注射模具是塑料在注射成型過程中得到制品的重要設備,本培訓教材著重介紹熱塑性塑料注射成型模具的結構、類型.
一.注射模具的基本結構
注射模具具有生產效率高、勞動強度小、使用壽命長,并可成型復雜形狀的塑料制品等優點.注射模具的結構是由注射機的形式和制品的復雜程度等因素決定的.盡管注射模具有各種結構形式,但均可分為動模和定模兩大部分.
注射時動模與定模閉合構成型腔和澆注系統,開模時動模與定模分離,取出制品.定模安裝在注射機的固定模板上,是直接與噴嘴口或澆口套接觸,
動模則安裝在注射機的移動模板上,并隨模板移動,達到與定模部分分開或合攏,一般抽芯和頂出機構在這個部分內.(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.模具的型腔由動模和定模有關部分聯合構成(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,其粗糙度一般應很小,最好小于Ra0.2.
2.澆注系統
澆注系統是指塑料熔體從注射機噴嘴進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,進口直徑稍大于噴嘴直徑,一般為4~8mm,以避免溢料,并沿進料方向逐漸增大,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,分流道在模具上應呈對稱、等距離的排列分布.
分流道截面的形狀和尺寸對熔體的流動、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,應盡量減小流道的截面積和長度,以減少分流道贅物.對稱、等距離的排列分布.
分流道截面的形狀和尺寸對熔體的流動、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、側澆口、盤形澆口、環形澆口、輪輻澆口、扇形澆口、點澆口、潛伏澆口、護耳澆口等.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:
冷料穴是設在主流道末端的一個空穴,用以捕集噴嘴端部兩次注射之間所產生的冷料,從而防止分流道或澆口的堵塞,并避免因冷料進入型腔而形成制品中的內應力.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.導向部分
模具的定模、動模部分分別安裝在注射機的固定模板上和移動模板上.在注射成型過程中,處于往復閉合和開啟狀態.為確保動模和定模合模時準確對中而設導向零件,通常有導向柱、導向孔或在動模定模上分別設置互相吻合的內外錐面.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,也設有導向零件,使頂出板保持水平運動.
4.分型抽芯機構
帶有外側凹或側孔的制品,在被頂出以前,必須先側向分型,拔出側向凸模或抽出側型芯,然后方能順利脫出.
5.頂出裝置
又稱脫模裝置.制品在模具內冷卻定型后,為了取出制品,模具上一般設置頂出裝置.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.這與所用的注射機和模具上設置的頂出裝置類型有關.
6.冷卻加熱系統
為了滿足注射注射工藝對模具溫度的要求,模具設有冷卻或加熱系統.冷卻系統一般在模具內開設冷卻水道,加熱則在模具內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
為了在注射過程中將型腔內原有的空氣排出,常在分型面處開設排氣槽.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,故不必另外開設排氣槽.
8.模具安裝部件
模具安裝部件有兩個作用,一是可靠地把模具安裝在注射機的模板上;二是利用安裝部件調節模具厚度,使模具厚度符合所用注射機要求.
二..注射模具的分類
注射模具的形式很多,分類方法也很多.按其在注射機上的安裝方式可分為移動式(僅用于立式注射機)和固定式注射模具;按所用注射機類型可分為臥式或立式注射機用注射模具和角式注射機用注射模具;按模具的成模腔數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構特征分為以下幾種.
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、最常用的一種標準結構形式的注射模具,構成型腔的一部分在動模上,另一部分在定模上.
臥式或立式注射機用的單分型面注射模具,主流道設在定模一側,分流道設在分型面上,開模后制品連同流道凝料一起留在動模一側.動模上設有頂出裝置,用以頂出制品和流道凝料.這種模具結構簡單、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,增加了一塊可移動的中間板(又名澆口板).
該模具由固定不動的流道板,可活動并開有流道或型腔的中間板和設有頂出裝置、芯型等部件的動模板組成.啟模時,中間板與固定模板和移動模板分離,制品與澆注系統冷料分別從中間板兩側取出.因此,這種注射模具有兩個平行的分型面.
3.帶有活動鑲件的注射模具
由于制品的特殊要求,模具上設有活動的螺紋型芯或側向型芯以及哈夫滑塊,.啟模時,這些部分不能簡單地沿著啟模方向與制品分離,在脫模時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. 模具的這種活動鑲件裝入模時,應可靠地定位,以免造成制品報廢或模具損壞的事故.
4.橫向分型抽芯注射模具
當制品有側孔或側凹時,在自動操作的模具里設有斜導柱或斜滑塊等橫向抽芯機構.在啟模時,利用開模力帶動側型芯作橫向移動,使其與制品脫離.也有在模具上設置油缸或氣缸來帶動側型芯作橫向分型抽芯.
5.自動卸螺紋注射模具
對帶有內螺紋或外螺紋的制品要求自動脫模時,在模具上設有可轉動的螺紋型芯或型環.利用注射機的旋轉運動或往復運動,或者裝置專門的原動機(如電動機、液壓馬達等和傳動裝置,帶動螺紋型芯或型環\轉動,使制品脫出.
6.定模一側設頂出裝置
一般注射模具啟模后,制品均留在動模一側,故頂出裝置也設在動模一側.但有時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),則在定模一側設置頂出裝置.
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,它們采用對流道進行加熱或絕熱(流道中冷凝的塑料外層.對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.
三.制品在模內的位置
在每次注射后,只需取出制品而沒有澆注系統廢料,這就大大提高了勞動生產率和減少廢料的回收,同時也保證了壓力在流道中的傳遞.這樣的模具容易達到全在保證順利脫模的情況下,分型面應盡可能簡單;盡可能使制品留在動模一方;
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.有利于簡化模具結構和澆注系統的布局;
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的設置;
5.保證模具厚度在所使用注射機要求的范圍內。