注塑机的选择

注塑机的选择

注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合规范的模具。

注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。

4.1 注射机的技术规范

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：额定注射量、额定注射压、额定锁模力、模具安装尺寸以及开模行程等。

公称注射量有注射容量和注射质量两种表示法。 4.1.1 公称注射量

公称注射容量：是指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所射出的塑料体积，以立方厘米（㎝3）表示。

V公=（π/4）×D2·S

式中：D—螺杆直径（㎝）；

S—螺杆的最大注射行程（㎝）

在注射过程中，随温度和压力的变化，塑料的密度也发生变化，加上成型物料的漏损等因素，故注射机的公称容量一般为：

V公=a·（π/4）×D2·S

式中：a—注射系数，一般为0.7～0.9。 4.1.2 公称注射质量

公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料质量。由于各种塑料的密度及压缩比不同，在使用其他塑料时，实际最大注射量与聚苯乙烯的公称量可进行如下换算：

Gmax=G公

?1f2 ?2f1式中：Gmax—实际用塑料时的最大注射量（g）；

G公—以聚苯乙烯为标准的注射机的公称注射量（g）；

?1—实际用塑料在常温下的密度（g/㎝3）；

?2—ABS在常温下的密度（g/㎝3）（通常为1.05 g/㎝3）； f1—实际用塑料的体积压缩比，由实验测定； f2—ABS的压缩比，2.5—3.0，在此设计中取3。

4.2 注塑过程注射量的计算

4.2.1塑件质量、体积的计算

通过观察分析只该护罩形状不规范，用一般的方法很难计算出其体积和质量。现在可先在pro/e中的工具来计算。具体过程如下：打开零件图—分析—模型—质量属性—选择坐标系—输入密度。

体积 =10.204987（cm3） 曲面面积 = 8.9037986 （cm2） 密度 = 1.05(g/ cm3） 质量 =10.715237（g） 4.2.2 浇注系统凝料的初步计算

按塑件体积的0.6倍计，所以浇注系统的凝料体积为： V=V×0.6=×10.2×0.6=6.12cm3 则：该模具一次注射所需塑料ABS 体积V=10.2×1+6.12=16.32 cm3 质量M=ρ×V=1.05×16.32=17.18g

4.3 注射机型号的选定

一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。1000cm2以下的中、小型注射机，其注射时间常为4s，大型注射机注射时间在12s以内，注射速度一般为5～7m/min，常用低速注射．选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。

根据以上的初步计算选定型号为 SZ-30/250的卧式注射机。其主要技术参数

见下表4.1：

表4.1 SZ-30/250的卧式注射机的主要技术参数

注塑机各项目 螺杆直径 螺杆转速 理论容量 塑化能力 注射速率 额定注射压力 锁模力 拉杆内间距 最大模具厚度 最小模具厚度 开模行程 定位孔直径 喷嘴球半径SR 外形尺寸 重量（约）

单位 mm r/min cm3 g/s g/s MPa KN mm mm mm mm mm mm mm×mm×mm

T

参数 30 30～50 35 50

4.0 5.5 35 50 180 132 250 235 180 120 340 φ63.5H7 SR20 240×745×1350

1.1

4.4 注射机参数的校核

在注射生产中，注射机在每一个成型周期内唑模内注入熔融质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注射机的实际注塑量。 4.4.1由注射机料筒塑化速率校核型腔数量n：

n?KMT/3600?M2M1

上式右边?2（符和要求）

式中K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M——注射机的额定塑化量（g/h或cm3/h） T——成形周期

M2——浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm3） M1——单个制品的质量和体积（g或cm3）

4.4.2、按注射机的最大注射量校核型腔数量n： n?KMn?M2M1

=3.321569

n=3.321569? 2 (符合要求)

式中 K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M——注射机的额定塑化量（g/h或cm3/h） T——成形周期

M2——浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm3）

Mn——注射机允许的最大注射量（g或cm3） 4.4.3 最大注塑量的校核

最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。理论注塑量一般有两种表示：

一种规定以注塑ABS塑料（密度约1g/cm3）的最大克数为标准。而另一种为规定以注塑塑料的最大容积(cm3）为标准 ，其具体情况如下：

M1——单个制品的质量和体积（g或cm3）

Mmax?VD

式中：Mmax—注塑任意种塑料时的最大宽积质量，单位g；

V—理论注塑量，单位cm3； D—所注塑的塑料熔体密度g/ cm3； 经过计算得Mmax?50×1.05=52.5

所设计的注射模，塑料件加浇注系统凝料所用皆塑料量，不应超过最大注塑量，对于正常成批量生产，应满足下面的式子：

Mr?0.8Mmax

式中：Mr—成型塑件所需求的注塑量（塑件加上浇注系统凝料所用注塑量），由定义可知Mr即上节所讲的m，因此

ā=m=30.10

0.8×52.5=48（符合要求） 4.4.4 注塑压力的校核

注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔体流经机筒，喷嘴，模具的浇注系?以后，在型腔中余于的模腔压力P，该王力在型腔中产生丁个使模具沿切型

面胀开的胀模力F2，该力的大小为

F2?PA?P（nAx+Aj）式中：P—熔融塑料在型腔内的压力为20MPa~40MPa，取38 MPa；

2

A—塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和，mm；

Ax—塑件在分型面上的投影面积，mm2；

Aj—塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2；

流道进料（包括浇口）在模具分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模具的统计分析，每个塑件在分型面上的投影面积的0.2~0.5倍，因此,可采用0.35倍的塑件在分型面上的投影面积来计算.

?250×?8708?17416mm通过计算可得Ax=2×48=4800mm2

Aj?0.352400=840mm2 0?174?166m9m5.6A=4800+840=5640mm2

=5640×38=214.32KN耍由于214.32KN<250KN，故上选的注F2?35?23511.6射机的锁模力为250KN。（符合要求） 4.4.5 最大注射压力校核

注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：

﹥Kp0

Pmax很明显，上式成立。（符合要求） 4.4.6 模具与注射机安装部份的校核

喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。

模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：

Hmin﹤H﹤Hmax

式中 Hmin——注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax——注射机允许的最大模厚。

注射机允许厚度

120﹤H﹤180 （符合要求）

4.4.7开模行程校核

开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：

Smax ≥ s = H1 + H2 +a +（5—10）mm

式中 H1——制品所用的脱模距离（mm）； H2——制品高度（mm）；

a ——取出浇注系统凝料必需的长度（mm）； 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。

制品所用的脱模距离 H1 = 15mm 制品高度 H2 =20mm

取出浇注系统凝料必需的长度取a=20mm 余量取 10mm

则有：

Smax ≥ s = 15+20+20+10=65m （符合要求）

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