塑料成型工艺与模具简介教案

1、一、 项目引入,本任务以成型灯座（如图1-1所示）和电池盒盖（如图5-1所示）为载体，训练学生合理选择成型设备的能力。,图1-1 灯座二维图形,图5-1 电池盒盖,二、相关知识,（一）注射机的结构,(1)注射系统 注射系统包括料斗、料筒、加热器、计量装置、螺杆（注塞式注射机为柱塞和分流梭）及其驱动装置、喷嘴等 作用;加热熔融塑料，使其达到粘流状态；施加高压，使其射入模具型腔,一台通用型注射机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统和电器控制等四部分,图5-2 注射机的结构1合模液压缸 2锁模机构 3移动模板 4顶杆 5固定模板 6控制台7料筒及加热器 8料斗 9定量供料装置 10注射缸,二、相

2、关知识,（一）注射机的结构,(3)液压传动和电器控制系统 保证注射成型按照预定的工艺要求（压力、速度、时间、温度）和程序准确运行。液压传动系统是注射机的动力系统，电器控制系统则是控制系统。,(2) 合模系统 合模系统主要由前后固定模板、移动模板、拉杆、合模油缸、连杆机构、调模机构以及制品推出机构等组成。 作用;实现模具的闭合、锁紧、开启和顶出制品,二、相关知识,（二）注射机的分类,1按外形结构特征分类,卧式注射机 立式注射机 角式注射机,卧式注射机,卧式注射机生产现场,图 注射机的结构 1合模液压缸2锁模机构 3移动模板 4推杆 5固定模板 6控制台 7料简及加热器 8料斗9定量供料装置 10

3、注射缸,注射装置与合模装置轴线呈一线，与水平方向平行,二、相关知识,（二）注射机的分类,1按外形结构特征分类,立式注射机,立式注射机工作原理示意图,注射装置与合模装置轴线呈一线，与水平方向垂直排列,卧式注射机 立式注射机 角式注射机,二、相关知识,（二）注射机的分类,1按外形结构特征分类,直角式注射机,注射装置与合模装置的轴线相互垂直排列,卧式注射机 立式注射机 角式注射机,二、相关知识,（二）注射机的分类,1按外形结构特征分类,多模注射机,二、相关知识,（二）注射机的分类,2按注射机大小规格分类,二、相关知识,（二）注射机的分类,2按注射机大小规格分类,3 按塑化和注射方式它可分为 柱塞式、

4、螺杆式和螺杆塑化柱塞式注射机。,图5-6 柱塞式注射机成型原理图1注射模 2喷嘴 3料筒 4分流梭 5料斗 6注射柱塞, 塑化效果好。 注射量大。 生产周期短、效率高。 容易实现自动化生产。 设备价格较高。,螺杆式优点：,二、相关知识,（二）注射机的分类,4 按注射机的用途它可分为 通用注射机和专用注射机(热固性塑料注射机、发泡塑料注射机、多色注射机等）。 5按合模装置的特征分类 液压式 、液压机械式,图5-7 液压式合模装置1动模座 2定模座 3喷嘴 4模具 5锁模缸,图5-8 液压机械式合模装置1模具 2定模座 3动模座 4前连杆 5后连杆 6十字连杆 7锁模缸 8调模拉杆,二、相关知识,

5、（三）注射机规格及其技术参数,注射机型号标准表示法主要有注射量、锁模力、注射量与锁模力同时表示3种方法 。,1 注射量表示法 注射机以标准螺杆 一次能注射出PS的最大量表示。 注射量表示法不能直接判断规格的大小，常用的卧式注射机型号有： XSZY30、XSZY60、XSZY125、XSZY500 、 XSZY1000 等。其中 XS 表示塑料成型机械； Z表示注射成型；Y 表示螺杆式（无“Y”代表柱塞XSZ30、XSZ60 ），500 、 125 等表示注射机的最大注射量（ cm3或 g ）。 2 合模力表示法 合模力表示法是用注射机最大合模力（ kN ）来表示注射机规格的方法， 3 合模力与

