塑料基础及成型模具 3

塑料成型工艺及模具设计

“十一五”国家级规划教材

4.1注射模具的基本结构与分类

4.2注射模与注射机的关系

4.3分型面的选择

4.4型腔数目的确定与排列形式

4.5注射模具浇注系统设计4.6排气和引气系统设计

4.7注射模具成型零件设计4.8注射模具导向机构设计4.9脱模机构设计4.10注射模具侧向抽芯机构设计4.11注射模具温度调节系统设计4.12模架设计4.13注射模具材料的选用第4章注射模具设计4.1.1注射模的结构组成一模一腔模具外形

4.1注射模具的基本结构与分类

4.1.1注射模的结构组成成型零件：直接成型塑件浇注系统：引导熔体进入型腔辅助系统：导向、脱模、温控等4.1注射模具的基本结构与分类

一模多腔模具外形4.1.1注射模的结构组成（模架）4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成（模具零件）4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成（爆炸图）4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成（组装过程）4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成（剖面示意图）4.1注射模具的基本结构与分类安装在注射机上的注射模4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类导柱4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类定位圈4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类内六角螺钉4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类复位杆4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类限位钉4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类4.1注射模具的基本结构与分类4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类各种吊环4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类各种弹簧4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类

环保、材料及日期章4.1.1注射模的结构组成4.1注射模具的基本结构与分类冷却配件4.1.1注射模的结构组成

4.1.2注射模的分类

1.单分型面注射模两板模

流道与塑件在同一分型面取出占注射模的70%以上4.1注射模具的基本结构与分类

单分型面注射模动作模拟（平面）4.1注射模具的基本结构与分类

单分型面模具工作过程4.1注射模具的基本结构与分类

单分型面模具实物外形

4.1注射模具的基本结构与分类

单分型面模具实物外形

4.1注射模具的基本结构与分类

单分型面注射模标准模架的组成4.1注射模具的基本结构与分类

垫块复位杆动模板定模板定座模板导柱支承板推杆固定板推板动模座板浇口套

2.双分型面注射模又称三板模，增加中间板浇注系统与塑件在不同分型面取出，适用于点浇口或多型腔模4.1注射模具的基本结构与分类

双分型面模具的模架4.1注射模具的基本结构与分类

流道板流道板流道板流道板

2.双分型面注射模

4.1注射模具的基本结构与分类

2.双分型面注射模

4.1注射模具的基本结构与分类

2.双分型面注射模

4.1注射模具的基本结构与分类

4.2注射模与注射机

1.公称注射量公称注射量：注射机的公称注射量有容量（cm3）和质量（g）两种表示方法。公称注射容量：是指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所注射的塑料体积，以立方厘米（cm3）表示.公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能注射的聚苯乙烯塑料质量，以克（g）表示。

4.2注射模与注射机

f1:实际使用塑料的体积压缩比，由实验测定；f2:聚苯乙烯的压缩比，一般取2。

2.注射量的校核校核公式：实际注射量≤80%×

公称注射量考虑塑件体积、浇注系统体积、型腔数设备选型需综合注射量、压力、锁模力等4.2注射模与注射机

1.定义：校核所选注射机的公称注射压力P公能否满足塑件成型时所需要的注射压力P注。2.要求：P公

＞P注3.成型压力范围：70~150MPa，取决于塑料流动性、塑件结构和壁厚及浇注系统类型。4.2.2注射压力校核4.2注射模与注射机

4.2.2注射压力校核4.2注射模与注射机塑料注射条件厚壁件（易流动）中等壁厚件难流动的薄壁窄浇口件聚乙烯70~100100~120120~150聚氯乙烯100~120120~150>150聚苯乙烯80~100100~120120~150ABS80~110100~130130~150聚甲醛85~100100~120120~150聚酰胺90~101101~140>140聚碳酸酯100~120120~150>150有机玻璃100~120110~150>150部分塑料所需的注射压力/MPa

1.定义：锁模力F锁是注射机锁模机构为克服熔体胀型力而对模具施加的最大夹紧力。2.校核公式：F锁

＞F胀＝P腔

×A分3.参数说明：P腔为型腔内塑料熔体平均压力(20~40MPa)；A分为塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。4.2.3锁模力校核4.2注射模与注射机

