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1、注塑机模具设计注塑机模具设计第1页，本讲稿共29页6.1 注塑机注塑机6.1.1 注塑机的基本原理注塑机的基本原理 图6-1 高光无痕注塑成形系统1.注塑机；2.干燥机与料斗；3.水塔；4.水泵；5.快速热冷注塑控制机34152第2页，本讲稿共29页 按塑化方式注塑机可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑按塑化方式注塑机可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机两种；机两种；1)1)柱塞式注塑机。柱塞式注塑机是通过柱塞在料筒内的往复柱塞式注塑机。柱塞式注塑机是通过柱塞在料筒内的往复运动将熔融塑料向前推送，通过分流梭经喷嘴注入模具型运动将熔融塑料向前推送，通过分流梭经喷嘴注入模具型腔。塑料在料筒中塑化主要依靠料筒
2、外加热器提供的热量。腔。塑料在料筒中塑化主要依靠料筒外加热器提供的热量。由于塑料的导热性差，导致料筒内的物料内外层塑化不均由于塑料的导热性差，导致料筒内的物料内外层塑化不均匀，因此，柱塞式注塑机不宜用来成型流动性差、热敏性匀，因此，柱塞式注塑机不宜用来成型流动性差、热敏性强、注射量过大的塑料制件。强、注射量过大的塑料制件。2)2)螺杆式注塑机。螺杆式注塑机与柱塞式注塑机的区别主要螺杆式注塑机。螺杆式注塑机与柱塞式注塑机的区别主要是在料筒内以旋转的螺杆代替了平推的柱塞，料筒内物料是在料筒内以旋转的螺杆代替了平推的柱塞，料筒内物料的熔融塑化以及注射都是由螺杆完成的，螺杆在料筒中既的熔融塑化以及注射
3、都是由螺杆完成的，螺杆在料筒中既可旋转又可前后移动，因而能够起到送料、压实、塑化与可旋转又可前后移动，因而能够起到送料、压实、塑化与传压的作用。目前螺杆式注塑机产量最大，应用也最广泛。传压的作用。目前螺杆式注塑机产量最大，应用也最广泛。第3页，本讲稿共29页 塑料注射成型过程是一个循环过程，完成一次循环即完成一次注塑循环周塑料注射成型过程是一个循环过程，完成一次循环即完成一次注塑循环周期，每一周期主要包括：定量加料、熔融塑化、施压注射、充模冷却和启模期，每一周期主要包括：定量加料、熔融塑化、施压注射、充模冷却和启模取件等动作。取出塑件后再闭模，进行下一个循环。每完成一次注塑循环周取件等动作。取
4、出塑件后再闭模，进行下一个循环。每完成一次注塑循环周期，注塑机的注射装置和合模装置就分别完成一个工作循环，即注射装置和期，注塑机的注射装置和合模装置就分别完成一个工作循环，即注射装置和合模装置的各运动部件均按预定的顺序依次动作一次。合模装置的各运动部件均按预定的顺序依次动作一次。第4页，本讲稿共29页 完成注塑成型需要经过三个阶段：塑化、注射和定型。完成注塑成型需要经过三个阶段：塑化、注射和定型。1)1)塑化阶段。塑化阶段。塑料原料从料斗落入料筒，被转动的螺杆向前输送。在料筒内，塑料一方面接收塑料原料从料斗落入料筒，被转动的螺杆向前输送。在料筒内，塑料一方面接收料筒外部的加热升温，另一方面又因
5、螺槽容积的逐渐减小而被压实，同时螺杆在料筒料筒外部的加热升温，另一方面又因螺槽容积的逐渐减小而被压实，同时螺杆在料筒内旋转时会对塑料产生强烈的搅拌和剪切作用，导致塑料之间以及塑料与料筒和螺杆内旋转时会对塑料产生强烈的搅拌和剪切作用，导致塑料之间以及塑料与料筒和螺杆之间发生剧烈的摩擦，产生大量热量，使塑料在被推动前移的同时逐渐塑化成熔融态。之间发生剧烈的摩擦，产生大量热量，使塑料在被推动前移的同时逐渐塑化成熔融态。由于螺杆头部背压的作用，螺杆在旋转的同时还有后退动作，以便将塑化好的熔体储由于螺杆头部背压的作用，螺杆在旋转的同时还有后退动作，以便将塑化好的熔体储存在料筒的顶端供注射使用。螺杆后退行
