注射模具的基本結(jié)構(gòu)

注射模具的根本結(jié)構(gòu)一、典型的注射模具結(jié)構(gòu)注射模具由動(dòng)模和定模兩局部組成，動(dòng)模安裝在注射成型機(jī)(簡(jiǎn)稱注射機(jī))的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。在注射成型時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔，開(kāi)模時(shí)動(dòng)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(jié)構(gòu)，根據(jù)摸具中各個(gè)部件所起的作用，一般可將注射模細(xì)分為以下幾個(gè)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(dòng)模6一動(dòng)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(dǎo)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(nèi)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(gòu)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(shí)型芯或凹模由假設(shè)干拼塊組合而成，有時(shí)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(qiáng)度，外表耐磨性，有時(shí)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(jié)構(gòu)鋼或合金工具鋼。當(dāng)要求較低或批量較小時(shí)也可選用中碳鋼或碳素工具鋼來(lái)制造簡(jiǎn)單的型芯和凹模。2．澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)又稱為流道系統(tǒng)，它是將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的一組進(jìn)料通道，通常由主流道、分流道，澆口和冷料穴組成，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要，它直接關(guān)系到塑料制品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。3．導(dǎo)向部件為了確保動(dòng)模與定模在合模時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)中，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。在注射模中通常采用四組導(dǎo)柱與導(dǎo)套來(lái)組成導(dǎo)向部件，有時(shí)還需在動(dòng)模和定模上分別設(shè)置互相吻合的內(nèi)、外錐面來(lái)輔助定位。為了防止在制品推出過(guò)程中推板發(fā)生歪斜現(xiàn)象，一般在模具的推出機(jī)構(gòu)中還設(shè)有使推板保持水平運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向部件，如導(dǎo)柱與導(dǎo)套。4．推出機(jī)構(gòu)在開(kāi)模過(guò)程中，需要有推出機(jī)構(gòu)將塑料制品及其在流進(jìn)內(nèi)的凝料推出或拉出。例如在圖1中，推出機(jī)構(gòu)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?shī)A持推桿。在推板中一般還固定有復(fù)位桿，復(fù)位桿在動(dòng)、定橫合模時(shí)使推板復(fù)位。5．調(diào)溫系統(tǒng)為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于熱塑性塑料用注射模，主要是設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。模具冷卻的常用方法是在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道，利用循環(huán)流動(dòng)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(nèi)部和周?chē)惭b電加熱元件。6．排氣槽排氣槽用以將成型過(guò)程中型腔的氣體充分排除。常用的方法是在分型面處開(kāi)設(shè)排氣溝槽。由于分型面之間存在有微小的間隙，對(duì)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(kāi)設(shè)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(shí)便不必另外開(kāi)設(shè)排氣溝槽。7．側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)有些帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑料制品，在被推出以前必須先進(jìn)行側(cè)向分型，抽出側(cè)向型芯前方能順利脫模，此時(shí)需要在模具中設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。8．標(biāo)準(zhǔn)模架為了減少繁重的模具設(shè)計(jì)與制造工作量，注射模大多采用了標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)，如圖1中的定位圈1、定模座板3、定模板4、動(dòng)模板5、動(dòng)模墊板6、模底座7、推出固定板8、推板9，推桿11、導(dǎo)柱12等都屬于標(biāo)準(zhǔn)模架中的零部件，它們都可以從有關(guān)廠家訂購(gòu)。