模具設計與制造1

§9.1注射成形工藝原理及工藝特性§9.2注射模結構§9.3分型面§9.4澆注系統設計第九章注塑成型工藝與注塑模模具設計與制造1第九章注塑成型工藝與注塑模具設計與制造21.注射成型原理及其成型特點注塑成型是熱塑性塑料制品生產的一個重要方法，幾乎所有的熱塑性塑料制品都可以用注塑成型方法生產。注塑機的基本作用：加熱熔融塑料，使其達到粘流狀態；對粘流的塑料施加高壓，使其射入模具型腔。一、

注塑成型原理及工藝特點模具設計與制造21.注射成型原理及其成型特點一、注塑成型原模具設計與制造3一、注射成型原理及工藝特性注射成型原理 以螺桿式注射機為例介紹注射成型原理，如圖1-1所示。模具設計與制造3一、注射成型原理及工藝特性注射成型原理模具設計與制造4模具設計與制造4模具設計與制造5一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造5一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造6一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造6一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造7一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造7一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造8一、注射成型原理及工藝特性螺桿式注塑機工作循環如圖1-2所示：返回模具設計與制造8一、注射成型原理及工藝特性螺桿式注塑機工作循模具設計與制造9一、注射成型原理及工藝特性成型前的準備工作：原理檢查、預熱、干燥

塑料色澤、顆粒大小及均勻性和流動性、熱穩定性、收縮性及含水量等檢查，吸水性強的塑料進行干燥處理。料筒清洗

改變產品、更換原理、調換顏色或發現塑料變質嵌件預熱模具預熱脫模劑的選用模具設計與制造9一、注射成型原理及工藝特性成型前的準備工作：模具設計與制造10注射過程：加料

；

塑化

；

充模；保壓

由于塑件在由熔融狀態冷卻凝固到固態的過程中有收縮現象，使熔融態的塑料經澆注系統不斷得到補充，得到形狀完整、質地致密的塑件；冷卻；脫模；一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造10注射過程：一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造11塑件的后處理：退火處理

定溫的加熱裝置或熱空氣循環烘箱中靜置，然后緩冷，較小塑件的內應力；

溫度：高于使用溫度10-20℃或低于塑料熱變形溫度10-20℃；

調濕處理

；

剛脫模的塑件放到熱水中，隔絕空氣，防止氧化，加快吸濕平衡；概述塑件的柔韌性，提高抗拉、沖擊等力學性能，溫度顏色、尺寸。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造11塑件的后處理：一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造12注射成型工藝條件：正確的注射成型工藝可以保證塑料熔體良好地塑化，，順利充模、冷卻和定型，產生合格的塑料制件。溫度、壓力、時間是影響注射成型工藝的重要條件，此外還有用料量和合模力等問題。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造12注射成型工藝條件：一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造13注射成型的工藝條件1、溫度料筒溫度

決定塑化質量：溫度過低塑化不充分，溫度過高，會發生塑料分解；噴嘴溫度

略低于料筒溫度，防止噴嘴處產生“流涎”；溫度過低會產出早凝現象，堵塞噴嘴；模具溫度

影響塑料的流動、冷卻定型及塑件的內在性能和外觀質量；一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造13注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造14注射成型的工藝條件

2、壓力塑化壓力（背壓）定義：采用螺桿式注射機時，螺桿頭部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力。可以通過液壓系統中的溢流閥調整壓力大小確定因素：螺桿設計、塑件質量要求、塑料種類 塑化壓力，熔體溫度，塑化速率，成型周期，甚至可能導致塑料降解。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造14注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造15注射成型的工藝條件

2、壓力一、注射成型原理及工藝特性注射壓力定義：柱塞或螺桿頭部軸向移動時期頭部對塑料熔體所施加的壓力。選擇：應該注射機允許的壓力范圍內作用：克服塑料熔體從料筒向模腔的流動阻力，給予熔體一定的充填速率以及對熔體進行壓實等。大小取決于：很多因素，目前尚無定量關系。模具設計與制造15注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造16.注射成型的工藝參數

3、時間（成型周期）充填時間保壓時間冷卻時間：約占整個成型周期的80%其他時間（包括開模、合模、脫模、安放嵌件等時間）約占整個成型周期的15%成型周期的長短直接影響生產效率和注射機的使用率。故應在保證質量的前提下盡可能縮短時間。注射時間，約占整個成型周期的5%一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造16.注射成型的工藝參數注射時間，約占整個成型模具設計與制造17壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等。壓注成型又叫傳遞成型，擠塑擠出成型氣動成型（中空吹塑成型、真空成型、壓縮空氣成型）其他塑料成型模具設計與制造17壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等模具設計與制造18壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等。成型方法：將松散的固態成型物料加入到模具中，通過加熱、加壓方法使他們逐漸軟化熔融，然后根據模腔形狀進行流動成型，最終經過固化轉變為塑料件。中空吹塑成型：借助壓縮空氣或抽真空的方法來成型塑料瓶、罐、盒類塑料。擠出成型：主要用于生產管材、板材、棒材、片材、線材、薄膜等連續型材模具設計與制造18壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等模具設計與制造19注塑成型特點成型周期短對成型各種塑料的適應性強生產率高設備昂貴，模具結構復雜，制造成本高。適合大批量生產一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造19注塑成型特點一、注射成型原理及工藝特性注射模具分為動模和定模兩大部分根據模具上各個部件所起的作用，注射模具又可具體分為以下幾個部分：（1）成型零件（2）澆注系統（3）導向與定位機構（4）脫模機構（5）側向分型抽芯機構（6）溫度調節系統（7）排氣系統二、注射模的結構組成及分類注射模的結構組成20模具設計與制造注射模具分為動模和定模兩大部分二、注射模的結構組成及分類注射

