注塑模具注射裝置

注射裝置是使樹脂材料受熱融化后射入模具內的裝置。如圖所示從料頭把樹

脂擠入料筒中，通過螺桿的轉動將熔體輸送至機筒的前端。在那個過程中，在加熱器的作用下加熱使機筒內的樹脂材料受熱，在螺桿的剪切應力作用下使樹脂成為熔融狀態(tài)，將相當于成型品及主流道，分流道的熔融樹脂滯留于機筒的前端（稱之為計量），螺桿的不斷向前將材料射入模腔。 當熔融樹脂在模具內流動時，須控制螺桿的移動速度（射出速度），并在樹脂充滿模腔后用壓力（保壓力）進行控制。當螺桿位置，注射壓力達到一定值時我們可以將速度控制切換成壓力控制。

注塑模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射成型機的固定模板上。在注射成型時動模與定模閉合構成澆注系統和型腔，開模時動模和定模分離以便取出塑料制品。

模具的結構雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結構以及注射機的類型等不同而可能千變萬化，但是基本結構是一致的。模具主要由澆注系統、調溫系統、成型零件和結構零件組成。其中澆注系統和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。

澆注系統是指塑料從射嘴進入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構成制品形狀的各種零件，包括動模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等。典型塑模結構如圖示。

新視覺塑料模具(9張)

澆注系統又稱流道系統，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。它直接關系到塑料制品的成型質量和生產效率。

它是模具中連接注塑機射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道頂部呈凹形以便與噴嘴銜接。主流道進口直徑應略大于噴嘴直徑(O.8mm)以避免溢料，并防止兩者因銜接不準而發(fā)生的堵截。進口直徑根據制品大小而定，一般為4-8mm。主流道直徑應向內擴大呈3°到5°的角度，以便流道贅物的脫模。

它是設在主流道末端的一個空穴，用以捕集射嘴端部兩次注射之間所產生的冷料，從而防止分流道或澆口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，則所制制品中就容易產生內應力。冷料穴的直徑約8一lOmm，深度為6mm。為了便于脫模，其底部常由脫模桿承擔。脫模桿的頂部宜設計成曲折鉤形或設下陷溝槽，以便脫模時能順利拉出主流道贅物。

它是多槽模中連接主流道和各個型腔的通道。為使熔料以等速度充滿各型腔，分流道在塑模上的排列應成對稱和等距離分布。分流道截面的形狀和尺寸對塑料熔體的流動、制品脫模和模具制造的難易都有影響。如果按相等料量的流動來說，則以圓形截面的流道阻力最小。但因圓柱形流道的比表面小，對分流道贅物的冷卻不利，而且這種分流道必須開設在兩半模上，既費工又易對準。因此，經常采用的是梯形或半圓形截面的分流道，且開設在帶有脫模桿的一半模具上。流道表面必須拋光以減少流動阻力提供較快的充模速度。流道的尺寸決定于塑料品種，制品的尺寸和厚度。對大多數熱塑性塑料來說，分流道截面寬度均不超過8m，特大的可達10一12m，特小的2-3m。在滿足需要的前提下應盡量減小截面積，以免增加分流道贅物和延長冷卻時間。

它是接通主流道(或分流道)與型腔的通道。通道的截面積可以與主流道(或分流道)相等，但通常都是縮小的。所以它是整個流道系統中截面積最小的部分。澆口的形狀和尺寸對制品質量影響很大。

澆口的作用是：

A、控制料流速度：

B、在注射中可因存于這部分的熔料早凝而防止倒流：

C、使通過的熔料受到較強的剪切而升高溫度，從而降低表觀粘度以提高流動性：

D、便于制品與流道系統分離。澆口形狀、尺寸和位置的設計取決于塑料的性質、制品的大小和結構。一般澆口的截面形狀為矩形或圓形，截面積宜小而長度宜短，這 不僅基于上述作用，還因為小澆口變大較容易，而大澆口縮小則很困難。澆口位置一般應選在制品最厚而又不影響外觀的地方。澆口尺寸的設計應考慮到塑料熔體的性質。型腔它是模具中成型塑料制品的空間。用作構成型腔的組件統稱為成型零件。各個成型零件常有專用名稱。構成制品外形的成型零件稱為凹模(又稱陰模)，構成制品內部形狀

