注射模具是塑料在注射成型過程中得到制品的重要設(shè)備,本培訓(xùn)教材著重介紹熱塑性塑料注射成型模具的結(jié)構(gòu)、類型.
一.注射模具的基本結(jié)構(gòu)
注射模具具有生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、使用壽命長,并可成型復(fù)雜形狀的塑料制品等優(yōu)點(diǎn).注射模具的結(jié)構(gòu)是由注射機(jī)的形式和制品的復(fù)雜程度等因素決定的.盡管注射模具有各種結(jié)構(gòu)形式,但均可分為動(dòng)模和定模兩大部分.
注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng),開模時(shí)動(dòng)模與定模分離,取出制品.定模安裝在注射機(jī)的固定模板上,是直接與噴嘴口或澆口套接觸,
動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上,并隨模板移動(dòng),達(dá)到與定模部分分開或合攏,一般抽芯和頂出機(jī)構(gòu)在這個(gè)部分內(nèi).(圖1-1為典型的注射模具,它通常由以下幾部分組成.
1.模具型腔
模具型腔是模具中直接成型塑料制品的部分,它通常由凸模(成形制品內(nèi)部形式、凹模(成型制品外部形狀)、型芯或成型桿、鑲塊等組成.模具的型腔由動(dòng)模和定模有關(guān)部分聯(lián)合構(gòu)成(如圖1-1,型腔由13、14組成).為保證塑料制品表面光潔美觀和容易脫模,凡與塑料接觸的型腔表面,其粗糙度一般應(yīng)很小,最好小于Ra0.2.
2.澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔的流道部分,由主流道、分流道、澆口、冷料穴所組成
2.1主流道:
主流道是模具中連接注射機(jī)噴嘴至分流道或型腔的一段通道.主流道頂部呈凹 球面,以便與噴嘴銜接,進(jìn)口直徑稍大于噴嘴直徑,一般為4~8mm,以避免溢料,并沿進(jìn)料方向逐漸增大,放大角度一般為3°~5°,便于流道贅物的脫模.
2.2分流道:
分流道是多模腔中連接主流道和各澆口的通道.為使熔料以等速度充滿各型腔,分流道在模具上應(yīng)呈對(duì)稱、等距離的排列分布.
分流道截面的形狀和尺寸對(duì)熔體的流動(dòng)、制品脫模和模具制造的難易都有影響.常見的分流道是梯形或半圓形截面,并開設(shè)在帶有脫模桿的一半模具上.在滿足注射工藝和加工制造要求的前提下,應(yīng)盡量減小流道的截面積和長度,以減少分流道贅物.對(duì)稱、等距離的排列分布.
分流道截面的形狀和尺寸對(duì)熔體的流動(dòng)、制品脫模和模具制造的難易都有影響.常見的分流道是梯形或半圓形截面,并開設(shè)在帶有脫模桿的一半模具上.在滿足注射工藝和加工制造要求的前提下,應(yīng)盡量減小流道的截面積和長度,以減少分流道贅物.
2.3澆口:
澆口是接通分流道(或主流道)與型腔的通道.常見的澆口有:直接澆口、側(cè)澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、輪輻澆口、扇形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等.澆口的作用是控制料流,使從流道注入的熔料充滿模腔后不倒流,便于制品與流道分離.根據(jù)以上作用,澆口截面積宜小不宜大,宜短不易長.澆口位置一般選定在制品最厚而又不影響外觀的地方. ?
2.4 冷料穴:
冷料穴是設(shè)在主流道末端的一個(gè)空穴,用以捕集噴嘴端部兩次注射之間所產(chǎn)生的冷料,從而防止分流道或澆口的堵塞,并避免因冷料進(jìn)入型腔而形成制品中的內(nèi)應(yīng)力.冷料穴的直徑一般為8~10mm,深6mm.為了便于脫出主流道贅物,冷料穴底部常用具有曲折鉤形或下陷溝槽頭的脫模桿承托.
3.導(dǎo)向部分
模具的定模、動(dòng)模部分分別安裝在注射機(jī)的固定模板上和移動(dòng)模板上.在注射成型過程中,處于往復(fù)閉合和開啟狀態(tài).為確保動(dòng)模和定模合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)中而設(shè)導(dǎo)向零件,通常有導(dǎo)向柱、導(dǎo)向孔或在動(dòng)模定模上分別設(shè)置互相吻合的內(nèi)外錐面.有的注射模具的頂出裝置為避免在頂出過程中頂出板歪斜,也設(shè)有導(dǎo)向零件,使頂出板保持水平運(yùn)動(dòng).
4.分型抽芯機(jī)構(gòu)
帶有外側(cè)凹或側(cè)孔的制品,在被頂出以前,必須先側(cè)向分型,拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯,然后方能順利脫出.
5.頂出裝置
又稱脫模裝置.制品在模具內(nèi)冷卻定型后,為了取出制品,模具上一般設(shè)置頂出裝置.有的在開模過程中將制品從模具中頂出;有的在開模后頂出制品.這與所用的注射機(jī)和模具上設(shè)置的頂出裝置類型有關(guān).
6.冷卻加熱系統(tǒng)
為了滿足注射注射工藝對(duì)模具溫度的要求,模具設(shè)有冷卻或加熱系統(tǒng).冷卻系統(tǒng)一般在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水道,加熱則在模具內(nèi)部或周圍安裝加熱組件,如電熱棒、電熱板、電熱圈等.
