第七章 塑料注射模设计.ppt

第七章 塑料注射模设计,第二节 塑料注射模具的分类和典型结构,一、概述,定模,动模,型腔,浇注系统,二、注射模的结构组成,成型零部件 合模导向零件 浇注系统 推出机构 侧向分型抽芯机构 温度调节机构 排气机构,三、注射模的分类和典型结构,按塑料材料类别分为热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模。 按模具型腔(简称模腔)数目分为单型腔注射模、多型腔注射模。 按模具安装方式分为移动式注射模、固定式注射模。 按注射机类型分为卧式、立式、角式注射机用注射模。 按模具浇注系统分为冷流道模、绝热流道模、热流道模、温流道模。 按注射模的结构特征，可分为8类，包括；单分型面注射模(二板式注射模)、双分型面注射模(三板式注射模）、带有活动嵌件的注射模、带有侧向分型抽芯机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、定模一侧设有脱模机构的注射模、无流道凝料注射模、叠式型腔注射模。,具有三个水平分型面的模具,双层型腔模具,注塑模的典型结构,卧式单分型面注塑模,卧式双分型面注塑模,带有活动镶块的注射模,带侧向分型抽芯的注射模,热流道注射模,第三节 塑料制件在模具中的成型位置,注射模每一次注射循环所能成型的塑件数量是由模具的型腔数量决定的，型腔的数量及排列方式、分型面的位置决定了塑件在模具中的成型位置。,一、型腔的数量和排列方式,型腔的布局,型腔在模板上的配置通常采用圆形排列、N形排列、直线形排列以及复合排列等。,型腔数的确定,塑件大小与设备的关系 充分利用现有设备 使塑件精度比较容易得到满足 不使模具结构复杂化 视塑件生产批量要求 降低模具制造费用,三、分型面的选择,为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件，将模具型腔适当地分解成两个或多个部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面,1、分型面的表达方式,2、分型面的基本形式,分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。,平面 斜面 阶梯面 曲面,3、分型面的选择原则,分型面位置应设在制件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔，这是分型面选择的首要原则。 有利于保证制件尺寸精度； 有利于保证制件的外观质量； 满足制件的使用要求； 考虑注射机的技术规格，使模板间距大小合适；,考虑锁模力，尽量减小制件在分型面的投影面积。 考虑侧向抽拨型芯一般机械式分型面抽芯机构的例向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拨距离尽量短。 尽量方便浇注系统的布置 有利于排气。,第四节 成型零件的设计,一、成型零件的结构设计,构成型腔的零件叫成型零件，由于成型零件受高温高压的塑料接触，受高速料流的冲刷，并在脱模时与塑件发生摩擦磨损，因此，制作材料要求具备足够的强度、刚度和耐磨性能。,设计时，应首先根据材料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、分型面、排气部位、脱模方式等，从机械加工及模具装配角度确定型腔各零件之间的组合方式，然后根据制件尺寸计算成型零部件的工作尺寸。此外，由于塑料熔体有很高的压力，因此还应对关键成型零部件进行强度与刚度校核。,1、凸模的结构设计,凹模用于成型制件的外表面，又称阴模、型腔。,整体式 整体嵌入式 局部镶嵌式 底部镶嵌式 四壁拼合式,整体式凹模,整体嵌入式凹模,局部镶嵌式凹模,底部镶嵌式凹模,四壁拼合式凹模,2、凸模和型芯的结构设计,凸模是指注射模中成型塑件有较大内表面的凸状零件。又称型芯、阳模。 凸模按结构分为整体式和组合式两类。,（1） 凸模,（2） 小型芯,小型芯（成型杆）通常特指能成型制件上的小孔或局部凹槽的小型芯,通孔的成型方法,盲孔的成型方法,复杂孔的成型方法,小型芯的固定方法,二、成型零件工作尺寸的计算,工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸。 