(如孔、槽等)的稱為型芯或凸模(又稱陽模)。設計成型零件時首先要根據塑料的性能、制品的幾何形狀、尺寸公差和使用要求來確定型腔的總體結構。其次是根據確定的結構選擇分型面、澆口和排氣孔的位置以及脫模方式。最后則按控制品尺寸進行各零件的設計及確定各零件之間的組合方式。塑料熔體進入型腔時具有很高的壓力，故成型零件要進行合理地選材及強度和剛度的校核。為保證塑料制品表面的光潔美觀和容易脫模，凡與塑料接觸的表面，其粗糙度Ra>0.32um，而且要耐腐蝕。成型零件一般都通過熱處理來提高硬度，并選用耐腐蝕的鋼材制造。

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(jié)。對于熱塑性塑料用注塑模，主要是設計冷卻系統使模具冷卻。模具冷卻的常用辦法是在模具內開設冷卻水通道，利用循環(huán)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熱水或蒸汽外，還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。

成型部件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內表面，凹模形成制品的外表面形狀。合模后型芯和型腔便構成了模具的型腔。按工藝和制造要求，有時型芯和凹模由若干拼塊組合而成，有時做成整體，僅在易損壞、難加工的部位采用鑲件。

它是在模具中開設的一種槽形出氣口，用以排出原有的及熔料帶入的氣體。熔料注入型腔時，原存于型腔內的空氣以及由熔體帶入的氣體必須在料流的盡頭通過排氣口向模外排出，否則將會使制品帶有氣孔、接不良、充模不滿，甚至積存空氣因受壓縮產生高溫而將制品燒傷。一般情況下，排氣孔既可設在型腔內熔料流動的盡頭，也可設在塑模的分型面上。后者是在凹模一側開設深0.03-0.2mm，寬1.5-6mm的淺槽。注射中，排氣孔不會有很多熔料滲出，因為熔料會在該處冷卻固化將通道堵死。排氣口的開設位置切勿對著操作人員，以防熔料意外噴出傷人。此外，亦可利用頂出桿與頂出孔的配合間隙，頂塊和脫模板與型芯的配合間隙等來排氣。

它是指構成模具結構的各種零件，包括：導向、脫模、抽芯以及分型的各種零件。如前后夾板、前后扣模板、承壓板、承壓柱、導向柱、脫模板、脫模桿及回程桿等。

1.導向部件

為了確保動模和定模在合模時能準確對中，在模具中必須設置導向部件。在注塑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。

2.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道內的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夾持推桿。在推桿中一般還固定有復位桿，復位桿在動、定模合模時使推板復位。

3.側抽芯機構

有些帶有側凹或側孔地塑料制品，在被推出以前必須先進行側向分型，抽出側向型芯后方能順利脫模，此時需要在模具中設置側抽芯機構。

為了減少繁重的模具設計和制造工作量，注塑模大多采用了標準模架。

青島海爾模具，富士康模具有限公司，臺州市黃巖新視覺模具公司等等

注塑模具依成型特性區(qū)分為熱固性塑膠模具、熱塑性塑膠模具兩種；依成型工藝區(qū)分為傳塑模、吹塑模、鑄塑模、熱成型模、熱壓模（壓塑模）、注射模等，其中熱壓模以溢料方式又可分為溢式、半溢式、不溢式三種，注射模以澆注系統又可分為冷流道模、熱流道模兩種；以按裝卸方式可分為移動式、固定式兩種。

