注射模具设计基础.ppt

复习复习2 2、模架中需要设计的部分有哪些？、模架中需要设计的部分有哪些？1.1.按料进料（浇口）的形式模架分为哪两大类按料进料（浇口）的形式模架分为哪两大类？3 3、默写、默写3636种模架种模架.第六章第六章 注射模的典型结构与注射机注射模的典型结构与注射机 目的与要求：重点和难点：1.了解注射模结构组成；2.按结构特征进行分类的几种结构组成、工作原理。1、模具的结构组成3.掌握注射机最大注射量和锁模力的校核方法。4.掌握模具与注射机安装部分相关尺寸和开模行程的校核。2、注射机有关工艺参数的校核 一、一、典型的注射模具结构典型的注射模具结构 1、定义：注射成型生产中的模具叫做注射模。、定义：注射成型生产中的模具叫做注射模。2、注射模具的基本结构、注射模具的基本结构3、注射模的结构组成注射模的结构组成根据各零件所起根据各零件所起作用细分作用细分型腔型腔浇注系统浇注系统导向机构导向机构推出机构推出机构侧向分型与抽芯机构侧向分型与抽芯机构冷却与加热装置冷却与加热装置排气系统排气系统标准模架部分标准模架部分4、注射模的类型（1）单分型面注射模具）单分型面注射模具分开模具取出制品的界面叫做分型面，整个模具中在动模分开模具取出制品的界面叫做分型面，整个模具中在动模和定模之间具有一个分型面的注射模叫做单分型面注射模。和定模之间具有一个分型面的注射模叫做单分型面注射模。（2）双分型面注射模）双分型面注射模双分型面注射模具有两个分型面，第一分型的目的是拉出浇注系统双分型面注射模具有两个分型面，第一分型的目的是拉出浇注系统凝料，第二次分型的目的是拉断进料口使浇注系统的凝料与塑料制凝料，第二次分型的目的是拉断进料口使浇注系统的凝料与塑料制品分离，从而顶出的塑料制品不需要再进行去除浇注系统凝料的处品分离，从而顶出的塑料制品不需要再进行去除浇注系统凝料的处理。理。（3）斜导柱侧向分型与抽芯注射模具当塑料制品侧壁有通孔，凹穴或凸台时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则，塑料制品无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。（4）带活动镶件的注射模具）带活动镶件的注射模具有些塑料制品上虽有侧向的通孔及凹凸形状，但还有更特有些塑料制品上虽有侧向的通孔及凹凸形状，但还有更特殊的要求，模具上需要设置螺纹型芯或螺纹型环等。殊的要求，模具上需要设置螺纹型芯或螺纹型环等。开模时，这些活动镶件不能简单地沿开模方向与塑件分离，而是必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外，然后通过手工或专门的工具将它与塑件分离，在下一次合模注射之前，再重新将其放入模内。（5）齿轮齿条侧向抽芯注射模具）齿轮齿条侧向抽芯注射模具利用斜导柱等侧向抽芯利用斜导柱等侧向抽芯机构，仅适用于抽芯距机构，仅适用于抽芯距较短的塑料制品。当塑较短的塑料制品。当塑料制品上侧向抽芯抽距料制品上侧向抽芯抽距大于大于80mm时，往往采时，往往采用齿轮齿条抽芯或液压用齿轮齿条抽芯或液压抽芯等。抽芯等。（5）热流道注射模具热流道注射模常被简称为无流道注射模。模具的浇注系统中的塑料始终保持熔融状态。开模后，只取塑料制品而不带浇道凝料，这样就大大节约了塑料用料，提高了劳动生产率，有利于实现自动化生产，保证了塑料制品的质量。但热流道注射模具结构复杂，要求严格控制温度，因此仅适用于大批量生产。二、注射机1、注射成型设备的组成、注射成型设备的组成 卧式注射机外形卧式注射机外形11锁模液压装置锁模液压装置 2 2锁模机构锁模机构 3 3动模板动模板 4 4顶杆顶杆 5 5定模板定模板 6 6控制台控制台77料筒及加热装置料筒及加热装置 8 8料斗料斗 9 9定料加热装置定料加热装置 10 10注射缸注射缸(1)注射装置注射装置的主要作用是使固态的塑料颗粒均匀地塑化呈熔融状态，并以足够的压力和速度将塑料熔体注入到闭合的型腔内。(2)锁模机构锁模机构的作用分别为：实现模具的开闭动作。在成型时提供足够的加紧力使模具锁紧。开模时推出塑料制品。(3)液压传动和电器控制系统液压传动和电器控制系统是保证注射成型按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和动作程序准确进行而设置的。