4.4 工藝參數校核

在模具設計過程中應該對注射機的注射量、注射壓力和鎖模力等工藝參數進行校核。

1.注射量校核

（1）注射量以容積表示：

最大注射容積 V_max=αV

可得最大注射質量 G_max=ρV_max=αρV （4-30）

（2）注射量以質量表示：

最大注射容積

可得最大注射質量

式（4-30）和式（4-31）中

V_max——模具型腔和澆道的最大容積（cm³）；

G_max——模具中注塑件和澆注系統凝料的最大質量（g）；

V——注射機型號規格的容積注射量（cm³），等于螺桿頭面積乘上注射行程；

G——注射機型號規格的質量注射量（g），等于對空注射PS熔料的最大質量；

ρ——注射塑料的固態密度（g/cm³）；

ρ_PS——聚苯乙烯PS的固態密度（1.05g/cm³）；

α——注射系數，取0.75～0.85，無定形塑料可取0.85，結晶型塑料可取0.75。

注射系數α反映液態塑料的密度比固態塑料的低。一些結晶型塑料大致低15%；無定形塑料大約低7%左右。PS熔體密度是0.97g/cm³，加壓后熔體密度是1.02 g/cm³。即液態塑料的比容比固態的大。還需考慮到注射中，料筒壁與螺桿間間隙處的回流。低黏度物料回流略大些，并且還有保壓補縮的需要。

倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發揮，塑料在料筒中停留時間就過長。所以V_min=0.25V，G_min=0.25G。故每次注射的實際容積注射量V′或質量G′應滿足

V_min<V′<V_max

或G_min<G′<G_max （4-32）

2.鎖模力校核

高壓塑料熔體剛充滿模具型腔時會產生沿開模方向的脹模力。該脹模力前大小等于注塑件和澆注系統在分型面上的投影面積A乘以分型面上模腔的平均計算壓力q。模具鎖模力必須大于脹模力，才能防止分型面上產生溢邊，保證塑件在深度方向的尺寸精度（見圖4-54）。因此

F≥KAq （4-33）

式中 F——注射機的額定鎖模力（kN）；

A——注塑件與澆注系統在分型面上的總投影面積（cm²）；

q——分型面上模腔的計算壓力（N/cm²）；

K——安全系數，通常取1.1～1.2。

模腔計算壓力q，應由本章4.1.4節型腔壓力計算方法進行測算。如圖4-54所示，模腔最大壓力q_max為主流道末端壓力p_A。最低壓力q_min為型腔末端壓力p_c。模腔計算壓力q常取此兩者的平均值。在數據不足時可用經驗推測，常取注射壓力p₀的一半，q=0.5p₀，大致范圍為（200～400）×10⁵ Pa。黏度較高的塑料熔體、精度較高的塑料制品應取最大值。

圖4-54 脹模力與鎖模力

3.最大注射壓力校核

注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力p_max，應該大于注射機成型所需調用的注射壓力p₀，即

式中 K′——安全系數，常數為1.25～1.4。

所需注射壓力p₀由本章4.1.4節型腔壓力分析所述，由所需型腔壓力Δp_c、澆注系統壓力降Δp_r和注射裝置中的壓力降Δp_c組成，需分別計算和推測。生產中，p₀大致在（700～1000）×10⁵ Pa范圍。

4.安裝參數校核

（1）模具厚度校核　模具厚度H_m，也稱模具閉合高度，必須滿足

H_min≤H_m≤H_max （4-35）

式中 H_min——注射機合模部件允許的最小模厚，即注射機動模板與定模板間的最小開距（mm）；

H_max——注射機允許的最大模厚（mm）。

（2）開模行程校核 開模行程校核與注射機合模裝置結構類型有關。

1）液壓-機械合模裝置。注射機合模裝置的工作行程是曲肘機構的行程，其行程H一定，且較小。液壓-機械合模裝置有調節注射機動模板與定模板間距的裝置，以適應模具閉合高度H_m的變化。因此，曲肘機構的行程與模具閉合高度無關。

單分型面注射模見圖4-55，應滿足

H≥H₁+H₂+（5～10）mm （4-36）

式中 H——注射機動模板的開模行程（mm）；

H₁——注塑件頂出距離，即脫模行程（mm）；

H₂——包括澆注系統凝料在內的注塑件高度（mm）。

雙分型面注射模見圖4-56所示，應滿足

H≥H₁+H₂+a+（5～10）mm （4-37）

式中 a——定模板和型腔板之間的分離距離，mm；此距離a應足以取出澆注系統的凝料。

圖4-55 單分型面模具的開模行程校核

圖4-56 雙分型面模具的開模行程校核

由于模具厚度H_m已滿足式（4-35）要求，固定不變的曲肘行程H在行程校核中與模具厚度無關。

2）液壓合模裝置。全液壓式的合模裝置，模具行程可以在一定范圍內調節。合模裝置的行程H，等于動、定模之間的最大開距L減去模厚H_m。若模具厚度增加，則開模行程減小。如圖4-57所示，開模行程與模具厚度有關。

單分型面注射模

H=L-H_m≥H₁+H₂+（5～10）mm （4-38a）

即L>H_m+H₁+H₂+（5～10）mm （4-38b）

雙分型面注射模

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）具有機動側抽機構的模具 機動側抽機構依靠開模行程，由斜導柱等零件完成側向分型或抽芯的抽拔距，如圖4-58所示，故必須校核開模行程H是否滿足完成抽拔距S_c所對應的開模行程H_c。

圖4-57 液壓合模裝置的行程校核

圖4-58 機動側抽機構的開模行程校核

1）當H_c>H₁+H₂時，則以上幾個校核公式中的H₁和H₂兩項用H_c代替，其他各項不變。

2）當H_c≤H₁+H₂時，仍用以上校核公式。

若依靠開模行程完成脫卸塑件上的螺紋，則要保證開模行程中具有驅動螺紋型芯或型環旋出所需的行程。

（4）頂出裝置校核 各種型號注射機的頂出裝置、頂出形式和最大頂出行程各不相同，模具的脫模機構應與之相適應。脫模行程應小于注射機的頂出行程。

（5）安裝尺寸校核 除前述安裝定位圈和噴嘴匹配外，還需校核：

1）設計模具的長、寬方向尺寸要與注射機模板尺寸和拉桿間距相適應。模具應能穿過拉桿間空間安裝到注射機的模板上。

2）注射機的動、定模板上有許多一定間距的螺孔，用來固裝模具的動模和定模。設計模具時，動、定模的安裝和固定必須與這些螺孔位置與孔徑相適應。一般有兩種裝夾方法：一種是用螺栓穿過這些孔，再用壓板壓緊模板，這種方法對孔距要求靈活；另一種是直接用螺釘緊固，模板上所鉆孔的尺寸和位置，必須與注射機模板上螺紋孔相吻合。這對較重的大型模具，緊固可靠又安全。