第五章其他類型注射模

1、第五章 其他類型注射模一、本章基本內(nèi)容本章內(nèi)容包括了熱流道注射模的基本結(jié)構(gòu)組成和工作原理；熱流道系統(tǒng)各組成部分的功能、結(jié)構(gòu)要求和設(shè)計(jì)方法；熱流道注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。注射模具的二次推出機(jī)構(gòu)、定、動(dòng)模雙向順序推出機(jī)構(gòu)、帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)。二、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握熱流道注射模的總體結(jié)構(gòu)和熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。此外，由于一些塑件的特殊結(jié)構(gòu)使得普通推出機(jī)構(gòu)不能保證可靠的推出，因此必須采用復(fù)雜推出機(jī)構(gòu)。通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握注射模具復(fù)雜推出機(jī)構(gòu)常用形式及設(shè)計(jì)方法。三、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)： 熱流道注射模的總體結(jié)構(gòu)和熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，復(fù)雜推出機(jī)構(gòu)常用形式及設(shè)計(jì)方法。1、熱流道注射模(1) 熱

2、流道澆注系統(tǒng)熱流道澆注系統(tǒng)亦稱無(wú)流道澆注系統(tǒng)。熱流道澆注系統(tǒng)與普通澆注系統(tǒng)的區(qū)別在于，在整個(gè)生產(chǎn)過程中，澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料始終處于熔融狀態(tài)，壓力損失小，可以對(duì)多點(diǎn)澆口，多型腔模具及大型塑件實(shí)現(xiàn)低壓注射，另外，這種澆注系統(tǒng)沒有澆注系統(tǒng)凝料，實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料加工，省去了去除澆口的工序，可節(jié)約人力，物力。采用熱流道澆注系統(tǒng)成型塑件時(shí)，要求塑件的原材料性能有較強(qiáng)的適應(yīng)性。 熱穩(wěn)定性好 塑料的熔融溫度范圍寬，粘度變化小，對(duì)溫度變化不敏感，在較低的溫度下具有較好的流動(dòng)性，在較高溫度下也不易熱分解。 對(duì)壓力敏感不施加注射壓力時(shí)塑件不流動(dòng)，但施加較低的注射壓力塑件就會(huì)流動(dòng)。 固化溫度和熱變形溫度較高塑件在比較高的溫度

3、下即可固化，縮短成型周期。 比熱容小既能快速冷凝，又能快速熔融。 導(dǎo)熱性能好 能把樹脂所帶來(lái)的熱量快速傳給模具，加速固化。從原理上講，只要模具設(shè)計(jì)與塑件性能相結(jié)合，幾乎所有的熱塑性塑料都可采用熱流道注射成型，但目前在熱流道注射成型中應(yīng)用最多的是聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚氯乙烯ABS等。熱流道可以分為絕熱流道和加熱流道，介于兩者之間的稱為半絕熱流道。(2) 熱流道注射模工作原理注射時(shí)，熔融塑料流經(jīng)澆口套、熱流道板和噴嘴進(jìn)入模具型腔，熱流道板設(shè)有電加熱圈為其加熱，以保證熔融塑料的溫度，噴嘴無(wú)加熱裝置，其溫度靠熱傳導(dǎo)獲得。噴嘴應(yīng)選用導(dǎo)熱性好的材料。在注射時(shí)，有一部分熔融塑料流入定模板與噴

4、嘴之間，形成一層隔熱層，以保證噴嘴處有足夠的溫度。熱流道板由頂心套及定位銷定位，由壓緊螺釘壓緊，并可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。隔熱板用于定模板與熱流道板之間的隔熱，以保持各自的適當(dāng)溫度。注射完畢后，模具打開，澆口被拉斷，塑料制件包緊在型芯上。當(dāng)動(dòng)模部分打開到一定位置時(shí)，注射機(jī)兩側(cè)的定出桿頂推推件板，便制件脫出。限位銷控制了推件板的移動(dòng)距離。(3) 熱流道噴嘴 直接接觸式噴嘴該噴嘴采用外加熱，內(nèi)部通道粗大。 絕熱式噴嘴該噴嘴采用塑料隔熱層與模具型腔板絕熱，常用導(dǎo)熱性好的鈹銅合金制造。 內(nèi)熱式噴嘴內(nèi)熱式噴嘴是在噴嘴的內(nèi)部設(shè)置加熱棒，對(duì)噴嘴內(nèi)的塑料進(jìn)行加熱。加熱棒安裝于分流梭中央，其加熱功率可由電壓調(diào)節(jié)。分流梭

