注射模具是塑料在注射成型过程中得到制品的重要设备,本培训教材着重介绍热塑性塑料注射成型模具的结构、类型.

一.注射模具的基本结构
 注射模具具有生产效率高、劳动强度小、使用寿命长,并可成型复杂形状的塑料制品等优点.注射模具的结构是由注射机的形式和制品的复杂程度等因素决定的.尽管注射模具有各种结构形式,但均可分为动模和定模两大部分.

注射时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统,开模时动模与定模分离,取出制品.定模安装在注射机的固定模板上,是直接与喷嘴口或浇口套接触,

动模则安装在注射机的移动模板上,并随模板移动,达到与定模部分分开或合拢,一般抽芯和顶出机构在这个部分内.(图1-1为典型的注射模具,它通常由以下几部分组成.

1.模具型腔
模具型腔是模具中直接成型塑料制品的部分,它通常由凸模(成形制品内部形式、凹模(成型制品外部形状)、型芯或成型杆、镶块等组成.模具的型腔由动模和定模有关部分联合构成(如图1-1,型腔由13、14组成).为保证塑料制品表面光洁美观和容易脱模,凡与塑料接触的型腔表面,其粗糙度一般应很小,最好小于Ra0.2.

2.浇注系统
浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具型腔的流道部分,由主流道、分流道、浇口、冷料穴所组成

2.1主流道:
主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道.主流道顶部呈凹 球面,以便与喷嘴衔接,进口直径稍大于喷嘴直径,一般为4~8mm,以避免溢料,并沿进料方向逐渐增大,放大角度一般为3°~5°,便于流道赘物的脱模.

2.2分流道:
分流道是多模腔中连接主流道和各浇口的通道.为使熔料以等速度充满各型腔,分流道在模具上应呈对称、等距离的排列分布. 

分流道截面的形状和尺寸对熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响.常见的分流道是梯形或半圆形截面,并开设在带有脱模杆的一半模具上.在满足注射工艺和加工制造要求的前提下,应尽量减小流道的截面积和长度,以减少分流道赘物.对称、等距离的排列分布. 

分流道截面的形状和尺寸对熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响.常见的分流道是梯形或半圆形截面,并开设在带有脱模杆的一半模具上.在满足注射工艺和加工制造要求的前提下,应尽量减小流道的截面积和长度,以减少分流道赘物.

2.3浇口:
浇口是接通分流道(或主流道)与型腔的通道.常见的浇口有:直接浇口、侧浇口、盘形浇口、环形浇口、轮辐浇口、扇形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等.浇口的作用是控制料流,使从流道注入的熔料充满模腔后不倒流,便于制品与流道分离.根据以上作用,浇口截面积宜小不宜大,宜短不易长.浇口位置一般选定在制品最厚而又不影响外观的地方.  

2.4 冷料穴:
冷料穴是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口的堵塞,并避免因冷料进入型腔而形成制品中的内应力.冷料穴的直径一般为8~10mm,深6mm.为了便于脱出主流道赘物,冷料穴底部常用具有曲折钩形或下陷沟槽头的脱模杆承托.

3.导向部分
模具的定模、动模部分分别安装在注射机的固定模板上和移动模板上.在注射成型过程中,处于往复闭合和开启状态.为确保动模和定模合模时准确对中而设导向零件,通常有导向柱、导向孔或在动模定模上分别设置互相吻合的内外锥面.有的注射模具的顶出装置为避免在顶出过程中顶出板歪斜,也设有导向零件,使顶出板保持水平运动.

4.分型抽芯机构
带有外侧凹或侧孔的制品,在被顶出以前,必须先侧向分型,拔出侧向凸模或抽出侧型芯,然后方能顺利脱出.

5.顶出装置
又称脱模装置.制品在模具内冷却定型后,为了取出制品,模具上一般设置顶出装置.有的在开模过程中将制品从模具中顶出;有的在开模后顶出制品.这与所用的注射机和模具上设置的顶出装置类型有关.

6.冷却加热系统
为了满足注射注射工艺对模具温度的要求,模具设有冷却或加热系统.冷却系统一般在模具内开设冷却水道,加热则在模具内部或周围安装加热组件,如电热棒、电热板、电热圈等.

