注射模具的根本結構一、典型的注射模具結構注射模具由動模和定模兩局部組成，動模安裝在注射成型機(簡稱注射機)的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。在注射成型時動模與定模閉合構成澆注系統和型腔，開模時動模與定模別離以便取出塑料制品。圖5—1示出典型的單分型面注射模結構，根據摸具中各個部件所起的作用，一般可將注射模細分為以下幾個根本組成局部。圖5—1典型的單分型面注射模1一定位套2一主流道襯套3一定模座板4一定模板5一動模6一動模墊板7一模底座8一推出固定板9一推板10一拉料桿11一推桿12一導柱13一型芯14一凹模15一冷卻水通道1成型部件成型部件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內外表形狀，凹模形成制品的外外表形狀。合模后型芯和凹模便構成了模具的型腔，如圖5—1所示，該模具的塑腔由件13和件14組成。按工藝和制造的要求，有時型芯或凹模由假設干拼塊組合而成，有時做成整體，僅在易損壞、難加工的部位采用鑲件。選作型芯或凹模的鋼材，要求有足夠的強度，外表耐磨性，有時還需要有耐腐蝕性，并且淬火后的變形量要小，故常采用合金結構鋼或合金工具鋼。當要求較低或批量較小時也可選用中碳鋼或碳素工具鋼來制造簡單的型芯和凹模。2．澆注系統澆注系統又稱為流道系統，它是將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的一組進料通道，通常由主流道、分流道，澆口和冷料穴組成，澆注系統的設計十分重要，它直接關系到塑料制品的成型質量和生產效率。3．導向部件為了確保動模與定模在合模時能準確對中，在模具中必須設置導向部件。在注射模中通常采用四組導柱與導套來組成導向部件，有時還需在動模和定模上分別設置互相吻合的內、外錐面來輔助定位。為了防止在制品推出過程中推板發生歪斜現象，一般在模具的推出機構中還設有使推板保持水平運動的導向部件，如導柱與導套。4．推出機構在開模過程中，需要有推出機構將塑料制品及其在流進內的凝料推出或拉出。例如在圖1中，推出機構由推桿11和推出固定板8、推板9及主流道的拉料桿10組成。推出固定板和推板用以夾持推桿。在推板中一般還固定有復位桿，復位桿在動、定橫合模時使推板復位。5．調溫系統為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調溫系統對模具的溫度進行調節。對于熱塑性塑料用注射模，主要是設計冷卻系統使模具冷卻。模具冷卻的常用方法是在模具內開設冷卻水通道，利用循環流動的冷卻水帶走模具的熱量，模具的加熱除可利用冷卻水通道通熱水或蒸汽外，還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。6．排氣槽排氣槽用以將成型過程中型腔的氣體充分排除。常用的方法是在分型面處開設排氣溝槽。由于分型面之間存在有微小的間隙，對于較小的塑料制品，因其排氣量不大，可直接利用分型面排氣，不必開設排氣溝槽，一些模具的推桿或型芯與模具的配合間隙均可起到排氣作用，有時便不必另外開設排氣溝槽。7．側抽芯機構有些帶有側凹或側孔的塑料制品，在被推出以前必須先進行側向分型，抽出側向型芯前方能順利脫模，此時需要在模具中設置側抽芯機構。8．標準模架為了減少繁重的模具設計與制造工作量，注射模大多采用了標準模架結構，如圖1中的定位圈1、定模座板3、定模板4、動模板5、動模墊板6、模底座7、推出固定板8、推板9，推桿11、導柱12等都屬于標準模架中的零部件，它們都可以從有關廠家訂購。