2、注射成型设备的分类(1)按设备的外形特征分类卧式注射机。锁模机构与注射装置的轴线呈一直线水平布置。卧式注射机的注射装置和定模板设置在设备的一侧，而锁模机构、动模板、推出机构则设计在另一侧。这是注射机最普通、最主要的形式。卧式注射机的主要优点：重心低、稳定；加料、操作及维修方便；塑料制品可自行脱落，易实现自动化生产。立式注射机立式注射机锁模机构与注射装置的轴线呈一直线垂直排列。立式注射锁模机构与注射装置的轴线呈一直线垂直排列。立式注射机的注射装置和定模板设置在设备的上部，而锁模机构、机的注射装置和定模板设置在设备的上部，而锁模机构、动模板、推出机构均设置在设备的下部。动模板、推出机构均设置在设备的下部。1注射装置 2机身 3锁模机构 优点优点:占地少；模具拆装方便；易占地少；模具拆装方便；易于安放嵌件。于安放嵌件。缺点：重心高；加料困难；推出塑缺点：重心高；加料困难；推出塑料制品由手工取出，不易实现自动料制品由手工取出，不易实现自动化生产；容积较小。化生产；容积较小。角式注射机角式注射机锁模机构与注射装置的轴线相互垂直排列。这种注射机的锁模机构与注射装置的轴线相互垂直排列。这种注射机的注射装置为直立布置，锁模、顶出机构以及动、定模板按注射装置为直立布置，锁模、顶出机构以及动、定模板按卧式排列，或相反。卧式排列，或相反。优点：适用于中心部分不允许留有浇口痕迹的平面塑料制品。优点：适用于中心部分不允许留有浇口痕迹的平面塑料制品。缺点：加料比较困难，嵌件或活动型芯安放不便。缺点：加料比较困难，嵌件或活动型芯安放不便。1注射装置 2机身 3锁模机构(2)(2)按塑化方式分类按塑化方式分类 螺杆式注射机螺杆式注射机 1234 柱塞式注射机柱塞式注射机 3 3 注射成型设备规格及基本技术参数注射成型设备规格及基本技术参数在注射模具设计时，必须熟悉所选用注射机的基本技术在注射模具设计时，必须熟悉所选用注射机的基本技术参数，这样才能保证设计的注射模具符合要求，并能安装参数，这样才能保证设计的注射模具符合要求，并能安装在注射机上使用。在注射机上使用。注射机应具有较完整的技术参数，供用户选择和使用。注射机的基本技术参数包括最大注射量、注射压力、锁模力、螺杆直径、开模行程、模板尺寸、模具最大和最小厚度等。型号型号项目项目XS-ZS-22XS-ZS-22XS-Z-30XS-Z-30XS-Z-60XS-Z-60XS-ZY-XS-ZY-125125XS-ZY-XS-ZY-250250SZY-300SZY-300额定注射量额定注射量cm3cm33030、202030306060125125250250320320螺杆（柱塞）螺杆（柱塞）直径直径mmmm25225225225228283838424250506060注射压力注射压力MpaMpa7575、11711711911912212212012010910977.577.5注射行程注射行程mmmm130130130130170170115115160160150150注射时间注射时间s s0.450.45、0.50.50.70.72.92.91.61.62.02.0螺杆转速螺杆转速r/mir/min n2929、4343、5656、6969、8383、1011012525、3131、3939、5858、3232、898950905090注射方式注射方式双柱塞双柱塞（双色）（双色）柱塞式柱塞式柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力锁模力kNkN2502502502505005009009001800180015001500最大开模行最大开模行程程mmmm160160160160180180300300500500340340 型号项目XS-ZS-22XS-Z-30XS-Z-60XS-ZY-125XS-ZY-250SZY-300模具最大厚度mm180180200300350355模具最小厚度mm606070200200285动、定模固定板尺寸mm250280250280330440428458598520620520拉杆空间mm235235235235190300260290448370400300定位环尺寸mm63.563.555100125180喷嘴球头半径孔直径SR122SR124SR124SR124SR184SR184顶出形式两侧顶出两侧顶出中心顶出两侧顶出两侧顶出两侧顶出顶杆中心距mm70170230280280最大成型面积cm29090130320550、500机器外形尺寸mmmmmm23408001460234800146031608501550331075015504701000181553094018154 4、注射机的选用、注射机的选用 （1 1）注射机类型的选择）注射机类型的选择注射机类型的选择应根据塑料的品种、塑料制品的结构、注射机类型的选择应根据塑料的品种、塑料制品的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。