注射模具在結(jié)構(gòu)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(cè)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(gè)模具零件的裝配關(guān)系都有著一致性。即使是較為復(fù)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(jié)構(gòu)的相似性并未改變。正是由于注射模具結(jié)構(gòu)的相似性，才使模具零件和模架的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。目前，國(guó)內(nèi)外已有許多標(biāo)準(zhǔn)化的模架形式供用戶訂購(gòu)。選用標(biāo)準(zhǔn)模架有如下優(yōu)點(diǎn)：1)簡(jiǎn)單方便，買(mǎi)來(lái)即用，不必庫(kù)存，2)能使模具價(jià)格下降；3)簡(jiǎn)化了模具的設(shè)計(jì)和制造。4)縮短了模具生產(chǎn)周期，促進(jìn)了塑料制品的更新?lián)Q代。5)模架的精度和動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，也會(huì)帶來(lái)某些不便，例如：1)模板尺寸的局限性，在標(biāo)準(zhǔn)模架中模板的長(zhǎng)，寬、高都只是在一定的范圍內(nèi)，對(duì)于一些特殊的塑料制品，可能無(wú)標(biāo)準(zhǔn)模架可選。2)由于在標(biāo)準(zhǔn)模架中導(dǎo)柱、緊固螺釘及復(fù)位桿的位置已確定，有時(shí)可能會(huì)阻礙冷卻水管道的開(kāi)設(shè)。3)由于動(dòng)模兩墊塊之間的跨距無(wú)法調(diào)整，在模具設(shè)計(jì)中往往需要增加支承柱來(lái)減小模板的變形。綜上所述，采用標(biāo)準(zhǔn)模架的優(yōu)越性是十清楚顯的，我們希望讀者在模具設(shè)計(jì)中要盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，不僅如此，而且能在標(biāo)準(zhǔn)模架的根底上實(shí)現(xiàn)模具制圖的標(biāo)準(zhǔn)化、模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化以及工藝標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)套8一型芯9－導(dǎo)柱10－動(dòng)模板11－墊板12－復(fù)位桿13一墊塊14一推桿15－推出固定扳16－推扳17－動(dòng)模座板18－定位銷19－緊固螺釘二注射摸具按結(jié)構(gòu)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(shù)目和結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行分類，但是從模具設(shè)計(jì)的角度上看，按注射棋具的總體結(jié)構(gòu)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(jiǎn)單而又最常用的一類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dòng)模板上，另一局部〔凹模)在定模板上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開(kāi)模后由于動(dòng)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(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模上設(shè)置有推出機(jī)構(gòu)，用以推出制品和流道內(nèi)的凝料。2．雙脫模機(jī)構(gòu)和順序脫模機(jī)構(gòu)注射成型生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到一些形狀比擬特殊的制品，開(kāi)模時(shí)它們既可能附著在動(dòng)模一側(cè)，也可能附著在定模一側(cè)。為此需要?jiǎng)?、定模兩?cè)設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為雙脫模機(jī)構(gòu)。另外還需注意，當(dāng)制品很有可能附著在定模一側(cè)而不方便脫取時(shí)，也可利用雙脫模機(jī)構(gòu)迫使制品改變附著方位，以促使它們滯留在動(dòng)模一側(cè)，如圖3便是一例。使用雙分型面或多分型面注射模時(shí)，根據(jù)制品的某些要求(例如為了脫出澆注系統(tǒng)凝料)，常常需要設(shè)計(jì)一些首先能使定模分型，然后再使動(dòng)、定模分型，最后才能利用頂出零件脫取制品的脫模機(jī)構(gòu)，這樣一類機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為順序脫模機(jī)構(gòu)。在許多情況下，雙分型面或多分型面注射模中的雙脫模機(jī)構(gòu)本身常常也是順序脫模機(jī)構(gòu)，但順序脫模機(jī)構(gòu)卻不一定是雙脫模機(jī)構(gòu)。順序脫模機(jī)構(gòu)只是多個(gè)分型面先后而別地分型，但在定模一側(cè)沒(méi)有脫模機(jī)構(gòu)，只是在動(dòng)模一側(cè)有脫模機(jī)構(gòu)，所以不是一個(gè)雙脫模機(jī)構(gòu)。圖3彈簧式雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)1一頂桿2—頂桿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)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(gè)雙脫模和順序脫模機(jī)構(gòu)的例如。