塑料模具课程设计教案PPT

塑料成型工艺与模具设计课程设计设计题目•一个标准模具由成形部分、浇注系统、导向机构、脱模装置、侧向分型抽芯机构、温度调节和排气系统、标准模架构成。本次课程设计的几种典型模具具有一定的代表性，每一种类型模具由五位同学共同完成，以便于检查同学们的独立设计能力及共同协作能力。•1．注射机的选择及标准模架设计•2．浇注系统设计•3．成型零件的结构设计•4．合模导向机构及脱模推出机构设计•5.侧向分型机构及温度调节系统设计成形部分浇注系统导向机构脱模装置侧向分型抽芯机构温度调节和排气系统标准模架型腔型芯镶件主流道分流道浇口冷料穴注射模的组成1.成型部分——直接成型塑件的部分通常由凸模（成型塑件内表面）、凹模（成型塑件外表面）、型芯或成型杆、镶块，以及螺纹型芯和螺纹型环等组成。图4-1所示模具，成型部分由凸模7和定模板2组成。1234567891011121314151617181920212.浇注系统——将塑料熔体由注射机喷嘴引向闭合型腔的流动流道。浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。1234567891011121314151617181920213.导向机构——导向机构保证合模时动模和定模准确对合，以保证塑件的形状和尺寸精度，避免模具中其他零件（经常是凸模）发生碰撞和干涉。导向机构分为导柱导向机构和锥面定位导向机构。对于深腔、薄壁、精度要求高的塑件，除了导柱导向外，经常还采用内外锥面定位导向机构。图中的推板导柱18和推板导套17。1234567891011121314151617181920214.脱模机构——开模时，将塑件和浇注系统凝料从模具中推出，实现脱模的装置。常用的脱模机构有推杆、推管和推件板等。图脱模机构由推杆19、推杆固定板15、推板14、主流道拉料杆16和复位杆20组成。123456789101112131415161718192021注射模典型结构5.侧向分型抽芯机构带有内外侧孔、侧凹或侧凸的塑件，需要有侧向型芯或侧向成型块来成型，在开模推出塑件之前，模具必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯或脱开侧向成型块，塑件才能顺利脱模。完成上述功能的机构，称为侧向分型抽芯机构。6.温度调节系统模具一般设有冷却和加热系统。冷却系统一般在模具内开设冷却水道，外部用橡皮软管连接。加热装置则在模具内或模具四周设置电热元件、热水（油）或蒸汽等具有加热结构的板件。模具中是开设冷却还是加热装置需要根据塑料种类和成型工艺来确定。1234567891011121314151617181920217.排气系统注射充模时，为了塑料熔体的顺利进入，需要将型腔内的原有空气和注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，常在模具分型面处开设几条排气槽。小型塑件排气量不大，可直接利用分型面排气，不必另外设置排气槽。许多模具的推杆或型芯与模板的配合间隙也可起到排气的作用。大型塑件必须设置排气槽。1234567891011121314151617181920218.标准模架为了减少繁重的模具设计和制造工作量，注射模大多采用标准模架结构。标准模架组合具备了模具的主要功能，构成了模具的基本骨架，包含了支承零部件、导向机构以及脱模机构等。标准模架可以从相关厂家定购。在模架的基础上再加工、添加成型零部件和其他功能结构件可以构成任何形式的注射模具。123456789101112131415161718192021支承零部件用来安装或支承成型零部件及其他结构零部件，包括定位圈6、定模座板3、动模座板10、定模板2、动模板1、支承板12、垫块11等。123456789101112131415161718192021经分流道的多点进料的点浇口当塑件有侧孔、侧凹或侧凸时，其成型零件必须做成可侧向移动的，开模时，这部分必须先移开，塑件才能顺利脱模，这时就需要设置侧向分型抽芯机构。