6、程由一次成型制品所需注射料量决定。存在料筒的顶端供注射使用。螺杆后退行程由一次成型制品所需注射料量决定。2)2)注射阶段。注射阶段。当螺杆停止旋转和后退时，合模部分开始工作使模具闭合，继而注射装置前移，使注射喷嘴当螺杆停止旋转和后退时，合模部分开始工作使模具闭合，继而注射装置前移，使注射喷嘴与模具浇道口贴合，注射油缸活塞推动螺杆迅速前移，按成型工艺所要求的注射压力和速度把熔与模具浇道口贴合，注射油缸活塞推动螺杆迅速前移，按成型工艺所要求的注射压力和速度把熔融塑料注入模具型腔内。为了防止注入模腔的熔料回流以及补充因制品冷却定型而收缩所需的少融塑料注入模具型腔内。为了防止注入模腔的熔料回流以及补充
7、因制品冷却定型而收缩所需的少量熔料，注射完成后的螺杆仍需对熔料保持一定的压力，即所谓保压，直至浇口处的熔料冷却定量熔料，注射完成后的螺杆仍需对熔料保持一定的压力，即所谓保压，直至浇口处的熔料冷却定型为止。型为止。3)3)定型阶段。定型阶段。模腔内的熔料冷却后，由粘流态恢复到玻璃态。当模腔内制品完全冷却定型后，合模机模腔内的熔料冷却后，由粘流态恢复到玻璃态。当模腔内制品完全冷却定型后，合模机构打开，模具开启，在顶出机构的辅助作用下，制品脱模，完成注射成型全过程。构打开，模具开启，在顶出机构的辅助作用下，制品脱模，完成注射成型全过程。第5页，本讲稿共29页 一台通用注塑机主要包括注射系统、合模系统
8、、液压控制系统三部分。一台通用注塑机主要包括注射系统、合模系统、液压控制系统三部分。1.1.注射系统。注射系统。注射系统。注射系统。注射系统的作用是在一定时间内将一定量的塑料均匀塑化成熔融状态，以足够压力和注射系统的作用是在一定时间内将一定量的塑料均匀塑化成熔融状态，以足够压力和速度注射到模腔中，注射完毕后能对模腔中的熔料进行保压和补料。它主要由塑化部件（包速度注射到模腔中，注射完毕后能对模腔中的熔料进行保压和补料。它主要由塑化部件（包括喷嘴、料筒和螺杆）、料斗（包括烘干装置）、螺杆传动装置、注射装置和注射座及注射括喷嘴、料筒和螺杆）、料斗（包括烘干装置）、螺杆传动装置、注射装置和注射座及注射
9、座移动油缸组成。座移动油缸组成。1.射嘴；2.射嘴法兰；3.螺旋止逆阀；4.电热圈；5.熔料筒；6.螺杆；7.料斗；8.轴承；9.液压马达；10.射台油缸；11.射台机芯；12.射台油缸塞；13.射胶油缸；14.射台底座；15.中心调节螺丝；16.传动体；17.传动体滑动导杆；18.滑动导杆支撑。6.1.2 注塑机的结构组成注塑机的结构组成 第6页，本讲稿共29页注塑机用螺杆的几何形状和尺寸注塑机用螺杆的几何形状和尺寸注塑机用螺杆的几何形状和尺寸注塑机用螺杆的几何形状和尺寸 L螺纹长；L1加料段长；L2塑化段长；L3计量段长；S螺距；D螺杆直径；h1加料段螺纹深；h2计量段螺纹深；e螺棱宽；R
10、1、R2螺棱根部圆角半径 表6-1 注塑用螺杆的各段长度/mm螺杆类型加料段塑化段计量段备注渐变形3050502035D：螺杆直径突变形6570（11.5）D2025通用形455020302030第7页，本讲稿共29页螺杆是注射装置的重要零件，主要参数如下：螺杆是注射装置的重要零件，主要参数如下：直径与行程直径与行程直径与行程直径与行程。最大注射量由螺杆的直径与最大行程决定，行程与直径。最大注射量由螺杆的直径与最大行程决定，行程与直径之比一般取之比一般取3535。如果比值过大，行程过长，则螺杆工作部分长度就。如果比值过大，行程过长，则螺杆工作部分长度就会缩小，影响物料塑化质量。反之，螺杆的行程