6、注射量表示法 合模力与注射量表示法是目前国际上通用的表示方法，是用注射量为分子、合模力为分母表示设备的规格。如 XZ 63 /50 型注射机， X 表示塑料机械， Z 表示注射机， 63 表示注射容量 63 cm3，合模力为 50 x10kN 。 国家标准采用注射量表示法（ XS ZY注射量 改进型表示法） 部分国产和注射机主要技术规格见课本。,二、相关知识,（四）注射机有关工艺参数的校核,最大注射量 最大注射压力 最大锁模力或最大成型面积 模具最大厚度和最小厚度最大 开模行程 机床模板安装模具的螺钉孔（或T形槽）的位置和尺寸等,以保证模具和注射机相互匹配,1 最大注射量的校核,式中 n 型腔

7、数量； m 单个塑件的体积或质量， cm3 或 g ; mj 浇注系统凝量， cm3或 g ; k 注射机最大注射量利用系数，一般取 0.8 ; mn 注射机最大注射量，cm3 或 g ; 注塞式注射机的允许最大注射量是以一次注射聚苯乙烯的 最大克数（ g ）为标准的。 螺杆式注射机是以体积（ cm3, ）表示最大注射量,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,2 注射机的额定锁模力（合模力）的校核,式中 注射机的额定锁模力， N; A 单个塑件在模具分型面上的投影面积， mm2 ; Aj 浇注系统在模具分型面上的投影面积， mm2 ; p 塑料熔体对型腔的成型压力（ MPa ) 查表5

8、.3，,在分型面不重合,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,3注射压力的校核,塑料制件成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件的结 构形状及尺寸和浇注系统的压力损失等因素决定的。对粘度大的塑料，壁薄、流程长的塑件，注射压力需大些。柱塞式注射机的压力损失较螺杆式大，注射压力也需大些。 注射机的额定注射压力 P0 要大于成型时所需要的注射压力P 即： P0 K P （K安全系数，取1.31.4),（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,4、安装参数校核,模具与注射机安装部分的相关尺寸的校核,设计模具时，注射机安装模具部分应校核的主要项目包括喷嘴尺寸、定位孔尺寸、

9、拉杆间距、最大及最小模厚、模板上安装螺钉孔的尺寸及位置等。,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,R=r+( 12 )mm D=d+( 051 )mm,1. 浇口套球面尺寸,卧式或立式注射机,直角式注射机 : 平面接触,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,2. 定位圈尺寸,注射机固定模板定位孔与模具定位圈(或主流道衬套凸缘)的关系两者按H9f9配合或0.1mm间隙，以保证模具主流道的轴线与注射机喷嘴轴线重合，否则将产生溢料并造成流道凝料脱模困难。定位圈的高度h，小型模具为810mm，大型模具为1015mm。,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,3. 模具尺寸与注射机

10、装模空间的关系,模具的最大、最小厚度模具的总高度必须位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间 Hmax=Hmin+l HminHHmax。 式中 H模具闭合厚度； Hmin注射机允许模具最小厚度； Hmax注射机允许模具最大厚度； l注射机在模厚方向长度的调节量。 若H小于Hmin时，则可采用垫板来调 整，以使模具闭合。 若H大于Hmax时，则模具无法锁紧或影 响开模行程，尤其是以液压肘杆式机构 合模的注射机，其肘杆无法撑直，这是不允许的。 应校核模具的长、宽尺寸，使模具能从注射机的拉杆之间装人。,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,4. 模具的安装固定,安装方法有两种： 用螺钉

11、直接固定：模具动、定座板与注射机模板上的螺孔应完全吻合； 用压板固定：模具固定板需安放压板的外侧附近有螺孔就能紧固，因此，压板固定具有较大的灵活性。,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,5、开模行程与推出机构的校核,（1)开模行程的校核,1）当注射机的最大开模行程与模具厚度无关 这主要是指液压机械联合作用的合模机构的注射机。如XSZ30、XSZ60、XSZY125、XSZY500、XSZY1000等，其最大开模行程与模具厚度无关。它的行程大小由连杆机构(或移模缸)的最大冲程决定的。,注射机最大开模行程，mm；,推出距离（脱模距离），mm；,包括浇注系统在内的塑件高度，mm,A 单分型

12、面注射模具开模行程的校核,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,(1)开模行程的校核,1）当注射机的最大开模行程与模具厚度无关 B 双分型面注射模具开模行程的校核,a取出浇注系统凝料所需的距离, 即模板与中间板之间的分开距离，mm；,其余各符号的意义同上,5、开模行程与推出机构的校核,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,2）当注射机的最大开模行程与模具厚度有关,A 单分型面注射模具开模行程的校核,B 双分型面注射模具开模行程的校核,主要是指全液压合模机构的注射机，如XSZY250和机械合模的SYS20、SYS45等角式注射机，其移动模板和固定模板之间的最大开距S减去模具闭合厚

