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1、第八章注塑模设计塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计第第8章注塑模设计章注塑模设计本章基本内容本章基本内容n模具与注塑机的关系模具与注塑机的关系n浇注系统的组成及其设计原则浇注系统的组成及其设计原则n普通浇注系统的设计普通浇注系统的设计n无流道浇注系统的设计无流道浇注系统的设计n注射模的设计程序注射模的设计程序第章注塑模设计第章注塑模设计学习目的与要求学习目的与要求n了解注塑机的种类了解注塑机的种类n掌握注塑模的设计程序掌握注塑模的设计程序n掌握浇注系统的组成、作用掌握浇注系统的组成、作用n掌握浇注系统设计原则。掌握浇注系统设计原则。第章注塑模设计第章注塑模设计 本章重点本章重点 浇注
2、系统的组成、浇注系统的组成、设计原则及其作用设计原则及其作用 注塑模设计程序注塑模设计程序 浇口的设计浇口的设计浇口位置的选择浇口位置的选择第章注塑模设计第章注塑模设计本章难点本章难点8.1 8.1 概述概述8.2 8.2 模具与注塑机的关系模具与注塑机的关系8.3 8.3 浇注系统设计浇注系统设计8.4 8.4 注塑模的设计程序注塑模的设计程序8.5 8.5 热塑性塑料注塑模示例热塑性塑料注塑模示例8.6 8.6 思考题思考题第章第章 注塑模设计注塑模设计 概述概述 ：注塑模主要是用来成型热塑性塑料。：注塑模主要是用来成型热塑性塑料。根据成型的塑料种类分：根据成型的塑料种类分：1.1.热塑性
3、塑料注塑模热塑性塑料注塑模 2.2.热固性塑料注塑模热固性塑料注塑模 8.1.1 8.1.1 注塑模的特点注塑模的特点 8.1.2 8.1.2 注塑模的品种注塑模的品种.概述概述.注塑模的特点注塑模的特点 用注塑模来生产制品主要有以下特点：用注塑模来生产制品主要有以下特点：塑料的加热和塑化是在注塑机的高温料筒内完塑料的加热和塑化是在注塑机的高温料筒内完成的，注塑机无加料腔结构，而需要设计浇料筒注系成的，注塑机无加料腔结构，而需要设计浇料筒注系统。成型时，先闭紧模具，熔融塑料通过浇注系统注统。成型时，先闭紧模具，熔融塑料通过浇注系统注入型腔里面。每一模成型中产生的浇注系统凝料为废入型腔里面。每一
4、模成型中产生的浇注系统凝料为废料，它将损耗部分原料。料，它将损耗部分原料。成型制品精度较高。生产批量较大时，模具应成型制品精度较高。生产批量较大时，模具应当设有温度控制系统。当设有温度控制系统。对制品成型的适应性很强。对制品成型的适应性很强。成型周期短，生产效率最高，便于实现成型周期短，生产效率最高，便于实现自动化自动化操作，因此便于大批量制品的生产。操作，因此便于大批量制品的生产。.注塑模的品种注塑模的品种 注塑模的品种很多注塑模的品种很多,表表8-18-1所为所为生产中常用的模具分类方法，以及种生产中常用的模具分类方法，以及种分类方法下的模具名称。分类方法下的模具名称。设计模具时设计模具时
5、,应详细地了解注应详细地了解注塑机的技术规范塑机的技术规范,才能设计出合才能设计出合乎要求的模具。乎要求的模具。8.2.18.2.1 注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 8.2.28.2.2 对使用注塑机型号的确定对使用注塑机型号的确定.模具与注塑机的关系模具与注塑机的关系.模具与注塑机的关系模具与注塑机的关系 每副模具都只能安装在与其相适应的每副模具都只能安装在与其相适应的 注塑机上进行生产，因此设计模具时，应详注塑机上进行生产，因此设计模具时，应详细地了解注塑机的技术规范，以及注射模与细地了解注塑机的技术规范，以及注射模与设备相关部分。设备相关部分。一一 、注塑机的种类及应用、注塑机的种
6、类及应用 注塑机的组成注塑机的组成 塑料注射成型机简称塑料注射成型机简称注塑机注塑机。主要由。主要由注注射装置、锁模装置、液压传动及电器控制系射装置、锁模装置、液压传动及电器控制系统、机架统、机架等组成，如图等组成，如图8-18-1所所示。.注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 注塑机的种类及其应用注塑机的种类及其应用：按成型塑料性质：有热塑性塑料注塑机和按成型塑料性质：有热塑性塑料注塑机和热固性塑料注塑机。这两种类型的注塑机的差热固性塑料注塑机。这两种类型的注塑机的差别主要体现在注射螺杆和料筒的结构细节上。别主要体现在注射螺杆和料筒的结构细节上。按塑化方式：有柱塞式注塑机和螺杆式注按塑化方式