注射模具在結構上存在相似性，圖2示出了典型的單分型面(二板式)模具的軸測裝配總成。從圖中可以看到，除了凹模和型芯取決于塑料制品以外，其余的模具零件極其相似，連各個模具零件的裝配關系都有著一致性。即使是較為復雜的雙分型面(三扳式〕模具、三分型面〔四板試)模具，也是在二板式模具的根底上增加了一塊成兩塊模板，結構的相似性并未改變。正是由于注射模具結構的相似性，才使模具零件和模架的標準化成為可能。目前，國內外已有許多標準化的模架形式供用戶訂購。選用標準模架有如下優點：1)簡單方便，買來即用，不必庫存，2)能使模具價格下降；3)簡化了模具的設計和制造。4)縮短了模具生產周期，促進了塑料制品的更新換代。5)模架的精度和動作可靠性得到保證。6)提高了模具中易損零件的互換性，便于模具的維修。但采用標準模架時，也會帶來某些不便，例如：1)模板尺寸的局限性，在標準模架中模板的長，寬、高都只是在一定的范圍內，對于一些特殊的塑料制品，可能無標準模架可選。2)由于在標準模架中導柱、緊固螺釘及復位桿的位置已確定，有時可能會阻礙冷卻水管道的開設。3)由于動模兩墊塊之間的跨距無法調整，在模具設計中往往需要增加支承柱來減小模板的變形。綜上所述，采用標準模架的優越性是十清楚顯的，我們希望讀者在模具設計中要盡可能選用標準模架，不僅如此，而且能在標準模架的根底上實現模具制圖的標準化、模具結構的標準化以及工藝標準的標準化。圖2二板式注射模裝配總成1－緊固螺釘2－圓柱頭螺釘3－定位圈4－主流道襯套5－定模座板6－定模板7－導套8一型芯9－導柱10－動模板11－墊板12－復位桿13一墊塊14一推桿15－推出固定扳16－推扳17－動模座板18－定位銷19－緊固螺釘二注射摸具按結構特征的分類注射模的分類方法很多。例如，可按安裝方式，型腔數目和結構特征等進行分類，但是從模具設計的角度上看，按注射棋具的總體結構特征分類最為方便。一般可將注射模具分為以下幾類。1．單分型面注射模具單分型面注射模具又稱為兩板式模具，它是注射模具中最簡單而又最常用的一類。據統計，兩板式模具約占全部注射模具的70％。如圖1所示的單分型面注射模具，型腔的一局部〔型芯)在動模板上，另一局部〔凹模)在定模板上。主流道設在定模一側，分流道設在分型面上。開模后由于動模上拉料桿的拉料作用以及制品因收縮包緊在型芯上，制品連同流道內的凝料一起留在動模一側，動模上設置有推出機構，用以推出制品和流道內的凝料。2．雙脫模機構和順序脫模機構注射成型生產中經常會遇到一些形狀比擬特殊的制品，開模時它們既可能附著在動模一側，也可能附著在定模一側。為此需要動、定模兩側設有頂出機構，這類機構統稱為雙脫模機構。另外還需注意，當制品很有可能附著在定模一側而不方便脫取時，也可利用雙脫模機構迫使制品改變附著方位，以促使它們滯留在動模一側，如圖3便是一例。使用雙分型面或多分型面注射模時，根據制品的某些要求(例如為了脫出澆注系統凝料)，常常需要設計一些首先能使定模分型，然后再使動、定模分型，最后才能利用頂出零件脫取制品的脫模機構，這樣一類機構統稱為順序脫模機構。在許多情況下，雙分型面或多分型面注射模中的雙脫模機構本身常常也是順序脫模機構，但順序脫模機構卻不一定是雙脫模機構。順序脫模機構只是多個分型面先后而別地分型，但在定模一側沒有脫模機構，只是在動模一側有脫模機構，所以不是一個雙脫模機構。