定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注塑機的定模座上，動模部分借助于導柱對準位置將動模安裝板安裝在注塑機的動模座上。1-注射機導軌2-動模座3-模具4-定模座5-注射機噴嘴21模具設計與制造定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注1-螺釘2-定位環3-澆口套4-定模安裝板5-導套6-凹模

7-定模板8-導柱9-定模板10-回程桿11-動模墊板

12-墊鐵13-動模安裝板14-頂出固定板

15-頂出板16-凸模17-頂桿22模具設計與制造1-螺釘2-定位環3-澆口套4-定模安裝板5-導套注射模的結構組成23模具設計與制造注射模的結構組成23模具設計與制造（1）成型零件指構成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環、鑲件等零件。在動模和定模閉合后，成型零件確定了塑件的內部和外部輪廓和尺寸。圖3.1-1所示模具，型腔是有凹模3、凸模4和動模板12構成的。

注射模的結構組成24模具設計與制造（1）成型零件注射模的結構組成24模具設計與制造（2）澆注系統將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統，有主流道、分流道、澆口和冷料井組成。（3）導向與定位機構為確保動模和定模閉合時，能準確導向和定位對中，通常分別在動模和定模上設置導柱和導套。深腔注射模還必須在主分型面上設有錐面定位。有時為保證脫模機構的準確運動和復位，也設置導向零件。注射模的結構組成25模具設計與制造（2）澆注系統（3）導向與定位機構注射模的結構組成（4）脫模機構指在開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機構。圖3.1-1中脫模機構有頂桿5、拉料桿6、頂出固定板7、頂出板8及回程桿10組成。（5）側向分型抽芯機構

帶有側凹或側孔的塑件，在被脫出模具之前，必須先進行側向分型或拔出側向凸模或抽出側型芯。

注射模的結構組成26模具設計與制造（4）脫模機構（5）側向分型抽芯機構注射模的結構組成26模具（6）溫度調節系統

為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱的溫度調節系統。模具冷卻，一般在模板內開設冷卻水道。加熱則在模具內或周邊安裝電加熱元件。有的注射模須配備模溫自動調節裝置。

注射模的結構組成（7）排氣系統

為了在注射充模過程中將型腔內原有氣體排出，常在分型面處開設排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣。也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須先設置專用排氣槽。27模具設計與制造（6）溫度調節系統注射模的結構組成（7）排氣系統27模具設計按模具型腔容量分類按注射件尺寸精度分類按所安裝注射機類型分類按模具成型型腔數目分類按射料品種分類按結構特征分類注射模的分類28模具設計與制造按模具型腔容量分類注射模的分類28模具設計與制造按模具型腔容量分類大型注射模具：一般將模具型腔容積3000cm3以上，模具重量大于2T，需鎖模力約600T以上的注射模模具的設計制造難度高，價格昂貴。必須慎重考慮射料熔體流動性，模具的力學特性和溫度調節系統。小型注射模具：型腔容積在100cm3以下的注射模介于兩者之間為中型注射模注射模的分類29模具設計與制造按模具型腔容量分類注射模的分類29模具設計與制造按注射件尺寸精度分類模塑過程中，塑料成型收縮率很難穩定控制，高精度的注射件生產涉及眾多因素，是綜合性技術難題。精密注射模：一般將中小型注射模中，塑料件應達到部級標準SJ1372-1978中的1～2級精度，大致相當于金屬件的國標中的IT8～9級精度。精密注射模的成型零件的加工精度達到IT6~7級，且型腔表面達到鏡面。一般精度及低精度注射模注射模的分類30模具設計與制造按注射件尺寸精度分類注射模的分類30模具設計與制造按所安裝注射機類型分類立式

