1、塑料注射成型,模块二 注射成型提高项目一 塑料垫圈注射成型任务二 塑料垫圈模具认知,注射机的选择和校核,一、注射机的基本参数最大注射量；最大注射压力；最大锁模力；最大成型面积模具的最大厚度或最小厚度；最大开模行程；注射机模板上安装模具的螺纹孔的位置和尺寸；顶出机械的形式、位置及顶出行程。,注射机的选择和校核,二、注射机基本参数的校核 1、最大注射量的校核制品及浇注系统总质量的计算mnmz十mj式中： n型腔数mz一个塑件的质量mj浇注系统塑料质量螺杆式注射机最大注射量mmaxVC 式中 ： v注射机规定注射体积，cm3注射塑料在常温下的密度，gcm3C料筒温度下塑料体积膨胀的校正系数对结品性塑
2、料：C=0.85对非结晶性塑料：C=0.93,注射机的选择和校核,式中 V实 实际充满模具所需塑料的量；V实max 最大实际注射量，即注射机能往模具中注入的最大的塑料的量，一般可取理论注射量的75%左右。2、注射压力的校核式中 P额 注射机的额定注射压力；P注 成型所需的注射压力。,最大注射量的校核,注射机的选择和校核,3、锁模力的校核注射或保压时，高压塑料熔体产生使模具分型面涨开的力，力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内的最大平均压力；该涨模力应小于注射机的锁模力，从而保证分型面的锁紧，避免产生溢料。式中 F涨 熔体产生的使模具分型面涨开的力；F锁 注射机的额定锁模力
3、； 熔融塑料在型腔内的最大平均压力，约为注射压力的1/32/3，通常可取20 40MPa；A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和,注射机的选择和校核,4、注射机安装模具部分的尺寸校核 喷嘴尺寸和主流道衬套间配合 定位圈和定位孔间的配合模具上的定位圈与定位孔应是较松间隙配合定位圈的高度应比定位孔的深度略小 模具在注射机上的固定压板加螺钉螺栓直接连接 模具的厚度和外形尺寸模厚模具的最大厚度与最小厚度 模具最大厚度Hmax与最小厚度Hmin是指动模板闭合后，达到规定合模力时，动模板与固定模板间的最大（小）距离。模具厚度应在允许最大及最小模厚之间。,注射机的选择和校核,5、开模行程校核 校核目的：
4、为了取出塑件及浇注系统凝料 注意事项：开模行程是否与模厚有关 注：肘杆式合模和模厚无关；液压式合模和模厚有关 A 开模行程和模具厚度无关式中 Smax 注射机的最大开模行程；S 模具所需的开模距离。包括型芯高度、塑料高度、浇注系统高度及一定的余量 B 开模行程和模具厚度有关Sk-HmSSk：注射机动定模板间最大开距Hm：模具厚度S：取出塑件及浇注系统料所需距离 C 开模行程校核1）与模厚无关：SmaxS2）与模厚有关：SmaxS+Hm,注射机的选择和校核,6、顶出装置的校核顶出装置的形式中心顶杆机械顶；两侧顶杆机械顶；中心顶杆液压顶加两侧双顶杆机械顶； 中心顶杆液压顶与其它开模辅助液压缸联合作
5、用顶出装置的校核顶出方式顶出力顶出距离,塑料注射成型模具概述,塑料注射成型模具塑料注射成型所用的模具 塑料注射成型模具的适用热塑性塑料制品的注射成型热固性塑料制品的注射成型 注射制品占模型制品三分之一 注射模约占塑料成型模具的二分之一,塑料注射成型模具概述,设计注射模应考虑的问题(1)了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处的流动阻力，流动速度，校核最大流动长度及流动面积比。根据塑料的充模顺序，考虑塑料在模具内重新熔合和模腔内气体导出的问题。 (2) 考虑冷却过程中塑料的收缩及补给问题。 (3) 通过模具设计，控制塑料在模具内结晶、取向和改善制品的内应力。 (4) 浇口的形式、位置和分
6、型面的选择问题。 (5) 制品的顶出及侧向分型抽芯问题。 (6) 模具的冷却或加热问题。 (7) 模具与所用注射机的关系问题。 (8) 模具总体结构要合理，模具零件要便于制造、能采用标准件。,单分型面注射成型模具概述,注射模的组成 注射模均由动、定模两大部分组成。 根据模具上各部件所起的作用，可细分为以下几个部分 ： (1) 成型零件 成型零件是构成模具型腔的零件。通常由型腔、凹模、镶件等组成； (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 常见由导柱和导套组成，用于引导动、定模正确闭合，保证动、定模合模后的相对准确位置；