圖3彈簧式雙脫模(順序脫模)機構1一頂桿2—頂桿運動導柱3一凸模4—組合式凹模5一推板(脫模板)6一密封墊7——彈簧8－定距柱銷9一限位板下面是幾個雙脫模和順序脫模機構的例如。(1)彈簧式雙脫模(順序脫模)機構。如圖3是這類機構的—個典型例如，其工作原理為：開模動作一旦開始，彈簧7將迫使安裝在定模一側的推板5緊緊貼靠著動模運動，即定模首先在I—I處分型，這樣做是為了利用推板作用將制品從定模中的凸模3上脫取下來，使其能夠滯留在動模一側。開模—定距離后，限位板9將拉住推板上的定距柱銷8，于是定模停止分型。繼續開模時，動、定模將在Ⅱ—Ⅱ處分型，分型之后，動模側的頂桿工便可在注射機推桿裝置作用下，把制品從動模上的凹模內頂出。彈簧式雙脫模(順序脫模)機構的特點是結構比擬簡單緊湊，適用于制品對模附著力不太大，且定模側頂出行程也不太長的場合，但彈簧容易失效，應注意定期更換。(2)拉鉤壓板式雙脫模(順序脫模)機構。如圖4是這類機構的一個典型例如，其工作原理為：合模狀態下，利用彈簧6使安裝在定模中間板7上的拉鉤8(兼有杠桿放大作用)勾緊動模型芯固定板9，保證分型面Ⅱ不能在開模時首先分開。開模時，由于拉鉤的上述作用，分型面I將首先開啟(即定模分型)，定模中間板起推板作用，將制品從定模側的型芯3上脫下，使制品能夠滯留在動模一側，開模一定距離后，固定在定模上的壓板5將會用其凸臺斜面壓迫拉鉤轉動，使拉鉤與動模型芯固定板脫離接觸，于是動、定模開始從Ⅱ處分型。繼續開模，動模內部安裝的頂出脫模機構(圖4中未畫)將會在注射機推頂裝置作用下，把制品從動模側的型芯2和凹模型板1中脫出。類似上述結構的精密注塑模具雙脫模(順序脫模)機構很多，這里不一一例舉。圖4拉鉤壓板式雙脫模(順序脫模)機構1一凹模型板(動模側)2－動模型芯3一定模型芯4－定距螺釘5－壓板6－彈簧7－定中間板(定模側凹模型板)8－拉鉤9－動模型芯固定板3．澆注系統凝料的脫出機構使用截面較大的側澆口時，澆口與制品的連接面積大，不容易利用開模動作自動切斷制品和澆注系統凝料之間連接，因此常常使兩者連在一起脫模，然后再通過后加工把它們別離，所以不利于自動化成型生產。為了解決此問題，只要工藝方面允許，應盡量采用點澆口或潛伏式澆口，這樣就可以把制品和澆注系統凝料在模內自動切斷，然后利用頂出零件使它們分別脫模，從而實現精密塑料制品生產自動化。下面列舉幾個脫卸點澆口和潛伏式澆口澆注系統凝料的機構實例。(1)利用定模拉板脫卸點澆口澆注系統凝料。為了在開模過程中自動拉斷點澆口，通常可在定模中加設一個拉板。圖5和圖6都是利用定模拉板脫卸點澆口澆注系統凝料的例如，前者用于多腔模〔最多四個型腔〕，后者用于單腔模。圖5的工作原理為：分流道開設在定模底板上，開模后在彈簧頂銷6作用下，首先從I處分型，然后通過點澆口把整個澆注系統從定模底板4中拉出，使它們附著在定模拉板7上。當主流道凝料完全脫出定模底板后，限位螺釘10限止定模拉板繼續運動，模具從Ⅱ處分型，點澆口被定模拉板拉斷，澆注系統凝料依靠自重可從定模底板和定板拉板之間墜落。在這個圖示中，制品內部帶有內螺紋，繼續開模時，凹模型板8將會限位拉桿9作用下停止運動，模具從Ⅲ處分型，給制品脫模讓空間，當齒輪3帶動螺紋型芯2轉動時，由于凸模1不動，且制品頂部內側設有止轉溝槽，故制品可在開模過程中自動脫落。