模具工程入门

1.3 模塑时间和技术术语

程周期 注塑机合模机构开合所需的全部时间，是模具开启过程时间和团合过程时间的总和。县前快速注塑机的空程周期有1～3s。

使用快速成型模具空程周期短具有特别重要的意义。空程周期的长短取决于合模行程的长度。

启过程时间 一般相当快。塑料制品的顶出最好就在该时间内发生，这样可以减少（或完全避免）占用模具全打开状态的时间。有

，模具开启的速度会要求减慢，以适应不同的顶出方法。闭合过程时间 也相当快，但模板完全夹紧前的最后接触不同，这里要让模具的防护系统在模具发生严重损伤之前及时地发挥作用。

具防护系统 该系统在模具闭合的最后时刻能检测出在两个半模之间存在的可能损伤模具的外部物质（如杂物、塑料碎片、未被顶出的制品等等）。在损伤模具之前，防护系统即发出信号停止模具闭合

呈并产生声响 警。通常还会自动重新开启模具以便清除外部物厉

莫具的防护系统有许多类型，如电子的、光学的和压力触发的。它们比一般的系统更加灵敏，但也未必就能够避免每一副模具被损伤。

模具打开状态（MO）时间 这是无意义的时间，应该尽可能短，能够做到时间为零。

模具闭合状态（MC）时间 这是从模具完全闭合时刻到再次开启时刻之间的时间，是下列三段时间的总和。

a.注射时间 塑料充满模腔所需的时间（一般采用高压注射）。b.保压时间 使模腔中的塑料保持在低于注射压力的一个压力下，以便在模腔内的塑料件出现收缩时补充塑料，这一过程所需要的时间。

c.冷却时间 从注射（或保压）压力消除到模具开始开启的时间间隔。（这个术语实际上是一个错误叫法，因为冷却现象始终存在，塑料一进入模具就开始了散热。）

.顶出时间 将塑料制品顶出模具表面，以便腾空模腔使模具能重新闭合所需要的时间。最好让这一过程发生在模具开启过程时间内，这样就不需要增加 MO（模具打开状态）时间。在有些模具中，在开移

呈中顶出是不可能或不实际的，顶出过程常部分地或全部发生在MO（模具打开状态）时间。

以上所定义的术语可用一描述模塑周期全过程的曲线图来表示。图1-1是一条非常简单的曲线图，而模具的全部运作过程都应该能够

这条曲线中描述。这条曲线具有实用价值，它反映出模具内部哪一段时间存在几种作业或是有一段时间腾空;哪一段时间需要辅助机构，如制品移出系统（机械手、滑糟、导轨等等）。关于这类曲线的进一步讨论，见第七章。

图1-1全模塑周期时序图

下面是图1-1图解各段时间的详细说明，以便更好地了解模具作业过程和影响各段时间的各种因素。

3.1 模具闭合过程和开启过程时间（空程周期）

模具作业的某些时间是和设备相关的，有些设备运作的较快，而设备的运作速度还可以通过设备的调整加以改变。了解模具闭合过程和开启过程花费的时间或多或少是”浪费”这一点是很重要的。这是因为，这段时间越长，则生产效率就越低。然而，值得注意的是，在模具开启行程中，能够实现塑料制品的顶出作业。行程越短，则模具闭合过程和开启过程所要求的时间就越短。

在图1-1中，整个顶出作业在模具开启过程发生，这就不需要加上MO时间。然而，如果顶出作业时间变长，在模具达到全打开状态时还不能完成顶出作业，那么就要有一段 MO时间，

王某些情况下，顶出作业免不了要一直推迟到模具完全打开，例如，当采用机械手或其他机构取出制品时，机械手或其他机构的作业与合模作业不是机械联动（同步）的。但在一般情况下应将模具的顶出作业设计在开启行程中完成，而不需要MO时间。

消除 MO时间对于薄壁制品的生产和其他各种模塑周期很短的制品生产是有特别重要意义的。

例∶生产一塑料容器制品，模具全部闭合的时间（注射时间+冷却时间）为4s，空程时间为2s，整个模塑周期则为6s，或者是3600s/h÷6s/次=600次/h。增加空程时间到3s，则模塑周期为7s，或者是3600s/h÷7s/次=514次/h，这对总产量是很明显的损失。

机器能实现的快速运行周期是有极限的。较大的注塑机由于运作质量大，一般比小注塑机慢。通常高性能的注塑机其空程时间较短。

在某些情况下，由于机械方面的原因开模作业开始后必须减速。例I，这可能是大模具开模力的要求，或者是考虑必须让模具中的真空消除而不损伤塑料制品。

1.3.2 顶出时间和开模行程

顶出时间一般是与模具结构有关的。例如，在自由下落的顶出作业中，模具必须充分打开（开模行程长）让整个制品脱离模塑面。（4 长的开模行程需要较多的开模和闭模时间，这样就增加了空程时间。