13、度H等于注射机的最大开模行程S,1开模行程的校核,5、开模行程与推出机构的校核,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,）具有侧向抽芯时 开模行程的校核,1开模行程的校核,5、开模行程与推出机构的校核,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,各种型号注射机的推出装置和最大推出距离不尽相同，设计时，应使模具的推出机构与注射机相适应。通常是根据开合模系统推出装置的推出形式（中心推出还是两侧推出）、注射机的顶杆直径、顶杆间距和顶出距离等校核模具推出机构是否合理、堆杆推出距离能否达到使塑件顺利脱模的目的。,2 推出装置 的校核,1)中心顶杆机械顶出 2)两侧双顶杆机械顶出 3)中心顶杆液压

14、顶出与两侧双顶杆机械联合顶出 4)中心顶杆液压顶出与其它开模辅助液压缸联合作用，,（四）注射机有关工艺参数的校核,二、相关知识,二、相关知识,（五）注射模具的分类及组成,1注射模具的分类,卧式注射机用注射模 立式注射机用注射模 角式注射机用注射模,（1） 按其所用注射机的类型分：,（2） 按注射模的总体结构特征对其进行分类，可分为以下几种典型结构： 单分型面注射模、双分型面注射模、带侧向分型与抽芯机构的注射模、单型腔注射模 、多型腔注射模、自动卸螺纹注射模 、无流道注射模等 （3 ）按浇注系统结构形式可分： 普通浇注系统注射模、热流道浇注系统注射模 （4） 按塑料性质可分为： 热塑性塑料注射模

15、具、热固性塑料注射模具 （5 ） 按成型技术可分为： 低发泡注射模、精密注射模、气辅成型注射模、双色注射模、多色注射模,二、相关知识,（五）注射模具的分类及组成,2注射模具的组成,注射模均由动模、定模两大部分构成。,图7-2 注射模的结构 1-动模板 2-定模板 3-冷却水道 4-定模座板 5-定位圈 6-浇口套7-凸模 8-导柱 9-导套 10-动模座板 11-支承板 12-限位柱 13-推板14-推杆固定板 15-拉料杆 16-推板导柱 17-推板导套 18-推杆19-复位杆 20-垫块 21-注射机顶杆,二、相关知识,（五）注射模具的分类及组成,2注射模具的组成,根据模具上各部件所起的作

16、用，可细分为以下几个部分。（1）成型零件：构成模具型腔的零件（2）浇注系统：将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道，一般由主流道， 分流道，浇口，冷料穴组成。（3）导向机构：是指保证动、定模合模时正确对合和推出机构运动的平稳性。（4）侧向分型与抽芯机构 ：塑件上的侧向如有凹凸形状、孔或凸台，这就需要有侧向的凸模或成型块来成型。,（5）推出机构： 推出机构是指模具分型后将塑件从模具中推出的装置。 （6）温度调节系统 （7）排气系统 （8）支承零部件：用来安装固定或支承前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,1单分型面注射模,是 注射模中较简单的一种结构形式

17、。这种 模具只有一个分型面，如图7-2所示。根据需要，单分型面注射模既可设计成单型腔注射模，也可设计成多型腔注射模， 应用十分广泛。,( 1 ）分流道位置的选择 分流道开设在分型面上 ( 2 ）塑件的留模方式 应尽量留在动模一侧。 ( 3 ）拉料杆的设置 动模一侧必须设有拉料杆 ( 4 ）导柱的设置 单分塑面注射模的合模导柱既可设置在动模一侧也可设置在定模一侧，通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。需要指出的是，标准模架的导柱一般都设置在动模一侧。 ( 5 ）推杆的复位 常用的机构有复位杆复位和弹簧复位两种。,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,是 注射模中较简单的一种结构

18、形式。这种 模具只有一个分型面，如图7-2所示。根据需要，单分型面注射模既可设计成单型腔注射模，也可设计成多型腔注射模， 应用十分广泛。,( 1 ）分流道位置的选择 分流道开设在分型面上 ( 2 ）塑件的留模方式 应尽量留在动模一侧。 ( 3 ）拉料杆的设置 动模一侧必须设有拉料杆 ( 4 ）导柱的设置 单分塑面注射模的合模导柱既可设置在动模一侧也可设置在定模一侧，通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。需要指出的是，标准模架的导柱一般都设置在动模一侧。 ( 5 ）推杆的复位 常用的机构有复位杆复位和弹簧复位两种。,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,A-A分型面取出浇注系统