11、小，为了保证注射会缩小，影响物料塑化质量。反之，螺杆的行程小，为了保证注射量就要增大螺杆和油缸直径，增大了功率消耗。量就要增大螺杆和油缸直径，增大了功率消耗。螺旋升角、螺棱宽和径向间隙螺旋升角、螺棱宽和径向间隙螺旋升角、螺棱宽和径向间隙螺旋升角、螺棱宽和径向间隙。螺旋升角：螺旋升角：。螺棱宽度：螺棱宽度：（D D为螺杆直径）。对黏度小的物料，螺为螺杆直径）。对黏度小的物料，螺棱宽度尽量取大一些，太小容易漏流，但太大会增加动力消耗，容易棱宽度尽量取大一些，太小容易漏流，但太大会增加动力消耗，容易过热。过热。径向间隙：螺杆与料筒的装配间隙，如果间隙过大，会降低机器塑径向间隙：螺杆与料筒的装配间隙，
12、如果间隙过大，会降低机器塑化能力，注射时熔料回流增加；过小又会增加螺杆和料筒机械加工化能力，注射时熔料回流增加；过小又会增加螺杆和料筒机械加工难度和螺杆功率消耗。通常取径向间隙难度和螺杆功率消耗。通常取径向间隙 长径比和分段长径比和分段长径比和分段长径比和分段。长径比指螺杆螺纹部分长度与螺杆直径之比，一般取。长径比指螺杆螺纹部分长度与螺杆直径之比，一般取16201620。其值越大，温度均匀，混炼效果好，还可以在保证塑化质量的前提下，提高其值越大，温度均匀，混炼效果好，还可以在保证塑化质量的前提下，提高螺杆转速，增加塑化量；但长径比太大机械加工和螺杆清理困难。螺杆的分螺杆转速，增加塑化量；但长径
13、比太大机械加工和螺杆清理困难。螺杆的分段中，一般加料段占段中，一般加料段占50%50%，压缩段和计量段各占，压缩段和计量段各占25%25%左右。左右。螺槽深度和压缩比螺槽深度和压缩比螺槽深度和压缩比螺槽深度和压缩比。第8页，本讲稿共29页2.2.合模系统合模系统合模系统合模系统 合模装置应满足下列要求：合模装置应满足下列要求：1)1)有足够的锁模力，保证模具在熔料的压力作用下，不会有溢料现有足够的锁模力，保证模具在熔料的压力作用下，不会有溢料现象。象。2)2)有足够的模板面积、模板行程和模板间距，以适应不同外形尺寸有足够的模板面积、模板行程和模板间距，以适应不同外形尺寸塑料制品的成型要求。塑料
14、制品的成型要求。3)3)模板的运行速度应满足闭模时先快后慢，开模时先慢后快再慢，以模板的运行速度应满足闭模时先快后慢，开模时先慢后快再慢，以防止合模时模具的碰撞，实现塑料制品的平稳脱模。防止合模时模具的碰撞，实现塑料制品的平稳脱模。4)4)模板要有足够的强度，保证在模塑过程中不致因频繁受压而引起变模板要有足够的强度，保证在模塑过程中不致因频繁受压而引起变形或损坏，影响制品尺寸的稳定和注塑机寿命。形或损坏，影响制品尺寸的稳定和注塑机寿命。合模装置主要由合模机构、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动合模装置主要由合模机构、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板及拉杆、油缸等组成。模板及拉杆、
15、油缸等组成。第9页，本讲稿共29页1)1)合模机构合模机构合模机构合模机构。按照实现锁模力的方式不同，合模装置的结构形式常用的按照实现锁模力的方式不同，合模装置的结构形式常用的有液压式和液压有液压式和液压-机械式两种。机械式两种。a)a)液压式合模装置液压式合模装置 单缸直动式液压合模装置目前主要应用于微型注塑机上。合单缸直动式液压合模装置目前主要应用于微型注塑机上。合模油缸主要功能是利用油缸中的油压推动和锁紧模板。前后模板模油缸主要功能是利用油缸中的油压推动和锁紧模板。前后模板由拉杆支撑经螺母紧固，保证移动模板在拉杆上前后移动工作。由拉杆支撑经螺母紧固，保证移动模板在拉杆上前后移动工作。1.