注塑模具是一種生產塑膠制品的工具；也是賦予塑膠制品完整結構和精確尺寸的工具。

汽車模具

1、加工企業(yè)首先應給每副模具配備履歷卡，詳細記載、統計其使用、護理(潤滑、清洗、防銹)及損壞情況，據此可發(fā)現哪些部件、組件已損壞，磨損程度大小，以提供發(fā)現和解決問題的信息資料，以及該模具的成型工藝參數、產品所用材料，以縮短模具的試車時間，提高生產效率。

2、加工企業(yè)應在注塑機、模具正常運轉情況下，測試模具各種性能，并將最后成型的塑件尺寸測量出來，通過這些信息可確定模具的現有狀態(tài)，找出型腔、型芯、冷卻系統以及分型面等的損壞所在，根據塑件提供的信息，即可判斷模具的損壞狀態(tài)以及維修措施。

3、要對模具幾個重要零部件進行重點跟蹤檢測：頂出、導向部件的作用是確保模具開合運動及塑件頂出，若其中任何部位因損傷而卡住，將導致停產，故應經常保持模具頂針、導柱的潤滑(要選用最適合的潤滑劑)，并定期檢查頂針、導柱等是否發(fā)生變形及表面損傷，一經發(fā)現，要及時更換；完成一個生產周期之后，要對模具工作表面、運動、導向部件涂覆專業(yè)的防銹油，尤應重視對帶有齒輪、齒條模具軸承部位和彈簧模具的彈力強度的保護，以確保其始終處于最佳工作狀態(tài)；隨著生產時間持續(xù)，冷卻道易沉積水垢、銹蝕、淤泥及水藻等，使冷卻流道截面變小，冷卻通道變窄，大大降低冷卻液與模具之間的熱交換率，增加企業(yè)生產成本，因此對流道的清理應引起重視；對于熱流道模具而言，加熱及控制系統的保養(yǎng)有利于防止生產故障的發(fā)生，故而尤為重要。因此，每個生產周期結束后都應對模具上的帶式加熱器、棒式加熱器、加熱探針以及熱電偶等用歐姆表進行測量，如有損壞，要及時更換，并與模具履歷表進行比較，做好記錄，以便適時發(fā)現問題，采取應對措施。

4、要重視模具的表面保養(yǎng)，它直接影響產品的表面質量，重點是防止銹蝕，因此，選用一種適合、優(yōu)質、專業(yè)的防銹油就尤為重要。當模具完成生產任務后，應根據不同注塑采取不同方法仔細清除殘余注塑，可用銅棒、銅絲及專業(yè)模具清洗劑清除模具內殘余注塑及其他沉積物，然后風干。禁用鐵絲、鋼條等堅硬物件清理，以免劃傷表面。若有腐蝕性注塑引起的銹點，要使用研磨機研磨拋光，并噴上專業(yè)的防銹油，然后將模具置于干燥、陰涼、無粉塵處儲存。

所謂模具（Mold）是指，樹脂材料射入金屬模型后得到具有一定形狀的制品的裝置。雖然在圖中沒有標明，事實上為了控制模具的溫度，在模具上還有使冷媒（溫水或油）通過的冷卻孔，加熱器等裝置。

已成為熔體的材料進入主流道，經分流道，澆口射入模腔內。經過冷卻階段后打開模具，成型機上的頂出裝置會把頂出桿頂出，將制品推出。

4. 成形品成形品是由使熔融樹脂流入的主流道，引導熔融樹脂進入模腔的分流道及制品所構成的。如果一次成型只可得到一個產品，生產效率不高。若我們利用分流道將多個模腔連結在一起的話，則可以同時成型出數個產品。 此時，若分流道到各模腔的長度不相等的話，樹脂就不能在同一時間內射入模腔，導致各制品的尺寸，外觀，物性發(fā)生差異。因此，我們通常將分流道的長度設計為相等的。