圖5利用定模拉板脫卸澆注系統凝料(多腔模)1一凸模2－螺紋型芯3－齒輪4－定模底板5－導柱6－彈簧頂銷7一定模拉板8－凹模9—限位拉桿10－限位螺釘圖6利用定模拉板脫卸澆注系統凝料a)閉模注射狀態b)注射完畢c)開模狀態1一凹模型板2一限位螺釘3－定模拉板4－限位螺釘5－定模底板6一彈簧7一主流道襯套圖6中，圖6a)是閉模注射時的情況；圖6b)是注射完畢狀態，經過一段保壓后，注射機噴嘴已經退回，主流道襯套在彈簧6作用下后退并與主流道凝料脫開；圖6c)是開模狀態，開模時首先從I處分型，動模后退一段距離后，定模拉板3在限位螺釘4作用下停止運動，模具從Ⅱ處分型，點澆口被定模拉板和凹模型板1拉斷，主流道凝料靠自重墜落。應當注意，圖6是一個單型腔模，僅靠一個點澆口很難把主流道凝料從主流道中拉出，為此在主流道襯套處加設了一個彈簧6，以克服主流道對凝料的初始摩擦力。在多點澆口模具中，如果顧慮點澆口強度缺乏以拉出整個澆注系統的凝料時，也可以使用這種結構。(2)利用分流道推板脫卸點澆口澆注系凝料。圖7是在定模中加設分流道推板脫卸點澆口澆注系統凝料的機構例如，其中分流道開設在定模型板上。工作原理為：動、定模先分型，點澆口在分型時被拉斷，澆注系統凝料滯留在定模中，動模后退一定距離后，在拉板7作用下，分流道推板6與定模型板2分型，澆注系統凝料被分流道拉料桿4拉出分流道并粘附在分流道推板上。繼續開模，定模型板與拉桿l接觸，通過拉桿使定模底板5與分流道推板分型。在分型過程中，分流道推板分別把澆注系統凝料從分流道拉料桿上和主流道中脫出，然后讓它們依靠自重墜落。這種工作原理最適于不容易和噴嘴粘連的塑料』口聚乙烯等，但對于聚苯乙烯等一些塑料，因為主流道與噴嘴脫開時經常出現拉絲現象，所以分流道推板把主流道凝料從主流道中脫出后，凝料還會由于拉絲而與噴嘴粘連，阻礙整個澆注系統凝料依靠自重墜落。為了解決這一問題，可以在圖7中A部增設彈簧頂銷，以便把拉絲扯斷。圖7所示的澆注系統凝料脫模原理，也可用于單腔模(一個點澆口)，但必須另行設計工作機構，并且還要把澆注系統凝料設計成類似圖6的形狀。圖7利用分流道推板脫卸澆注系統凝料1一拉桿2－定模型板3一限位螺釘4－分流道拉料桿5－定模底板6－分流道推板7一拉板8－彈簧9－頂銷(3)利用分流道上的斜孔脫卸點澆口澆注系統凝料。圖8是利用分流道上的斜孔拉斷點澆口以后，再脫卸澆注系統凝料的機構例如。工作原理為：模具有兩個分型面，定模先分型(圖7中未畫控制分型順序所用的零件)，在分型過程中主流道拉料桿1負責把澆注系統的凝料拉向定模型板2的一邊，然后凝料依靠自重墜落。但關鍵在于定模剛剛開始分型時，由于分流道上的斜孔內存有凝料，使分流道凝料的運動受到約束，于是點澆口就會被拉斷，其下方二次分流道中的凝料同時向上翹曲脫出定模型板，從而為澆注系統凝料的墜落提供了可能性。圖8僅適于二次分流道長度不大的場合，否那么，其中的凝料不容易從定模型板中脫出，從而無法實現澆注系統凝料自動墜落。為了克服這一缺陷，可采用圖9所示的結構，即將主流道拉料桿換成主流道頂桿(冷料穴兼起拉料作用)其下部伸出動模底板，可與注射機的推頂裝置接觸，這樣便可用主流道頂桿使澆注系統凝料可靠地脫出定模空間。但應注意，采用主流道頂桿時，要求注射機的動模固定板上應有中心頂桿孔，否那么模具無法安裝。分流道斜孔可參考圖10設計。圖8利用分流道斜孔和主流道拉料桿脫卸澆注系統凝料的例如1一主流道拉料桿2一定模型板3—二次分流道4一定模底板5－分流道斜孔6－分流道7一主流道圖9利用分流迫斜孔和土流道頂桿脫卸澆注系統凝料的例如1一主流道頂桿2－定模型板3一二次分流道4一定模底板5—分流道斜孔6－分流道7－主流道8—彈簧(4)在凹模固定板內設置點澆口澆注系統凝料的頂出結構。對于相當鋼筆桿一類的細長精密塑件，因所需的凹模深度很大，所以，可充分利用凹模固定板內的空間來設置澆注系統凝料的頂出機