16、合模油缸；2.后固定模板；3.移动模板；4.拉杆；5.模具；6.前固定模板；7.拉杆螺母 第10页，本讲稿共29页液压式合模装置的特点如下：液压式合模装置的特点如下：液压式合模装置的特点如下：液压式合模装置的特点如下：模板间距大，模具厚度变化范围大。模板间距大，模具厚度变化范围大。模板间距大，模具厚度变化范围大。模板间距大，模具厚度变化范围大。锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现，锁模力的大小可锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现，锁模力的大小可锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现，锁模力的大小可锁模力大小的调节可以通过调节油压来实现，锁模力的大小可以直接读出，操作方便。以直接读出，操作
17、方便。以直接读出，操作方便。以直接读出，操作方便。移动模板可以在行程范围内任意位置停留，因此调节模板移动模板可以在行程范围内任意位置停留，因此调节模板移动模板可以在行程范围内任意位置停留，因此调节模板移动模板可以在行程范围内任意位置停留，因此调节模板间距十分方便。间距十分方便。间距十分方便。间距十分方便。零件能自润滑，磨损小。零件能自润滑，磨损小。零件能自润滑，磨损小。零件能自润滑，磨损小。对锁模力大的注塑机，要求大的合模油缸及高的油压，这对液对锁模力大的注塑机，要求大的合模油缸及高的油压，这对液对锁模力大的注塑机，要求大的合模油缸及高的油压，这对液对锁模力大的注塑机，要求大的合模油缸及高的油
18、压，这对液压系统密封、制造不利。压系统密封、制造不利。压系统密封、制造不利。压系统密封、制造不利。液压系统管路多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性液压系统管路多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性液压系统管路多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性液压系统管路多，保证无渗漏是困难的，所以锁模力的稳定性差，从而影响制品质量。差，从而影响制品质量。差，从而影响制品质量。差，从而影响制品质量。第11页，本讲稿共29页b)b)液压液压-机械式机械式 可以用较小的油缸推力，通过用连杆机构的放大，得到较大可以用较小的油缸推力，通过用连杆机构的放大，得到较大可以用较小的油缸推力，通过用连杆机构的
19、放大，得到较大可以用较小的油缸推力，通过用连杆机构的放大，得到较大的锁模力。提高了合模速度，节省功率消耗。目前常用的有单曲的锁模力。提高了合模速度，节省功率消耗。目前常用的有单曲的锁模力。提高了合模速度，节省功率消耗。目前常用的有单曲的锁模力。提高了合模速度，节省功率消耗。目前常用的有单曲肘和双曲肘液压肘和双曲肘液压肘和双曲肘液压肘和双曲肘液压-机械合模装置。机械合模装置。机械合模装置。机械合模装置。1.哥林柱固定螺母；2.固定模板；3.机械安全顶板；4.机械安全顶杆；5.活动模板；6.活动模板铰叉；7.细铰；8.直铰；9.耳仔铰；10.尾板铰叉；11.尾板；12.锁模油缸；13.锁模机芯；1
20、4.十字铰；15.顶针油缸；16.顶针杆；17.活动模板滑脚；18.哥林柱 第12页，本讲稿共29页 液压液压-机械式合模装置的特点如下：机械式合模装置的特点如下：有增力作用，可以减少功率消耗。有增力作用，可以减少功率消耗。有自锁作用，即使撤除油压，锁模力也不会消失，模具闭锁有自锁作用，即使撤除油压，锁模力也不会消失，模具闭锁稳定、可靠。稳定、可靠。模板移动速度是变化的，合模时由快到慢，开模时先慢后模板移动速度是变化的，合模时由快到慢，开模时先慢后快再慢，使启闭模比较平稳，避免了模具接触时的冲击，快再慢，使启闭模比较平稳，避免了模具接触时的冲击，碰撞。碰撞。肘杆机构易磨损，要求有高的刚性和耐磨
21、性。肘杆机构易磨损，要求有高的刚性和耐磨性。模具厚度变化时，需调整动模板和定模板间距，所以调模比较麻模具厚度变化时，需调整动模板和定模板间距，所以调模比较麻烦。烦。锁模力必须用专业仪器测得，不好调整。锁模力必须用专业仪器测得，不好调整。第13页，本讲稿共29页2)2)调模机构调模机构调模机构调模机构 调模机构是为实现模具厚度的变化而设置的，主要针对液调模机构是为实现模具厚度的变化而设置的，主要针对液压压-机械式合模装置，由于动模板行程不能调节，为适应不同机械式合模装置，由于动模板行程不能调节，为适应不同厚度模具的要求，必须设置调模机构，包括：厚度模具的要求，必须设置调模机构，包括：螺纹肘杆调距