5、四周的熔體通道間隙一般為35 mm。間隙過小，使流動(dòng)阻力大，散熱快；間隙過大，則熔體徑向溫差大，并且結(jié)構(gòu)尺寸也大。 閥式熱流道噴嘴用一根可控制啟閉的閥芯置于噴嘴中，使?jié)部诔蔀殚y門，在注射保壓時(shí)打開，在冷卻階段關(guān)閉。這種疃嘴可防止熔體拉絲和流涎，特別適用于低黏度塑料。悶式熱流道噴嘴按閥啟閉的驅(qū)動(dòng)方式分為兩類：一類是靠熔體壓力驅(qū)動(dòng)；另一類是靠油缸液壓力驅(qū)動(dòng)。 熱管式熱流道熱管是一種超級(jí)導(dǎo)熱元件，它是綜合液體蒸發(fā)與冷凝原理和毛細(xì)管現(xiàn)象設(shè)計(jì)的通常直徑28 mm，長(zhǎng)40200 mm，其導(dǎo)熱能力是同樣直徑銅棒的幾百倍至上千倍，它是銅管制成的密封件，在真空狀態(tài)下加入傳熱介質(zhì)，熱端蒸發(fā)段的傳熱介質(zhì)在較高溫度下

6、沸騰，蒸發(fā)，經(jīng)絕熱段向冷凝段流動(dòng)，放出熱量后又凝結(jié)成液態(tài)。管中細(xì)金屬絲結(jié)構(gòu)的芯套，起著毛細(xì)管的抽吸作用，將傳熱介質(zhì)送回蒸發(fā)階段重新循環(huán)，這一過程將繼續(xù)進(jìn)行到熱管兩端溫度平衡為止。(4) 熱流道注射模結(jié)構(gòu)熱流道注射模是注射模的發(fā)屜趨向，熱流道注射模與普通注射模相比有許多優(yōu)點(diǎn)，熱流道注射模節(jié)省原料、生產(chǎn)效率高，應(yīng)用較廣泛。熱流道注射?？梢苑譃榻^熱流道注射模和加熱流道注射模。 結(jié)構(gòu)組成：l 成型零部件l 澆注系統(tǒng)隔熱板、電加熱圈、熱流道板、澆口套、噴嘴、密封圈l 導(dǎo)向部分導(dǎo)柱、推件板和定模板上的導(dǎo)向孔l 推出裝置推件板l 結(jié)構(gòu)零部件 絕熱流道注射模絕熱流道注射模的流道截面相當(dāng)粗大，這樣，就可以利用塑

7、料比金屬導(dǎo)熱性差的特性讓靠近流道內(nèi)壁的塑料冷凝成一個(gè)完全或半熔化的固化層，起到絕熱作用，而流道中心部位的塑料在連續(xù)注射時(shí)仍然保持熔融狀態(tài)，熔融的塑料通過流道的中心部分順利充填型腔.由于不對(duì)流道進(jìn)行輔助加熱，其中的融料容易固化，要求注射成形周期短。l 井坑式噴嘴井坑式噴嘴又流道，它是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的適用于單型腔的絕熱流道。井坑式噴嘴，它在注射機(jī)噴嘴與模具人口之間裝有一個(gè)主流道杯，杯外采用空氣隙絕熱在注射過程中，與井壁接觸的 熔體很快固化而形成一個(gè)絕熱層，使位于中心部位的熔體保持良好的流動(dòng)狀態(tài)，在注射壓力的作用下，熔體通過點(diǎn)澆口充填型腔。采用井坑式噴嘴注射成形時(shí)，一般注射成形周期不大于20 s注射