竖立放置的模具比类似水平放置的模具，其制品落下所需的时间多，顶出的时间也较长。

有关这方面更多的情况，可看第六章。

1.3.3 模具打开状态时间

集具打开状态（MO）的时间总是和模具结构设计相关的，免除MO时间的可能性，取决于在开模过程结束前完成顶出作业的努力

1.3.4 注射时间

注射时间取决于三方面的因素∶注塑机、模具结构和塑料原料。1.3.4.1 注射时间和注塑机

注塑机能够在较短的注塑时间内完成所需的塑料注射，以单位时间（s）注射PS（聚苯乙烯）的体积（cm’）来评价各种注塑机伴

劣。这往往取决于液压泵和电动机的大小，以及在液压泵不能及时满足注射缸对高压油的需要时，由蓄压罐补充所储备的高压油的有效性。

1.3.4.2 注射时间和模具结构

快速注射（注射时间短）依赖于以下几个方面。

①从注塑机喷喘到包括模腔浇口在内的整个流道系统的压力降压力降小，则注射速度快，但还存在多种限制。大流道会减小压力降，但这对流道来说将要花费长时间冷却;对于热流道，流道中的存料会太多，影响塑料熔体的质量。冷流道中的大浇口是不美观的，需要在顶出后割除。在热流道中，阀式浇口能够提供大的通道

模腔数 模腔数越多，则模具所需要的流道越长。而当冷流道模具的流道长度增加时，每一个模塑周期都需增加塑料用量。在热流道中，一旦流道充满后就不再需要更多的塑料，但是流道的压力降会由于流道长度的增加而增大。

制品形状 关于制品的形状，模具设计者能做的事情是很少的，旦有一点必须明白，模具从浇口到边缘的长度和制品的壁厚会对充模速度产生很大的影响。长度短、壁厚厚所产生的充模阻力小，但是，长路径和薄的壁厚会严重地阻碍充模，需要相当高的注射压力将塑料从

尧口压到制品的边缘部位。另外，当热的塑料熔体一进入冷模具，便立即开始凝固，这又进一步抑制了模腔和模芯之间的通道。

④L/t比率（表示L对t的比率）对于薄壁制品，在流径长度L）和厚度（t）的比率大于200的情况下，必须予以特别注意。高注射压力要求模腔壁强度更高，也需要更大的合模力来抵抗注射压力双模具分型面的作用。

1.3.4.3 塑料原料

有些塑料不能采用很高的速度注射，以避免降解或灼伤现象发生，始模具设计之前这一情况必须弄清楚，可通过查阅类似原料的模塑记录或从原料供应商那儿获得新材料的有关情况。

1.3.5 注射保压时间

注射保压时间应根据制品结构的需要确定。设计人员对浇口形式的选择必须适合于有效的注射保压要求。

制品注射后的收缩是相当大的。塑料熔体一接触模腔和模芯冷表面便凝固，形成看不见的收缩痕，而这时在冷却层之间的塑料熔体仍然是热的，要继续收缩。这种现象在制品较厚的部位以及有筋和凸起的表面特别明显。

设计注射保压时间的目的是对浇口的塑料熔体保持压力，使得当模腔内的塑料制品产生收缩时，塑料熔体能继续充满模腔。这需要相

大一些的开式浇口，凝固不会太快。对于冷流道模具，所用边缘浇口和点浇口要比通常的大些;对于热流道模具则必须采用大的开式浇或阀式浇口。

薄壁制品通常采用很小的浇口，它们注射作业一完成就会全部凝固，因此，保持注射压力一段时间是没有意义的。

1.3.6 冷却时间

冷却时间取决于多方面的因素，有些是模具设计人员无法控制的外部影响，例如模塑车间的冷却水供应情况;另一些则是模具设计的直接结果。

1.3.6.1冷却水供应

以下这些情况是模具设计人员所关心的。

①水温 正常在5～10℃，但某些塑料需要较高的冷却水温度，达到 60℃。在注-吹工艺所用的模具中，模芯需用100～150C的热油冷却。

②水流和水压 仅仅有冷却水是没有意义的，必须能保持充分的水流和水压，适于在模具中形成良好的流通状态。

③清洁的过滤的水 不会堵塞或腐蚀冷却管道。

与模具的连接必须有足够的空间，布置、安装方便，不能发生扭结影响冷却水的流动。

⑤用紧固螺丝安装的附件和软管不能防碍冷却水的流动。

1.3.6.2 冷却布置

模具中冷却布置的合理设计是模具设计人员主要的目标之一. 见第十三章。