22、。螺纹肘杆调距。移动合模油缸位置调距。移动合模油缸位置调距。拉杆螺母调距。拉杆螺母调距。移动模板间连接大螺母调距。移动模板间连接大螺母调距。3)3)顶出机构顶出机构顶出机构顶出机构 顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的，因此应当顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的，因此应当顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的，因此应当顶出机构是为顶出模腔内的塑料制品而设置的，因此应当具备足够的顶出力和行程，一般分为机械顶出、液压顶出和气具备足够的顶出力和行程，一般分为机械顶出、液压顶出和气具备足够的顶出力和行程，一般分为机械顶出、液压顶出和气具备足够的顶出力和行程，一般分为机械顶出、液压顶出和气动
23、顶出三种形式。动顶出三种形式。动顶出三种形式。动顶出三种形式。第14页，本讲稿共29页3.3.液压控制系统液压控制系统液压控制系统液压控制系统 由动力系统、执行系统、控制系统、辅助系统及传动介质油组成。动力系由动力系统、执行系统、控制系统、辅助系统及传动介质油组成。动力系统主要是为系统提供液压油，包括电机、泵组等部件。统主要是为系统提供液压油，包括电机、泵组等部件。第15页，本讲稿共29页 注塑机的基本参数是设计、制造、购置和使用注塑机的依据，包括注射、合模和综合性能三个方注塑机的基本参数是设计、制造、购置和使用注塑机的依据，包括注射、合模和综合性能三个方面。面。1.1.理论注射量理论注射量
24、注射量在一定程度上反映了注塑机的加工能力，标志着所能生产的塑料制品的最大质量，一般有注射量在一定程度上反映了注塑机的加工能力，标志着所能生产的塑料制品的最大质量，一般有理论注射容积和注射质量两种表示方法。理论注射容积和注射质量两种表示方法。1)1)理论注射容积理论注射容积 注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的熔料体积，以注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的熔料体积，以cm3cm3表表示。理论注射容积示。理论注射容积 VL VL的计算公式为：的计算公式为：式中：式中：VL VL 理论注射容积，理论注射容积，cm3cm3；D D 螺杆（或柱塞）直径，螺杆（或
25、柱塞）直径，cmcm S S 螺杆（或柱塞）最大注射行程，螺杆（或柱塞）最大注射行程，cmcm 在注射过程中，一方面熔料的密度会随温度和压力的变化而变化，另一方面在压力在注射过程中，一方面熔料的密度会随温度和压力的变化而变化，另一方面在压力的作用下会有少量的熔料回流，并且在保压时需要对熔料因冷却而产生的收缩量进行补充，的作用下会有少量的熔料回流，并且在保压时需要对熔料因冷却而产生的收缩量进行补充，所以实际注射量要小于理论注射量。用射出系数进行修正。射出系数通常在所以实际注射量要小于理论注射量。用射出系数进行修正。射出系数通常在 0.7-0.9 0.7-0.9 范围范围内选取。内选取。式中：式中
26、：VS VS 实际注射容量，实际注射容量，cm3cm3；射出系数。射出系数。6.1.3 注塑机的基本参数注塑机的基本参数 第16页，本讲稿共29页2)2)理论注射质量理论注射质量 注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时注塑机对空注射时，螺杆或柱塞作一次最大注射行程时所射出的聚苯乙烯（所射出的聚苯乙烯（PSPS）熔料的最大质量，以克）熔料的最大质量，以克(g)(g)表示。表示。当塑料制品的材料有别于当塑料制品的材料有别于PSPS时，注射量要按以下公式进行时，注射量要按以下公式进行换算：换算：式中式中 该塑料的密度，该塑料的密度，g/cm3g/cm3；M M以以PS PS 塑料表示的注塑
27、量，塑料表示的注塑量，g g。例如，例如，PPPP的密度是的密度是0.909/cm30.909/cm3，某注塑机的标准注射量参，某注塑机的标准注射量参数为数为288g288g，因此用此机生产，因此用此机生产PPPP制品时的注射量应为制品时的注射量应为 根据实际生产经验，塑料制品的总质量（制品质量与浇口系统根据实际生产经验，塑料制品的总质量（制品质量与浇口系统质量之和）最好控制在注射量的质量之和）最好控制在注射量的8585以内，对非结晶塑料可取大值，以内，对非结晶塑料可取大值，而对于高黏度的塑料则宜取小值。而对于高黏度的塑料则宜取小值。第17页，本讲稿共29页2 2注射压力注射压力注射压力注射压