成型零件工作尺寸的计算包括：计算型腔和型芯径向尺寸、型腔深度和型芯高度尺寸、型芯之间和成型孔之间中心距尺寸等。,1、影响塑件尺寸公差的因素,（1） 成型零件的制造误差,成型零件的制造公差 塑件的总公差,（2） 成型零件的磨损量,型腔尺寸越来越大，型芯或凸模尺寸越来越小，中心距尺寸不变。 与脱模方向想垂直的不考虑磨损；平行的表面考虑磨损。,（3） 成型零件的收缩率偏差和波动,（4） 模具安装配合的误差,（5） 水平飞边厚度的波动,塑件产生的最大误差：,塑件误差产生的主要因素,生产大尺寸塑件时，应稳定工艺条件和选用收缩率波动小的塑料； 生产小尺寸塑件时，制造和磨损误差对塑件公差影响较突出，应主要提高成型零件的制造误差和减少磨损量。 精密成型中，应注意减小成型工艺条件的波动。,2、成型零件工作尺寸的计算方法,成型零件工作尺寸的计算方法按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量,3、型腔和型芯工作尺寸的计算,（1） 型腔和型芯的径向尺寸,型腔的径向尺寸,型芯的径向尺寸,（2） 型腔深度和型芯高度尺寸,型腔的深度尺寸,型芯的高度尺寸,（3） 型腔和型芯脱模斜度的确定,脱模斜度与塑料的品种和制品的形状、模具结构等有关，一般情况下脱模斜度取1°2°，最小为30。,1.成型精度较低的塑件，计算结果算到小数点后第一位，第二位数值四舍五入；精度较高的塑件，工作尺寸的数值算到小数点后第二位，第三位数值四舍五入。 2.收缩率很小的塑料，如聚苯乙烯、醋酸纤维素等，在注射成型薄壁塑料时，可不予考虑收缩，只要考虑制造公差。 3.计算尺寸时，着重控制配合尺寸和装配尺寸，对其余尺寸进行简化计算。,4、中心距工作尺寸的计算,影响模具中心距的因素：,1 模具制造公差。模具上型芯的中心距取决于安装型芯的孔的中心距。 2 型芯与模具上的孔成间隙配合，配合间隙会影响模具的中心距尺寸。 3 由于工艺条件和塑料变化引起收缩率波动，使中心距尺寸发生变化。 4 假使模具在使用过程中，型芯在圆周上系均匀磨损，则磨损不会使中心距发生变化。,4、型芯中心到成型面距离尺寸的计算,安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离尺寸,安装在凸模上的型芯中心与凸模边缘距离尺寸,三、模具型腔侧壁与底板厚度的设计,1、强度和刚度,塑料模具型腔的侧壁厚度的计算有两类：基于强度计算和基于刚度计算。,在棋具设计中要综合考虑。因为工程中的模具既不允许因强度不足而产生明显的变形甚至破坏，也不允许因刚度不足而产生过大变形。,一般情况下，大尺寸型腔刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算；对于小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算。,2、刚度计算的要求,防止溢料 保证塑件的精度 有利于脱模,3、型腔和底板的强度、刚度计算,型腔和底板的强度和刚度的计算方法有两类： 计算法和查表法,第五节 浇注系统的设计,浇注系统：塑料熔体从注塑机喷嘴进入模具开始到型腔为止，所流经的通道。,浇注系统的分类 普通浇注系统 无流道浇注系统。,浇注系统的作用 将熔体平稳地引入模腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔中的气体排除，且将压力传递到型腔的各个部分，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸稳定的塑件。,一、浇注系统的组成与设计原则,1、普通浇注系统的组成,1、主流道衬套； 2、主流道； 3、分流道； 4、浇口； 5、冷料穴； 6、塑件,主流道 分流道 浇口 冷料穴,主流道：从注塑机喷嘴与模具接触位起，到分流道为止的这一段流道。作用是负责将塑料熔体输往分流道。 分流道：介于主流道和浇口之间的一段流道，它开设在分型面上。作用是将主流道送来的塑料分配后，输往各个浇口。 浇口：连接分流道与型腔之间的一段细短通道。 冷料穴：一般在主流道的末端设置，以装纳冷料头。