4.2.3锁模力校核4.2注射模与注射机塑件特点举例（Mpa）容易成型塑件PE、PP、PS等薄厚均匀的日用品、容器类25一般塑件在模温较高下，成型壁薄容器类30中等黏度塑料及有精度要求的塑件ABS、POM等有精度要求的零件，如壳体等35高黏度塑料及高精度、难充型塑料高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等40常用塑料注射时型腔的平均压力/MPa

主要校核尺寸：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、拉杆间距、模具厚度。校核内容：确保模具与注射机匹配。1.模具外形尺寸：需小于拉杆间距与装模空间。2.定位圈：与注射机定模固定板定位孔采用H9/f9间隙配合，保证主流道与喷嘴同轴。3.喷嘴与浇口套：主流道球面半径(SR)比喷嘴球面半径(SR₀)大1-2mm；小端直径(d)比喷嘴直径(d₀)大0.5-1mm。4.模具厚度(Hₘ)：必须在注射机允许的最大模厚(Hₘₐₓ)与最小模厚(Hₘᵢₙ)之间。4.2.4安装部分相关尺寸校核4.2注射模与注射机

4.2.4安装部分相关尺寸校核4.2注射模与注射机

4.2.4安装部分相关尺寸校核4.2注射模与注射机

1.固定形式：压板式（灵活）、螺栓式（用于大型模具）与自动固定。2.压板固定要点：支撑点应与模脚等高，螺钉尽量靠近模脚。3.夹模尺寸：定、动模座板边缘需留出夹模空间（W1,W2一般取25~35mm）。4.2.5模具的固定4.2注射模与注射机压板固定螺栓固定自动固定

4.2.6开模行程校核

4.2注射模与注射机

与厚度无关（液压-机械式）1.定义：开模行程H是从模具中取出塑件所需要的最小开模距离，必须小于注射机移动模板最大行程Smax。2.单分型面模具：Smax≥H1+H2+(5～10)mm3.双分型面模具：Smax≥H1+H2+a+(5～10)mm4.2.6开模行程校核

4.2注射模与注射机

与厚度有关（全液压式和机械式）与模具厚度有关时：最大开模行程Smax=Sk-Hm（Sk为模板最大开距）。4.2.6开模行程校核

4.2注射模与注射机

有侧向抽芯时为完成侧向抽芯距离Sc所需的开模行程为H侧校核公式：当当4.2.6开模行程校核

4.2注射模与注射机

4.2.7推出机构的校核

4.2注射模与注射机

1.获取注射机参数：查阅机床手册，明确其推出形式、推杆尺寸与布局、最大推出行程L机、额定推出力F机。2.分析模具需求：计算塑件脱模所需行程L和估算脱模力F脱。3.进行匹配检查：（1）检查L机>L？(行程校核)（2）检查F机>F脱？(力量校核，必要时进行)（3）绘制模具推出板草图，检查推杆过孔位置、直径是否与注射机推杆匹配？(几何匹配校核)（4）模具是否需要预复位？注射机功能是否支持？(功能校核)4.做出设计决策：若校核不通过，则需调整模具推出方案（如增加推杆数量、改变推出方式、设计增力机构）或更换更合适的注射机。通过以上系统的校核，可以避免在生产中出现推出行程不足、推出力不够、推板错位无法顶出或机构干涉等严重问题，确保模具在选定注射机上的顺利运行。4.2.7推出机构的校核

4.2注射模与注射机

1.定义：分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。2.常见形式：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面等。3.决定因素：与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关。4.3.1分型面的形式4.3分型面的选择4.3分型面的选择

4.3.1分型面的形式4.3分型面的选择

4.3.1分型面的形式4.3分型面的选择

4.3.1分型面的形式4.3分型面的选择

4.3.1分型面的形式

4.3.2分型面的选择原则4.3分型面的选择

1.利于脱模：设在塑件投影轮廓最大处。2.保证外观：分型线尽量不破坏光滑外表面。3.利于推出：确保塑件留于动模侧。4.保证精度：有同轴度要求的部分置于同侧。5.简化结构：避免侧孔侧凹，避免定模滑块。6.满足锁紧：投影面积大的方向置于合模方向。7.利于浇注：合理安排浇口位置。8.便于加工：分型面形状尽量简单。4.3.2分型面的选择原则4.3分型面的选择

实例1（无斜度）：比较三种分型方式对脱模、外观的影响。