臥式角式注射模的分類按模具成型型腔數目分類單型腔多型腔31模具設計與制造按所安裝注射機類型分類注射模的分類按模具成型型腔數目分類按射料品種分類：熱射性射料注射模熱固性射料注射模橡膠注射模低發泡射料注射模反應注射模共注射模具注射模的分類32模具設計與制造按射料品種分類：注射模的分類32模具設計與制造按其采用的流道形式可分為普通流道注射模無流道凝料注射模：熱塑性塑料的絕熱流道、熱流道注射模；以及用于熱固性塑料的溫流道注射模等類型。采用對流道進行絕熱或加熱的方法，保持從注射噴嘴到型腔澆口之間的塑料呈熔融狀態。在每次注射后，只需取出塑制件而沒有澆注系統的凝料。這就縮短了成型周期，也保證了壓力在流道中的傳遞。注射模的分類33模具設計與制造按其采用的流道形式可分為注射模的分類33模具設計與制造一般按其結構特征來進行分類:單分型面注射模具雙分型面注射模具斜導柱側向抽芯注射模具帶活動鑲件的注射模具齒輪齒條側向抽芯注射模具注射模的分類34模具設計與制造一般按其結構特征來進行分類:注射模的分類34模具設計與制造單分型面注射模具定義：分型面注射模的主流道設在定模一側，分流道設在分型面上，開模后制件連同流道凝料一起留在動模一側。動模上的脫模機構頂出制件和流道凝料。在打開的動模和定模之間，取走塑件和流道凝料。35模具設計與制造單分型面注射模具定義：分型面注射模的主流道設在定模一側，分流單分型面注射模具36模具設計與制造單分型面注射模具36模具設計與制造單分型面注射模具37模具設計與制造單分型面注射模具37模具設計與制造

定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注塑機的定模座上，動模部分借助于導柱對準位置將動模安裝板安裝在注塑機的動模座上。1-注射機導軌2-動模座3-模具4-定模座5-注射機噴嘴38模具設計與制造定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注單分型面注射模具39模具設計與制造單分型面注射模具39模具設計與制造單分型面注射模具40模具設計與制造單分型面注射模具40模具設計與制造雙分型面注射模具雙分型面注射模具特指澆注系統凝料和制品由不同的分型面取出者，也叫三板式注射模。與單分型面模具相比，增加了一個可移動的中間板（又名澆口板）。它用于針點澆口進料的單型腔或多型腔模具。開模時，A-A第一次分型，目的是拉出澆道的凝料。B-B第二次分型，目的是拉斷進料口使澆道的凝料與射件分離，從而頂出的射件不需要再進行去除澆道凝料的處理。41模具設計與制造雙分型面注射模具雙分型面注射模具特指澆注系統凝料和制品由不同雙分型面注射模具42模具設計與制造雙分型面注射模具42模具設計與制造雙分型面注射模具系泛指澆注系統凝料和制品由不同分型面取出，亦稱雙分型面注射模。與單分型面相比，在定模邊增加了一塊可往復運動的型腔板。此板也被稱為型腔中間板，或流道板，多用于針點澆口的單型腔或多型腔模具。43模具設計與制造雙分型面注射模具系泛指澆注系統凝料和制品由不同分型面取出，亦雙分型面注射模具開模時，A面分型，型腔板（中間板）13與定模板16作定距分離，供人工取出澆注系統凝料。B面分型，型腔版13與脫模板5相互分離。然后再由脫模機構頂出板9，頂桿11和脫模板5，將射料件從型芯上脫出。44模具設計與制造雙分型面注射模具開模時，A面分型，型腔板（中間板）13與定模雙分型面注射模具45模具設計與制造雙分型面注射模具45模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具當塑件有側孔或側凹時，模具里設置斜導柱或側滑塊等組成的側向分型或抽芯機構。開模時利用開模力，驅動側滑塊作側向移動，使其與塑制件脫離。這類模具也可利用液壓或氣動實現其側向分型或抽芯動作。46模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具當塑件有側孔或側凹時，模具里設置斜導柱斜導柱側向抽芯注射模具47模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具47模具設計與制造模具設計與制造48三、

分型面定義：模具在取出零件時模具分開的那個面，可能是平面，也可能是曲面或階梯面等，根據塑料件的幾何形狀等來設定。分型面形狀（圖6-13）：模具設計與制造48三、分型面定義：模具在取出零件時模具分開模具設計與制造49分型面的選擇原則：（1）有利于脫模（圖6-14）三、

分型面模具設計與制造49分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造50分型面的選擇原則：（2）便于模具加工制造（圖6-15）三、

分型面模具設計與制造50分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造51分型面的選擇原則：（3）有利于側向抽芯三、

分型面模具設計與制造51分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造52分型面的選擇原則：（4）有利于保證塑件的外觀質量三、

分型面模具設計與制造52分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造53分型面的選擇原則：（5）有利于保證塑件的精度三、

分型面模具設計與制造53分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造54四、

澆注系統定義：塑料熔體從注塑機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內流經的通道普通澆注系統熱流道澆注系統：在注塑成型時不產生流道凝料的澆注系統。利用絕熱或者加熱，以及縮短噴嘴至模腔距離等方法，使模具澆注系統在注塑過程中以及模具開模等過程中始終保持流通狀態，在開模時無需取出澆注系統而又能連續生產的模具（包括堆垛模具等），成為熱流道或無流道模具，其澆注系統稱為熱流道澆注系統或無流道澆注系統。模具設計與制造54四、澆注系統定義：塑料熔體從注塑機噴嘴射模具設計與制造55四、

澆注系統模具設計與制造55四、澆注系統模具設計與制造56澆注系統實際上就是材料進入模具的型腔的一個通道。澆注系統的位置以及尺寸決定了注射壓力的損失大小，熱量的消散，摩擦的大小，以及充填速度等等。良好的澆注系統設計是模具成功與否的關鍵之一。