,2、浇注系统的设计原则,必须了解塑料的工艺特性，以便于考虑浇注系统尺寸对熔体流动的影响； 利于熔体型腔内气体的排出，熔体较快而有序地充满型腔； 防止型芯和塑件变形； 减少熔体的流程及塑料的消耗量； 去除与修整浇口方便，并保证塑件的外观质量； 要求热量及压力损失小。,4、普通浇注系统的设计, 主流道的设计,一般将主流道设在模具的中心位置，模腔内的塑料就以模具的中心进行对称平衡布局。 卧、立式注塑机使用模具的主流道垂直于水平分型面，而角式注塑机用模具的主流道平行并位于水平分型面上。主流道的端面形状多为圆形。,主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成球面凹坑。通常主流道进口端凹坑的球面半径Sr要比喷嘴球面半径Sr大12mm,凹入深度约5mm，为了补偿主流道与喷嘴的对中误差，主流道进口端的直径D应比喷嘴出口直径d大0.51mm。 主流道的锥角取2°4°，对流性差的塑料可增加大到 6°左右。 一般都不将主流道直接开在定模板上，而是将其单独设在一个衬套中，然后将衬套镶入模板内，此衬套称为浇口套。 主流道出口端应与分流道之间呈圆滑过渡，过渡角R为0.33mm。,主流道的设计事项：, 分流道的设计,分流道是主流道与浇口之间的通道。,在多型腔模中，一般均设置分流道； 在单型腔模中，则可不设置分流道。,在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积，此外，对流道截面的形状及尺寸、型腔的布置方式均需进行仔细的校核,（1） 分流道的断面形状及尺寸,分流道的断面形状有圆形、U形、梯形和矩形等。,从传热面积考虑，成型热固性塑料的压注模和注射模宜采用正方形断面的分流道，从散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道的断面形状则宜采用圆形。 分流道的断面形状及尺寸大小，应根据塑料品种、成型塑料件的体积、塑件壁厚、塑件形状、分流道长度以及注射速度等而定。,（2） 分流道的布置形式,分流道的布置形式有：平衡式和非平衡两种，而以平衡式布置为较佳。,所谓平衡式布置就是将通往各个型腔的分流道的断面形状、大小及分流道长度都取作一致。,非平衡式布置分流道,优点：型腔数量较多是可缩短流道的长度，模具机构紧凑。 缺点：精度要求特别高的塑件不宜采用。,（3） 分流道的设计要点,分流道的断面和长度设计，在保证顺利充模的前提下，尽量取小值，尤其是小型塑件时； 分流道的表面粗糙度取Ra1.6； 当流道的长度较长时，可将分流道的尽头沿前进方向稍稍延长作为冷料穴，使冷料不致进入型腔； 分流道改变方向时，其转折处应做圆角过渡，使流动阻力减小。, 浇口的设计,浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。,浇口的的作用：对塑料熔体流入型腔起控制作用；当注射压力撤销后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未固化的熔体不会倒流。,取较小的浇口，可以增加物料的充模流速，产生摩擦热或增大剪切速率来提高流动性，控制浇口封闭时间，降低模塑周期，易于平衡各型腔的进料速度，尤其是使平衡式分流道达到各浇口同时进料，容易与塑件断离。 浇口过小会造成太大的流动阻力，延长进料时间。,（1） 浇口的断面形状及尺寸,浇口的断面形状有圆形、矩形或正方形。,浇口的理想尺寸用手工的方法很难计算，一般均根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。浇口断面积与分流道断面积之比约为0.030.09，断面形状常为矩形或圆形，浇口长度约为1 1.5mm左右。,（2） 浇口的形式及其特点, 浇口位置的选择,避免熔体破裂在塑件上产生缺陷 考虑分子定向对塑件性能的影响 有利于流动、排气和补缩 在多腔模中，各个型腔浇口方位必须保持一致 减少熔结痕和提高熔结痕的强度 校核流动距离比 浇口位置应使浇口便于修整 防止料流将型芯或嵌件挤歪变形, 冷料穴和拉料杆的设计,冷料穴是在注射成型时，容纳流动熔体前端的冷料头的部位。