射出模與射出機關係

射出模與射出機關係

射出模與射出機的結合是製造各種塑膠產品的關鍵。這兩者的關係在塑膠工業中扮演著不可或缺的角色,因為射出機與射出模共同創造出產品的最終形狀和尺寸。當我們設計射出模時,了解其與射出機的基本互動關係尤其重要。

1. 射出模與射出機關係

射出模與射出機的結合是製造各種塑膠產品的關鍵。這兩者的關係在塑膠工業中扮演著不可或缺的角色,因為射出機與射出模共同創造出產品的最終形狀和尺寸。當我們設計射出模時,了解其與射出機的基本互動關係尤其重要。

射出機是這一製程的關鍵工具,它能夠將各種塑膠材料轉變成生活中無處不在的塑膠產品,從常見的塑膠瓶、玩具、餐具,到各種複雜的機械零件等。射出機將固體塑膠材料透過加熱和混合轉變為可塑狀態,然後在高壓下將其射出到模具中。在模具內部,塑膠材料冷卻並固化,最終形成我們所需的特定形狀。

射出模則是塑膠製品的靈魂,它的設計和製作過程必須極其精確,因為它直接決定了最終產品的形狀、大小、紋理,以及可能的特性。一個精心設計的射出模可以使產品細節呈現得淋漓盡致,甚至使產品在功能和美觀上都達到一種精妙的平衡。一般來說,一個射出模由兩部分組成:固定模(母模)和動模(公模)。固定模(母模)是固定在射出機上的部分,而動模(公模)在射出塑膠後能夠打開,使成品能夠順利從模具中取出。射出模的內部形狀即是最終產品的形狀,因此每一個細節的設計都必須經過精心考慮。

因此,設計射出模時必須了解其與射出機的基本關係。在這一點上,一個好的設計師需要對射出機的工作原理和能力有深入的了解。設計者必須確保模具設計可以與特定的射出機完美對接,讓模具的尺寸、結構和材料能夠滿足射出機的操作範圍。不同的射出機可能會有不同的壓力範圍、射出速度、射出時間,甚至射出材料的類型和熔點等,這些都需要在設計模具時考量。因此,設計出一個與射出機高度匹配的模具,是一項需要豐富知識和經驗的工作。所以,在設計射出模時,應從如下幾方面考慮。

2. 射出量的校核

規定最大射出量為一次射出聚苯乙烯(PS)的最大值量或者體積。射出機額定射出量的表示方法有兩種:一是以體積(cm3)表示,一是用質量(g)表示。
模具設計時,必須保證在一個射出成型周期內所需的塑料融體的體積或質量在射出機額定射出量的80%以內,表示為(圖1)。

射出能力是指在一個成型週期中,射出機對給定塑料的最大射出體積或質量。柱塞式射出機的射出能力是以一次射出聚苯乙烯(PS)塑料的最大質量為準的。從保證塑件內在質量上考慮,在注射聚苯乙烯時,塑件的總質量與澆注系統的塑料質量之和一般不超過射出機射出能力的80%。當射出其他塑料時,射出機的最大射出質量應按下式換算(圖2)。

常用塑料的密度表見(圖3)

螺桿式射出機的射出能力是用螺桿在料管內最大的推進體積表示的。因此就是該體積的熔融塑料在料管內的溫度和壓力下的質量,故最大值量為(圖4)所示。

對於熱敏性塑料,還應注意它的最小射出質量,一般不應少於射出機規定射出能力的20%。因為射出量太小,塑料長時間處於高溫下會引起分解,使塑件的表面質量和性能下降。

3. 鎖模力的校核

鎖模力就是成型過程中,為保證公、母模相互緊密閉合而須施加在模具上的力。當熔融塑料充滿型腔時,分型面上會產生很大的力,使模具沿分型面脹開,此力等於塑件和流道系統在分型面上的總投影面積與型腔內塑料單位壓力的乘積。鎖模力必須大於模具在開模方向的投影面積上的總射出壓力。此力只有小於射出機的額定鎖模力才能保證鎖模可靠,防止毛邊跑料的現象。
型腔內塑料的單位壓力按下式(圖5) (圖6)計算。

常用塑料推薦選用的型腔壓力見(圖7),因塑件的形狀和精度不同,常選用的型腔壓力見(圖8)。

由於影響射出壓力與損耗係數的因素較複雜,因此當採用一般塑料生產中小型塑件內塑料的單位壓力可選取20~40Mpa。型腔單位壓力決定後,按下式校核射出機額定鎖模力(圖9)。

4. 最大射出壓力的校核

射出壓力的校核是校核射出機的最大射出壓力能否滿足成型的需要。只有在射出機的額定射出壓力內才能調整出某一塑件所需要的射出壓力,因此射出機的最大射出壓力要大於該塑件所要求的射出壓力。即(圖10)所示。

成型所需的射出壓力很難確定,因為它與塑料的種類、塑件的形狀和尺寸、射出條件、射出機的噴嘴和模具的流道系統等有關。一般成型壓力的射出壓力常在70~150Mpa範圍內選取。

5. 射出機安裝模具部分尺寸的校核

為了使射出模具能順利地安裝在射出機上並生產出合格的塑件,在設計模具時必須校核射出機與模具安裝有關的尺寸,一般情況下設計模具時應校核的部分包括射嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上的安裝螺孔尺寸等。

(5-1) 射嘴尺寸

射出機射嘴前端孔徑d和球面半徑r與模具豎澆道襯套(灌嘴)的小端直徑D和球面半徑R一般應滿足下列關係(圖11),另外可參考下列的影片說明。

● 射出機生產漏膠原因及對策|射出機監控警報如何設定防止漏膠|澆口套(灌嘴)設計

(5-2) 射出機固定板定位孔與模具定位圈(環)的關係

兩者按H9/f9配合,以保證模具主流道的軸線與射出機射嘴軸線重合,否則將產生溢料並造成豎澆道凝料脫模困難,定位圈的高度h,小型模具為8~10mm。大型模模具為10~15mm。

● 射出機射嘴漏膠與模具定位環的作用和選用

(5-3) 模具輪廓尺寸與射出機裝模空間的關係

射出機的動模(活動側)、定模(固定側)兩部分閉合後,沿閉合方向的長度稱為模具厚度或模具閉合高度。

各種規格的射出機,可安裝模具最大厚度和最小厚度均有限制,所設計的模具厚度必須在模具最大厚度和最小厚度之間,如(圖12)所示,及滿足下列關係。

(5-4) 模具的安裝緊固

模具的定模(母模)部分安裝射出機的定模板(固定側)上,動模(公模)部分安裝在射出機的動模板(活動側)上。模具的安裝固定形式有兩種。如(圖13)所示。其中,(圖13-a)表示用壓板固定,(圖13-b)表示用螺釘直接固定,這時只要模具座板(模具固定板)附近(射出機模板上)有螺孔就能固定,因而有較大的靈活性,當採用螺絲直接固定時,模具座(模具固定板)上孔的位置和尺寸和尺寸應與射出機模板上的安裝螺孔完全吻合,動、定模(公/母模)個用螺絲或壓板2~4個。

● 模具從射出機上掉落案例合集

☆ 其他參考資料及文章

● 維基百科

☆ 案例及資料下載

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