塑料橡胶成型模具设计：塑料注射成型模具

1、3.塑料注射成型模具 3.1 概述3.1.1 设计注射模具应考虑的问题 了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力、流动速度，检验最大流长。根据塑料在模具内的流动方向，考虑塑料在模具内的重新熔合和模具内原有空气的导出。 考虑冷却过程中塑料的收缩及补缩问题。 通过模具设计来控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品内应力。 进浇点和分型面的选择问题 制件的横向分型抽芯和顶出问题。 模具的冷却和加热问题。 模具有关尺寸与所用注射机的关系。 模具总体结构和零件形状要简单合理，模具应具有适当的精度、粗糙度、强度和刚度，易于制造和装配。3.1.2 注射模具的功能熔体的接收与分布材料的成型与冷却

2、熔体固化塑件顶出承受应力转换运动模具部件导向3.1.3注射模具的典型结构注射模的基本结构都是由定模和动模两大部分组成的。定模部分安装在注塑机的固定板上，动模部分安装在注塑机的移动板上。 注塑成型时，定模部分和随液压驱动的动模部分经导柱导向而闭合，塑料熔体从注塑机喷嘴经模具浇注系统进入型腔；注塑成型冷却后开模，即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上，模具顶出机构将塑件推出模外。图3-1为一典型注塑模。 根据模具上各部件的作用不同，一般注塑模可由以下几个部分组成： 图3-1单分型面注射模具注射模具的结构组成根据各零件所起作用细分型腔浇注系统导向机构推出机构冷却与加热装置排气系统支承与紧固零件分

3、型与抽芯机构3.1.3注射模具的结构组成根据各零件所起作用细分型腔浇注系统导向机构推出机构冷却与加热装置排气系统支承与紧固零件分型与抽芯机构3.1.4 注射模具类型（按总体结构特征分类）单分型面双分型面带有活动镶件的注射模具横向分型抽芯注射模具自动卸螺纹注射模具定模设顶出装置的注射模无流道注射模具图3-1图3-2图3-3图3-4图3-5图3-6图3-73.2 模具与注射机的关系 设计注射模时，必须了解模具与注射机的关系，设计模具必须针对具体的注射机，具体的说应从以下几个方面考虑。3.2.1 注射机最大注射量的较核 注射机的最大注射量是指注射机螺杆或柱塞以最大注射行程注射时，一次所能达到的塑料注

4、射量。柱塞式注射机 最大注射能力在国际上规定以一次注射聚苯乙烯塑料的最大克数为标准。故注射聚苯乙烯时，制件的总重量加上浇注系统的重量应不超过注射机的规定克数。最好在额定注射量的80%以内。当注射其它塑料时，最大注射量公式为： （3-1）式中 Gmax最大注射量，克； dB 聚苯乙烯在常温下的比重，1.06g/cm3； gB注射机规定注射量，克； D 注射塑料在常温下的比重，g/cm3。当考虑压缩比不同的影响时则 （3-2）式中IB聚苯乙烯塑料平均压缩比，取为2； i注射塑料的压缩比；塑料的压缩比和它的粒度、粒子的规整性等因素有关，可通过实验测定。螺杆式注射机 其最大注射能力通常以螺杆在料筒内最

5、大推进容积M（cm3）表示。因此，最大注射量就是该体积的塑料熔体在料筒的温度及压力下的重量。最大注射量为： （3-3） 式中M注射机规定注射容积，cm3； Dg在料筒的温度和压力下熔融塑料的密度，g/cm3。 最大注射量也可用下式进行估算： （3-4）式中C料筒温度下塑料体积膨胀率的校正系数； 对于结晶性塑料C0.85，对于非晶性塑料C0.93。3.2.2注射压力的校核 决定制品成型所需压力因素有：注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力。3.2.3 锁模力的校核 高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的力，使模具沿分型面涨开。其值等于制件和浇注系统在分型面上的投影面积

6、之和F乘以型腔内塑料熔体的单位面积压力q。作用在这个面积上的总力，应小于注射机的额定锁模力P，否则在注射时会产生严重的溢边跑料现象。即 （3-5）式中 F塑件加浇注系统在分型面上的投影面积； q型腔内塑料熔体的单位面积压力； P注射机额定锁模力。 但 （3-6）式中 Pi注射压力； K熔体流经喷嘴和浇注系统时的压力损耗系数，一般取值为0.30.5。 即: (3-7）3.2.4 模具与注射机安装模具部相关尺寸的校核 设计模具时应该加以校核的主要项目有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的安装螺孔尺寸等。 注射机喷嘴头的球面半径与同其接触的模具主流道始端的球面半径必须吻合

7、，或前者小于后者（祥见第三节）。 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，注射机固定板上设有定位孔。模具定位板上设计有凸出的与主流道同心的定位圈，定位孔与定位圈呈较松动的配合。 可安装的模具厚度HM满足 ，Hmin，Hmax分别是注射机允许安装的最小和最大模具厚度。 动模与定模的模脚尺寸应与注射机移动模板和固定模板上螺钉孔的大小及布置尺寸相适合，便于固定在相应的模板上。模具常用的固定方法有用螺钉直接固定和压板固定两种。螺钉或压板数目最常见为24个。当用螺钉直接固定时，模脚上钻孔位置和尺寸应与模板上的螺钉孔完全吻合；而用压板固定时，只要模脚附近有螺钉孔都能压紧，因此有更大的灵活性。3

8、.2.5开模行程的校核 各种注射机的开模行程是有限制的，取出制件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。注射机的最大开模行程与模厚无关时的校核 凡锁模机构是机械式和机械液压联合作用的注射机，开模行程都不受模具安装厚度的影响，模具靠联接在移动模板后的大调节螺母，在允许的最大和最小模具厚度之间调节，而开模行程是由锁模的曲轴运动或移动油缸的运动所决定。属于这种类型的注射机有XS-Z-30、XS-Z-60、XS-ZY-125、XS-ZY-350、 XS-ZY-500、XS-ZY-1000、SZY-200、SY-ZY-4000等。注射机的最大开模行程与模厚无关 对于单分型面注射模具开模行程可按下式校

9、核； S H1+H2+510mm （3-8） 式中：H1脱模距离（顶出距离），mm H2制件高度（包括浇注系统）mm S注射机最大开模行程mm。注射机的最大开模行程与模厚无关对于三板式双分型面模具开模距离需要增加定模板与浇口板的分型距离，以取出浇注系统凝料。 （3-9）注射机最大开模行程与模厚有关时的校核 这主要是指全液压式锁模机构的注射机，其最大开模行程等于机床移动模板和固定模板之间的最大开距Sk减去模厚Hm。属于这种类型的国产注射机有XS-ZY-250、和角式注射机SYS-45、SYS-60。 对于单分型面（3-10）注射机最大开模行程与模厚有关时的校核对于双分型面 （ 3-11）式中：Hm模具厚度mm， Sk注射机模板间的最大开距mm。注射机最大开模行程的校核 当有侧向抽芯（分型）时完成侧抽芯距离L需的开模行程Hc：完成脱模所需的开模行程：3.2.6顶出装置的校核 国产注射机的顶出装置分为如下四中情况： 中心机械式顶杆顶出。属于此类的注射机有XS-Z-60、XS-ZY-350等 两侧机械式双顶杆