7、(5) 脱模机构 将塑件和浇注系统凝料从模具中脱出的机构，由推杆、复位杆、推杆固定板、推板、及推板导柱和导套等组成。 (6) 加热、冷却系统 为满足注射工艺对模具温度的要求、模具设有冷却或加热系统；模具需冷却时，常在模内开设冷却水道；需加热时则在模内或其周围设置加热元件，如电加热元件。 (7) 排气系统 充模过程中，为排出模腔内气体，常在分型面处开设排气槽；小型塑件排气量不大，可直接利用分型面上的间隙排气；模具的推杆或其它活动零件之间的间隙均可起排气作用。 (8) 其它结构零件 为满足模具结构上的要求而设置的；如固定板，动、定模座板，支承板，连接螺钉等。,浇注系统设计,一、概述 1、浇注系统的
8、定义 从喷嘴到型腔间的塑料熔体流动通道 2、浇注系统的分类 普通浇注系统，无流道浇注系统（绝热/热） 3、普通浇注系统的组成 主流道，分流道，浇口，冷料井 二、浇注系统的设计原则结合塑料的流变性能，浇注系统尽量让塑料熔体以尽可能低的粘度和速度充满型腔热量和压力在浇注系统中的损失尽量少保压阶段浇注系统应能充分传递压力控制浇注系统中浇口的凝固时间以控制补料时间确保各型腔均衡进料排气性好浇注系统凝料尽量少，去除方便充分考虑塑料件外观、大小、形状、技术要求和模具结构及注射机的性能来决定浇注系统尺寸和类型,普通浇注系统设计,一、主流道的设计1、概述主流道设计于主流道衬套中，其轴线可以垂直于分型面，也可以
9、与分型面有一定的角度。 2、主流道的设计要点 A 便于流道凝料的脱出a.设计成圆锥形，锥角2至4°b.内壁粗糙度Ra0.8以下c.抛光沿轴向d.流道末道和分流道采用圆角过渡 B 主流道小端直径及球面半径原则:防止溢料和便于拉出浇注系统凝料主流道小端直径 d1=d2+(0.51)mm主流道球面半径 R2=R1+(12)mm,普通浇注系统设计,C 主流道和定位圈结构形式,普通浇注系统设计,二、冷料井和拉料杆的设计1、冷料井一般设置于主流道及分流道的末端，用于储存前锋冷料； 2、拉料杆指设置于冷料穴中用于开模时拉出主流道凝料的零件；,普通浇注系统设计,三、浇口的设计 1、概述浇口尺寸小，阻
10、力大，注意浇口加工时的尺寸精度常见断面为矩形或圆形对制品的质量影响较大常见浇口尺寸：台阶长11.5mm，常小于2mm；直径0.32mm 2、小浇口的优点流量一定，剪切增加，粘度下降，易充模，尤其对于剪切敏感性材料浇口尺寸减小，剪切上升，产生的剪切热量增加，温度增加，粘度下降，易充模浇口尺寸小，熔体传热更快，可控制补料时间，进而控制制品的内应力浇口尺寸小，固化快，可以缩短模塑时间小浇口进料阻力大，可以平衡进料速度小浇口可以减小凝料尺寸，易修整浇口尺寸小，修模时易修整，修模余地大对于粘度大的材料，或者对剪切不敏感的材料，应用较大的浇口对于厚壁、大型塑料制品，由于要求补料时间长，浇口尺寸应较大。,普
11、通浇注系统设计,3、常用浇口类型直接浇口 特点：尺寸大，压力损失小，进料快，易成型，适用广。 例：热敏性塑料；高粘度，高质量，大型，深腔，箱形制品 缺点：浇口凝固时间长，补缩时间长，残余应力大，易产生缩孔及缺陷，不易去除 尺寸：同主流道设计尺寸,普通浇注系统设计,四、排气系统的设计1、气体来源型腔中的空气；原料中的水分；原料分解所产生的气体。 2、排气方式A 利用分型面和配合间隙排气B 利用烧结金属块排气C 利用排气槽排气适用于较大塑件或成型过程中有大量气体产生的场合排气槽应开在型腔最后填充部位排气槽不应正对操作工人 3、排气槽尺寸宽度b=35mm深度h=0.010.03mm以不产生溢料为准长
12、度L=0.71.0mm后续部分可扩孔,成型零件概述,成型零件定义：和塑料接解，成型塑件的零件，构成模具的型腔。成型零件的分类1）型芯：成型塑件内表面的零件2）型腔：成型塑件外表面的零件成型零件的技术要求足够的强度、刚度、硬度和耐磨性；较高的精度、较低的表面粗糙度值；一定的耐腐蚀性,成型零件概述,一、型腔分型面的设计,分型面为了将塑件从闭合的模腔中取出；为了取出浇注系统凝料；为了满足模具的动作要求为满足以上三个方面的要求必须分开的某些模具的面称为分型面。 型腔分型面 指分开型腔取出塑件的面。1、塑件在型腔中方位的选择 总体原则：保证制品质量；便于制品脱模；简化模具结构尽量避免将侧孔和侧凹、凸起、