28、力 注射熔料时，为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模具型腔时的流动阻力，螺杆注射熔料时，为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模具型腔时的流动阻力，螺杆（或柱塞）必须对熔料施以足够大的压力，这种压力就称为注射压力。注射压力（或柱塞）必须对熔料施以足够大的压力，这种压力就称为注射压力。注射压力的计算公式如下：的计算公式如下：式中：式中：P P 注射压力，注射压力，MPa;D0 MPa;D0 注射油缸内径，注射油缸内径，cm;cm;D D 螺杆（或柱塞）外径，螺杆（或柱塞）外径，cm;cm;P0 P0 注塑机工作时的油路压力，注塑机工作时的油路压力，MPa MPa。注射压力过高，可能产生飞边，脱模困难，影响制品表
29、观质量，产生注射压力过高，可能产生飞边，脱模困难，影响制品表观质量，产生较大内应力，影响机器寿命；注射压力过低，则会造成熔料充不满模腔。较大内应力，影响机器寿命；注射压力过低，则会造成熔料充不满模腔。所选用的注射压力要大于制品所需注射压力，要考虑熔料黏度、制品形状、所选用的注射压力要大于制品所需注射压力，要考虑熔料黏度、制品形状、塑化和模具温度及制品精度等因素。如熔体流动性好、塑件形状简单、壁塑化和模具温度及制品精度等因素。如熔体流动性好、塑件形状简单、壁厚的制品，注射压力小于厚的制品，注射压力小于70MPa70MPa；成型熔体黏度较低、形状和精度要求一般；成型熔体黏度较低、形状和精度要求一般
30、的制品，注射压力一般为的制品，注射压力一般为70100MPa70100MPa；熔体黏度中等，有一定精度要求的；熔体黏度中等，有一定精度要求的制品，注射压力选为制品，注射压力选为100140MPa 100140MPa；熔体黏度较高、精度要求高、塑件壁；熔体黏度较高、精度要求高、塑件壁薄且尺寸大的制品，注射压力约为薄且尺寸大的制品，注射压力约为140180MPa 140180MPa；对于一些形状多样、精度；对于一些形状多样、精度要求高的精密塑料制品的注射成型，注射压力可达要求高的精密塑料制品的注射成型，注射压力可达230250MPa 230250MPa。第18页，本讲稿共29页3.3.注射速率注射
31、速率注射速率注射速率 注射速率是指单位时间内从喷嘴射出的熔料量。下式表示：注射速率是指单位时间内从喷嘴射出的熔料量。下式表示：式中：式中：qz qz 注射速率，注射速率，cm3cm3；Vs Vs 实际注射容量，实际注射容量，cm3cm3；tz tz 注射时间，注射时间，s s；D D 料筒内径，料筒内径，cmcm；vz vz 注射速度，注射速度，cm/scm/s。注射速度注射速度 vz vz 是单位时间内螺杆或柱塞移动距离，下式表示：是单位时间内螺杆或柱塞移动距离，下式表示：式中：式中：S S 螺杆（或柱塞）最大注射行程，螺杆（或柱塞）最大注射行程，cm;cm;tz tz 注射时间，注射时间，
32、s s。第19页，本讲稿共29页注射量/cm31252505001 000 20004000600010000注射速率/（cm3/s）1252003335708901 330 16002000注射时间/s1.001.251.501.752.253.003.755.00注射量与注塑速率、注塑时间的关系注射量与注塑速率、注塑时间的关系注射量与注塑速率、注塑时间的关系注射量与注塑速率、注塑时间的关系 注射速率的大小会直接影响制品的质量和生产效率。注射速率注射速率的大小会直接影响制品的质量和生产效率。注射速率低，注射速度慢，注射时间长，熔料充满模腔困难，制品易产生冷低，注射速度慢，注射时间长，熔料充满
33、模腔困难，制品易产生冷接缝、密度不均、内应力大等质量问题；速率过高，速度过快，物接缝、密度不均、内应力大等质量问题；速率过高，速度过快，物料流经喷嘴等处时易产生大量的摩擦热，使物料烧焦、变色或降解；料流经喷嘴等处时易产生大量的摩擦热，使物料烧焦、变色或降解；同时高速注射时，模内的气体往往来不及排出，夹杂在物料中影响同时高速注射时，模内的气体往往来不及排出，夹杂在物料中影响制品的表观质量，产生银纹、气泡。制品的表观质量，产生银纹、气泡。因此注射速率应根据塑料的性能、制品的形状、工艺条件及因此注射速率应根据塑料的性能、制品的形状、工艺条件及模具的特点等情况来选择。模具的特点等情况来选择。第20页，