5. 回料的使用成形品中的主流道和分流道并不是產品，有時會被丟棄或粉碎后作為成型材料再度使用。我們將它稱之為回料。 回料一般不作為成型材料被單獨使用， 通常是與新料混配后使用。這是因為經過一次成型后，樹脂的機械性能，流動性，顏色等各種特性都會發(fā)生變化。新料與回料的混合比例一般控制在30%以下，如果回料的使用比例過高，有可能使材料的固有特性下降，即使回料的使用量控制在30%以下，我們也必須根據所求制品的品質要求，強度，成型模具構造，成型品的形狀等，來決定回料的正確使用量。特別是填充等級的材料，尤其要注意這一點。

注塑模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產品對模具的要求也越來越高，傳統的模具設計方法已無法適應當今的要求. 與傳統的模具設計相比，計算機輔助工程（CAE）技術無論是在提高生產率、保證產品質量方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的優(yōu)越性。

注塑模具在加工中，各種數控加工均有用到，應用最多的是數控銑及加工中心，數控線切割加工與數控電火花加工在模具數控加工中的應用也非常普遍，線切割主要應用在各種直壁的模具加工，如沖壓加工中的凹凸模，注塑模中的鑲塊、滑塊，電火花加 工用的電極等。對于硬度很高的模具零件，采用機加工辦法無法加工，大多采用電火花加工，另外對于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用電火花加工。而數控車床主要用于加工模具桿類標準件，以及回轉體的模具型腔或型芯，如瓶體、盆類的注塑模具，軸類、盤類零件的鍛模。在模具加工中，數控鉆床的應用也可以起到提高加工精度和縮短加工周期的作用。模具應用廣泛，現代制造業(yè)中的產品構件成形加工，幾乎都需要使用模具來完成。所以，模具產業(yè)是國家高新技術產業(yè)的重要組成部分，是重要的、寶貴的技術資源。優(yōu)化模具系統結構設計和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標準化水平，提高模具制造精度與質量，降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期；研究、應用針對各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應市場多樣化和新產品試制，應用快速原型制造技術和快速制模技術，以快速制造成型沖模、塑料注射?；驂鸿T模等，應當是未來5~20年的模具生產技術的發(fā)展趨勢.

注塑模具內的溫度各點不均勻，也和注射周期中的時間點有關。模溫機的作用就是保持溫度恒定在2min和2max之間，也就是說防止溫度差在生產過程或間隙上下波動。以下的幾種控制方法適用于控制模具的溫度:控制流體溫度是最常用的方法，且控制精度可以滿足大多數情況要求。使用這種控制方法，顯示在控制器的溫度和模具溫度并不一致；模具的溫度波動相當大，因為影響模具的熱因素沒有直接測量和補償這些因素包括注射周期的改變，注射速度，熔化溫度和室溫。其次就是模具溫度的直接控制。該方法是在模具內部裝溫度傳感器，這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下才會采用。模具溫度控制的主要特點包括：控制器設定的溫度與模具溫度一致；影響模具的熱因素可以直接測量和補償。通常情況下，模具溫度的穩(wěn)定性比通過控制流體溫度更好。此外，模具溫度控制在生產過程控制中的重復性較好。第三是聯合控制。聯合控制是上述方法的綜合，它能同時控制流體和模具的溫度。在聯合控制中，溫度傳感器在模具中的位置極其重要，放置溫度傳感器時，必須考慮形狀、結構及冷卻通道的位置。另外，溫度傳感器應被放置在對注塑件質量起決定性作用的地方。連接一個或多個模溫機到注塑機控制器上有很多途徑。從操作性、可靠性和抗干擾考慮最好使用數字接口。