,冷料穴一般设置在主浇道的末端,冷料穴的形式,钩式 锥形 环形草市,球形拉料杆 菌形头拉料杆 分流形拉料杆,冷料井除了具有容纳冷料的作用以外，同时还具有在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。,并不是所有注射模都需开设冷料井，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料井。,二、热流道浇注系统的设计,热流道模具：利用加热或绝热以及缩短喷嘴至模腔距离等方法，使浇注系统里的熔料在注塑和开模过程中始终保持熔融状态，在开模时只需取出塑件无需取出凝料而又能连续生产的模具。,优点：缩短生产周期，节约原料，大大提高生产效率，减低成本，保证注射压力在流道中的传递，在一定程度上克服了塑件因补缩不足而产生的凹陷、缩孔等缺陷。 缺点：模具结构复杂、成本高；温度控制要求高等。,使用无流道系统对塑料有以下要求： 熔融温度的范围要较宽，粘度随温度改变而改变甚小，在较低温度下具有较好流动性，在较高的温度下具有优良的热稳定性。 对压力敏感 热变形温度较高,常用热流道成型方法： 井式喷嘴、延长喷嘴、绝热喷嘴、 热流道、其他阀式浇口等,三、排气系统的设计,型腔内气体的来源，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体。,塑料熔体向注射模型腔填充过程中，尤其是高速注射成型和热固性塑料注射成型时，必须考虑把这些气体顺序排出，否则，不仅会引起物料注射压力过大，熔体填充型腔困难，造成充不满模腔，而且部分气体还会在压力作用下渗进塑料中，使塑件产生气泡，组织疏松，熔接不良。甚至还会由于气体受到压缩，温度急剧上升，进而引起周围熔体烧灼，使塑件局部炭化和烧焦。,排气的方式有利用模具零件配合间隙排气和开设排气槽排气两种。,(1) 间隙排气：大多数情况下，可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙自然地排气，可不另设排气槽。特别是对于中小型模具。间隙的大小和排气槽一样，通常为0.020.04mm。,(2) 排气槽排气：,排气槽形式,开设排气槽排气，通常遵循下列原则：,排气槽最好开设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生的飞边，易随塑件脱出。 排气槽的排气口不能正对操作人员，以防熔料喷出而发生工伤事故。 排气槽最好开设在靠近嵌件和塑件最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕，宜排出气体，并排出部分冷料。 排气槽的宽度可取1.56，其深度以不大于所用塑料的溢边值为限，通常为0.020.03mm。,第六节 结构零件的设计,一、合模导向装置的设计,合模导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的装置。,主要有导柱导向装置和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向，主要零件包括；导柱和导套，有的不用导套而在模板上镗孔代替导套，称为导向孔。,(1) 导向装置的作用,定位作用： 导向装置直接保证动、定模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料制件的精度。同时，在模具装配过程中便于装配和调整。 导向作用： 合模时引导动模按顺序正确闭合，防止凸模或型芯先进入型腔，保证不损坏成型零件； 承裁作用： 塑料熔体在充模过程中，受成型设备精度低的影响，可能产生单向侧压力，因而在成型过程中需要导向装置能承受一定的单向侧压力，以保证模具的正常工作。 当侧向压力很大时，增设锥面定位装置，以分担导柱的承担载荷。,(2) 导向装置的设计原则,导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压人导校和导套后发生变形。导柱中心至模具外缘应至少有一个导柱直径的距离。 根据模具的形状和大小，一副模具需要23个导柱。对于小型模具，无论圆形的或矩形的，通常只用两个直径相同且对称分布的导拄。,由于制件通常留在动模，所以为了便于脱模，导柱通常安装在定模。