34、本讲稿共29页4 4塑化能力塑化能力塑化能力塑化能力 塑化能力是指单位时间内塑化装置所能塑化的物料量（通塑化能力是指单位时间内塑化装置所能塑化的物料量（通常以标准聚苯乙烯为基准）。注塑机的塑化装置应当在规定时常以标准聚苯乙烯为基准）。注塑机的塑化装置应当在规定时间内，保证能够提供足够量的塑化均匀的熔料。塑化装置要与间内，保证能够提供足够量的塑化均匀的熔料。塑化装置要与注塑机的成型周期配合，如果塑化能力高而空循环时间过长，注塑机的成型周期配合，如果塑化能力高而空循环时间过长，则不能发挥塑化装置的能力；反之，则会加长成型周期。所以则不能发挥塑化装置的能力；反之，则会加长成型周期。所以塑化能力的高低
35、会影响到生产效率的高低。提高螺杆转速、增塑化能力的高低会影响到生产效率的高低。提高螺杆转速、增加驱动功率、改进螺杆的结构都可提高塑化能力。加驱动功率、改进螺杆的结构都可提高塑化能力。第21页，本讲稿共29页制品和物料特性要求制品和物料特性要求模腔模腔压压力力MPa举举 例例易于成形的制品25PE、PP、PS普通制品30薄壁容器类黏度高、精度高35ABS、PC、POM黏度特别高、精度高40高精度零件5.5.锁模力锁模力锁模力锁模力 它是合模机构锁模后，熔料注入模腔时，模板对模具形成的最终锁紧力。它是合模机构锁模后，熔料注入模腔时，模板对模具形成的最终锁紧力。锁模力在很大程度上也反映了注塑机加工制
36、品能力的大小。所以绝大多数生锁模力在很大程度上也反映了注塑机加工制品能力的大小。所以绝大多数生产厂家也把它作为表征注塑机规格的参数。产厂家也把它作为表征注塑机规格的参数。式中：式中：F F 锁模力，锁模力，T;T;安全系数，一般取安全系数，一般取1.11.6;1.11.6;P P 模腔压力，模腔压力，MPa;MPa;A A 制品在分型面上的投影面积，制品在分型面上的投影面积，cm2cm2。第22页，本讲稿共29页6.6.合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸合模装置的基本尺寸1)1)模板尺寸及拉杆间距模板尺寸及拉杆间距模板尺寸及拉杆间距模板尺寸及拉杆间距 第23页，本讲稿共29
37、页2)2)模板最大间距模板最大间距 模板最大间距是模具开启后，移动模板与固定模板之间的最大距离模板最大间距是模具开启后，移动模板与固定模板之间的最大距离(包括调模行程在内包括调模行程在内)。模板最大间距限制了注塑机所能加工制品的最大。模板最大间距限制了注塑机所能加工制品的最大高度。高度。L=S+hmax L=S+hmax 式中：式中：L L 模板最大间距，模板最大间距，mmmm；S S 开模行程，开模行程，mmmm；hmax hmax 最大模具厚度，最大模具厚度，mmmm。仁兴仁兴SP108ASP108A型注塑机模板最大间距为型注塑机模板最大间距为595mm595mm。1.固定模板；2.定模；
38、3.制品；4.移动模板和动模 第24页，本讲稿共29页3)3)开模行程开模行程开模行程开模行程 指动模板能够移动的最大距离，一般与成型制品所用模具厚度有指动模板能够移动的最大距离，一般与成型制品所用模具厚度有关。为了制件能顺利取出，移动模板行程要大于制件最大高度的关。为了制件能顺利取出，移动模板行程要大于制件最大高度的2 2倍。倍。为了缩短一次制品的循环时间、减少机器磨损和动力消耗，应尽量调整模板行程为了缩短一次制品的循环时间、减少机器磨损和动力消耗，应尽量调整模板行程短一些。短一些。仁兴仁兴SP108ASP108A型注塑机开模行程为型注塑机开模行程为290mm290mm。4)4)模具最大厚度
39、和最小厚度模具最大厚度和最小厚度模具最大厚度和最小厚度模具最大厚度和最小厚度 模具最大厚度模具最大厚度hmaxhmax和最小厚度和最小厚度hminhmin是指动模板闭合后，达到规定的锁是指动模板闭合后，达到规定的锁模力时，移动模板和固定模板之间的最大和最小距离。注塑机的最大模厚模力时，移动模板和固定模板之间的最大和最小距离。注塑机的最大模厚和最小模厚也称容模量，代表了注塑机能容纳的模具厚度。如果模具厚度和最小模厚也称容模量，代表了注塑机能容纳的模具厚度。如果模具厚度小于最小模厚小于最小模厚 hminhmin，装配模具时要增加模厚调整块，否则不能实现正常，装配模具时要增加模厚调整块，否则不能实现