(1)彈簧式雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)。如圖3是這類機(jī)構(gòu)的—個(gè)典型例如，其工作原理為：開(kāi)模動(dòng)作一旦開(kāi)始，彈簧7將迫使安裝在定模一側(cè)的推板5緊緊貼靠著動(dòng)模運(yùn)動(dòng)，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(lái)，使其能夠滯留在動(dòng)模一側(cè)。開(kāi)?！ň嚯x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(xù)開(kāi)模時(shí)，動(dòng)、定模將在Ⅱ—Ⅱ處分型，分型之后，動(dòng)模側(cè)的頂桿工便可在注射機(jī)推桿裝置作用下，把制品從動(dòng)模上的凹模內(nèi)頂出。彈簧式雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單緊湊，適用于制品對(duì)模附著力不太大，且定模側(cè)頂出行程也不太長(zhǎng)的場(chǎng)合，但彈簧容易失效，應(yīng)注意定期更換。(2)拉鉤壓板式雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)。如圖4是這類機(jī)構(gòu)的一個(gè)典型例如，其工作原理為：合模狀態(tài)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(dòng)模型芯固定板9，保證分型面Ⅱ不能在開(kāi)模時(shí)首先分開(kāi)。開(kāi)模時(shí)，由于拉鉤的上述作用，分型面I將首先開(kāi)啟(即定模分型)，定模中間板起推板作用，將制品從定模側(cè)的型芯3上脫下，使制品能夠滯留在動(dòng)模一側(cè)，開(kāi)模一定距離后，固定在定模上的壓板5將會(huì)用其凸臺(tái)斜面壓迫拉鉤轉(zhuǎn)動(dòng)，使拉鉤與動(dòng)模型芯固定板脫離接觸，于是動(dòng)、定模開(kāi)始從Ⅱ處分型。繼續(xù)開(kāi)模，動(dòng)模內(nèi)部安裝的頂出脫模機(jī)構(gòu)(圖4中未畫(huà))將會(huì)在注射機(jī)推頂裝置作用下，把制品從動(dòng)模側(cè)的型芯2和凹模型板1中脫出。類似上述結(jié)構(gòu)的精密注塑模具雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)很多，這里不一一例舉。圖4拉鉤壓板式雙脫模(順序脫模)機(jī)構(gòu)1一凹模型板(動(dòng)模側(cè))2－動(dòng)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(cè)凹模型板)8－拉鉤9－動(dòng)模型芯固定板3．澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)使用截面較大的側(cè)澆口時(shí)，澆口與制品的連接面積大，不容易利用開(kāi)模動(dòng)作自動(dòng)切斷制品和澆注系統(tǒng)凝料之間連接，因此常常使兩者連在一起脫模，然后再通過(guò)后加工把它們別離，所以不利于自動(dòng)化成型生產(chǎn)。為了解決此問(wèn)題，只要工藝方面允許，應(yīng)盡量采用點(diǎn)澆口或潛伏式澆口，這樣就可以把制品和澆注系統(tǒng)凝料在模內(nèi)自動(dòng)切斷，然后利用頂出零件使它們分別脫模，從而實(shí)現(xiàn)精密塑料制品生產(chǎn)自動(dòng)化。下面列舉幾個(gè)脫卸點(diǎn)澆口和潛伏式澆口澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)實(shí)例。(1)利用定模拉板脫卸點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料。為了在開(kāi)模過(guò)程中自動(dòng)拉斷點(diǎn)澆口，通?？稍诙Ｖ屑釉O(shè)一個(gè)拉板。圖5和圖6都是利用定模拉板脫卸點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的例如，前者用于多腔?！沧疃嗨膫€(gè)型腔〕，后者用于單腔模。圖5的工作原理為：分流道開(kāi)設(shè)在定模底板上，開(kāi)模后在彈簧頂銷6作用下，首先從I處分型，然后通過(guò)點(diǎn)澆口把整個(gè)澆注系統(tǒng)從定模底板4中拉出，使它們附著在定模拉板7上。當(dāng)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(xù)運(yùn)動(dòng)，模具從Ⅱ處分型，點(diǎn)澆口被定模拉板拉斷，澆注系統(tǒng)凝料依靠自重可從定模底板和定板拉板之間墜落。在這個(gè)圖示中，制品內(nèi)部帶有內(nèi)螺紋，繼續(xù)開(kāi)模時(shí)，凹模型板8將會(huì)限位拉桿9作用下停止運(yùn)動(dòng)，模具從Ⅲ處分型，給制品脫模讓空間，當(dāng)齒輪3帶動(dòng)螺紋型芯2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于凸模1不動(dòng)，且制品頂部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有止轉(zhuǎn)溝槽，故制品可在開(kāi)模過(guò)程中自動(dòng)脫落。