第4章 注射成型模具设计,本章重难点,第4章 注射成型模具设计,根据所用注射原料的不同，注射成型模具可分为热塑性注射模具和热固性注射模具。,第4章 注射成型模具设计,4.1 概述 4.2 注射机的校核 4.3 型腔压力分析 4.4 普通浇注系统设计 4.5 成型零部件系统设计 4.6 脱模系统的设计,4.7 合模导向系统的设计 4.8 侧向分型抽芯系统的设计 4.9 模具温度调节系统的设计 4.10 特种注射模具设计 4.11 热固性塑料注射模具设计,4.1 概述,一、注射成型模具典型结构 二、注射成型模具分类 三、注射成型原理 四、注射成型工艺,4.1 概述,一、注射模具典型结构,认识单分型面注射模：,观看下列单分型面注射模的动画演示，请归纳其工作原理。,典型单分型面注射成型模具,4. 概述,定模：安装在注射机固定模板上。 动模：安装在注射机移动模板上。,一、注射模具典型结构： 、浇注系统 、成型零部件系统 、合模导向系统 、脱模系统,、侧分系统 、调温系统 、排气系统,、浇注系统：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道。由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。 、成型零部件系统：指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等。,、合模导向系统：动、定模合模对中机构。包括导柱、导向孔。导套等。 、脱模系统：在开模过程后期，将塑件从模具中脱出的机构。包括顶杆、拉料杆、顶出固定板、顶出板、回程杆等。,、侧向分型抽芯系统（侧分系统）：用于成型塑件表面上侧凸或侧凹的机构。包括斜导柱、导向孔、滑块等。,、调温系统：为了满足注射工艺对模具温度的要求，在模具上设置温度调节系统。 、排气系统：在注射过程中将型腔原有的空气排出的系统。,4.1 概述,二、注射模具分类,二、注射模具分类： 1、按塑料品种分类：热塑、热固、低发泡、反应型、共注射（型塑料注射模具）。,2、按模具型腔容量分类： 习惯上，分为小型注射模具（型腔容积100cm3以下）、中型注射模具、大型注射模具（型腔容积3000cm3以上,模具质量大于2t，需锁模力约600t以上）。,3、按注射件尺寸精度分类：普通注射模具、精密注射模具。 4、按型腔数目分类：单型腔、多型腔。 5、按所用注射机分类：立式、角式、卧式。,6、按模具结构分类： 单分型面注射模具（两板式注射模具） 双分型面注射模具（三板式注射模具） 带活动镶块注射模具（塑件上有模具外取出的成型零件）,含有侧向分型抽芯系统的注射模具 含有自动卸螺纹装置的注射模具 定模顶出注射模具 特种注射模具（无流道注射模具、热流道注射模具）,4.1 概述,三、注射成型原理,能力目标,能分析注射成型的原理. 能清晰的概述完整的注射成型工艺过程. 能通过注射工艺过程归纳注射成型的特点.,知识目标,理解注射成型的原理. 掌握注射成型工艺的内涵. 了解注射成型的特点.,重点难点,重点:注射成型原理及工艺过程. 难点:注射过程.,引入,请观察下图,充分发挥想象,该动画过程很接近现实生活中的哪种场景?,在医院进行肌肉注射的场景,注射成型,操练,请结合以下两幅图,口述注射成型原理.,分析,注射成型的工作原理.,操练归纳-请简要归纳注射成型原理,注射成型的工作原理.,注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆的推力，将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。,引入,请大家回忆在医院进行肌肉注射的全过程.,准备药水,进行肌肉注射,清洗消毒,思考,请大家类比肌肉注射过程,并结合该动画过程,请用自己的话归纳一下注射成型的全过程.,成型前准备,注射过程,塑件后处理,操练,请结合之前的内容,思考注射成型前应该做哪些准备?,?,归纳,成型前的准备?,原料的检验,原料的处理,选用脱模剂,料筒的清洗,嵌件的预热,检查颜色、细度均匀度,吸湿性材料预热干燥,减小金属与塑料的收缩差异,对空清洗,方便脱模,操练,请结合注射成型原理,分组讨论注射过程有哪些,进行简单的概括并画出其流程图?,归纳,注射过程：,归纳,塑件后处理:,退火处理,调湿处理,消除残余应力,调整塑件的吸湿平衡,加深操练1,请根据图示,判断其成型状态.,脱模,保压,注射,加深操练2,我们已经了解了注射成型原理和注射成型工艺过程,到底注射成型具有什么样的特点,为什么在如今的制造行业,注射成型被广泛采用,请讨论?,归纳,注射成型特点?,成型周期短,生产成本高,设备价格高,自动化程度高,生产效率高,对成型制件要求不高,注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,小结：请同学们对着下图叙述螺杆式注射机的工作原理。