7、：有柱塞式注塑机和螺杆式注塑机。柱塞式注塑机一般在公称注射量塑机。柱塞式注塑机一般在公称注射量60cm60cm3 3 以下，螺杆式注塑机比较先进，是目前产量最以下，螺杆式注塑机比较先进，是目前产量最大，应用最广的类型。大，应用最广的类型。.注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 按可成型塑件的精度高低：有一般注塑机和精按可成型塑件的精度高低：有一般注塑机和精密注塑机。它与一般注塑机相比，具有注射压力高、密注塑机。它与一般注塑机相比，具有注射压力高、注射速度快和温度控制精确的特点。注射速度快和温度控制精确的特点。按锁模机构驱动方式：有液压式和液压按锁模机构驱动方式：有液压式和液压-机械联机械联合式
8、。合式。按操作方式：有全自动、半自动和手动式。按操作方式：有全自动、半自动和手动式。按结构形式：有立式、卧式和直角式按结构形式：有立式、卧式和直角式 .注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 特点及应用：特点及应用：立式注塑机立式注塑机 如图如图8-28-2所示，它的注所示，它的注射装置垂直装设，并与锁模机构移动方向射装置垂直装设，并与锁模机构移动方向成一条轴线。成一条轴线。优点：占地面积小，拆装模具方便，优点：占地面积小，拆装模具方便，易于安放嵌件等。易于安放嵌件等。缺点：塑件推出后需由人工取出，不缺点：塑件推出后需由人工取出，不易实现全自动操作。易实现全自动操作。卧式注塑机卧式注塑机 如图如
9、图8-38-3所示，它的所示，它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈一条直线并注射装置轴线与锁模机构轴线呈一条直线并水平排列。水平排列。优点优点：机身较低，利于操作和加料，：机身较低，利于操作和加料，可实现全自动操作，机床因重心低而稳定。可实现全自动操作，机床因重心低而稳定。缺点缺点：模具装拆与嵌件安放都比较麻：模具装拆与嵌件安放都比较麻烦，机床占地面积较大。烦，机床占地面积较大。.注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 直角式注塑机直角式注塑机 如图如图8-48-4所示，其注射装置所示，其注射装置轴线与锁模机构轴线相互正交垂直。轴线与锁模机构轴线相互正交垂直。优点优点：结构简单，便于自制，适于一模仅
10、成型：结构简单，便于自制，适于一模仅成型一件，而中心部位不留有浇口痕迹，适用于带有自动一件，而中心部位不留有浇口痕迹，适用于带有自动回转脱螺纹机构的模具。回转脱螺纹机构的模具。缺点缺点：占地面积介于立式和卧式两者之间，注：占地面积介于立式和卧式两者之间，注射量的提高也受到限制。射量的提高也受到限制。此外，还有多工位旋转式注塑机、双色注塑机此外，还有多工位旋转式注塑机、双色注塑机等专用注塑机。等专用注塑机。.注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用.注塑机的种类及应用注塑机的种类及应用 注塑机的规格型号注塑机的规格型号 注塑机的最大注射量：注射柱塞或螺杆作一注塑机的最大注射量：注射柱塞或螺杆作一次最
11、大注射行程时，注射装置所能达到的最大注出次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注出量。量。注出量的表示方法：注出量的表示方法：1.1.公称重量（公称重量（g g）2.2.公称容积（公称容积（cmcm3 3）例如：国产注塑机例如：国产注塑机xs-z-30 xs-z-30型、型、xs-zy-500 xs-zy-500型、型、xs-zy-1000 xs-zy-1000型，表示注塑机可注射聚苯乙烯塑料的型，表示注塑机可注射聚苯乙烯塑料的公称容积为公称容积为30cm30cm3 3、500cm500cm3 3和和1000cm1000cm3 3，xsxs-塑料注射塑料注射成型机，成型机，z-z-柱塞式，柱
12、塞式，zyzy-螺杆式。螺杆式。.注塑机型号的确定注塑机型号的确定 计算校核注塑机成型工艺参数是否满足制品成型的要求计算校核注塑机成型工艺参数是否满足制品成型的要求 1.1.最大注射量的校核计算最大注射量的校核计算 （8-18-1）式中式中 -注塑机公称注射量，注塑机公称注射量，cmcm3 3 -每模的塑料体积量，每模的塑料体积量，cm3cm3；是所有型腔的；是所有型腔的塑料加上浇注系统塑料的体积总和。塑料加上浇注系统塑料的体积总和。注塑机公称注射量是以注射聚苯乙烯塑料为基础，注塑机公称注射量是以注射聚苯乙烯塑料为基础，当注射其他塑料时，应换算成其他塑料时的最大注当注射其他塑料时，应换算成其他