圖5利用定模拉板脫卸澆注系統(tǒng)凝料(多腔模)1一凸模2－螺紋型芯3－齒輪4－定模底板5－導(dǎo)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(tǒng)凝料a)閉模注射狀態(tài)b)注射完畢c)開(kāi)模狀態(tài)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(shí)的情況；圖6b)是注射完畢狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段保壓后，注射機(jī)噴嘴已經(jīng)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(kāi)；圖6c)是開(kāi)模狀態(tài)，開(kāi)模時(shí)首先從I處分型，動(dòng)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(yùn)動(dòng)，模具從Ⅱ處分型，點(diǎn)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(yīng)當(dāng)注意，圖6是一個(gè)單型腔模，僅靠一個(gè)點(diǎn)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(shè)了一個(gè)彈簧6，以克服主流道對(duì)凝料的初始摩擦力。在多點(diǎn)澆口模具中，如果顧慮點(diǎn)澆口強(qiáng)度缺乏以拉出整個(gè)澆注系統(tǒng)的凝料時(shí)，也可以使用這種結(jié)構(gòu)。(2)利用分流道推板脫卸點(diǎn)澆口澆注系凝料。圖7是在定模中加設(shè)分流道推板脫卸點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)例如，其中分流道開(kāi)設(shè)在定模型板上。工作原理為：動(dòng)、定模先分型，點(diǎn)澆口在分型時(shí)被拉斷，澆注系統(tǒng)凝料滯留在定模中，動(dòng)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(tǒng)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(xù)開(kāi)模，定模型板與拉桿l接觸，通過(guò)拉桿使定模底板5與分流道推板分型。在分型過(guò)程中，分流道推板分別把澆注系統(tǒng)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(duì)于聚苯乙烯等一些塑料，因?yàn)橹髁鞯琅c噴嘴脫開(kāi)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)拉絲現(xiàn)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(huì)由于拉絲而與噴嘴粘連，阻礙整個(gè)澆注系統(tǒng)凝料依靠自重墜落。為了解決這一問(wèn)題，可以在圖7中A部增設(shè)彈簧頂銷，以便把拉絲扯斷。圖7所示的澆注系統(tǒng)凝料脫模原理，也可用于單腔模(一個(gè)點(diǎn)澆口)，但必須另行設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)，并且還要把澆注系統(tǒng)凝料設(shè)計(jì)成類似圖6的形狀。圖7利用分流道推板脫卸澆注系統(tǒng)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(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料。圖8是利用分流道上的斜孔拉斷點(diǎn)澆口以后，再脫卸澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)例如。工作原理為：模具有兩個(gè)分型面，定模先分型(圖7中未畫(huà)控制分型順序所用的零件)，在分型過(guò)程中主流道拉料桿1負(fù)責(zé)把澆注系統(tǒng)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(guān)鍵在于定模剛剛開(kāi)始分型時(shí)，由于分流道上的斜孔內(nèi)存有凝料，使分流道凝料的運(yùn)動(dòng)受到約束，于是點(diǎn)澆口就會(huì)被拉斷，其下方二次分流道中的凝料同時(shí)向上翹曲脫出定模型板，從而為澆注系統(tǒng)凝料的墜落提供了可能性。圖8僅適于二次分流道長(zhǎng)度不大的場(chǎng)合，否那么，其中的凝料不容易從定模型板中脫出，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)凝料自動(dòng)墜落。為了克服這一缺陷，可采用圖9所示的結(jié)構(gòu)，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(dòng)模底板，可與注射機(jī)的推頂裝置接觸，這樣便可用主流道頂桿使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料可靠地脫出定模空間。但應(yīng)注意，采用主流道頂桿時(shí)，要求注射機(jī)的動(dòng)模固定板上應(yīng)有中心頂桿孔，否那么模具無(wú)法安裝。分流道斜孔可參考圖10設(shè)計(jì)。圖8利用分流道斜孔和主流道拉料桿脫卸澆注系統(tǒng)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(tǒng)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(nèi)設(shè)置點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的頂出結(jié)構(gòu)。對(duì)于相當(dāng)鋼筆桿一類的細(xì)長(zhǎng)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(nèi)的空間來(lái)設(shè)置澆注系統(tǒng)凝料的頂出機(jī)