13、台阶设在和开合模相垂直的方向上；考虑对精度、质量、浇口设置、生产批量、设备等影响,成型零件概述,成型零件概述,2、分型面形状的选择 总体原则：根据塑件结构特点；模具结构尽量简单；模具制造方便；模具操作容易。 3、分型面位置的选择分型面必须设在断面轮廓最大处以便脱模,成型零件概述,3、分型面位置的选择不可设在要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处，以免飞边或拼合痕影响外观,成型零件概述,3、分型面位置的选择尽量使塑件留在动模边，方便安排脱模机构,成型零件概述,3、分型面位置的选择保证塑件的精度要求,成型零件概述,3、分型面位置的选择长型芯作主型芯，短型芯作侧型芯,成型零件概述,3、分型面位置的选择投
14、影面积大的作主分型面,成型零件概述,3、分型面位置的选择尽量将塑件的侧孔和侧凹设在动模一边，以利于在动模边安排侧抽芯结构,成型零件概述,3、分型面位置的选择尽量将料流末端安排在分型面上，以便于利用分型面排气,成型零件概述,3、分型面位置的选择分型面位置选择应有利于加工,成型零件概述,二、成型零件工作尺寸的计算,概述：工作尺寸分类及标注标准 A、工作尺寸定义指成型零件上直接成型塑料件的有关尺寸 B、主要内容凹模、型芯的径向尺寸（含长、宽尺寸）凹模、型芯的高度尺寸中心距尺寸螺纹型环或型芯的径向尺寸和螺距尺寸 C、塑件及模具成型零件工作尺寸的标注塑料件轴（外形尺寸）基轴制：单向负偏差，基本尺寸为最大
15、极限尺寸，小写英文字母表示例：d0S-； h0S- 对应模具的凹模尺寸（径向或深度尺寸）：基孔制：单向正偏差，基本尺寸为最小极限尺寸，大写英文字母表示例：Dm0+； Hm0+,成型零件概述,二、成型零件工作尺寸的计算,（一）影响塑件尺寸精度的因素 1成型零件工作尺寸的制造误差 成型零件工作尺寸的制造公差（Z）塑件公差。两者间的关系：塑件精度高时，系数可较大，反之取小值。 从加工考虑，Z常在IT6IT10之间，形状简单，公差等级可小些，形状复杂，公差等级可大些 。 2成型零件工作尺寸的磨损 磨损原因：脱模过程中塑件和成型零件表面的摩擦充模时熔体对成型零件表面的冲刷模具在使用及不使用过程中发生锈蚀
16、 以上三方面的原因使成型零件表面发毛而需不断地打磨抛光导致零件实体尺寸变小,成型零件概述,二、成型零件工作尺寸的计算,（一）影响塑件尺寸精度的因素 3塑料的收缩率波动计算收缩率（用于模具设计）：,式中：S塑料的计算收缩率；a模具型腔在室温下的尺寸；b塑件在室温下的尺寸。,4.模具成型零件相互间的定位误差 5.成型零件在工作温度下的热膨胀 6.成型零件在压力作用下的变形 7.成型过程中的飞边及其厚薄的不确定性。注：塑件的尺寸精度受上述各因素的影响程度是不同的，因此在计算成型零件工作尺寸时，对不同的尺寸要区别对待。,成型零件概述,二、成型零件工作尺寸的计算,（二）成型零件工作尺寸的计算 计算时主要
17、考虑的因素：成型零件工作尺寸的制造公差（Z）成型零件工作尺寸的磨损公差（C）塑料的收缩率波动对塑件尺寸精度的影响其它因素的影响可通过对收缩率的波动范围进行调整来进行计算工作尺寸计算时公差的标注规定：塑件的尺寸公差单向分布成型零件的尺寸公差单向分布中心距尺寸公差对称分布塑件公差不符合上述要求，则需进行换算调整,成型零件概述,三、成型零件结构设计,概述成型零件通常包括凹模、型芯；径向尺寸较大的型芯可称为凸模径向尺寸较小的型芯可称为成型杆成型塑件外螺纹的凹模可称为螺纹型环成型塑件内螺纹的型芯可称为螺纹型芯 1、凹模结构设计 凹模是成型塑件外表面的部件 按其结构形式分：整体式整体组合式组合式,成型零件概述,三、成型零件结构设计,（1）整体式凹模：用整块模板加工 特点：强度、刚度好制品表面无拼接缝适用于形状简单、加工制造方便的场合热处理不方便，所以常用于小型制品 （2）整体组合式凹模 适用：一模多腔的小型制品的模具 优点：加工方便，尺寸重复性好，易更换维护 固定方式：台阶；台阶加销钉止转；过盈配合 （3）局部镶嵌式凹模 特点：将凹模局部形状复杂处或经常更换处采用局部镶嵌结构2、型芯和成型杆的结构设计 型芯和成型杆是成型塑件内表面的零件 按其结构形式分：整体式；整体组合式；组合式,