图4-3带侧向分型抽芯机构注射模1-动模座板；2-垫块；3-支承板；4-动模板；5-挡块；6-弹簧、螺母；7-滑块拉杆；8-楔紧块；9-斜导柱；10-滑块；11-定模座板；12-浇口套；13-型芯；14-导柱；15-推杆；16-拉料杆；17-推杆固定板；18-推板123456789101112141516171813侧向分型抽芯机构通常由斜导柱、斜滑块或斜销来驱动，图4-3所示为典型的斜导柱侧向分型抽芯机构注射模。该侧向分型抽芯机构由斜导柱9、滑块10、楔紧块8和滑块抽芯结束时的定位装置（挡块、滑块拉杆、弹簧和螺母）组成。图4-3带侧向分型抽芯机构注射模1-动模座板；2-垫块；3-支承板；4-动模板；5-挡块；6-弹簧、螺母；7-滑块拉杆；8-楔紧块；9-斜导柱；10-滑块；11-定模座板；12-浇口套；13-型芯；14-导柱；15-推杆；16-拉料杆；17-推杆固定板；18-推板123456789101112141516171813带活动镶件的注射模带有侧孔及侧凸、凹的塑件，例如图4-4所示塑件内部有局部凸起，有些塑件上有螺纹孔或外螺纹，由于塑件的特殊要求，模具很难用侧向抽芯机构来实现侧向抽芯，可以将成型零件设计成活动镶块，在开模时随塑件一起移出模外，再通过手工或者简单工具使活动镶块与塑件相分离，在下一次注射之前，重新将活动镶块放入模具中。图4-4带活动镶件的注射模1-动模座板；2-推板；3-推杆固定板；4-垫块；5-弹簧；6-推杆；7-支承板；8-型芯固定板；9-导柱；10-型芯；11-定模座板；12-活动镶块213456789101112模具与注射机的关系模具都必须安装在与其相适应的注射机上才能进行生产。因此模具设计时，必须熟悉所选注射机的技术规范，并对相关参数进行校核，判断模具能否在所选注射机上使用。注射机是进行注塑加工的设备，也是应用最广的塑料成型设备。1．注射机的结构组成注射机通常由注射装置、锁（合）模装置、液压传动系统和电器控制系统等组成，如图4-8所示。1234678910115图4-8卧式注射机1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-动模固定板；4-顶杆；5-拉杆；6-定模固定板；7-控制台；8-塑化部件；9-料斗；10-计量和传动装置；11-注射和移动液压缸(1)注射装置作用：是注射机的主要部分，将颗粒状或粉状的固体塑料原料均匀塑化成熔融状态，并以适当的速度和压力将一定量的塑料熔体注射进模具型腔。组成：注射装置主要由塑化部件8、料斗9、注射和移动液压缸11、计量装置和传动装置10等组成。其中塑化部件是主要部分，由螺杆（柱塞）、料筒、加热器和喷嘴组成。1234678910115图4-8卧式注射机1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-动模固定板；4-顶杆；5-拉杆；6-定模固定板；7-控制台；8-塑化部件；9-料斗；10-计量和传动装置；11-注射和移动液压缸（2）锁模装置（合模装置）作用：实现模具可靠地开合，提供必要的行程；在注射和保压时，提供足够的锁模力；提供推出塑件的推出力和相应的行程。组成：锁模装置主要由定模固定板6、动模固定板3、拉杆5、锁模液压缸1、锁模机构2、塑件推出机构4和模具调整装置等组成。常用的锁模装置有液压－机械式和全液压式。1234678910115图4-8卧式注射机1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-动模固定板；4-顶杆；5-拉杆；6-定模固定板；7-控制台；8-塑化部件；9-料斗；10-计量和传动装置；11-注射和移动液压缸（3）液压传动和电器控制系统作用：保证注射机按塑化、注射、固化成型各个工艺过程的预定要求（如温度、压力、速度、时间等）和动作程序准确有效地工作。组成：液压系统主要由各个液压油缸、管道、各类阀件和其他液压元件组成；电器控制系统主要由各种仪器和仪表组成。1234678910115图4-8卧式注射机1-锁模液压缸；2-锁模机构；3-动模固定板；4-顶杆；5-拉杆；6-定模固定板；7-控制台；8-塑化部件；9-料斗；10-计量和传动装置；11-注射和移动液压缸320±0.05350±0.05喷嘴移动模板固定模板100H7(+0.0540)ABA向B向60模具最小厚度200移动模板行程300模具最大厚度300104SR1236-M16深25100190280370370280190100注射机的技术参数是注射机设计、制造、选择与使用的基本依据，也是模具设计、制造的基础。