注射成型模具结构与注射机

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'注射成型模具结构与注射机'
第4章 注射成型模具结构与注射机¡ 4.1 注射模具的分类与典型结构¡ 4.2 注射成型机 4.1 注射模具的分类与典型结构¡ 4.1.1注射模具的分类¡ 按照不同的划分依据,注射模具的分类方法很多,通常有以 下几类;¡ 按塑料材料类别分为热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模;¡ 按模具型腔(简称模腔)数目分为单型腔注射模、多型腔注射 模;¡ 按模具安装方式分为移动式注射模、固定式注射模;¡ 按注射机类型分为卧式注射机用注射模、立式注射机用注射 模、角式注射机用注射模;¡ 按模具浇注系统分为冷流道模、绝热流道模、热流道模、温 流道模;¡ 按注射模的结构特征,可分为8类,包括:单分型面注射模 (二板式注射模)、双分型面注射模(三板式注射模,如图4-1 所示)、带有活动嵌件的注射模、带有侧向分型抽芯机构的注 射模等。 下一页 返回 4.1 注射模具的分类与典型结构¡ 4.1.2 注射模的典型结构¡ 根据模具中各个部件的不同作用,一副注射模可以分成以下 8个部分,模具中各零部件的作用如下。¡ (1)成型零部件赋予成型材料形状和尺寸的零件。通常由型 芯、凹模或型腔以及螺纹型芯或型环、镶块等构成。¡ (2)浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向闭合的模腔的通 道。通常由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。¡ (3)导向部件为了保证动模和定模闭合时能准确对准而设置 的导向部件。通常由导柱和导套组成。有的模具还在推板上 设置导向部件,保证脱模机构的运动灵活平稳。¡ (4)脱模机构实现制件脱模的装置。脱模机构的结构形式较 多,最常用的有推杆、推管和推件板等脱模机构。 上一页 下一页 返回 4.1 注射模具的分类与典型结构¡ (5)分型抽芯机构对于有侧孔或侧凹的制件,在被推出之前, 必须先进行侧向抽芯或分开凹模拼块(分型)方能顺利脱模。 从广义上来讲,分型抽芯机构也是实现制件顺利脱模的装置。¡ (6)调温系统为了满足注射成型工艺对模具温度的要求,需 要由调温系统对模具温度进行调节的设施。¡ (7)排气系统为了将模腔内的气体顺利排出,防止制件产生 气穴等缺陷,常在模具分型面处开设排气槽;对于小型制件, 因排气量不大,可直接利用分型面排气。许多模具的推杆或 型芯与模板的配合间隙均可以起到排气作用,可不必另开设 排气槽。¡ (8)其他零部件如支撑、固定零件,定位或限位零件等。 上一页 返回 4.2 注射成型机¡ 4.2.1 结构组成¡ 注射成型机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电 器控制系统等组成,如图4-2所示。注射装置能使塑料均匀 地塑化成熔融状态,并以足够的速度和压力将一定量的熔体 注射进模具型腔。合模装置也称锁模装置,用于保证注射模 具可靠闭合,实现模具开、合动作以及顶出制件。液压和电 器控制系统保证注射机按预定工艺过程的要求(如压力、温度、 速度和时间)和动作程序准确、有效地工作。 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 4.2.2 工作过程¡ 塑料注射成型是利用塑料的玻璃态、高弹态和豁流态三种物 理状态,在一定的工艺条件下,借助于注射机和模具,成型 出所需要的制件。尽管所用的注射机、模具和工艺参数不尽 相同,但从所要实现的工艺内容基本工序来看,其工作过程 大致如图4-3所示。¡ 1.合模与锁紧¡ 2.注射装置前移¡ 3.注射与保压¡ 4.制件冷却与预塑化¡ 5.注射装置后退¡ 6.开模与顶出制件 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 4.2.3 分类¡ 注射机的分类方法很多,目前使用较多的是按注射机外形特 征分类,这种分类方法主要是根据注射机的合模装置和注射 装置的相对位置进行分类的。¡ 1.卧式注射机¡ 卧式注射机合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列, 如图4-4(a)所示。具有机身低,操作、维修方便,自动化 程度高等特点。这种形式应用最广,对大、中、小型注射机 都适用,是目前注射机最基本的形式。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 2.立式注射机¡ 立式注射机合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并竖直排 列,如图4-4 (b)所示。它具有占地面积小,模具拆装容易, 模具内安放嵌件方便等优点。但制件顶出后不易脱落,不易 实现自动化操作,且机身高,加料、维修不方便。目前小型 注射机常采用这种形式。¡ 3.角式注射机¡ 角式注射机合模装置和注射装置的运动轴线互成垂直排列, 如图4-4(c)所示。