13、塑料时的最大注射量射量VV公。换算公式为：公。换算公式为：(8-2)(8-2)(P P2 2/P/P1 1)为注射塑料的密度（为注射塑料的密度（g/cmg/cm3 3）与聚苯乙）与聚苯乙 烯密度之比。各种塑料的密度值参见烯密度之比。各种塑料的密度值参见表表8-28-2。成型热敏性塑料时一模的注射量最好不底于设成型热敏性塑料时一模的注射量最好不底于设备最大注射量的备最大注射量的20%20%，物料在料筒内停留时间过长会，物料在料筒内停留时间过长会发生分解，导致制品成型质量变劣。发生分解，导致制品成型质量变劣。.注塑机型号的确定注塑机型号的确定 根据注塑机的最大注射量来确定模具所允根据注塑机的最大注
14、射量来确定模具所允许的型腔数目许的型腔数目N N，可用下式计算：，可用下式计算：（8-38-3）式中式中 V V浇浇 -浇注系统和溢边塑料的体积浇注系统和溢边塑料的体积 cmcm3 3；V V件件 -一个塑料所需要的塑料体积一个塑料所需要的塑料体积 cmcm3 3；K -K -设备公称注射量利用率设备公称注射量利用率 k=0.80.85k=0.80.85。.注塑机型号的确定注塑机型号的确定.注塑机型号的确定注塑机型号的确定 2.2.注射压力的校核注射压力的校核 塑料机的最大注射压力应等于或大于塑件成塑料机的最大注射压力应等于或大于塑件成 型所需要的注射压力。校核关系式如下：型所需要的注射压力。
15、校核关系式如下：（8-48-4）式中式中 P P机机-注塑机的最大注射压力，注塑机的最大注射压力，MpaMpa或或 N/cmN/cm2 2 P P塑塑-成型塑件所需的注射压力，成型塑件所需的注射压力，MpaMpa 或或 N/cmN/cm2 2。可参考。可参考表表8-38-3取值。取值。3.3.锁模力的校核锁模力的校核 锁模力锁模力又称合模力。注塑机的锁模力必须又称合模力。注塑机的锁模力必须大于大于模具模具在模腔压力作用下产生的开模力，否则模具分型面将会在模腔压力作用下产生的开模力，否则模具分型面将会分开而溢料。校核公式：分开而溢料。校核公式：（8-58-5）（8-68-6）式中式中F-F-注塑
16、机的额定锁模力注塑机的额定锁模力 KNKN A-A-模内所有塑料在水平分型面上的投影面积模内所有塑料在水平分型面上的投影面积cmcm2 2；K-K-设备注射压力的损耗系数，值在设备注射压力的损耗系数，值在1/32/31/32/3范围。范围。P P腔腔-模腔压力模腔压力 N/cmN/cm2 2；P机机-注塑机的注射压力注塑机的注射压力 N/cmN/cm2 2.注塑机型号的确定注塑机型号的确定.注塑机型号的确定注塑机型号的确定 对模具安装固定的校核对模具安装固定的校核 1.1.模板规格与拉杆间距模板规格与拉杆间距 模具需经过注塑机拉杆夹持的空间而装入机内。模具需经过注塑机拉杆夹持的空间而装入机内。
17、三种装机见图三种装机见图（8-58-5）：）：a.a.从上方将模具吊装入机；从上方将模具吊装入机；b.b.模具由侧面推入机内模具由侧面推入机内c.c.是先以其厚度装入机，然后旋转是先以其厚度装入机，然后旋转9090度安装。度安装。.注塑机型号的确定注塑机型号的确定 2.2.模具厚度与注塑机模板的闭合厚度模具厚度与注塑机模板的闭合厚度 安装模具的厚度（安装模具的厚度（HmHm）应在注塑机的）应在注塑机的最大模具厚度和最小模具厚度之间，即最大模具厚度和最小模具厚度之间，即:H Hminmin H Hm m 150聚苯乙烯80100100120130150A B S80110100120120150
18、聚甲醛85100100120120150聚酰胺90101101140140 分类方法模具品种和名称 按模具的安装方向分1.卧式模具2.立式模具3.角式模具按模具的操作方式分1.移动式模具2.固定式模具3.半固定式模具按模具型腔数目情况分1.单腔模2.多腔模按模具分型面特征分1.水平分型的模具2.带有垂直分型的模具按模具总体结构分1.单分型面模具（或两板式模具）2.双分型面模具（用点浇口进料的模具常称三板式模具）3.斜销侧向分型抽芯结构模具4.简单推出机构模具5.二极推出机构模具6.定模设推出机构模具7.双推出机构模具8.手动卸除活动镶件模具按浇注系统的形式分1.普通浇注系统模具2.无流道模具按成型塑料的性质分1.热塑性塑料注塑模2.热固性塑料注塑模图8-82 热流道模具