（2 2）注射机规格的初选）注射机规格的初选注射机规格的初选应根据以往的经验和注射模的大小，先注射机规格的初选应根据以往的经验和注射模的大小，先预定注射机的型号，之后要进行以下的效核。预定注射机的型号，之后要进行以下的效核。（3 3）注射机参数的效核）注射机参数的效核注射量的效核。必须使一个成型周期内所需注射的塑注射量的效核。必须使一个成型周期内所需注射的塑料熔体的量（容积或体积）在注射机额定注射量的料熔体的量（容积或体积）在注射机额定注射量的80%80%以以内，其关系按以下效核：内，其关系按以下效核：nVs+VjnVs+Vj0.8 V0.8 V式中：式中：n n型腔的数目；型腔的数目；VsVs单个塑料制品的容积或质量（单个塑料制品的容积或质量（cmcm3 3或或g g）；）；VjVj浇注系统和飞边所需塑料的容积或质量（浇注系统和飞边所需塑料的容积或质量（cmcm3 3或或g g）；）；V V注射机额定注量（注射机额定注量（cmcm3 3或或g g）。）。锁模力的效核锁模力的效核注射时，为防止模具分型面被模具型腔压力顶开，必须对注射时，为防止模具分型面被模具型腔压力顶开，必须对模具施以足够的锁紧力，否则在分型面上将产生溢料。因模具施以足够的锁紧力，否则在分型面上将产生溢料。因此模具设计时应使注射机的锁模力大于模具将分型面胀开此模具设计时应使注射机的锁模力大于模具将分型面胀开的力，则：的力，则：FPm(nAs+AjFPm(nAs+Aj)式中：式中：F F注射机的锁模力（注射机的锁模力（N N）；）；AsAs塑料制品在分型面上的垂直投影面积（塑料制品在分型面上的垂直投影面积（mm2mm2）；）；AjAj浇注系统在分型面上的垂直投影面积（浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm2mm2）；）；n n型腔的数目；型腔的数目；PmPm塑料熔体在模具型腔内的平均压力（塑料熔体在模具型腔内的平均压力（MPaMPa）。）。注射机注入的塑料熔体流经喷嘴、流道、浇口和型腔，将产生压力损耗，一般型腔平均压力仅为注射压力PO的0.250.5即：Pm =（0.250.5）PO 常用塑料可选用的型腔压力塑料型腔平均压力（MPa）塑料型腔平均压力（MPa）塑料型腔平均压力（MPa）塑料型腔平均压力（MPa）高压聚乙稀1015聚丙稀15AS30有机玻璃30低压聚乙稀20聚苯乙稀1520ABS30醋酸纤维素脂30制品形状和精度不同时可选用的型腔压力条件型腔平均压力（MPa）举例条件型腔平均压力（MPa）举例易于成型的塑料制品25PE、PS等壁厚均匀的日用品、容器类高粘度、精度高塑料35ABS、POM等机械零件、精度高的制品普通塑料制品30薄壁容器类 粘度特别高、精度高塑料40高精度的机械零件注射压力的效核是指注射机料筒内柱塞或螺杆施加于熔融塑料的单位的压力，它用于克服熔料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力。通常注射机的压力要大于塑料制品成型时的压力，即：PzPch式中：Pz注射机的最大注射压力（MPa）；Pch塑料制品成型时所需的注射压力（MPa）；（4 4）安装部分的尺寸效核）安装部分的尺寸效核规格不同的注射机可安装的模具最大与最小厚度，动、规格不同的注射机可安装的模具最大与最小厚度，动、定模固定板上安装螺孔的尺寸与拉杆间距、喷嘴的孔径定模固定板上安装螺孔的尺寸与拉杆间距、喷嘴的孔径与球半径等也各不相同，因此在模具设计时应对有关尺与球半径等也各不相同，因此在模具设计时应对有关尺寸进行效核，以便模具能顺利地安装在注射机上使用，寸进行效核，以便模具能顺利地安装在注射机上使用，并能生产出合格的塑料制品。并能生产出合格的塑料制品。