注塑模具原理

注塑模具原理注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA'o'{u|m#C六西格玛品质论坛z:BY6C{_F1D浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。典型塑模结构如图所示。六西格玛品质论坛)N$\z0qpCX主流道它是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(O．8mm)以避免溢料，并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为4—8mm。主流道直径应向内扩大呈3°到5°的角度，以便流道赘物的脱模。冷料穴7~IvZ*v6s,^它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约8一lOmm，深度为6mm。为了便于脱模，其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。7H{ne#d\4y8~dADEyT6vb$c分流道六西格玛品质论坛Z*Nq!r!Cr7xTt(h它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说，则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此，经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8m，特大的可达10一12m，特小的2-3m。在满足需要的前提下应尽量减小截面积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。浇口六西格玛品质论坛Su&xkpAf]/hk它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。浇口的作用是：A、控制料流速度：B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流：C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表观粘度以提高流动性：D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。bbs.6sq.net9CxX_w7jV&a-[ul*S9^`7qN型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模)，构成制品内部形状(如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力，故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度Ra0．32um，而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度，并选用耐腐蚀的钢材制造。J0Yk3Uf5b2CB3|'~排气口-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA-bn&ZnI%~2R%a它是在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时，原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满，甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深0．03-0．2mm，宽1．5-6mm的浅槽。注射中，排气孔不会有很多熔料渗出，因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员，以防熔料意外喷出伤人。此外，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。s,_k(z{v5B/b-R-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA^1T-V2|7BHZ{b.?结构零件六西格玛品质论坛G%_5f9H)s.]它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。^!x)dp^fO加热或冷却装置六西格玛品质论坛bOy
A#l3t&N6\这是使熔料在模具内固化定型的装置，对热塑性塑料，一般是阴阳模内冷却介质的通道，借冷却介质的循环流动来达到冷却目的。通入的冷却介质随塑料种类和制品结构等而异，有冷水、热水、热油和蒸汽等。关键是高效率的均匀冷却，冷却不均匀会直接影响制品的质量和尺寸。应根据熔料的热性能(包括结晶)，制品的形状和模具结构，考虑冷却通道的排布和冷却介质的选择。注塑机机械原理tV]2~H%q?Q0L注塑机在机械结构上主要分为注射部分和锁模部分。注射部分的功能是把塑料融化并注入模具型腔，锁模部分的功能是控制模具开合、顶出制品等各种动作。1、注射部分)R8?9m5U;iG5l/]sG\-{X-v注射部分主要有两种形式：活塞式和往复螺杆式。现在活塞式的注塑机己很少见，这里不作介绍。