但对于特殊需要的，如动模采用推扳顶出制件，推板要由导拄导向时，导柱安装在动模； 为了保证分型面很好地接触，导柱和导套在分型面处应设有承屑槽都是削去一个面或在导套的孔口处倒角； 各导往、导套及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件； 在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件损坏； 当动、定模板采用合并加工时，导柱装配处的直径应与导套外径相等。,(3) 导柱的结构、特点及用途,导柱的结构： 台阶式导柱、铆合式导柱、合模销,台阶式导柱,带头导柱：不需要导套，直接与模板导向孔配合； 有肩导柱：与导套配合。为便于导柱固定孔和导套固定孔的配合，导套内径与导柱直径相等； 有肩导柱：适用于导柱固定板较薄，固定部分分两段，分别固定在两块模板上。,铆合式导柱,铆合式导柱结构简单，加工方便，但导柱损坏后更换麻烦，主要用于小型简单的移动式模具。,合模销 在垂直分型面的组合式凹模中，为保证锥模 套中的拼块相对位置的准确性，常采用两个 合模销。分模时，为使合模销不被拔出，其 固定端部分采用H7/k6配合，另一端部分采用 H9/f9配合。,(4) 导套和导向孔的结构、特点及用途,导向孔,导向孔直接开设在模扳上，这种形式的导向孔加工简单，适用于生产批量小、精度要求不高的模具。导向孔应做成通孔。,导套,导套的分类： 直导套、带头导套,导套安装形式：,(5) 锥面定位机构,成型大型、深腔、薄壁和高精度塑件，侧向压力很大时，动定模之间应采用较高的合模精度。锥面定位的最大特点：配合间隙为零。 锥面配合有两种形式：1 两锥面之间镶上经淬火的零件； 2 经热处理后，两锥面直接配合,二、支承零件的设计,塑料模的支承零件包括动模座板、定模座板、动模板、定模板、支承板、垫块等零件。,1.定模座板 2.定模板 3.动模板 4.支承板 5.垫块 6.推杆固定板 7.推板 8.动模座板,1、动模座板和定模座板,它是动模和定模的基座，也是固定式塑料模与成型设备连接的模板。因此，座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应，即移动模板与固定模板或上压板与下压板相适应。座板还必须具有足够的强度和刚度。 注射模的动模座板和定模座板尺寸可参照GB4169.81-89选用。,2、动模板和定模板,它的作用是固定凸模或型芯、凹模、导柱、导套等零件，所以又称固定板。 模具的类型及结构不同，固定板的工作条件也有所下同。对于移动式压缩模，开模力作用在固定板上，因而固定板应有足够的强度和刚度。为了保证凹模、型芯等零件固定稳固，固定板应有足够的厚度。 固定板的尺寸可参照标准模板GB4169.8-89选用。,动模板和定模板与型芯或凹模的基本连接方式,3、支承板,支承板是垫在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯或凸模、凹模、导柱、导套等零件脱出，增强这些零件的稳固性并承受型芯和凹模等传递而来的成型压力。,支承板与固定板的连接方式：,适用于推杆分模的移动式模具和 固定式模具，采用内六角螺钉,适用于移动式模具， 拆装麻烦，修理不变,4、垫块,垫块的作用是使动模支承板与动模座板之间形成供推出机构运动的空间，或调节模具总高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高度的要求。 所有垫块的高度应一致，否则会由于负荷不匀垫块的连接而造成动模板损坏。,垫块和支承柱的尺寸可参照有关标准GB4169.6-89 。,垫块与支承板和座板组装方法,补充说明： 1 支承板应具有足够的强度和刚度，以承受 成型压力而不过量变形，其强度和刚度计 算方法与型腔底板相似。支承板尺寸参考 标准模板选用。 2 对于大型模具，为增强动模的刚度，可在 动模支承板和动模座板之间采用支撑柱。,第七节 推出机构的设计,1.顶杆 2.顶出固定板 3.导套 4.导柱 5.顶出板 6.钩料板 7.回程杆 8.挡销,在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具的型腔或型芯脱出，脱出塑件的机构成为推出机构。