注塑模具的熱平衡控制注塑機和模具的熱傳導是生產注塑件的關鍵。模具內部，由塑料（如熱塑性塑料）帶來的熱量通過熱輻射傳遞給材料和模具的鋼材，通過對流傳遞給導熱流體。另外，熱量通過熱輻射被傳遞到大氣和模架。被導熱流體吸收的熱量由模溫機來帶走。模具的熱平衡可以被描述為：P=Pm-Ps。式中P為模溫機帶走的熱量；Pm為塑料引入的熱量；Ps為模具散發(fā)到大氣的熱量。 控制模具溫度的目的和模具溫度對注塑件的影響注塑工藝中，控制模具溫度的主要目的一是將模具加熱到工作溫度，二是保持模具溫度恒定在工作溫度。以上兩點做的成功的話，可以把循環(huán)時間最優(yōu)化，進而保證注塑件穩(wěn)定的高質量。模具溫度會影響表面質量，流動性，收縮率，注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度過高或不足對不同的材料會帶來不同的影響。對熱塑性塑料而言，模具溫度高一點通常會改善表面質量和流動性，但會延長冷卻時間和注塑周期。模具溫度低一點會降低在模具內的收縮，但會增加脫模后注塑件的收縮率。而對熱固性塑料來說，高一點的模具溫度通常會減少循環(huán)時間，且時間由零件冷卻所需時間決定。此外，在塑膠的加工中，高一點的模具溫度還會減少塑化時間，減少循環(huán)次數。

一些常見的模具。(15張)

1、注塑模具的熱平衡控制注塑機和模具的熱傳導是生產注塑件的關鍵。模具內部，由塑料(如熱塑性塑料)帶來的熱量通過熱輻射傳遞給材料和模具的鋼材，通過對流傳遞給導熱流體。另外，熱量通過熱輻射被傳遞到大氣和模架。被導熱流體吸收的熱量由模溫機來帶走。模具的熱平衡可以被描述為：P=Pm-Ps。式中P為模溫機帶走的熱量;Pm為塑料引入的熱量;Ps為模具散發(fā)到大氣的熱量。

2、有效控制模具溫度的預備條件溫度控制系統由模具、模溫機、導熱流體三部分組成。為了確保熱量能加給模具或移走，系統各部分必須滿足以下條件：首先是在模具內部，冷卻通道的表面積必須足夠大，流道直徑要匹配泵的能力(泵的壓力)。型腔中的溫度分布對零件變形和內在壓力有很大的影響。合理設置冷卻通道可以降低內在壓力，從而提高了注塑件的質量。它還可以縮短循環(huán)時間，降低產品成本。其次是模溫機必須能夠使導熱流體的溫度恒定在1℃-3℃的范圍內，具體根據注塑件質量要求來定。第三是導熱流體必須具有良好的熱傳導能力，最重要的是，它要能在短時間內導入或導出大量的熱量。從熱力學的角度來看，水明顯比油好。

3、工作原理模溫機由水箱、加熱冷卻系統、動力傳輸系統、液位控制系統以及溫度傳感器、注入口等器件組成。通常情況下，動力傳輸系統中的泵使熱流體從裝有內置加熱器和冷卻器的水箱中到達模具，再從模具回到水箱;溫度傳感器測量熱流體的溫度并把數據傳送到控制部分的控制器;控制器調節(jié)熱流體的溫度，從而間接調節(jié)模具的溫度。如果模溫機在生產中，模具的溫度超過控制器的設定值，控制器就會打開電磁閥接通進水管，直到熱流液的溫度，即模具的溫度回到設定值。如果模具溫度低于設定值，控制器就會打開加熱器。

4、模溫機的種類是根據使用的導熱流體(水或導熱油)來劃分的。用運水式模溫機通常最大出口溫度95℃。用運油式模溫機用于工作溫度≥150℃的場合。通常情況下，帶有開口水箱加熱的模溫機適于用水溫機或油溫機，最大出口溫度為90℃至150℃，這種模溫機的主要特點是設計簡單，價格經濟。在這種機器的基礎上又衍生了一種使用高溫水溫機，其可允許的出口溫度為160℃或更高，由于在溫度高于90℃的時候，水的熱傳導性比同溫度下的油好很多，因此這種機器有著突出的高溫工作能力。除次之外，還有一種強制流動的模溫機，出于安全因素，這種模溫機設計工作溫度為150℃以上，使用導熱油。為了防止模溫機加熱器里的油過熱，該機使用了強制流動泵送系統，且加熱器由一定數量的的管子堆疊組成，管子里有裝有翅片的加熱元件用于導流。

