塑料模具设计课件第四章

1、第4章 注射模具的发展近况1优秀课件，精彩无限！4.1 热固性塑料注射模具 热固性塑料注射成型的特点是：生产效率高，比压制法成型约提高610倍，制件的物理机械性能约提高10左右，可以成型结构比较复杂的制件；减轻了劳动强度，便于生产自动化。 热固性塑料注射模具如图4-1所示。2优秀课件，精彩无限！ 1.浇注系统 浇注系统的类型、形状与热塑性注射模具相同，但设计时应该注意采用由热固性塑料注射工艺特点而获得的经验数据。 (1)主浇道 为了使主浇道脱模顺利，主浇道内壁粗糙度应有旧国标8以上的表面光洁度，斜角取1303主浇道与分浇道连接处做成圆角为R510。如图4-2所示。4.1 热固性塑料注射模具3优

2、秀课件，精彩无限！ (2)分浇道 如图4-3所示。一般情况下，分浇道的厚度应根据制件的厚度、成型体积及制件的几何形状、复杂程度来决定。按照经验，中、小制件分浇道厚度取24毫米，较大制件取48毫米。4.1 热固性塑料注射模具4优秀课件，精彩无限！ (3)内浇口 内浇口的作用是把熔融塑料无遗漏地送入到型腔内去，完成填充后不使进入型腔内的物料倒流出来。 内浇口截面积按以下经验公式计算。式中 F内内浇口截面积（毫米2）；G塑件重量（克）；K系数（毫米2/克）。4.1 热固性塑料注射模具5优秀课件，精彩无限！ (4)排气槽 排气槽的作用是排气，保证塑料料流顺利填充型腔，减少熔接痕，提高塑料制件质量。 在

3、热固性塑料注射成型过程中，除型腔内原来存留的气体外，还有化学反应所产生的挥发物，都需要迅速排出模外。而热固性塑料料流的流动性很好，在注射时极易将型腔中的所有缝隙堵死，所以利用配合间隙排气往往不能满足要求，需要开设专门的排气槽。如图4-4所示。 4.1 热固性塑料注射模具6优秀课件，精彩无限！ 2.模具的加热 热固性塑料注射成型时，注射机喷咀温度低，模具温度高，模具都需要加热。加热模具是十分重要的一环，它对塑料制件的成型质量具有直接的影响，因此必须严格控制，一般采用电热棒及电热套加热。4.1 热固性塑料注射模具7优秀课件，精彩无限！ 3.塑料的流动性与模具结构 热固性塑料由于熔化温度比硬化温度低

4、，在成型条件下，注射料流的流动性较好，可以流入细小的缝隙而成为毛边。4.1 热固性塑料注射模具8优秀课件，精彩无限！ (1)热固性塑料流动性较好，成型时容易沿分型面溢出。在确定成型腔数目时，应该按注射机锁模力的计算。式中 T锁 注射机的锁模力（公斤）； F制塑料制件的投影面积（厘米2）；n成型腔数（个）； F浇浇道的投影面积（厘米2）； q成型时模具型腔内单位面积所 受的压力（公斤厘米2）。4.1 热固性塑料注射模具9优秀课件，精彩无限！ 决定成型腔数量时，还要注意：当第一次注射完毕后，在料筒的螺槽中仍然储存着已经塑化而没有被注射出去的塑料，这些塑料只有在以后的注射中被逐渐地推出，很显热，塑料

5、在料筒中存留的时间太长，就有可能被固化。塑料在料筒中的存留时间按下式计算：式中 t0存留时间（分）； G1塑料在料筒中总量(克）； G2每次注射料量（克）； t注射周期（分）。4.1 热固性塑料注射模具10优秀课件，精彩无限！ (2)成型零件的尺寸计算：在热固性塑料注射过程中，分型面上出现溢料。针对这一特点在确定型腔尺寸时，要从型腔尺寸的计算结果中减去分型面上的毛边值。一般取毛边值为毫米。4.1 热固性塑料注射模具11优秀课件，精彩无限！ (4)尽量避免采用镶拼件。成型时热固性塑料流动性好，应该尽量不要采用镶拼结构，以免塑料流入镶拼缝隙中去，影响塑料制件脱模。 (5)尽量避免采用脱模板式脱模机