,一、推出机构的组成及分类,顶杆、顶出固定板、导套、导柱、顶出板、钩料板、回程杆、挡销等,1、组成,2、分类,按照推出零件的类别分为：推杆推出、推管推出、推板推出、推块推出、利用成型零件推出和多元件综合推出等不同类型。 按机构的推出动作特点分为：一级推出机构、二级推出机构、动定模双向推出机构、辅助推出机构等不同类型。 按脱模动作的动力来源分为：机动、手动、液压和气压推出等不同类型。,3、推出机构设计原则,由于注射机合模系统与注射机上的动模固定板相联，且注射机内部带有推顶装置，为了便于和动模内的推出脱模机构连接作用，故在注射模设计时应尽量使开模时能确保塑件滞留在动模一边。 推出机构应确保塑件在推出时，不致因推出力的作用而变形。 推出机构应保证推出时不损坏塑件。必须把推出机构的推出力作用在塑件能承较大力的部位，如筋部、凸缘、壳体壁等处。 推出机构应尽可能简单、动作可靠。对于生产批量不大的塑件，为了尽可能地降低注射模制造成本，选择结构比较简单的推出机构。,二、简单推出机构,开模后用一次推出动作就可把塑件从注射模中脱出的推出机构称作简单推出机构，也可称一级推出机构。 这类推出机构最常见，应用也最广泛,推杆推出、推管推出、推件板推出,简单推出机构包括：,1、推杆推出机构,推杆推出机构是注射模中使用最多的一种机构，制造简便，滑动阻力小，可在塑件的任意位置上配置，更换方便、脱模效果好，故在生产中广泛使用。,（1） 推杆形状,推杆的截面形式在塑模中的布置需按塑件的几何形状、型腔和型芯的结构确定。,推杆的截面形式一般为圆形。也可以为方形、半圆形等。,（2） 推杆的尺寸与固定形式,推杆直径不宜过细，承受推力时应有足够的强度及刚度，以保证克服塑件的包紧力和摩擦力。一般选用直径较大的推杆。,推杆的组合形式,推杆的固定形式,台肩固定式 螺钉固定式 垫板固定式,推杆的固定形式,（3） 推杆设计时的注意事项,推杆应设置在脱模阻力大的地方，尽量使推出的塑件受力均匀，但不应和型芯（或镶嵌件）距离过近，以免影响凸模或凹模的强度。 推杆的端面在装配后应比型腔或镶件的平面高0.050.01mm。 推杆与其配合孔长度取直径的1.52倍，通常不小于10mm。 推杆的布置应保证塑件的质量和脱模顺利，推杆数量应尽可能少，并尽量设置在塑件的内侧，以免推出痕迹影响塑件外观。,2、推管推出机构,推管的传动方式与推杆基本上相同，只是推管中间固定一个长型芯。其优点是推出受力均匀，推出机构动作均匀可靠，结构紧凑，且在塑件上不留任何推出痕迹，但须注意过薄的推管容易损坏。 主要用于推出圆筒形塑件或带圆形部位的塑件，推出距离不大的场合。,3、推件板推出机构,对于一些深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件，可采用推板推出机构。这种结构脱件平稳，作用压力大，推出力大，脱模力均匀，推出面积大，不需设复位装置，但当型芯周边外形复杂时，推板型孔加工困难。,（3） 推件板推出机构设计时的注意事项,为保证推板推出塑件后，推板能留在模具上，导柱应有足够的长度。 为了减小顶出过程中推板和型芯的摩擦，在推板和型芯之间应留有0.200.25mm的间隙，并配以锥面配合，起辅助定位的作用，以防止推板偏心引起溢料。 对于大型的深腔塑件或软质塑件时，应考虑设置引气装置，以防止塑件与推板之间形成真空而损伤塑件。,三、推出机构的导向与复位,1、导向零件,顶杆一般装配在顶出板和项出固定板之间，顶出板在顶出过程中的导向是十分重要的，否则顶杆会变形或折断，故常设导向零件。 导柱的数量一般不少于两个。导柱除起导向作用外，还起支承作用，可减少注射成型时支承板的弯曲。 当推杆数量较多，塑件产量较大时，光有导柱不够，还需装配导管，以延长导向零件的寿命及使用的可靠性。,2、复位零件,顶出机构在完成制品的顶出动作后，为了进行下一循环的成型，必须回到其初始位置。除推板顶比外，其它顶出形式一般均需要设置复位机构。,弹簧复位 回程杆复位,复位杆必须和推杆固定在同一块板上，它 的长度必须一致，分布均匀，且端面要与所 在动模的分型面齐平。 在有的模具中，复位杆可省去。如，推塑 件边缘的推杆，直径可稍大些，一半推塑 件，一半起复位杆的作用。