7.排气系统
为了在注射过程中将型腔内原有的空气排出,常在分型面处开设排气槽.但是小型制品排气量不大,可直接利用分型面排气,许多模具的顶状或型芯与模具的配合间隙均可起排气作用,故不必另外开设排气槽.

8.模具安装部件
模具安装部件有两个作用,一是可靠地把模具安装在注射机的模板上;二是利用安装部件调节模具厚度,使模具厚度符合所用注射机要求.

二..注射模具的分类
注射模具的形式很多,分类方法也很多.按其在注射机上的安装方式可分为移动式(仅用于立式注射机)和固定式注射模具;按所用注射机类型可分为卧式或立式注射机用注射模具和角式注射机用注射模具;按模具的成模腔数目可分为单模腔和多模腔注射模具;按成型制品尺寸大小可分为大、中、小型注射模具.按注射模具的总体结构特征分为以下几种.

1.单分型面注射模具
单分型面注射模具也叫两(双)板式注射模具,它是注射模具中最简单、最常用的一种标准结构形式的注射模具,构成型腔的一部分在动模上,另一部分在定模上.

卧式或立式注射机用的单分型面注射模具,主流道设在定模一侧,分流道设在分型面上,开模后制品连同流道凝料一起留在动模一侧.动模上设有顶出装置,用以顶出制品和流道凝料.这种模具结构简单、工作可靠,尤其是大型的盒类、壳类制品常被采用.

2.双分型面注射模具
双分型面注射模具是指浇注系统和制品由不同的分型面取出者,也叫三板注射模具,与单分型面模具相比,增加了一块可移动的中间板(又名浇口板).

该模具由固定不动的流道板,可活动并开有流道或型腔的中间板和设有顶出装置、芯型等部件的动模板组成.启模时,中间板与固定模板和移动模板分离,制品与浇注系统冷料分别从中间板两侧取出.因此,这种注射模具有两个平行的分型面. 

3.带有活动镶件的注射模具 
由于制品的特殊要求,模具上设有活动的螺纹型芯或侧向型芯以及哈夫滑块,.启模时,这些部分不能简单地沿着启模方向与制品分离,在脱模时必须连同制品一起移出模外,然后通过手工或简单工具使它与制品分离. 模具的这种活动镶件装入模时,应可靠地定位,以免造成制品报废或模具损坏的事故.

4.横向分型抽芯注射模具
当制品有侧孔或侧凹时,在自动操作的模具里设有斜导柱或斜滑块等横向抽芯机构.在启模时,利用开模力带动侧型芯作横向移动,使其与制品脱离.也有在模具上设置油缸或气缸来带动侧型芯作横向分型抽芯.

5.自动卸螺纹注射模具
对带有内螺纹或外螺纹的制品要求自动脱模时,在模具上设有可转动的螺纹型芯或型环.利用注射机的旋转运动或往复运动,或者装置专门的原动机(如电动机、液压马达等和传动装置,带动螺纹型芯或型环\转动,使制品脱出.

6.定模一侧设顶出装置
一般注射模具启模后,制品均留在动模一侧,故顶出装置也设在动模一侧.但有时由于制品的特殊要求或形状的限制,将制品留在定模上(或有可能留在定模上),则在定模一侧设置顶出装置.

7.无流道注射模具
无流道注射模具包括热流道或绝热流道注射模具,它们采用对流道进行加热或绝热(流道中冷凝的塑料外层.对流道中心的熔融塑料起绝热作用)的办法来保持从喷嘴到浇口之间的塑料呈熔融状态.

三.制品在模内的位置 
在每次注射后,只需取出制品而没有浇注系统废料,这就大大提高了劳动生产率和减少废料的回收,同时也保证了压力在流道中的传递.这样的模具容易达到全在保证顺利脱模的情况下,分型面应尽可能简单;尽可能使制品留在动模一方;

1.有利于提高制品形位尺寸精度;有利于排气,不影响制品外观. 

2.有利于简化模具结构和浇注系统的布局; 

3.有利于模具主要零部件的受力; 

4.有利于制品顶出位置和顶出系统的设置;

5.保证模具厚度在所使用注射机要求的范围内。