模具厚度及其长与宽的效核模具厚度及其长与宽的效核注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板间的最大与最小距离，到规定锁模力时动模板和定模板间的最大与最小距离，因此所设计模具的厚度应处在注射机规定的模具最大与因此所设计模具的厚度应处在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，即按下式效核：最小厚度范围内，即按下式效核：H HminminH Hm mH Hmax max 式中：式中：H Hm m模具的实际厚度（模具的实际厚度（mmmm）；）；H Hminmin注射机允许的模具最小厚度（注射机允许的模具最小厚度（mmmm）；）；H Hmaxmax注射机允许的模具最大厚度（注射机允许的模具最大厚度（mmmm）；）；如果模具太厚，则无法安装在注射机上；反之太小，需如果模具太厚，则无法安装在注射机上；反之太小，需要增加垫板。模具的长度和宽度要与注射机拉杆间距相要增加垫板。模具的长度和宽度要与注射机拉杆间距相适应，使模具安装时可以穿过拉杆空间在动、定模固定适应，使模具安装时可以穿过拉杆空间在动、定模固定板上固定。板上固定。喷嘴尺寸的效核注射机的喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从缝隙处溢出。一般球面半径R2应比喷嘴头半径R1大12mm,否则主流道内的塑料凝料无法脱出，1喷嘴 2浇口套 3定模板 定位环尺寸的效核定位环尺寸的效核为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，为此在注射机定模固定板上设定定位孔模具则相应设合，为此在注射机定模固定板上设定定位孔模具则相应设计有定位环计有定位环,定位环与定位孔之间呈间隙配合。定位环的定位环与定位孔之间呈间隙配合。定位环的高度，一般小型模具为高度，一般小型模具为 810mm 810mm；大型模具为；大型模具为1015mm1015mm。螺孔尺寸的效核螺孔尺寸的效核注射模具的动模和定模固定板应分别与注射机动模板、定注射模具的动模和定模固定板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺钉直接固定和压板固定模具在注射机上的安装方法有螺钉直接固定和压板固定两种形式。采用螺钉固定时，模具固定板上的螺孔必须两种形式。采用螺钉固定时，模具固定板上的螺孔必须与注射机模板上的螺孔完全相吻合，一般用于重量较大与注射机模板上的螺孔完全相吻合，一般用于重量较大的模具，以保证安全；而采用压板固定的灵活性大。的模具，以保证安全；而采用压板固定的灵活性大。1注射机的顶杆 2注射机的动模固定板 3压板 4动模5注射机的拉杆 6螺钉 7定模 8注射机定模固定板 9喷嘴（5 5）开模行程的校核）开模行程的校核开模行程开模行程(又称合模行程又称合模行程)是指模具开合过程中动模固定是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机开模行程是有限制的，塑料制品从板的移动距离。注射机开模行程是有限制的，塑料制品从模具中取出时所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模具中取出时所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑料制品无法从模具中取出。模距离，否则塑料制品无法从模具中取出。单分型面注射模单分型面注射模S S H H1 1+H H2 2+（510510）mm mm 式中：式中：S S注射机的最大开模行程（注射机的最大开模行程（mmmm）；）；H H11塑料制品顶出距离（塑料制品顶出距离（mmmm）；）；H H22塑料制品的高度（包括浇注系统凝料）（塑料制品的高度（包括浇注系统凝料）（mmmm）。）。双分型面注射模S H1+H2+a+（510）mm 式中：a水口推板与定模板之间的分开距离（浇注系统凝料顶出距离）（mm）。（6 6）顶出装置的校核顶出装置的校核 模具设计时应根据注射机顶出装置的形式以及顶杆的直径、模具设计时应根据注射机顶出装置的形式以及顶杆的直径、配制和顶出距离，校核其与模具的推出装置是否相适应。配制和顶出距离，校核其与模具的推出装置是否相适应。