塑料水杯注塑模具设计(4)

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当保压进行到模腔内熔料失去从浇口回流的可能性时（即浇口封闭），注射液压缸内的保压压力即可卸去（此时合模液压缸内的高压也可撤除），使制件在模内冷却定型。

为了缩短成型周期，在制件冷却的同时螺杆传动装置工作，带动螺杆转动，使料斗内的塑料落入料筒经螺杆向前输送，在料筒加热系统的外加热和螺杆的剪切、混炼作用下，使塑料逐渐依次熔化，由螺杆输送到料筒的前端，并产生一定的压力。这个压力是根据所加工的塑料、调节注射机液压系统的背压阀和克服螺杆后退的运动阻力建立的，统称为预塑背压，其目的是保证塑料的塑化质量。由于螺杆不停地转动，故熔料也不断地向料筒前端输送，螺杆端部产生的压力迫使螺杆连续向后移动，当后移一段距离，料筒端部的熔料足以满足下次注射量时，压下行程开关 7，螺杆停止转动和后移，这就是常说的计量。由于制件冷却和预塑同时进行，故一般情况下，要求螺杆预塑时间要少于制件冷却时间，以免影响成型周期。

5、注射装置后退

注射装置是否后退可根据所加工塑料的工艺而定。有的在预塑化后退回，有的在预塑化前退回，有的注射装置根本不退回。注射装置退回的目的主要是避免喷嘴与冷模长时间接触，维持喷嘴内料温，确保下次顺利注射。另一方面，有时为了便于清料，常使注射装置退回。

6、开模与顶出制件

模具内的制件冷却定型后，合模机构就开启模具。在注射机的顶出系统和模具的推出机构的联合作用下，将制件自动推出，为下次成型做好准备。

2.3.3 注塑机的分类

注塑机的分类方法很多，目前使用较多的是按注塑机外形特征分类，这种分类方法主要是根据注塑机的合模装置和注射装置的相对位置进行分类的。

1、卧式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线水平排列，具有机身低，操作、维修方便，自动化程度高等特点。所以这种形式应用最广，对大、中、小型都适用，是目前注塑机最基本的形式。

2、立式注塑机 合模装置与注射装置的运动轴线呈一线并垂直排列，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。但制品顶出后不易脱落，不

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易实现全自动化操作，且机身高，加料、维修不方便。目前小型注塑机常采用这种形式。

3、角式注塑机 合模装置和注射装置的运动轴线互成垂直排列，其优缺点介于立式和卧式之间，使用也较普遍，大、中、小型注塑机均有。

2.3.4 注塑机的基本参数

注塑机的基本参数是其设计、制造、选择与使用的基本依据。描述注塑机性能的基本参数有：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

公称注射量指机器对空注射条件下，注射螺杆作一次最大注射行程时，注射装置所能给出的最大注出量，是注塑机的主要参数之一，单位为g或cm3。注射量标志了注塑机的注射能力，反映了机器能生产制品的最大重量或体积。

注射量有两种表示法，一种是以加工PS原料为标准（密度1.05g/cm3），用注射出熔融物料的重量(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，即用一次注出熔融物料的容积（cm3）表示。

我国注塑机标准系列规定注射量的规格为16、25、30、40、60、100、125、160、250、350、400、500、630、1000、1600、2000、2500、3000、4000、6000、8000、16000、24000、32000、48000、64000（cm3）。

2、注射压力

注射压力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料流经喷嘴、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，以完成物料补充，使制品密实。注射压力的理论计算公式为：

2P1?(D0/DS)P0

式中，P1为注射压力；D0为注射活塞内径；DS为注射螺杆直径；P0为注射缸中的油压。

上式表明，实际生产可通过调整注射缸的进口压力P0而获得工艺所要求的注射压力p1。目前国产注塑机的注射压力一般在105～150 Mpa。设备选择时，应考虑所需

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的注射压力是否在机器的理论压力范围以内。

3、注射速度、注射速率和注射时间

注射速度指注射螺杆或注射柱塞注射时移动速度；注射速率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、制品形状、壁厚等确定。通常注射速度为0.8～1.2 m/s，注射时间为4～10 s。

