容基本工序來看，其工作過程大致如圖4-3所示。 1.合模與鎖緊 2.注射裝置前移 3.注射與保壓 4.制件冷卻與預塑化 5.注射裝置后退 6.開模與頂出制件,上一頁,返回,下一頁,4.2 注射成型機,4.2.3 分類 注射機的分類方法很多，目前使用較多的是按注射機外形特征分類，這種分類方法主要是根據(jù)注射機的合模裝置和注射裝置的相對位置進行分類的。 1.臥式注射機 臥式注射機合模裝置與注射裝置的運動軸線呈一線水平排列，如圖4-4(a)所示。具有

6、機身低，操作、維修方便，自動化程度高等特點。這種形式應用最廣，對大、中、小型注射機都適用，是目前注射機最基本的形式。,下一頁,返回,上一頁,4.2 注射成型機,2.立式注射機 立式注射機合模裝置與注射裝置的運動軸線呈一線并豎直排列，如圖4-4 (b)所示。它具有占地面積小，模具拆裝容易，模具內(nèi)安放嵌件方便等優(yōu)點。但制件頂出后不易脫落，不易實現(xiàn)自動化操作，且機身高，加料、維修不方便。目前小型注射機常采用這種形式。 3.角式注射機 角式注射機合模裝置和注射裝置的運動軸線互成垂直排列，如圖4-4(c)所示。其優(yōu)缺點介于立式和臥式之間，使用也較普遍，大、中、小型注射機均有。,上一頁,下一頁,返回,4.

7、2 注射成型機,4.2.4 零部件的結(jié)構(gòu) 1.注射裝置 注射裝置是注射機的主要部分，其作用是使塑料受熱、均勻塑化直到呈鉆流態(tài)，并以很高的速度射入模具成型。根據(jù)塑料在注射機料筒中的塑化方式的不同，注射裝置有柱塞式、螺桿預塑柱塞式和移動式三種形式。 (1)柱塞式注射裝置利用柱塞將物料向前推進，通過分流梭，經(jīng)噴嘴注入模具。物料在料筒內(nèi)熔化，熱量可由電加熱器供給。物料的塑化依靠導熱和對流傳熱，如圖4-5所示。這類注射裝置的應用最早，操作比較簡單，目前仍廣泛使用在小型注射機上。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,(2)移動螺桿式注射裝置它是由一根螺桿和一個料筒組成，螺桿既能旋轉(zhuǎn)又能水平往復移動。

8、螺桿在旋轉(zhuǎn)時起加料、塑化物料作用。熔體向前移動，螺桿在旋轉(zhuǎn)的同時后退，直到加料和塑化完畢才停止后退和旋轉(zhuǎn)。在注射時，螺桿向前移動，起注射柱塞的作用。塑料熔化的熱來自料筒的外加熱以及螺桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的摩擦熱。如圖4-6所示，這種注射裝置結(jié)構(gòu)嚴密，塑化效率高，生產(chǎn)能力大，為目前注射機最常用的形式。 (3)螺桿預塑化柱塞式注射裝置這種結(jié)構(gòu)形式是在原柱塞式注射裝置上加裝了一臺僅作預塑化用的螺桿擠出供料裝置，如圖4-7所示。塑料通過單向閥擠出裝置塑化后，經(jīng)單向閥進入注射料筒，由柱塞注射。這種注射機大大提高了對塑料的塑化效果及生產(chǎn)能力，在高速、精密和大型注射裝置及低發(fā)泡注射方面都有應用和發(fā)展。,上一頁,下一頁

9、,返回,4.2 注射成型機,注射裝置主要由料斗、料筒、螺桿(或柱塞及分流梭)、噴嘴等部件所組成。 柱塞式注射機必須采用分流梭，而移動螺桿式注射機的塑化效果好，不采用分流梭。分流梭裝在料筒前的中心部分，是兩端錐形的金屬圓錐體，形如魚雷，因此也叫魚雷。其種類很多，常見的如圖4-8所示。 通用式噴嘴是最普遍的形式，如圖4-9(a)所示。 延伸式噴嘴是通用式噴嘴的改進型，如圖4-9(b)。 彈簧針閥式噴嘴是一種自鎖式噴嘴，如圖4-9(c)所示。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,2.合模裝置 合模裝置的作用主要有以下三個方面： 實現(xiàn)模具的可靠開合動作和必要的行程； 在注射和保壓時，提供足夠的鎖