40、正常的锁模力甚至会损坏零件。若模具厚度大于最大模厚的锁模力甚至会损坏零件。若模具厚度大于最大模厚 hmaxhmax，模具安装后，模具安装后不能正常合模，无法达到规定的锁模力，注塑机也就无法工作。最大模厚和不能正常合模，无法达到规定的锁模力，注塑机也就无法工作。最大模厚和最小模厚之差即为调模装置的最大可调行程。最小模厚之差即为调模装置的最大可调行程。仁兴仁兴SP108ASP108A型注塑机最大厚度和最小厚度分别为型注塑机最大厚度和最小厚度分别为305mm305mm和和102mm102mm，所以最大可调行程为所以最大可调行程为203mm203mm。5)5)顶出力和顶出行程顶出力和顶出行程顶出力和顶
41、出行程顶出力和顶出行程有效的顶出力及顶出行程才能使成型的产品最后顺利地从模具中分离，应根据产有效的顶出力及顶出行程才能使成型的产品最后顺利地从模具中分离，应根据产品的外形和模具的结构进行选择，一般机器的最大顶出行程是固定的。仁兴品的外形和模具的结构进行选择，一般机器的最大顶出行程是固定的。仁兴SP108ASP108A型注塑机顶出行程为型注塑机顶出行程为74mm74mm。第25页，本讲稿共29页 多色注射成型是用两个或两个以上注射单元的注射机，将不同颜多色注射成型是用两个或两个以上注射单元的注射机，将不同颜色或不同品种的塑料，同时或先后注入模具内的成型方法，多色注射色或不同品种的塑料，同时或先后
42、注入模具内的成型方法，多色注射机与普通注塑机最大的差别在于注射装置和活动模板的设计。目前主机与普通注塑机最大的差别在于注射装置和活动模板的设计。目前主要有双清色注塑机和混色注塑机。要有双清色注塑机和混色注塑机。1 1双清色注塑机。双清色注塑机是由两个注射装置、一个公用合模装置和双双清色注塑机。双清色注塑机是由两个注射装置、一个公用合模装置和双色模具组成的，可制得内、外层明显分色的塑料制品。色模具组成的，可制得内、外层明显分色的塑料制品。2 2混色注塑机。混色注塑机的注射装置由两个注射料筒和一个公用喷嘴所组混色注塑机。混色注塑机的注射装置由两个注射料筒和一个公用喷嘴所组成，可通过液压系统调整两个
43、注射装置熔料进入模具的先后次序和注塑塑料成，可通过液压系统调整两个注射装置熔料进入模具的先后次序和注塑塑料的比例，可得到具有自然过渡色彩的混色制品。喷嘴内的混合比由注射行程、的比例，可得到具有自然过渡色彩的混色制品。喷嘴内的混合比由注射行程、注射速度和注射时间差来控制。注射速度和注射时间差来控制。6.2 多色注射成型机多色注射成型机 1.喷嘴；2.加热圈；3.料筒B流道单向阀；4.料筒B；5.B螺杆；6.A螺杆；7.料筒A；8.料筒A流道单向阀 第26页，本讲稿共29页 要想得到高质量的制品，除应用随形介质通路外，关键是要提高模具型腔表要想得到高质量的制品，除应用随形介质通路外，关键是要提高模
44、具型腔表面温度，普通的模温机的使用虽然可以得到高质量的制品，但由于模具温度较高，面温度，普通的模温机的使用虽然可以得到高质量的制品，但由于模具温度较高，制品冷却时间较大，对于尺寸较大的制品尤其如此，造成注塑生产效率较低。近制品冷却时间较大，对于尺寸较大的制品尤其如此，造成注塑生产效率较低。近年来模具制造业逐渐应用的快速热冷注塑模具温度控制机将可以有效地解决这一年来模具制造业逐渐应用的快速热冷注塑模具温度控制机将可以有效地解决这一问题。问题。快速热冷注塑模具温度控制机可以通过高温介质快速热冷注塑模具温度控制机可以通过高温介质(例如蒸汽、水或导热油例如蒸汽、水或导热油)将模腔表面温度快速升到树脂的
45、热成型温度以上，从而实现快速注塑和填充，将模腔表面温度快速升到树脂的热成型温度以上，从而实现快速注塑和填充，实现无冷却成形和获得高光亮外观和韧性、强度都非常好的塑件，克服扭曲实现无冷却成形和获得高光亮外观和韧性、强度都非常好的塑件，克服扭曲变形、表面凹陷、熔接痕、波纹等不良现象；成型完成后，通过切换阀门，变形、表面凹陷、熔接痕、波纹等不良现象；成型完成后，通过切换阀门，引入冷却介质，又可使模具温度迅速降低，大幅缩短注塑周期。引入冷却介质，又可使模具温度迅速降低，大幅缩短注塑周期。6.3 快速热冷注塑模具温度控制机快速热冷注塑模具温度控制机 第27页，本讲稿共29页深圳大学深圳大学深圳大学深圳大学J11-W-160J11-W-160快速热冷注塑控制机快速热冷注塑控制机快速热冷注塑控制机快速热冷注塑控制机，使用高压热水作为介质，温，使用高压热水作为介质，温度可加热达度可加热达 ，压力，压力 。第28页，本讲稿共29页深圳大学快速热冷注塑控制机深圳大学快速热冷注塑控制机J11-W-160原理图原理图 第29页，本讲稿共29页