四、

澆注系統模具設計與制造56澆注系統實際上就是材料進入模具的型腔的一個模具設計與制造57要求：材料能平穩、快速、均勻地充滿型腔；能快速地凝固和封閉，以防止材料倒流；能夠適當地使補縮；產品內部應力較小；產品表面質量好；能夠方便地去除；材料浪費少。四、

澆注系統模具設計與制造57要求：四、澆注系統模具設計與制造58設計原則：了解塑料的工藝特性排氣良好防止型芯和塑件變形減少熔體流程和塑料消耗去除與修整澆口方便熱量和壓力損失最小四、

澆注系統模具設計與制造58設計原則：四、澆注系統模具設計與制造59澆注系統組成組成：澆注系統一般由主流道、分流道和澆口、冷料井組成主流道是指從機床噴嘴到模具內部的一小段通道，不帶分支，沒有轉折等。分流道指從主流道到型腔前的這一段主要通道，到每一個型腔至少有一分流道。分流道與型腔還不相連。澆口指使分流道與型腔相連的，一般很小、很短的一段通道（但是也有很多澆口比較大）。冷料井：最前端塑料借助低溫模具會降溫而變硬成為冷料，為防止其堵塞澆口而設置的料穴。模具設計與制造59澆注系統組成組成：模具設計與制造60澆注系統組成模具設計與制造60澆注系統組成模具設計與制造61普通澆注系統設計軸線在模具中心線上，與注塑機噴嘴軸線重合截面為圓形、半圓形、橢圓形、梯形模具設計與制造61普通澆注系統設計軸線在模具中心線上，與注塑模具設計與制造62普通澆注系統設計主流道設計設計成圓錐形。進口直徑應根據注塑機噴嘴孔徑而定。D1＝噴嘴直徑+0.5~1mmR（與分流道圓角過渡）=1~3mmL盡量短模具設計與制造62普通澆注系統設計主流道設計模具設計與制造631.主流道設計d＝噴嘴直徑+0.5~1mm=2～4°主流道進口端凹下約3~5mm模具設計與制造631.主流道設計d＝噴嘴直徑+0.5~1mm模具設計與制造641.主流道設計主流道進口端和噴嘴頭部一般是弧面接觸主流道單獨開在襯套中模具設計與制造641.主流道設計主流道進口端和噴嘴頭部一般是模具設計與制造651.主流道設計R2應比R1大1~2mm模具設計與制造651.主流道設計R2應比R1大1~2mm模具設計與制造661.主流道設計主流道襯套的形式模具設計與制造661.主流道設計主流道襯套的形式模具設計與制造671.主流道設計主流道襯套與定位圈應分開設計模具設計與制造671.主流道設計主流道襯套與定位圈應分開設計模具設計與制造682.分流道設計設計原則：熱損失和壓力損失最小，并使流道中的塑料量最少；在相同溫度和壓力條件下，塑料熔體能同時進入并充滿模腔；分流道比表面積盡可能小模具設計與制造682.分流道設計設計原則：模具設計與制造692.分流道設計

截面形狀與特點圓形截面分流道直徑一般是2~12mm<8mm時，增大直徑對熔體流動性影響很大>8mm影響不大長度一般是8~30mm模具設計與制造692.分流道設計 截面形狀與特點圓形截面分流模具設計與制造70模具設計與制造70模具設計與制造712.分流道設計布置形式：取決于型腔布局平衡式（最佳）和非平衡式兩種模具設計與制造712.分流道設計布置形式：取決于型腔布局模具設計與制造72分流道設計模具設計與制造72分流道設計模具設計與制造73分流道設計模具設計與制造73分流道設計模具設計與制造742.分流道設計設計要點斷面和長度盡可能取小表面積不必很光較長時要開冷料井與澆口接合處采用圓弧或斜面過渡模具設計與制造742.分流道設計設計要點模具設計與制造753.澆口設計是澆注系統的關鍵部位模具設計與制造753.澆口設計是澆注系統的關鍵部位模具設計與制造76常用澆口的形式澆口的形式分類：有很多種，可分為限制性澆口和非限制性澆口，也可從幾何形狀等方面來分。直澆口側澆口：扇形澆口、平縫澆口、環（盤）形澆口、輪輻澆口點澆口潛伏氏澆口護耳澆口模具設計與制造76常用澆口的形式澆口的形式分類：有很多種，可模具設計與制造77直澆口模具設計與制造77直澆口模具設計與制造78側澆口或邊緣澆口模具設計與制造78側澆口或邊緣澆口模具設計與制造79扇形和平縫澆口模具設計與制造79扇形和平縫澆口模具設計與制造80環（盤）形澆口模具設計與制造80環（盤）形澆口模具設計與制造81輪輻和爪形澆口模具設計與制造81輪輻和爪形澆口模具設計與制造82點澆口和潛伏澆口模具設計與制造82點澆口和潛伏澆口模具設計與制造83潛伏澆口模具設計與制造83潛伏澆口模具設計與制造84耳狀澆口模具設計與制造84耳狀澆口模具設計與制造854.澆口位置和數量的設計澆口位置和數目不當會使塑件產生質量上的問題或使后續加工麻煩，甚至可能使模具報廢