7.排氣系統(tǒng)
為了在注射過程中將型腔內(nèi)原有的空氣排出,常在分型面處開設(shè)排氣槽.但是小型制品排氣量不大,可直接利用分型面排氣,許多模具的頂狀或型芯與模具的配合間隙均可起排氣作用,故不必另外開設(shè)排氣槽.
8.模具安裝部件
模具安裝部件有兩個(gè)作用,一是可靠地把模具安裝在注射機(jī)的模板上;二是利用安裝部件調(diào)節(jié)模具厚度,使模具厚度符合所用注射機(jī)要求.
二..注射模具的分類
注射模具的形式很多,分類方法也很多.按其在注射機(jī)上的安裝方式可分為移動(dòng)式(僅用于立式注射機(jī))和固定式注射模具;按所用注射機(jī)類型可分為臥式或立式注射機(jī)用注射模具和角式注射機(jī)用注射模具;按模具的成模腔數(shù)目可分為單模腔和多模腔注射模具;按成型制品尺寸大小可分為大、中、小型注射模具.按注射模具的總體結(jié)構(gòu)特征分為以下幾種.
1.單分型面注射模具
單分型面注射模具也叫兩(雙)板式注射模具,它是注射模具中最簡單、最常用的一種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式的注射模具,構(gòu)成型腔的一部分在動(dòng)模上,另一部分在定模上.
臥式或立式注射機(jī)用的單分型面注射模具,主流道設(shè)在定模一側(cè),分流道設(shè)在分型面上,開模后制品連同流道凝料一起留在動(dòng)模一側(cè).動(dòng)模上設(shè)有頂出裝置,用以頂出制品和流道凝料.這種模具結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,尤其是大型的盒類、殼類制品常被采用.
2.雙分型面注射模具
雙分型面注射模具是指澆注系統(tǒng)和制品由不同的分型面取出者,也叫三板注射模具,與單分型面模具相比,增加了一塊可移動(dòng)的中間板(又名澆口板).
該模具由固定不動(dòng)的流道板,可活動(dòng)并開有流道或型腔的中間板和設(shè)有頂出裝置、芯型等部件的動(dòng)模板組成.啟模時(shí),中間板與固定模板和移動(dòng)模板分離,制品與澆注系統(tǒng)冷料分別從中間板兩側(cè)取出.因此,這種注射模具有兩個(gè)平行的分型面.
3.帶有活動(dòng)鑲件的注射模具
由于制品的特殊要求,模具上設(shè)有活動(dòng)的螺紋型芯或側(cè)向型芯以及哈夫滑塊,.啟模時(shí),這些部分不能簡單地沿著啟模方向與制品分離,在脫模時(shí)必須連同制品一起移出模外,然后通過手工或簡單工具使它與制品分離. 模具的這種活動(dòng)鑲件裝入模時(shí),應(yīng)可靠地定位,以免造成制品報(bào)廢或模具損壞的事故.
4.橫向分型抽芯注射模具
當(dāng)制品有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí),在自動(dòng)操作的模具里設(shè)有斜導(dǎo)柱或斜滑塊等橫向抽芯機(jī)構(gòu).在啟模時(shí),利用開模力帶動(dòng)側(cè)型芯作橫向移動(dòng),使其與制品脫離.也有在模具上設(shè)置油缸或氣缸來帶動(dòng)側(cè)型芯作橫向分型抽芯.
5.自動(dòng)卸螺紋注射模具
對(duì)帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的制品要求自動(dòng)脫模時(shí),在模具上設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋型芯或型環(huán).利用注射機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng),或者裝置專門的原動(dòng)機(jī)(如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等和傳動(dòng)裝置,帶動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)\轉(zhuǎn)動(dòng),使制品脫出.
6.定模一側(cè)設(shè)頂出裝置
一般注射模具啟模后,制品均留在動(dòng)模一側(cè),故頂出裝置也設(shè)在動(dòng)模一側(cè).但有時(shí)由于制品的特殊要求或形狀的限制,將制品留在定模上(或有可能留在定模上),則在定模一側(cè)設(shè)置頂出裝置.
7.無流道注射模具
無流道注射模具包括熱流道或絕熱流道注射模具,它們采用對(duì)流道進(jìn)行加熱或絕熱(流道中冷凝的塑料外層.對(duì)流道中心的熔融塑料起絕熱作用)的辦法來保持從噴嘴到澆口之間的塑料呈熔融狀態(tài).
三.制品在模內(nèi)的位置
在每次注射后,只需取出制品而沒有澆注系統(tǒng)廢料,這就大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和減少廢料的回收,同時(shí)也保證了壓力在流道中的傳遞.這樣的模具容易達(dá)到全在保證順利脫模的情況下,分型面應(yīng)盡可能簡單;盡可能使制品留在動(dòng)模一方;
1.有利于提高制品形位尺寸精度;有利于排氣,不影響制品外觀.
2.有利于簡化模具結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)的布局;
3.有利于模具主要零部件的受力;
4.有利于制品頂出位置和頂出系統(tǒng)的設(shè)置;
5.保證模具厚度在所使用注射機(jī)要求的范圍內(nèi)。