6、构。 (6)模内活动嵌件的安放。热固性注射塑料在模内流动性极大，如果嵌件杆与插孔间的间隙稍大，钻入塑料后使嵌件涨刹，无法从插孔内取出。4.1 热固性塑料注射模具12优秀课件，精彩无限！ 4.模具成型零件的设计 热固塑料注射成型时料流易进入细小缝隙（毫米），因此尽量避免组合式，而采用整体式另件结构。 考虑到溢料问题，可以使动、定模在分型面处的贴合面减小，使两半模贴得更紧些。4.1 热固性塑料注射模具13优秀课件，精彩无限！4.2 高速成型与自动成型模具 随着塑料在国民经济各部门的应用日益普及，对于塑料制件的需要量愈来愈大，因此要求高速化、自动化进行塑料制件的生产。这样一来就对模具设计提出了要求，

7、即就是模具必须满足生产高速化、自动化的要求 。14优秀课件，精彩无限！ 1.高速成型的模具 对于高速成型，一方面是缩短成型周期，另一方面是要提高成型设备的利用效率。为此应采取以下措施。 (1)采用循环时间短、塑化能力大的高速注射机进行高速操作，缩短成型周期。 (2)冷却时间与塑料制件壁厚的平方成正比例。 (3)要求模具的脱模顶出装置以及复位机构的动作准确、可靠。 (4)高速成型时，要以高速度把熔融塑料填充到模具型腔中去。 (5)为了提高生产率，可以设计成多型腔的模具。4.2 高速成型与自动成型模具15优秀课件，精彩无限！ 2.自动成型用模具 为了提高生产效率，节省劳动力，最近几年来无人操作的自

8、动化生产得到了发展。我们知道塑料制件生产的工序大致为：填充、冷却固化、开模、取出塑料制件、闭模。要使这些工序自动地进行下去，需要成型设备、模具、工艺条件等共同保证。4.2 高速成型与自动成型模具16优秀课件，精彩无限！ (1)塑料制件的预留问题 一般来说，模具的顶出装置都设置在动模一侧，因此在设计模具时，必须保证当模具打开时，塑料制件留在有顶出装置的模具一侧，即动模一侧。4.2 高速成型与自动成型模具17优秀课件，精彩无限！ (2)塑料制件的脱模问题 1)正确地选择脱模方法 对于薄壁壳体件，平板状塑料制件，可以采用脱模板推出。塑料制件为管状、型腔在动模时，可以用顶出管推出。塑料制件面积大，型腔

9、在动模可以用推块推出。对于任何形状的厚壁塑料制件，若允许留有顶杆痕迹时，可以采用顶杆推出。4.2 高速成型与自动成型模具18优秀课件，精彩无限！ 2）取出塑料制件的装置 一般情况下，塑料制件脱模之后依靠自重落下，脱离模具，但是塑料制件在脱模过程中，往往产生脱模不可靠的情况。为了使塑料制件可靠地落下，可以采用以下装置。 a）空气吹出和吹落装置:利用空气阀或者通过空气的间隙，吹出56公斤厘米2的空气，把塑料制件吹出吹下。空气吹出吹落用限制开关控制。图4-5所示为最简单的空气吹出装置。 4.2 高速成型与自动成型模具19优秀课件，精彩无限！ b）拂落装置:连杆式拂落装置如图4-6所示，它是利用注射机

10、的开模、闭模运动进行工作的。 c）捏出装置:开模后机械手伸进模腔内捏住浇道，抬起取出塑料制件。这种装置多用于立式注射机上。4.2 高速成型与自动成型模具20优秀课件，精彩无限！4.3 无浇道模具 无浇道模具是采取一定措施使处于浇道内的塑料始终保持熔融状态的一种注射模具。用它成型的塑料不带毫无用处的料把。利用无浇道模具进行生产，使用的树脂应该具有以下性能： 1.对温度的敏感度应迟钝、熔融温度范围宽、粘度变化小、即使在低温流动性也好，不因受热而发生分解和劣化。 2.对压力敏感，也就是说不加往射压力不流动，必要时在极低的压力下就会开始流动。 3.热变形温度高，在高温具有充分凝固的性能。 4.导热性能