澆口的位置應該使熔料的流程較短

盡可能將澆口設在厚壁處

澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強度有利于型腔中氣體的排除澆口位置應考慮料流方向及定向作用對塑件性能影響避免熔體噴射和蠕動

不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口

澆口位置應該不破壞塑件美觀程度，同時要便于切除

澆口的數目盡量少

模具設計與制造854.澆口位置和數量的設計澆口位置和數目不當模具設計與制造862、盡可能將澆口設在厚壁處

壁厚處往往是最后凝固的位置，容易出現縮孔模具設計與制造862、盡可能將澆口設在厚壁處 壁厚處往往是最模具設計與制造873、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強度－熔接模具設計與制造873、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強模具設計與制造883、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強度－熔接模具設計與制造883、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強模具設計與制造893、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強度－熔接模具設計與制造893、澆口的位置應有利減少熔接痕，增強熔接強模具設計與制造904、澆口的位置應有利于排氣模具設計與制造904、澆口的位置應有利于排氣模具設計與制造916、避免熔體噴射－噴射和蠕動（蛇形流）模具設計與制造916、避免熔體噴射－噴射和蠕動（蛇形流）模具設計與制造929、澆口的數目盡量少模具設計與制造929、澆口的數目盡量少模具設計與制造93防變形模具設計與制造93防變形模具設計與制造945.冷料井和拉料桿的設計冷料井一般設在主流道末端，主流道對面的動模板上與拉料桿和主流道中凝料的脫模方式有關長分流道應考慮設冷料井模具設計與制造945.冷料井和拉料桿的設計冷料井一般設在主流模具設計與制造95冷料井的設計直徑比主流道大端直徑大模具設計與制造95冷料井的設計直徑比主流道大端直徑大模具設計與制造96無拉料桿冷料井模具設計與制造96無拉料桿冷料井模具設計與制造97拉料桿的設計鉤形（Z形）拉料桿（下圖a）錐形或溝槽拉料桿（下圖b錐形，c溝槽，也叫環形）球形頭拉料桿（下圖d）菌形拉料桿（下圖e）分流錐形拉料桿（下圖f）模具設計與制造97拉料桿的設計鉤形（Z形）拉料桿（下圖a）模具設計與制造98模具設計與制造98模具設計與制造99模具設計與制造99模具設計與制造100

§9.1注射成形工藝原理及工藝特性§9.2注射模結構§9.3分型面§9.4澆注系統設計第九章注塑成型工藝與注塑模模具設計與制造1第九章注塑成型工藝與注塑模具設計與制造1011.注射成型原理及其成型特點注塑成型是熱塑性塑料制品生產的一個重要方法，幾乎所有的熱塑性塑料制品都可以用注塑成型方法生產。注塑機的基本作用：加熱熔融塑料，使其達到粘流狀態；對粘流的塑料施加高壓，使其射入模具型腔。一、

注塑成型原理及工藝特點模具設計與制造21.注射成型原理及其成型特點一、注塑成型原模具設計與制造102一、注射成型原理及工藝特性注射成型原理 以螺桿式注射機為例介紹注射成型原理，如圖1-1所示。模具設計與制造3一、注射成型原理及工藝特性注射成型原理模具設計與制造103模具設計與制造4模具設計與制造104一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造5一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造105一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造6一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造106一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造7一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造107一、注射成型原理及工藝特性螺桿式注塑機工作循環如圖1-2所示：返回模具設計與制造8一、注射成型原理及工藝特性螺桿式注塑機工作循模具設計與制造108一、注射成型原理及工藝特性成型前的準備工作：原理檢查、預熱、干燥

塑料色澤、顆粒大小及均勻性和流動性、熱穩定性、收縮性及含水量等檢查，吸水性強的塑料進行干燥處理。料筒清洗

改變產品、更換原理、調換顏色或發現塑料變質嵌件預熱模具預熱脫模劑的選用模具設計與制造9一、注射成型原理及工藝特性成型前的準備工作：模具設計與制造109注射過程：加料

；

塑化

；

充模；保壓

由于塑件在由熔融狀態冷卻凝固到固態的過程中有收縮現象，使熔融態的塑料經澆注系統不斷得到補充，得到形狀完整、質地致密的塑件；冷卻；脫模；一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造10注射過程：一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造110塑件的后處理：退火處理

定溫的加熱裝置或熱空氣循環烘箱中靜置，然后緩冷，較小塑件的內應力；

溫度：高于使用溫度10-20℃或低于塑料熱變形溫度10-20℃；

調濕處理

；

剛脫模的塑件放到熱水中，隔絕空氣，防止氧化，加快吸濕平衡；概述塑件的柔韌性，提高抗拉、沖擊等力學性能，溫度顏色、尺寸。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造11塑件的后處理：一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造111注射成型工藝條件：正確的注射成型工藝可以保證塑料熔體良好地塑化，，順利充模、冷卻和定型，產生合格的塑料制件。溫度、壓力、時間是影響注射成型工藝的重要條件，此外還有用料量和合模力等問題。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造12注射成型工藝條件：一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造112注射成型的工藝條件1、溫度料筒溫度