5、控制模具內的溫度各點不均勻，也和注射周期中的時間點有關。在注射以后模腔的溫度升到最高，這時熱的熔體碰到模腔的冷壁，當零件移走后溫度降到最低。模溫機的作用就是保持溫度恒定在θ2min和θ2max之間，也就是說防止溫度差△θw在生產過程或間隙上下波動。以下的幾種控制方法適用于控制模具的溫度:控制流體溫度是最常用的方法，且控制精度可以滿足大多數情況要求。使用這種控制方法，顯示在控制器的溫度和模具溫度并不一致;模具的溫度波動相當大，影響模具的熱因素沒有直接測量和補償這些因素包括注射周期的改變，注射速度，熔化溫度和室溫。其次就是模具溫度的直接控制。該方法是在模具內部裝溫度傳感器，這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下才會采用。模具溫度控制的主要特點包括：控制器設定的溫度與模具溫度一致;影響模具的熱因素可以直接測量和補償。通常情況下，模具溫度的穩(wěn)定性比通過控制流體溫度更好。此外，模具溫度控制在生產過程控制中的重復性較好。第三是聯合控制。聯合控制是上述方法的綜合，它能同時控制流體和模具的溫度。在聯合控制中，溫度傳感器在模具中的位置極其重要，放置溫度傳感器時，必須考慮形狀、結構及冷卻通道的位置。另外，溫度傳感器應被放置在對注塑件質量起決定性作用的地方。連接一個或多個模溫機到注塑機控制器上有很多途徑。從操作性、可靠性和抗干擾考慮最好使用數字接口，如RS485。在控制單元和注塑機之間可以通過軟件傳遞信息。模溫機還可以自動控制。

6、模溫機的配置與使用模溫機的配置應根據加工的材料，模具的重量，要求的預熱時間和生產率kg/h來綜合判定。當使用導熱油時，操作者必須遵守這樣的安全規(guī)定：不要把模溫機放在靠近熱源火爐的地方;接頭使用有錐度的防漏和具有耐溫耐壓的軟管或硬管;定期檢查溫度控制回路模溫機，接頭和模具有無泄露，功能是否正常;定期更換導熱油;應當選用人工合成油，熱穩(wěn)定性好，結焦傾向小。在模溫機的使用上，選擇合適的導熱流體極為關鍵。用水作導熱流體經濟，干凈，使用簡便，一旦溫度控制回路如軟管聯結器泄漏，流出來的水可直接排放到下水道。但用水作導熱流體水也有缺點：水的沸點低;根據水的組成，可能會腐蝕和結垢，引起壓力損失增大和模具和流體之間的熱交換效率下降等等。在使用水作為導熱流體時，應考慮以下預防措施:用防腐蝕劑預先處理溫度控制回路;進水口前使用過濾器;定期用除銹藥劑清洗水溫機和模具。用導熱油時沒有水的缺點。油的沸點高，它們可以用于溫度高于300℃甚至更高的情況，但導熱油的熱量傳遞系數只有水的1/3，因此油溫機在注塑方面沒有水溫機用的廣泛。

所謂雙色注塑成型，是指將兩種不同色澤的塑料注入同一模具的成型方法。它能使塑件出現兩種不同的顏色，并能使塑件呈現有規(guī)則的圖案或無規(guī)則的云紋狀花色，以提高塑件的實用性和美觀性。

(1)雙混色注塑成型

圖1所示為雙混色注塑成型原理。它有兩個料筒，每個料筒的結構和使用均與普通注塑成型料筒相同。每個料筒都有各自的通道與噴嘴相通，在噴嘴通路中還裝有啟閉閥2,4。成型時，熔料在料筒中被塑化好后，由啟閉閥2、4控制熔料進入噴嘴的先后順序和排出料的比例，然后由噴嘴處注射入模腔。便可得到各種混色效果不同的塑料制品。