描述注射机性能的基本参数有：公称注射量、注射压力、注射速度、锁模力、锁模装置基本尺寸等。目前我国已统一规定用加工聚苯乙烯时注射机一次所能注射出的公称体积（cm3）来表示。注射量标志了注射机的注射能力，反映了机器能生产塑件的最大体积。理论注射量为螺杆或柱塞最大注射行程时对应的注射量，条件为对空注射。而实际注射时，流动阻力增加，加大了螺杆逆流量，再考虑安全系数，实际注射量有所降低，一般为理论注射量的70％～90％。注射机的理论（最大）注射量指在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞做一次最大行程时，注射装置所能达到的最大注射量。（1）理论注射量（2）注射压力指注射过程中螺杆或柱塞头部的最大压力。作用：克服注射过程中塑料熔体流经喷嘴、流道和型腔的阻力，同时对注入型腔的熔体给予一定的压力，以完成物料补充，使塑件密实。（3）锁模力指锁模机构施于模具上的最大夹紧力，单位为KN。锁模力平衡注射时型腔熔体的压力，保证在注射和保压时模具不会在分型面被胀开。锁模力不够会使塑件产生飞边，不能成型薄壁塑件；锁模力过大，又易损坏模具。（4）锁模装置的基本参数锁模装置的基本参数决定了模具的安装尺寸，也决定了所能加工塑件的平面尺寸，如图所示4-11所示。锁模装置的基本参数包括：动、定模固定板尺寸（B×H），拉杆间距（B0×H0），动、定模固定板最大开距SK，模具厚度Hm和动模固定板行程（开模行程）S等。B0BHH012345SHS(a)(b)Km图4-11锁模装置的基本参数1-动模固定板；2-动模；3-塑件；4-定模；5-定模固定板动、定模固定板尺寸B×H指固定板的长度和宽度；拉杆间距B0×H0指固定板上拉杆孔在长和宽方向的间距；动、定模固定板间最大开距SK指动、定模固定板之间所能达到的最大距离，最大开距应能保证开模后塑件方便地取出和方便地安放嵌件。B0BHH012345SHS(a)(b)Km图4-11锁模装置的基本参数1-动模固定板；2-动模；3-塑件；4-定模；5-定模固定板设计模具时应详细了解注射机的技术规范，并对有关参数进行校核，这样所设计的注射模才能与选用的注射机相适应。1.最大注射量的校核设计模具时，注射成型所需的总注射量应小于所选注射机的最大（公称）注射量，所以：式中n—型腔数目；V1—单个塑件的体积，cm3；V2—浇注系统凝料的塑料的体积，cm3；V—注射机最大注射量，cm3；K—注射机最大注射量的利用系数，可取0.7～0.9。VKVVn21为了保证塑件质量，注射模一次成型的塑料质量（塑件和流道凝料质量之和）应在最大注射量的35％～75％范围内，最大可达80％，最小应不小于10％。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50％～80％。一般只需对最大注射量进行校核，但当注射热敏性塑料时，还需校核最小注射量，因为一次注射量太小，塑料在料筒中停留时间过长，会导致塑料高温分解，降低塑件的质量和性能。最小注射量应大于公称注射量的20％。2．锁（合）模力的校核注射时高压塑料熔体充满型腔时，存在较大的压力，会产生使模具从分型面分开的胀模力。为了平衡塑料熔体的压力、锁紧模具、保证塑件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。胀模力等于塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积乘以型腔的压力，它应小于注射机的额定锁模力，才能使注射时不发生溢料和胀模现象，所以式中F机—注射机的额定锁模力，N，见表4-2或相关手册；A分－塑件和浇注系统在模具分型面上的总投影面积，mm2；P—型腔内塑料熔体的平均压力，Mpa。机分FPA3.注射压力的校核注射压力校核是校验注射机的最大注射压力能不能满足该塑件成型的需要，所选用注射机的注射压力必须大于塑件成型所需的注射压力。注射机的注射压力见表4-2。塑件成型所需要的注射压力是由