決定塑化質量：溫度過低塑化不充分，溫度過高，會發生塑料分解；噴嘴溫度

略低于料筒溫度，防止噴嘴處產生“流涎”；溫度過低會產出早凝現象，堵塞噴嘴；模具溫度

影響塑料的流動、冷卻定型及塑件的內在性能和外觀質量；一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造13注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造113注射成型的工藝條件

2、壓力塑化壓力（背壓）定義：采用螺桿式注射機時，螺桿頭部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力。可以通過液壓系統中的溢流閥調整壓力大小確定因素：螺桿設計、塑件質量要求、塑料種類 塑化壓力，熔體溫度，塑化速率，成型周期，甚至可能導致塑料降解。一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造14注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造114注射成型的工藝條件

2、壓力一、注射成型原理及工藝特性注射壓力定義：柱塞或螺桿頭部軸向移動時期頭部對塑料熔體所施加的壓力。選擇：應該注射機允許的壓力范圍內作用：克服塑料熔體從料筒向模腔的流動阻力，給予熔體一定的充填速率以及對熔體進行壓實等。大小取決于：很多因素，目前尚無定量關系。模具設計與制造15注射成型的工藝條件一、注射成型原理及工藝特模具設計與制造115.注射成型的工藝參數

3、時間（成型周期）充填時間保壓時間冷卻時間：約占整個成型周期的80%其他時間（包括開模、合模、脫模、安放嵌件等時間）約占整個成型周期的15%成型周期的長短直接影響生產效率和注射機的使用率。故應在保證質量的前提下盡可能縮短時間。注射時間，約占整個成型周期的5%一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造16.注射成型的工藝參數注射時間，約占整個成型模具設計與制造116壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等。壓注成型又叫傳遞成型，擠塑擠出成型氣動成型（中空吹塑成型、真空成型、壓縮空氣成型）其他塑料成型模具設計與制造17壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等模具設計與制造117壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等。成型方法：將松散的固態成型物料加入到模具中，通過加熱、加壓方法使他們逐漸軟化熔融，然后根據模腔形狀進行流動成型，最終經過固化轉變為塑料件。中空吹塑成型：借助壓縮空氣或抽真空的方法來成型塑料瓶、罐、盒類塑料。擠出成型：主要用于生產管材、板材、棒材、片材、線材、薄膜等連續型材模具設計與制造18壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等模具設計與制造118注塑成型特點成型周期短對成型各種塑料的適應性強生產率高設備昂貴，模具結構復雜，制造成本高。適合大批量生產一、注射成型原理及工藝特性模具設計與制造19注塑成型特點一、注射成型原理及工藝特性注射模具分為動模和定模兩大部分根據模具上各個部件所起的作用，注射模具又可具體分為以下幾個部分：（1）成型零件（2）澆注系統（3）導向與定位機構（4）脫模機構（5）側向分型抽芯機構（6）溫度調節系統（7）排氣系統二、注射模的結構組成及分類注射模的結構組成119模具設計與制造注射模具分為動模和定模兩大部分二、注射模的結構組成及分類注射

定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注塑機的定模座上，動模部分借助于導柱對準位置將動模安裝板安裝在注塑機的動模座上。1-注射機導軌2-動模座3-模具4-定模座5-注射機噴嘴120模具設計與制造定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注1-螺釘2-定位環3-澆口套4-定模安裝板5-導套6-凹模

7-定模板8-導柱9-定模板10-回程桿11-動模墊板

12-墊鐵13-動模安裝板14-頂出固定板

15-頂出板16-凸模17-頂桿121模具設計與制造1-螺釘2-定位環3-澆口套4-定模安裝板5-導套注射模的結構組成122模具設計與制造注射模的結構組成23模具設計與制造（1）成型零件指構成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環、鑲件等零件。在動模和定模閉合后，成型零件確定了塑件的內部和外部輪廓和尺寸。圖3.1-1所示模具，型腔是有凹模3、凸模4和動模板12構成的。

注射模的結構組成123模具設計與制造（1）成型零件注射模的結構組成24模具設計與制造（2）澆注系統將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統，有主流道、分流道、澆口和冷料井組成。（3）導向與定位機構為確保動模和定模閉合時，能準確導向和定位對中，通常分別在動模和定模上設置導柱和導套。深腔注射模還必須在主分型面上設有錐面定位。有時為保證脫模機構的準確運動和復位，也設置導向零件。注射模的結構組成124模具設計與制造（2）澆注系統（3）導向與定位機構注射模的結構組成（4）脫模機構指在開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機構。圖3.1-1中脫模機構有頂桿5、拉料桿6、頂出固定板7、頂出板8及回程桿10組成。（5）側向分型抽芯機構

帶有側凹或側孔的塑件，在被脫出模具之前，必須先進行側向分型或拔出側向凸模或抽出側型芯。

注射模的結構組成125模具設計與制造（4）脫模機構（5）側向分型抽芯機構注射模的結構組成26模具（6）溫度調節系統

為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱的溫度調節系統。模具冷卻，一般在模板內開設冷卻水道。加熱則在模具內或周邊安裝電加熱元件。有的注射模須配備模溫自動調節裝置。