4、锁模力

锁模力指合模机构施于模具上的最大夹紧力，单位为kN。锁模力的作用是与注射时模腔熔体的压力相平衡，保证在注射及保压操作时模具不被撑开。选择设备时必须核算设备锁模力是否足够。锁模力的选取相当重要，锁模力不够会使制品产生飞边，不能成型薄壁制品；锁模力过大，又易损坏模具。

6、合模装置的基本参数

合模装置的基本参数决定了模具的安装尺寸，因而也决定了所能加工制件的平面尺寸。合模装置的基本参数包括动、定模固定板尺寸、拉杆间距、动定模固定板间最大开距、模具高度及动模固定板行程与移动速度等。图2-3所示为合模装置的基本参数。

图2-3 合模装置基本参数 a）模具与模板及拉杆间距的尺寸关系 b）模板间的尺寸 1-动模固定板 2-动模 3-塑件 4-定模 5-定模固定板 12

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（1）动、定模固定板尺寸B×H与拉杆间距B0×H0：动、定模固定板的尺寸是指固定板上螺钉孔在长和宽方向的最大中心间距；拉杆间距是指固定板上拉杆孔在长和宽方向的最大中心间距。模具平面尺寸必须限制在固定板尺寸及拉杆间距规定的范围内。

（2）动、定模固定板间最大开距Sk：动、定模固定板间的最大开距指动、定模固定板之间所能达到的最大距离，包括调模行程在内。最大间距是否满足要求，主要看成形制品能否方便地从开模后的模腔中取出以及安放嵌件等辅助操作是否便利等。

（3）模具最大高度Hmax、最小高度Hmin及调模行程：模具最大（小）高度是指合模机构闭合后，达到规定的锁模力时，动、定模固定板之间的最大（小）距离，分别用Hmax与Hmin表示，差值Hmax－Hmin称为调模行程。模具设计时，必须使模具实际高度H满足Hmin

（4）动模固定板行程S：动模固定板行程指动模固定板能移动的最大距离。对液压机械式合模装置，此值是常数，对全液压式合模装置，此值随模具高度不同而不同。动模固定板行程应大于制件高度的2倍，以便取件。

2.3.5 注塑机的型号规格

注塑机型号规格是用来表示注塑机加工能力的，而反映注塑机加工能力的主要参数是公称注射量和锁模力。公称注射量是指注塑机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的对空注射量。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具闭紧力决定的，它反映了注塑机成型制品面积的大小。

一般用注塑机的公称注射量和锁模力同时来表示注塑机的加工能力，并以此作为注塑机的系列规格。国产注塑机的型号表示为：XS-ZY-125/90，型号中：X表示（成）形（机），S表示塑料，Z表示注射，Y表示预塑式，125表示公称注射量为125 cm3，90表示最大锁模力为90×10 kN。

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第三章 水杯注射模设计

3.1注射模具分类及典型结构

3.1.1注射模分类

注射模具的分类方法很多。按其所用注射机的类型可分为卧室注射机用的模具、立式注射机用的模具、角式注射机用的模具；按所成型的塑料制品材料分，可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模。按注射模的整体结构分，可分为单分型面注射模、双分型面注射模、垂直分型面注射模、有侧面分型和抽芯结构的注射模、定模有定距推板结构的注射模、直角注射成型机上用的专用注射模、有活动向镶件的注射模等。按浇注系统的结构分，可分为浇注系统为热流道结构的注射模、浇注系统为绝热流道结构的注射模、浇注系统为温流道结构的注射模。

3.1.2注射模典型结构 1、单分型面注射模

单分型面注射模也称二板式注射模。它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面。单分型面注射模具可以根据需要，既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模，应用十分广泛。

其工作原理为：合模时，在导柱的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板上是凹模与固定在动模板上的凸模组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模板上的浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机合模系统带动动模后退，模具从分型面分开，塑料件包在凸模上随动模一起后退，同时拉料杆将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板，推出机构开始动作，使推杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。

2、双分型面注射模

双分型面注射模具有两个分型面。第一个分型面A-A是定模板与中间板的分型后浇注系统凝料由此脱出，第二个分型面B-B是中间板与推件板之间的分型，分型后塑件由此脱出。与单分型面注射模具比较，双分型面注射模具在定模部分增加了

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