其优缺点介于立式和卧式之间,使用也较 普遍,大、中、小型注射机均有。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 4.2.4 零部件的结构¡ 1.注射装置¡ 注射装置是注射机的主要部分,其作用是使塑料受热、均匀 塑化直到呈钻流态,并以很高的速度射入模具成型。根据塑 料在注射机料筒中的塑化方式的不同,注射装置有柱塞式、 螺杆预塑柱塞式和移动式三种形式。¡ (1)柱塞式注射装置利用柱塞将物料向前推进,通过分流梭, 经喷嘴注入模具。物料在料筒内熔化,热量可由电加热器供 给。物料的塑化依靠导热和对流传热,如图4-5所示。这类 注射装置的应用最早,操作比较简单,目前仍广泛使用在小 型注射机上。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ (2)移动螺杆式注射装置它是由一根螺杆和一个料筒组成, 螺杆既能旋转又能水平往复移动。螺杆在旋转时起加料、塑 化物料作用。熔体向前移动,螺杆在旋转的同时后退,直到 加料和塑化完毕才停止后退和旋转。在注射时,螺杆向前移 动,起注射柱塞的作用。塑料熔化的热来自料筒的外加热以 及螺杆转动产生的摩擦热。如图4-6所示,这种注射装置结 构严密,塑化效率高,生产能力大,为目前注射机最常用的 形式。¡ (3)螺杆预塑化柱塞式注射装置这种结构形式是在原柱塞式 注射装置上加装了一台仅作预塑化用的螺杆挤出供料装置, 如图4-7所示。塑料通过单向阀挤出装置塑化后,经单向阀 进入注射料筒,由柱塞注射。这种注射机大大提高了对塑料 的塑化效果及生产能力,在高速、精密和大型注射装置及低 发泡注射方面都有应用和发展。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 注射装置主要由料斗、料筒、螺杆(或柱塞及分流梭)、喷嘴 等部件所组成。¡ 柱塞式注射机必须采用分流梭,而移动螺杆式注射机的塑化 效果好,不采用分流梭。分流梭装在料筒前的中心部分,是 两端锥形的金属圆锥体,形如鱼雷,因此也叫鱼雷。其种类 很多,常见的如图4-8所示。¡ 通用式喷嘴是最普遍的形式,如图4-9(a)所示。¡ 延伸式喷嘴是通用式喷嘴的改进型,如图4-9(b)。¡ 弹簧针阀式喷嘴是一种自锁式喷嘴,如图4-9(c)所示。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 2.合模装置¡ 合模装置的作用主要有以下三个方面:¡ 实现模具的可靠开合动作和必要的行程;¡ 在注射和保压时,提供足够的锁模力;¡ 开模时,提供顶出制件的顶出力及相应的行程。¡ 合模装置主要由定模固定板、动模固定板、移动模板、液压 缸、模具调整机构、顶出机构以及安全保护机构等组成。常 见的合模装置有两大类。液压式如图4-10所示;液压一曲 肘式如图4-11所示。图4-11(a)所示为开模状态;图4-11 (b)所示为合模状态。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 3.液压传动与电器控制系统¡ 这是为了实现注射机在塑化、注射、固化成型各工艺过程的 预定要求和动作程序准确而又有效地进行而设置的动力和控 制系统,主要包括电动机、油泵、管道、各类阀件和其他液 压元件以及电器控制箱等。¡ 目前,常用的注射机一般是用油泵作为压力来源,通过电器 控制系统将高(低)压油经压力分配装置送往锁模系统,使模 具开启和闭合,或送往注射系统使螺杆(或柱塞)前进或后退。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 4.2.5 基本参数¡ 注射机的基本参数是其设计、制造、选择与使用的基本依据。 描述注射机性能的基本参数有公称注射量、注射压力、注射 速度、塑化能力、锁模力、合模装置基本尺寸等。¡ 1.公称注射量¡ 公称注射量是指机器对空注射条件下.注射螺杆做一次注射行 程时,注射装置所能给出的最大注出量,它是注射机的主要 参数之一,单位为g或cm3。注射量标志厂注射机的注射能 力,反映厂机器能生产制件的最大质量或体积。¡ 注射量有两种表示法,一种是以加工PS原料为标准(密度为 1.05g/cm3,用注射出熔体的质量(g)表示。加工其他物 料时,应进行密度换算;另一种方法是采用注射容量表示, 即用一次注出熔体的容积(cm3 )表示。 上一页 下一页 返回 4.2 注射成型机¡ 2.注射压力¡ 注射压力是指注射过程中螺杆头部的最大压强。注射压力的 作用是克服注射过程中熔体流经喷嘴、流道和模腔的阻力, 同时对注入模腔的熔体产生一定的压力,以完成熔体的补充, 使制件密实。¡ 3.注射速度、注射速率和注射时间¡ 注射速度是指注射螺杆或注射柱塞注射时的移动速度;注射 速率是指注射过程中单位时间内从喷嘴注出熔体的容积;注 射时间是指完成一次公称注射行程所用的时间。注射速度一 般依成型条件、模具结构、塑料性能、制件形状、壁厚等确 定。通常注射速度为0.8~1.2m/s,注射时间为4~10s¡ 必须指出,注射速度、注射速率、注射时间及公称注射量四 者之间有简单的函数关系,其中只有两个参数是独立的。
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