注射模的結構組成（7）排氣系統

為了在注射充模過程中將型腔內原有氣體排出，常在分型面處開設排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣。也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須先設置專用排氣槽。126模具設計與制造（6）溫度調節系統注射模的結構組成（7）排氣系統27模具設計按模具型腔容量分類按注射件尺寸精度分類按所安裝注射機類型分類按模具成型型腔數目分類按射料品種分類按結構特征分類注射模的分類127模具設計與制造按模具型腔容量分類注射模的分類28模具設計與制造按模具型腔容量分類大型注射模具：一般將模具型腔容積3000cm3以上，模具重量大于2T，需鎖模力約600T以上的注射模模具的設計制造難度高，價格昂貴。必須慎重考慮射料熔體流動性，模具的力學特性和溫度調節系統。小型注射模具：型腔容積在100cm3以下的注射模介于兩者之間為中型注射模注射模的分類128模具設計與制造按模具型腔容量分類注射模的分類29模具設計與制造按注射件尺寸精度分類模塑過程中，塑料成型收縮率很難穩定控制，高精度的注射件生產涉及眾多因素，是綜合性技術難題。精密注射模：一般將中小型注射模中，塑料件應達到部級標準SJ1372-1978中的1～2級精度，大致相當于金屬件的國標中的IT8～9級精度。精密注射模的成型零件的加工精度達到IT6~7級，且型腔表面達到鏡面。一般精度及低精度注射模注射模的分類129模具設計與制造按注射件尺寸精度分類注射模的分類30模具設計與制造按所安裝注射機類型分類立式

臥式角式注射模的分類按模具成型型腔數目分類單型腔多型腔130模具設計與制造按所安裝注射機類型分類注射模的分類按模具成型型腔數目分類按射料品種分類：熱射性射料注射模熱固性射料注射模橡膠注射模低發泡射料注射模反應注射模共注射模具注射模的分類131模具設計與制造按射料品種分類：注射模的分類32模具設計與制造按其采用的流道形式可分為普通流道注射模無流道凝料注射模：熱塑性塑料的絕熱流道、熱流道注射模；以及用于熱固性塑料的溫流道注射模等類型。采用對流道進行絕熱或加熱的方法，保持從注射噴嘴到型腔澆口之間的塑料呈熔融狀態。在每次注射后，只需取出塑制件而沒有澆注系統的凝料。這就縮短了成型周期，也保證了壓力在流道中的傳遞。注射模的分類132模具設計與制造按其采用的流道形式可分為注射模的分類33模具設計與制造一般按其結構特征來進行分類:單分型面注射模具雙分型面注射模具斜導柱側向抽芯注射模具帶活動鑲件的注射模具齒輪齒條側向抽芯注射模具注射模的分類133模具設計與制造一般按其結構特征來進行分類:注射模的分類34模具設計與制造單分型面注射模具定義：分型面注射模的主流道設在定模一側，分流道設在分型面上，開模后制件連同流道凝料一起留在動模一側。動模上的脫模機構頂出制件和流道凝料。在打開的動模和定模之間，取走塑件和流道凝料。134模具設計與制造單分型面注射模具定義：分型面注射模的主流道設在定模一側，分流單分型面注射模具135模具設計與制造單分型面注射模具36模具設計與制造單分型面注射模具136模具設計與制造單分型面注射模具37模具設計與制造

定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注塑機的定模座上，動模部分借助于導柱對準位置將動模安裝板安裝在注塑機的動模座上。1-注射機導軌2-動模座3-模具4-定模座5-注射機噴嘴137模具設計與制造定模部分借助于定模安裝板及定位環安裝在注單分型面注射模具138模具設計與制造單分型面注射模具39模具設計與制造單分型面注射模具139模具設計與制造單分型面注射模具40模具設計與制造雙分型面注射模具雙分型面注射模具特指澆注系統凝料和制品由不同的分型面取出者，也叫三板式注射模。與單分型面模具相比，增加了一個可移動的中間板（又名澆口板）。它用于針點澆口進料的單型腔或多型腔模具。開模時，A-A第一次分型，目的是拉出澆道的凝料。B-B第二次分型，目的是拉斷進料口使澆道的凝料與射件分離，從而頂出的射件不需要再進行去除澆道凝料的處理。140模具設計與制造雙分型面注射模具雙分型面注射模具特指澆注系統凝料和制品由不同雙分型面注射模具141模具設計與制造雙分型面注射模具42模具設計與制造雙分型面注射模具系泛指澆注系統凝料和制品由不同分型面取出，亦稱雙分型面注射模。與單分型面相比，在定模邊增加了一塊可往復運動的型腔板。此板也被稱為型腔中間板，或流道板，多用于針點澆口的單型腔或多型腔模具。142模具設計與制造雙分型面注射模具系泛指澆注系統凝料和制品由不同分型面取出，亦雙分型面注射模具開模時，A面分型，型腔板（中間板）13與定模板16作定距分離，供人工取出澆注系統凝料。B面分型，型腔版13與脫模板5相互分離。然后再由脫模機構頂出板9，頂桿11和脫模板5，將射料件從型芯上脫出。143模具設計與制造雙分型面注射模具開模時，A面分型，型腔板（中間板）13與定模雙分型面注射模具144模具設計與制造雙分型面注射模具45模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具當塑件有側孔或側凹時，模具里設置斜導柱或側滑塊等組成的側向分型或抽芯機構。開模時利用開模力，驅動側滑塊作側向移動，使其與塑制件脫離。這類模具也可利用液壓或氣動實現其側向分型或抽芯動作。145模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具當塑件有側孔或側凹時，模具里設置斜導柱斜導柱側向抽芯注射模具146模具設計與制造斜導柱側向抽芯注射模具47模具設計與制造模具設計與制造147三、