19、凝料； B-B分型面取出塑件 双分型面增加一块中间板（浇道板），所以也叫三板式注射模（动模板、浇道板、定模板）。常用于针点浇口进料的单腔或多腔模具。,图7-3 双分型面注射模 1模脚 2支承板 3动模板（型芯固定板） 4推件板 5导柱6限位销 7弹簧 8定距拉板 9型芯10浇口套 11定模板 12中间板 13导柱 4推杆 15推杆固定板 16推板,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,（ l）浇口的形式 点浇口直径 0.5 1.5mm 。 （2）导柱的设置 即可以在定模一侧，也可以对动模部分进行导向，通常设置在凸模较高的

20、一侧；如果是推件板推出机构，动模部分也一定要设置导柱。 （3）双分型面注射模分型距离 A-A分型面取出浇注系统凝料 B-B分型面取出塑件 保证取出塑件,双分型面注射模的分型形式,“顺序定距分型机构”,（1）弹簧先分型 拉板定距,（2）弹簧先分型 拉杆定距 （3）顶销先分型 导柱定距,（4）摆钩分型 、定距,带定距分型拉紧机构注射模,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,图形已链接,图形已链接,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,2双分型面注射模,双分型面注射模结构,双分型面注射模工作过程,双分型面注射模相关零件尺寸关系,双分型面注射模的零件,二、相关知识,（六）典型注射模具

21、结构,3侧向分型与抽芯注射模,图7-4 斜导柱侧抽芯注射模 1动模座板 2垫块 3支承板 4动模板5挡块 6螺母 7弹簧 8滑块拉杆9锁紧楔 10斜导柱 11滑块 12型芯13浇口套 14定模板 15导柱 16动模板17推杆 18拉料杆 19推杆固定板 20推板,当塑件侧壁有孔、凹槽或凸起时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。 带动侧向成型零件进行侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。示意动画,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,3侧向分型与抽芯注射模,图7-4 斜导柱侧抽芯注射模 1动模座板 2垫块 3支承板 4动模板5挡块 6螺母 7弹簧 8滑块拉杆9锁紧楔 10斜导

22、柱 11滑块 12型芯13浇口套 14定模板 15导柱 16动模板17推杆 18拉料杆 19推杆固定板 20推板,图中侧向抽芯机构由斜导柱10 、侧型芯滑块 11 、楔紧块 9 、挡块 5 ，滑块拉杆 8 、弹簧 7 、螺母 6 等组成,定位装置：由挡块 5 、滑块拉杆8、螺母 6 、弹簧 7 和垫片等组成。作用：保证滑块不侧向移动，合模时斜导柱能顺利地插人滑块的斜导孔中使滑块复位 楔紧块的作用：防止注射时熔体压力使侧型芯滑块产生位移，楔紧块的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,4带有活动镶块和嵌件的注射模,有的塑料制品带有内侧凸、凹槽或螺纹等，为简化模具

23、结构，需要在模具上设置活动镶件：活动型芯、螺纹型芯、型环或哈夫块等。,图7-5 带有活动镶块的注射模 1定模座板（兼凹模） 2导柱 3活动镶块4型芯座 5动模板 6支承板 7模脚8弹簧 9推杆 10推杆固定板 11推板,应注意： 1. 活动镶件在模具中应有可靠的定位和正确的配合； 5 10 mmH8/f8 配合，其余长度35的斜面； 2. 推杆先复位，否则活动镶件将无法放人安装孔内。,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,4带有活动镶块和嵌件的注射模,当塑件上带有嵌件时，为了保证嵌件在注射成型过程中不发生位移，避免合模时损伤模具，在设计模具时，应考虑嵌件的可靠、准确定位问题。,图7-6 带嵌件的注射模 1主流道衬套 2定模板 3、4型腔镶件 5粉末冶金嵌件 6嵌件杆 7推管 8垫块9圆柱销 10动模座板 11固定板 12推板 13拉料杆 14推杆固定板5复位杆 16支承板 17动模板 18导套 19导柱 20定位圈,二、相关知识,（六）典型注射模具结构,5角式注射模用注射模、自动卸螺纹的注射模,主流道、分流道开设在分型面上，而