4.4 工艺参数校核

在模具设计过程中应该对注射机的注射量、注射压力和锁模力等工艺参数进行校核。

1.注射量校核

（1）注射量以容积表示：

最大注射容积 V_max=αV

可得最大注射质量 G_max=ρV_max=αρV （4-30）

（2）注射量以质量表示：

最大注射容积

可得最大注射质量

式（4-30）和式（4-31）中

V_max——模具型腔和浇道的最大容积（cm³）；

G_max——模具中注塑件和浇注系统凝料的最大质量（g）；

V——注射机型号规格的容积注射量（cm³），等于螺杆头面积乘上注射行程；

G——注射机型号规格的质量注射量（g），等于对空注射PS熔料的最大质量；

ρ——注射塑料的固态密度（g/cm³）；

ρ_PS——聚苯乙烯PS的固态密度（1.05g/cm³）；

α——注射系数，取0.75～0.85，无定形塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75。

注射系数α反映液态塑料的密度比固态塑料的低。一些结晶型塑料大致低15%；无定形塑料大约低7%左右。PS熔体密度是0.97g/cm³，加压后熔体密度是1.02 g/cm³。即液态塑料的比容比固态的大。还需考虑到注射中，料筒壁与螺杆间间隙处的回流。低黏度物料回流略大些，并且还有保压补缩的需要。

倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就过长。所以V_min=0.25V，G_min=0.25G。故每次注射的实际容积注射量V′或质量G′应满足

V_min<V′<V_max

或G_min<G′<G_max （4-32）

2.锁模力校核

高压塑料熔体刚充满模具型腔时会产生沿开模方向的胀模力。该胀模力前大小等于注塑件和浇注系统在分型面上的投影面积A乘以分型面上模腔的平均计算压力q。模具锁模力必须大于胀模力，才能防止分型面上产生溢边，保证塑件在深度方向的尺寸精度（见图4-54）。因此

F≥KAq （4-33）

式中 F——注射机的额定锁模力（kN）；

A——注塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm²）；

q——分型面上模腔的计算压力（N/cm²）；

K——安全系数，通常取1.1～1.2。

模腔计算压力q，应由本章4.1.4节型腔压力计算方法进行测算。如图4-54所示，模腔最大压力q_max为主流道末端压力p_A。最低压力q_min为型腔末端压力p_c。模腔计算压力q常取此两者的平均值。在数据不足时可用经验推测，常取注射压力p₀的一半，q=0.5p₀，大致范围为（200～400）×10⁵ Pa。黏度较高的塑料熔体、精度较高的塑料制品应取最大值。

图4-54 胀模力与锁模力

3.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p_max，应该大于注射机成型所需调用的注射压力p₀，即

式中 K′——安全系数，常数为1.25～1.4。

所需注射压力p₀由本章4.1.4节型腔压力分析所述，由所需型腔压力Δp_c、浇注系统压力降Δp_r和注射装置中的压力降Δp_c组成，需分别计算和推测。生产中，p₀大致在（700～1000）×10⁵ Pa范围。

4.安装参数校核

（1）模具厚度校核　模具厚度H_m，也称模具闭合高度，必须满足

H_min≤H_m≤H_max （4-35）

式中 H_min——注射机合模部件允许的最小模厚，即注射机动模板与定模板间的最小开距（mm）；

H_max——注射机允许的最大模厚（mm）。

（2）开模行程校核 开模行程校核与注射机合模装置结构类型有关。

1）液压-机械合模装置。注射机合模装置的工作行程是曲肘机构的行程，其行程H一定，且较小。液压-机械合模装置有调节注射机动模板与定模板间距的装置，以适应模具闭合高度H_m的变化。因此，曲肘机构的行程与模具闭合高度无关。

单分型面注射模见图4-55，应满足

H≥H₁+H₂+（5～10）mm （4-36）

式中 H——注射机动模板的开模行程（mm）；

H₁——注塑件顶出距离，即脱模行程（mm）；

H₂——包括浇注系统凝料在内的注塑件高度（mm）。

双分型面注射模见图4-56所示，应满足

H≥H₁+H₂+a+（5～10）mm （4-37）

式中 a——定模板和型腔板之间的分离距离，mm；此距离a应足以取出浇注系统的凝料。

图4-55 单分型面模具的开模行程校核

图4-56 双分型面模具的开模行程校核

由于模具厚度H_m已满足式（4-35）要求，固定不变的曲肘行程H在行程校核中与模具厚度无关。

2）液压合模装置。全液压式的合模装置，模具行程可以在一定范围内调节。合模装置的行程H，等于动、定模之间的最大开距L减去模厚H_m。若模具厚度增加，则开模行程减小。如图4-57所示，开模行程与模具厚度有关。

单分型面注射模

H=L-H_m≥H₁+H₂+（5～10）mm （4-38a）

即L>H_m+H₁+H₂+（5～10）mm （4-38b）

双分型面注射模

H=L-H_m≥H₁+H₂+a+（5～10）mm （4-39a）

即L>H_m+H₁+H₂+a+（5～10）mm （4-39b）

（3）具有机动侧抽机构的模具 机动侧抽机构依靠开模行程，由斜导柱等零件完成侧向分型或抽芯的抽拔距，如图4-58所示，故必须校核开模行程H是否满足完成抽拔距S_c所对应的开模行程H_c。

图4-57 液压合模装置的行程校核

图4-58 机动侧抽机构的开模行程校核

1）当H_c>H₁+H₂时，则以上几个校核公式中的H₁和H₂两项用H_c代替，其他各项不变。

2）当H_c≤H₁+H₂时，仍用以上校核公式。

若依靠开模行程完成脱卸塑件上的螺纹，则要保证开模行程中具有驱动螺纹型芯或型环旋出所需的行程。

（4）顶出装置校核 各种型号注射机的顶出装置、顶出形式和最大顶出行程各不相同，模具的脱模机构应与之相适应。脱模行程应小于注射机的顶出行程。

（5）安装尺寸校核 除前述安装定位圈和喷嘴匹配外，还需校核：

1）设计模具的长、宽方向尺寸要与注射机模板尺寸和拉杆间距相适应。模具应能穿过拉杆间空间安装到注射机的模板上。

2）注射机的动、定模板上有许多一定间距的螺孔，用来固装模具的动模和定模。设计模具时，动、定模的安装和固定必须与这些螺孔位置与孔径相适应。一般有两种装夹方法：一种是用螺栓穿过这些孔，再用压板压紧模板，这种方法对孔距要求灵活；另一种是直接用螺钉紧固，模板上所钻孔的尺寸和位置，必须与注射机模板上螺纹孔相吻合。这对较重的大型模具，紧固可靠又安全。