,螺杆式注射机的工作原理图：,1料斗 2螺杆转动传动装置 3注射液压缸 4螺杆 5加热器 6喷嘴 7模具,螺杆式注射机的工作原理图：,1.模塑前准备及过程（填写工艺流程图） 2.螺杆式及柱塞式注射机的不同特点？,思考与练习：,4.1 概述,四、注射成型工艺,能力目标：,能通过查找资料，填写注射成型工艺卡上的部分项目。,知识目标：,了解填写注射成型工艺卡应考虑的问题。,复习：,1、叙述注射成型工艺过程。,2、注射成型工艺参数主要指哪些。,注射前的准备、注射过程、塑件的后处理。,温度、压力和时间。,下表为仪表壳（下图）模塑工艺卡，请同学们认真阅读后，说说该表主要由哪几项内容构成？,塑件名称：仪表壳 塑料原料：ABS 设备：HS120AV 温度指数：干燥温度、料筒温度、模具温度、后处理温度等。 压力指数：注射压力、背压。 时间指数：注射时间、保压时间、冷却时间等。,注射成型工艺条件,温度,压力,时间 （成型周期）,对于一定的塑件，当选择了适当的塑料品种、成型方法及成型设备，设计了合理的成型工艺过程和塑料模具结构之后，在生产中，工艺条件的选择和控制就是保证成型顺利和塑件质量的关键。,比较课本或手册中的塑料ABS的注射工艺参数与上表的数值，有什么发现？为什么会有不同？在手册中温度是怎样的变化？,思考：,ABS塑料生产工艺参数的选择：,塑化注射温度： ABS树脂的塑化注射用温度范围是180280。根据制品用原料类型的不同，具体应用时应适当调整。 比如应用耐热型树脂，温度值应取高些；应用通用型树脂时，温度值应取低些。注塑ABS树脂时，机筒应用较多的温度控制范围为180230。 喷嘴常用温度是190220。当应用高流动型树脂时，喷嘴控制温度是170180。,ABS塑料生产工艺参数的选择：,成型模具温度： ABS树脂熔体成型模具温度控制在4080 范围内，采用较高模具温度时，熔体充模质量好，制品内应力小，外观质量好。 但过高的模具温度易使制品收缩率增大，脱模后易变形，同时，使制品的生产周期延长。一般ABS注塑制品用成型模具温度常控制在4060 这间。,料筒温度：在Tf(Tm)Td之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；料筒后端温度最低，喷嘴前端最高； 当Tf(Tm)Td范围窄时，料筒温度取偏低值。,影响因素,1、塑料的粘流温度或熔点。 2、聚合物的分子质量及分子质量分布。 3、注射机的类型。 4、塑件及模具结构特点。,注射成型工艺温度条件,注射成型工艺温度条件：,喷嘴温度 略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。,注射成型工艺温度条件：,模具温度： 温度太低 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。 温度过高 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度；,ABS塑料生产工艺参数的选择：,熔体的注射压力： ABS树脂熔体的注射压力范围在60150MPa。注塑制品的壁厚尺寸较大、浇口规格较大时，注射压力可采用70110MPa；注塑制品的壁厚较小、熔料流程较长或是采用耐热型树脂时，注射压力可用120150MPa。 保压压力一般多用6070MPa，目的是为了使制品有较小的内应力。 熔体注射速度，通常都采用中低速注射。,注射成型工艺压力条件,塑化压力：又称背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。,一般操作中，在保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越好，其具体数值随所用塑料的品种，一般为620MPa。,注射压力：柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为40130MPa，它的作用是克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。,影响因素,1、塑料品种。 2、注射机类型。 3、模具浇注系统结构尺寸。 4、塑件壁厚流程大小等因素有关。,注射成型工艺压力条件,注射成型工艺时间条件,成型周期： 完成一次注射模塑过程所需的时间。,注射成型工艺时间条件,在整个成型周期中，注射时间和冷却时间最重要，对塑件的质量有决定性的影响： 注射时间中的充模时间与充模速率成反比，注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降，对剪切速率敏感的塑料尤其如此。 冷却时间主要取决于塑件的厚度、塑料的热性能、结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，一般在30120s之间。,查资料：,根据上面的结论，把前面的仪表壳的原料改为PP（聚丙烯）重新选择注射成型的工艺参数。,回顾：,注射成型的工艺条件及影响因素。,