11、良好，能把树脂所带的热量快速传给模具，以加速材料凝固。 5.为使树脂熔化和凝固快，希望采用比热小的树脂。21优秀课件，精彩无限！ 1.井式喷咀 采用井式喷咀的模具是最简单的无浇道模具。在一般情况下，浇口杯的容积取塑料制件体积的一半以下。与井式喷咀浇口杯壁接触的一层塑料处于半熔化或者凝固状态，起绝热作用。 如图4-7所示，井式喷咀是在模具的主浇道部分设计成一个能容纳物料的井坑的一种浇注系统。4.3 无浇道模具22优秀课件，精彩无限！ 2.绝热浇道 绝热浇道模具是利用塑料导热性差这一特性而设计的，其浇道相当粗大，靠近浇道壁的塑料由于接触冷模具，由浇道外周起约24毫米厚的塑料层处于半熔融状态或者凝固

12、状态，起绝热作用。处于浇道中心的塑料为流动状态，可以顺利地流入型腔进行成型。绝热浇道模具的一般典型结构如图4-8所示。 4.3 无浇道模具23优秀课件，精彩无限！ 为了使已经凝固的浇道熔化，在浇道中心插入棒状加热器，如图4-9所示。 可在周期长时或者在开始操作时，或者生产暂停时起防止料流凝固的作用。通常不加热，作绝热浇道使用。4.3 无浇道模具24优秀课件，精彩无限！ 3.延长喷咀 延长喷咀是使注射机的喷咀延长至直接与模具浇口处相接触的一种特制的喷咀。采用延长喷咀的模具才真正是无浇道模具。 图4-10是锥形延长喷咀。为了减少喷咀向模具的传热，在喷咀前端开设空气槽进行绝热。这种喷咀的前端很小，因

13、此在塑料制件上留下痕迹亦小。4.3 无浇道模具25优秀课件，精彩无限！ 4.热浇道模具 热浇道模具是在浇道内或者在浇道附近设置加热器，使由注射机喷咀至内浇口为止的整个浇道处于高温，从而使料流保持熔融流动状态，能连续不断进行注射成型的结构。 最简单的适用于单型腔模具的热浇道如图4-11所示。4.3 无浇道模具26优秀课件，精彩无限！ 其加热器套壁厚为1毫米，加热器套内孔与轴芯采用滑动配合，加热器外径与槽有一定的间隙，以空气绝热。加热器轴芯最小壁厚约23毫米，浇道浇口直径一般为功2毫米。 多型腔热浇道模具如图4-12所示，它的结构形式很多，但是它们的共同点是在模具内设有浇道加热板。浇道加热板通常安

14、装在定模压板与定模型腔板之间。浇道部件是由浇道加热板、加热器、热浇道喷咀、滑动压环等组成。4.3 无浇道模具27优秀课件，精彩无限！ 根据塑料制件的重量，热浇道的直径在615毫米的范围内选用。浇道内表面要光滑，转折处要圆滑过渡。 浇道喷咀部分的温度控制是热浇道模具设计的关键，应尽量缩小浇口与浇道板之间的温差，增加浇口与型腔之间的温差。常用的浇道喷咀浇口形式有主浇道浇口和点浇口两种。图4-13是采用主浇道浇口进料的热浇道模具。4.3 无浇道模具28优秀课件，精彩无限！ 图4-14是多型腔点浇口热浇道模具，喷咀与热浇道加热板之间采用滑动连接，以胀圈来密封。注射时喷咀受压力推动而产生一些微动，可以同

15、时使数个喷咀准确地接触。 热浇道加热板小，不至于因受热翘曲引起塑料泄漏和喷咀封口不良，可以把喷咀直接拧入热浇道加热板中。 4.3 无浇道模具29优秀课件，精彩无限！ 5.冷浇道模具 冷浇道模具是针对减少原料损耗、缩短成型周期、有利于自动化成型，参照热塑性塑料热浇道模具而设计的一种热固性塑料注射模具。其原理就是用冷水或温水把浇注系统的温度控制在100110，不让浇注系统中已经塑化的塑料固化，使它一直处于良好的熔融流动状态，可以进行连续注射。冷浇道模具的结构如图4-15所示。4.3 无浇道模具30优秀课件，精彩无限！ 这种模具的特点是型腔部分加热和浇注系统的冷却。设计的关键是浇注系统的冷却，以及型

16、腔部分与浇口部分之间的隔热。把模具装上注射机时，要用隔热板使模具与注射机动模板及定模板隔开。4.3 无浇道模具31优秀课件，精彩无限！4.4 气辅注塑成型的发展近况 气辅注塑工艺原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程。由于气体具有高效的压力传递性，可使气道内部各处的压力保持一致，因而可消除内部应力，防止制品变形，同时可大幅度降低模腔内的压力，因此在成型过程中不需要很高的锁模力，除此之外，气辅注塑还具有减轻制品重量、消除缩痕、提高生产效率、提高制品设计自由度等优点。32优秀课件，精彩无限！ 1.气辅设备 气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装