10、模力； 開模時，提供頂出制件的頂出力及相應的行程。 合模裝置主要由定模固定板、動模固定板、移動模板、液壓缸、模具調(diào)整機構(gòu)、頂出機構(gòu)以及安全保護機構(gòu)等組成。常見的合模裝置有兩大類。液壓式如圖4-10所示；液壓一曲肘式如圖4-11所示。圖4-11(a)所示為開模狀態(tài)；圖4-11 (b)所示為合模狀態(tài)。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,3.液壓傳動與電器控制系統(tǒng) 這是為了實現(xiàn)注射機在塑化、注射、固化成型各工藝過程的預定要求和動作程序準確而又有效地進行而設置的動力和控制系統(tǒng)，主要包括電動機、油泵、管道、各類閥件和其他液壓元件以及電器控制箱等。 目前，常用的注射機一般是用油泵作為壓力來源，通過

11、電器控制系統(tǒng)將高(低)壓油經(jīng)壓力分配裝置送往鎖模系統(tǒng)，使模具開啟和閉合，或送往注射系統(tǒng)使螺桿(或柱塞)前進或后退。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,4.2.5 基本參數(shù) 注射機的基本參數(shù)是其設計、制造、選擇與使用的基本依據(jù)。描述注射機性能的基本參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置基本尺寸等。 1.公稱注射量 公稱注射量是指機器對空注射條件下.注射螺桿做一次注射行程時，注射裝置所能給出的最大注出量，它是注射機的主要參數(shù)之一，單位為g或cm3。注射量標志廠注射機的注射能力，反映廠機器能生產(chǎn)制件的最大質(zhì)量或體積。 注射量有兩種表示法，一種是以加工PS原料為標準(

12、密度為1.05g/cm3，用注射出熔體的質(zhì)量(g)表示。加工其他物料時，應進行密度換算；另一種方法是采用注射容量表示，即用一次注出熔體的容積(cm3 )表示。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,2.注射壓力 注射壓力是指注射過程中螺桿頭部的最大壓強。注射壓力的作用是克服注射過程中熔體流經(jīng)噴嘴、流道和模腔的阻力，同時對注入模腔的熔體產(chǎn)生一定的壓力，以完成熔體的補充，使制件密實。 3.注射速度、注射速率和注射時間 注射速度是指注射螺桿或注射柱塞注射時的移動速度；注射速率是指注射過程中單位時間內(nèi)從噴嘴注出熔體的容積；注射時間是指完成一次公稱注射行程所用的時間。注射速度一般依成型條件、模具結(jié)構(gòu)

13、、塑料性能、制件形狀、壁厚等確定。通常注射速度為0.81.2m/s，注射時間為410s 必須指出，注射速度、注射速率、注射時間及公稱注射量四者之間有簡單的函數(shù)關系，其中只有兩個參數(shù)是獨立的。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,4.塑化能力 塑化能力是指塑化裝置在單位時間內(nèi)所能塑化的熔體量，單位為g/s。塑化能力取決于螺桿轉(zhuǎn)速、馬伙動功率、螺桿結(jié)構(gòu)、物料性能等。塑化能力表示廠機器的生產(chǎn)能力。但塑化能力應與整個注射機的成型周期、注射量相協(xié)調(diào)，才能保證在規(guī)定的時間內(nèi)提供足夠均勻、塑化的熔體量。一般注射機的理論塑化能力大于實際所需要的20%左右。 5.鎖模力 鎖模力是指合模機構(gòu)施于模具上的最大

14、夾緊力，單位為kN。鎖模力的作用是在注射時與模腔熔體的壓力相平衡，保證在注射及保壓操作時模具不被撐開。選擇設備時必須核算設備的鎖模力是否足夠。鎖模力的選擇相當重要，鎖模力不夠會使制件產(chǎn)生飛邊，不能成型薄壁制件；鎖模力過大，又易損壞模具。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,6.合模裝置的基本參數(shù) 合模裝置的基本參數(shù)決定廠模具的安裝尺寸，因而也決定廠所能加工制件的平面尺寸。合模裝置的基本參數(shù)包括動、定模固定板尺寸，拉桿間距，動、定模固定板間最大開距，模具高度及動模固定板行程與移動速度等。,上一頁,下一頁,返回,4.2 注射成型機,7.型號規(guī)格 注射機型號規(guī)格是用來表示注射機加工能力的，而反映注射機加工能力的主要參數(shù)是公稱注射量和鎖模力。因此，常用公稱注射容積數(shù)量和鎖模力大小來表示注射機型號規(guī)格。公稱注射量是指注射機在注射螺桿(或柱塞)做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的對空注射量。鎖模力是由合模機構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的，它反映注射機成型制件面積的大小。 一般同時用注射機的公稱注射量和鎖模力來表示注射機的加工能力，并以作為注射機的系列規(guī)格。國產(chǎn)注射機的型號表示為：XS-ZY-125/900型號中的X表示(成)型(機)；S表示塑料；Z表示注射；Y表示預塑；125表示