bbs.6sq.netB}B4xpK往复螺杆式注塑机通过螺杆在加热机筒中的旋转，把固态塑料颗粒(或粉末)熔化并混合，挤入机筒前端空腔中，然后螺杆沿轴向往前移动，把空腔中的塑料熔体注入模具型腔中。塑化时，塑料在螺杆螺棱的推动下，在螺槽中被压实，并接受机筒壁所传热量，加上塑料与塑料、塑料与机筒及螺杆表面摩擦生热，温度逐渐升高到熔融温度。熔化后的塑料被螺轩搅拌进一步混合，并沿螺槽进入机筒前部并推动螺杆后退。．-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAL7MC6O;K8P#?q+gGG注射部分与塑化相关的部件主要有：螺杆、机筒、分流梭、止逆环、射咀、法兰、加料斗等。下面分别就其在塑化过程中的作用与影响加以说明。^!F~u#r2@?-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAhPP5[+Y8Yx螺杆是注塑机的重要部件。它的作用是对塑料进行输送、压实、熔化、搅拌和施压。所有这些都是通过螺杆在机筒内的旋转来完成的。在螺杆旋转时，塑料对于机筒内壁、螺杆螺槽底面、螺棱推进面以及塑料与塑料之间在都会产生摩擦及相互运动。塑料的向前推进就是这种运动组合的结果，而摩擦产生的热量也被吸收用来提高塑料温度及熔化塑料。螺杆的结构将直接影响到这些作用的程度。-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAl%oi&p7W4pH0msa4m普通注塑螺杆结构，也有为了提高塑化质量设计成分离型螺杆,屏障型螺杆或分流型螺杆。六西格玛品质论坛ouXFL机筒的结构其实就是一根中间开了下料口的圆管。在塑料的塑化过程中，其前进和混合的动力都是来源于螺杆和机筒的相对旋转。根据塑料在螺杆螺槽中的不同形态，一般把螺杆分为三段：固体输送段(也叫加料段)、熔融段(也叫压缩段)、均化段（也称计量段）。`2yszUb%V/kbbs.6sq.netRh-z:_?8h
i-}六西格玛品质论坛wZiqV,`\9JX六西格玛品质论坛@5\f&V3@在有关塑料塑化的教材上中，都把塑料在螺杆的固体输送段看成一个塑料颗粒间没有相互运动的固体床，然后通过固体床与机筒壁、与螺棱推进面以及与螺槽表面相互运动和摩擦的理想状态的计算，来确定塑料向前输送的速度。这与实际情况有不少差距，也不能以此为依据来分析不同形状塑料颗粒的进料情况。如果塑料的颗粒不大，它们在被机筒内壁拉动向前运动时会出现分层和翻滚，并逐步被压实形成固体塞。当望料颗粒的直径与螺槽深度尺寸差不多时，它们的运动轨迹基本上是沿螺槽径向的直线运动加上转一个角度的直线运动。由于颗粒大时塑料在螺槽中的排列很疏松，所以其输送速度也较慢。当颗粒大到一定程度，在进入压缩段而其直径大于螺槽深度时，塑料就会卡在螺杆与机筒之间，如果向前拉动的力不足以克服压扁塑料颗粒所需的力，则塑料会卡在螺槽里不向前推进。塑料在接近熔点温度时，、与机筒相接触的塑料已开始熔融而形成一层熔膜。当熔膜厚度超过螺杆与机筒间的间隙时，螺棱顶部把熔膜从机筒内壁径向地刮向螺棱根部，从而逐渐在螺棱的推进面汇集成旋涡状的流动区——熔池。由于熔融段螺槽深度的逐渐变浅以及熔池的挤压，固体床被挤向机筒内壁，这样就加速了热机筒向固体床的传热过程。同时，螺杆的旋转使固体床和机筒内壁之间的熔膜产生剪切作用，从而使熔膜和固体床分界面间的固体熔化。随着固体床的螺旋形向前推移，固体床的体积逐渐缩小，而熔池的体积逐渐增大。如果固体床厚度减小的速度低于螺槽深度变浅的速度，则固体床就可能部分或完全堵塞螺槽，使塑化产生波动，或者由于局部压力过大造成摩擦生热剧增，从而产生局部过热。(G6NeH^-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAJucKs%R在螺杆均化段，固体床已经因体积过小而破裂形成分散在熔池里的小固体颗粒。这些固体颗粒通过各自与包覆周围的熔体摩擦及热传递而熔融。面这时，螺杆的功能主要是通过搅拌塑料熔体使之混合均匀，熔体的速度分布从贴近机筒壁的最高速到贴近螺槽底部的最低速。如果螺槽深度不大而熔体粘度很高，则这时熔体分子间的摩擦会很剧烈。由于各种塑料的熔融速度、熔体粘度、熔融温度范围、粘度对温度及剪切速率的敏感程度、高温分解气体的腐蚀性、塑料颗粒间的摩擦系数差异很大，通常意义上的普通通用螺杆在加工某些熔体特性比较突出的塑料(如Pc、PA、高分子ABS、PP-R、PVC等)时会出现某一段剪切热过高的现象，这种现象—般可通过降低螺杆转速得以消除。但这势必影响生产效率。为了实现对这些塑料的高效塑化，很多公司先后开发了这些塑料的专用塑化螺杆和机筒。这些专用螺杆和机筒在设计时针对的主要问题是以上塑料的固体摩擦系数、熔体粘度、熔融速度等。bbs.6sq.netXB1DJ6]sbbs.6sq.net,pnSD~}Ri
P0E2．分流梭(过胶头)六西格玛品质论坛0uk_z@2W.Fj-质量-SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEAgo'O;l'h:y分流梭是装在螺杆前端形状象鱼雷体的零件。分流梭在塑料塑化时的作用主要是分流混合塑料熔体，使熔体进一步混练均匀。同时分流梭还有在塑化时限定止逆环位置的作用。六西格玛品质论坛mLK/do]O-eU8M8TOXRUc&F4oZ^Sfm7]6Xs:wo为了进一步加强混炼作用，建议在250吨以上锁模力注塑机上采用屏障型混炼结构。的分流梭。不仅可以提高制品颜色的均匀程度，也使制品的机械强度更高。d^7W+Jya.b