分型面定義：模具在取出零件時模具分開的那個面，可能是平面，也可能是曲面或階梯面等，根據塑料件的幾何形狀等來設定。分型面形狀（圖6-13）：模具設計與制造48三、分型面定義：模具在取出零件時模具分開模具設計與制造148分型面的選擇原則：（1）有利于脫模（圖6-14）三、

分型面模具設計與制造49分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造149分型面的選擇原則：（2）便于模具加工制造（圖6-15）三、

分型面模具設計與制造50分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造150分型面的選擇原則：（3）有利于側向抽芯三、

分型面模具設計與制造51分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造151分型面的選擇原則：（4）有利于保證塑件的外觀質量三、

分型面模具設計與制造52分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造152分型面的選擇原則：（5）有利于保證塑件的精度三、

分型面模具設計與制造53分型面的選擇原則：三、分型面模具設計與制造153四、

澆注系統定義：塑料熔體從注塑機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內流經的通道普通澆注系統熱流道澆注系統：在注塑成型時不產生流道凝料的澆注系統。利用絕熱或者加熱，以及縮短噴嘴至模腔距離等方法，使模具澆注系統在注塑過程中以及模具開模等過程中始終保持流通狀態，在開模時無需取出澆注系統而又能連續生產的模具（包括堆垛模具等），成為熱流道或無流道模具，其澆注系統稱為熱流道澆注系統或無流道澆注系統。模具設計與制造54四、澆注系統定義：塑料熔體從注塑機噴嘴射模具設計與制造154四、

澆注系統模具設計與制造55四、澆注系統模具設計與制造155澆注系統實際上就是材料進入模具的型腔的一個通道。澆注系統的位置以及尺寸決定了注射壓力的損失大小，熱量的消散，摩擦的大小，以及充填速度等等。良好的澆注系統設計是模具成功與否的關鍵之一。

四、

澆注系統模具設計與制造56澆注系統實際上就是材料進入模具的型腔的一個模具設計與制造156要求：材料能平穩、快速、均勻地充滿型腔；能快速地凝固和封閉，以防止材料倒流；能夠適當地使補縮；產品內部應力較小；產品表面質量好；能夠方便地去除；材料浪費少。四、

澆注系統模具設計與制造57要求：四、澆注系統模具設計與制造157設計原則：了解塑料的工藝特性排氣良好防止型芯和塑件變形減少熔體流程和塑料消耗去除與修整澆口方便熱量和壓力損失最小四、

澆注系統模具設計與制造58設計原則：四、澆注系統模具設計與制造158澆注系統組成組成：澆注系統一般由主流道、分流道和澆口、冷料井組成主流道是指從機床噴嘴到模具內部的一小段通道，不帶分支，沒有轉折等。分流道指從主流道到型腔前的這一段主要通道，到每一個型腔至少有一分流道。分流道與型腔還不相連。澆口指使分流道與型腔相連的，一般很小、很短的一段通道（但是也有很多澆口比較大）。冷料井：最前端塑料借助低溫模具會降溫而變硬成為冷料，為防止其堵塞澆口而設置的料穴。模具設計與制造59澆注系統組成組成：模具設計與制造159澆注系統組成模具設計與制造60澆注系統組成模具設計與制造160普通澆注系統設計軸線在模具中心線上，與注塑機噴嘴軸線重合截面為圓形、半圓形、橢圓形、梯形模具設計與制造61普通澆注系統設計軸線在模具中心線上，與注塑模具設計與制造161普通澆注系統設計主流道設計設計成圓錐形。進口直徑應根據注塑機噴嘴孔徑而定。D1＝噴嘴直徑+0.5~1mmR（與分流道圓角過渡）=1~3mmL盡量短模具設計與制造62普通澆注系統設計主流道設計模具設計與制造1621.主流道設計d＝噴嘴直徑+0.5~1mm=2～4°主流道進口端凹下約3~5mm模具設計與制造631.主流道設計d＝噴嘴直徑+0.5~1mm模具設計與制造1631.主流道設計主流道進口端和噴嘴頭部一般是弧面接觸主流道單獨開在襯套中模具設計與制造641.主流道設計主流道進口端和噴嘴頭部一般是模具設計與制造1641.主流道設計R2應比R1大1~2mm模具設計與制造651.主流道設計R2應比R1大1~2mm模具設計與制造1651.主流道設計主流道襯套的形式模具設計與制造661.主流道設計主流道襯套的形式模具設計與制造1661.主流道設計主流道襯套與定位圈應分開設計模具設計與制造671.主流道設計主流道襯套與定位圈應分開設計模具設計與制造1672.分