,第八节 侧向分型与抽芯机构的设计,一、概述,一般塑件的脱模方向都与开闭模方向相同。但是，有些塑件侧面带有凸台或凹槽，脱模方向与开闭模方向不一致，这就阻碍了塑件的脱模。因此，必须考虑使用侧凸凹脱模(侧向分型)与抽芯机构等来解决脱模问题。,1、侧向分型与抽芯机构的分类,根据成型件的结构、形状和复杂程度及技术要求可将侧向分型与抽芯机构分为内侧抽芯机构和外侧分型与抽芯机构两大类。 若根据动力来源不同，可分为机动、液压（气动）及手动等大类。,手动式侧向分型与抽芯机构,手动侧向分型与抽芯机构是由人工将侧型芯或镶块连同塑件一起取出，在模外使塑件与型芯分离。 该机构利用人力，操作不方便，劳动强度大，生产率低，不能实现自动化。 但模具结构简单，制造简单，加工制造成本低，适用于新产品试制或小批量生产。,利用机器的开模运动改变其运动方向，通过传动件使模具中的侧向成型零件移动一定距离，而使模具侧向脱模或把侧向型芯从塑件中抽出的机构。 机构虽比较复杂，制造困难，成本较高。 其优点是操作方便，生产率高，易实现自动化，目前在生产中应用最多。 根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱式、弯销式、斜滑块式和齿轮齿条式等许多不同类型，尤其斜导柱式为最常用。,机动式侧向分型与抽芯机构,利用液压力或压缩空气，通过机构中的传动零件使模具侧向脱模或把侧型芯从塑件中抽出。这种结构的抽拔力和抽拔距都较大，使用方便。活动型芯容易受到型腔压力作用而产生移动，在直接用油压克服型腔压力锁住活动型芯时，应考虑要有自锁装置。抽芯机构宜采用独立的供油系统。如果利用机器工作油路给压力油，则由于注射压力开始时抽芯液压缸的油压低于型腔内的压力，所以在抽芯机构油路和机器工作油路之间应增加稳压阀，以保证整个工作期间抽芯液压缸有足够的油压。,液动（气动）侧向分型与抽芯机构,2、抽芯距与抽芯力的计算,抽芯距指将侧向型芯从成型位置抽到不妨碍塑件取出的位置所需的空间距离，即型芯（滑块）移动的最小距离。一般抽芯距等于型孔深度或凸台高度再加23。,抽芯距的计算,塑件比较特殊时，例如圆形骨架塑件，其公式演化为,塑件在模腔内冷却定型，由于体积的收缩，逐渐对型芯包紧，产生包紧力。因此，抽拔力必须克服包紧力和由于包紧力而产生的摩擦阻力。 抽芯力估算公式：,抽芯力的计算,二、斜导柱分型与抽芯机构,1、工作原理,斜导柱固定在定模板上。 开模时，开模力通过斜导柱的作用于滑块，迫使滑块在 动模板的导滑槽内向左移动，完成抽芯动作。,斜导柱分型抽芯机构是生产中最常见的一种形式，它是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯，使之产生侧向移动来完成抽芯动作的。 这类机构，结构紧凑，动作安全可靠，加工制造方便。但抽芯距和抽芯力受到模具结构的限制，一般适用于抽芯力和抽芯距不大的场合。,2、斜导柱抽芯机构的零部件设计,（1） 斜导柱设计,斜导柱的形式,圆形和矩形断面,斜导柱倾斜角的确定,与斜导柱角度与开模所需的力、斜导柱所受的弯曲力、实际能得到的抽拔力及开模行程等有关。,斜导柱直径的确定,查表,斜导柱长度的计算,圆形端面斜导柱的长度 主要根据抽芯距、 斜导柱直径及斜角来确定。,（2） 滑块的设计,滑块是斜导柱抽芯机构中的重要零部件，它上面安装有侧型芯或成型镶块，塑件尺寸的准确性和移动的可靠性由它的运动精度来保证。,滑块的连接方式,滑块的导滑方式,侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求运动平稳且具有一定精度。,滑块的定位装置,开模后滑块必须停留在所要求的位置上，不可任意滑动，否则闭模时斜导柱将不能准确地进入滑块。,滑块的导滑长度,滑块的导滑长度不能太短，滑块在完成抽拔动作后，留在导滑稽中的长度工不应小于滑块长度助2/3，否则滑块在开始复位时容易倾斜。有时为了不增大模具的体积，又要增加导滑槽长度，可以在模具上采用局部加长导滑槽的方法。,斜导柱与滑块的配合间隙,斜导柱与滑块斜孔之间的单边应留有0.5mm的间隙，用以保证在开模瞬间有一较小的空程，使塑件在侧型芯未抽出之前强制脱出型腔或型芯，并使滑块的锁紧楔先脱开，以免干涉斜导柱开模。