17、置。它是独立于注塑机外的另一套系统，其与注塑机的唯一接口是注射信号连接线。注塑机将一个注射信号注射开始或螺杆位置传递给气辅控制单元之后，便开始一个注气过程，等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号，开始另一个循环，如此反复进行。 气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体（通常为氮气），气体最高压力为35MPa，特殊者可达70MPa，氮气纯度98。4.4 气辅注塑成型的发展近况33优秀课件，精彩无限！ 2.气辅工艺控制 (1)注气参数 气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置，气辅参数只有两个值：注气时间（秒）和注气压力（MPa）。 (2)气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体，熔体与

18、气体之间存在着复杂的两相作用，因此工艺参数控制显得相当重要，下面就讨论一下4.4 气辅注塑成型的发展近况34优秀课件，精彩无限！ 各参数的控制方法： 1）注射量 气辅注塑是采用所谓的“短射”方法，即先在模腔内注入一定量的料（通常为满射时的7095），然后再注入气体，实现全充满过程。 如果气道与流料方向完全一致，那么最有利于气体的穿透，气道的掏空率最大。因此在模具设计时尽可能将气道与流料方向保持一致。4.4 气辅注塑成型的发展近况35优秀课件，精彩无限！ 2）注射速度及保压 在保证制品表现不出现缺陷的情况下，尽可能使用较高的注射速度，使熔料尽快充填模腔，这时熔料温度仍保持较高，有利于气体的穿透及

19、充模。 3）气体压力及注气速度 气体压力与材料的流动性关系最大。流动性好的材料（如PP）采用较低的注气压力。 气体压力大，易于穿透，但容易吹穿；气体压力小，可能出现充模不足，填不满或制品表面有缩痕；注气速度高，可在熔料温度较高的情况下充满模腔。4.4 气辅注塑成型的发展近况36优秀课件，精彩无限！ 4）延迟时间 延迟时间是注塑机射胶开始到气辅控制单元开始注气时的时间段，可以理解为反映射胶和注气“同步性”的参数。延迟时间短，即在熔胶还处于较高温度的情况下开始注气，显然有利于气体穿透及充模，但延迟时间太短，气体容易发散，掏空形状不佳，掏空率亦不够。4.4 气辅注塑成型的发展近况37优秀课件，精彩无

20、限！ 3.气辅模具 气辅模具与传统注塑模具无多大差别，只增加了进气元件（称为气针），并增加气道的设计。所谓“气道”可简单理解为气体的通道，即气体进入后所流经的部分，气道有些是制品的一部分，有些是为引导气流而专门设计的胶位。4.4 气辅注塑成型的发展近况38优秀课件，精彩无限！ 4.气辅应用实例 气辅注塑最适宜于具有粗大柱孔或厚筋的制品以及胶位粗大内部有孔穴的制品（如手柄类、衣架类），国内几间大型电视机厂家都采用气辅注塑工艺生产电视机前框，可节省原材料1020并大幅度降低锁模力。 冰箱顶盖板是大型平板注塑件，质量要求高，其模具采用直浇口入胶，在传统注塑时极易产生变形，影响冰箱的装配。采用气辅后，

21、变形量得到有效控制，拱曲变形量由原来的172 mm减少到05mm以下。4.4 气辅注塑成型的发展近况39优秀课件，精彩无限！ 空调器的横向风板是一长条型结构，截面形状“不规则”，由于表面不允许有熔接痕，模具采取单点水口入胶，料流程长，用传统注塑极易产生变形、缩痕，装在空调器上会影响风向电机的转动，严重者甚至会烧毁电机，因此改善变形量显得尤为重要。采用气辅工艺后此问题迎刃而解，变形量由原来的34mm降为1mm以内。 手柄则是另一类型的制品，在气辅出现前它是由两件制品装配而成，需要做两付模具而且装配后强度不够，整体也不美观。采取气辅后可“合二为一”，省略一付模具及装配工序。4.4 气辅注塑成型的发展近况40优秀课件，精彩无限！图4-1 热固性塑料注射模具1-加料板；2-螺钉；3-垫块；4-反推杆；5-垫板；6-导柱；7-动模板；8-定模板；9-定模板 10-浇口套