,（2）楔紧块的设计,为了防止侧型芯在塑件成型时受力而移动，对侧型芯和滑块应用锁紧楔锁位，开模时又需使锁紧楔首先脱开（一般不允许斜导柱起锁紧侧型芯的作用）。,楔紧块的形式,整体式结构 销钉定位、螺钉紧固 型槽,为保证合模时能压紧滑块，在开模时滑块 又能迅速脱离滑块，避免楔紧块影响斜 导柱对滑块的驱动，锁紧角一般取,3、斜导柱抽芯机构的结构形式,斜导柱在定模上、滑块在动模上,斜导柱在动模上、滑块在定模上,三、斜滑块分型与抽芯机构,当塑件的侧凹较浅，所需的抽拔距不大，但侧凹的成型面积较大，而需要较大的抽拔力时，可以采用斜滑块机构进行侧向分型与抽芯。它的特点是利用顶出脱模机构的推力，驱动滑块斜向运动，当塑件被顶出脱模的同时，由滑块完成侧向分型与抽芯动作。,第九节 模具的加热与冷却系统的设计,一、概述,模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响。模具中设置温度调节系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。,二、冷却系统的设计,1、冷却系统的设计原则,冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大。 型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。,冷却水道离模具型腔表面的距离：当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相等，但当塑件壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为1215mm。,水道出入口的布置应该注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出入口温差应尽量小。塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远，温度就越低，因此浇口附近应加强冷却，其办法就是冷却水道的入口处要设置在浇口的附近。,冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 降低入水与出水温差； 冷却水道的大小要易于加工和清理。,2、常见冷却系统的结构,直流式和直流循环式,结构简单、加工方便；但模具受热不均。适用于成型面积加大的浅型塑件。,循环式,冷却效果好，但出入口数量较多，加工困难。适用于型芯和型腔的冷却。,喷流式,冷却效果好，成本低，加工简单。适用于小型芯和大型芯的冷却。,三、加热装置的设计,模具的加热方式有很多，如热水、热油、水蒸气和电加热等等。目前普遍采用的是电加热温度调节系统。,电热丝直接加热、电热圈加热、电热棒加热,电热丝直接加热：将选择好的电热丝放入绝缘瓷管中装入模板的加热孔中，通电后就可对模具进行加热。这种加热方法结构简单，成本低廉，但电热丝与空气接触后易氧化，寿命较短，同时也不太安全。,电加热的主要方式：,电热圈加热：将电热丝绕制在云母片上，再装夹在特制的金属外壳中，电热丝与金属外壳之间用云母片绝缘，将它围在模具外侧对模具进行加热。其特点是结构简单、更换方便，但缺点是耗电量大，这种加热装置更适合于压缩模和压注模。,电热棒加热：电热棒是一种标准的加热元件，它由具有一定功率的电阻丝和带有耐热绝缘材料的金属密封管组成，使用时只要将其插入模板上的加热孔内通电即可电加热棒加热的特点是使用和安装都很方便。,第十节 塑料模设计程序,1、原始资料分析,明确塑件的设计要求,明确塑件的生产批量,估算塑件的体积和重量,分析塑件的成型工艺参数,了解本公司的现场生产条件,塑件的成型工艺性分析,2、模具的基本结构及模架选择,模具的基本结构,确定成型方法 型腔布置 确定分型面 选择浇注系统 确定推出方式 侧向抽芯机构 模具的结构形式 选择成型设备,选择模架,模架的结构 模架安装尺寸校核,3、模具结构、尺寸的设计计算,模具结构设计计算,模具成型尺寸计算,模具加热、冷却系统计算,型腔结构 型芯结构 斜导柱、滑块结构 模具的导向结构 结构强度计算,4、模具主要零件图及加工工艺规程 5、模具总装图及模具的装配、试模 6、校对、审图、出图,