8、機(jī)的噴嘴丁作時(shí)伸進(jìn)主流道杯中，其長(zhǎng)度由杯口的凹球坑半經(jīng)r決定，二者應(yīng)很好貼合。儲(chǔ)料井直徑不能太大，要防止熔體反壓使噴嘴后退產(chǎn)生漏料。l 多型腔絕熱流道多型腔絕熱流道可分為直接澆口式和點(diǎn)澆口式兩種類型。其分流道為圓截面，直徑常取16-32 mm，成形周期愈長(zhǎng)，直徑愈大。在分流道板與定模板之間設(shè)置氣隙，并且減小二者的接觸面積，以防止分流道板的熱量傳給定模板，影響塑件的冷卻定型。 加熱流道注射模加熱流道注射模叉簡(jiǎn)稱為熱流道注射模。加熱流道是指設(shè)置加熱器使?jié)沧⑾到y(tǒng)內(nèi)塑料保持熔融狀態(tài)，以保證注射成形正常進(jìn)行。由于能有效地維持流道溫度恒定，使流道中的壓力能良好傳遞，壓力損失小，可適當(dāng)降低注射溫度和壓力，減

9、少塑料制品內(nèi)殘余應(yīng)力。加熱流道模具對(duì)加熱溫度控制精度要求更高。l 單型腔加熱流道單型腔加熱流道采用延伸式噴嘴結(jié)構(gòu)，它是將普通注射機(jī)噴嘴加長(zhǎng)后與模具上澆口部位直接接觸的一種噴嘴，噴嘴自身裝有加熱器，型腔采用點(diǎn)澆口進(jìn)料。噴嘴與模具間要采取有效的絕熱措施，防止將噴嘴的熱量傳給模具。延伸式噴嘴上帶有電加熱圈和溫度測(cè)量、控制裝置一般噴嘴溫度要高于料筒溫度520。應(yīng)盡量減少噴嘴與模具的接觸時(shí)間和接觸面積，通常注射保壓后噴嘴應(yīng)脫離模具。也可以采用氣隙或塑料層減小接觸面積。一般噴嘴應(yīng)為幣0.81.2 mm直徑的點(diǎn)澆口。l 多型腔加熱流道。多型腔流道系統(tǒng)由主流道、熱流道板和噴嘴三部分組成。，(5) 典型熱流道注

10、射模結(jié)構(gòu)洗衣機(jī)蓋板要求外表面光滑美觀，無(wú)澆口和推桿痕跡，因此塑件在模具中要倒置，如下圖所示。其塑件的推出要在定模一側(cè)，因此定模一側(cè)尺寸較大。如采用普通的直澆口，澆注系統(tǒng)凝料很多，而且取出不方便，因此采用熱流道，澆口套8的外側(cè)帶有多組電加熱圈對(duì)澆口套進(jìn)行加熱，澆口套與模具模板間采用空氣間隙絕熱。由于澆口套過于細(xì)長(zhǎng)，中間位置增加卡環(huán)9，用以給澆口套定位。模具注射時(shí)，熔料經(jīng)澆口套8進(jìn)入模腔。注射結(jié)束后模具打開，當(dāng)打開到一定距離后拉板13動(dòng)推件板12推出制件，同時(shí)通過推件板上用螺釘連接的復(fù)位桿3拉動(dòng)推桿固定板5運(yùn)動(dòng)，使推桿6推出制件。2、帶有二次推出機(jī)構(gòu)注射模有些塑件無(wú)論是采用單一或多元推出機(jī)構(gòu)，由于

11、特殊形狀或自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，在一次脫模動(dòng)作完成后，仍難于從型腔中取出或不能自動(dòng)脫落，此時(shí)就必須再增加一次脫模推出動(dòng)作才能使塑件脫落;有時(shí)為避免一次脫模塑件受力過大，也采用二次脫模推出，以保證塑件質(zhì)量，這類機(jī)構(gòu)稱為二次推出機(jī)構(gòu)。二次推出機(jī)構(gòu)分為單推板和雙推板二次推出機(jī)構(gòu)。(1) 單推板二次推出機(jī)構(gòu)常見的形式有 彈簧式二次推出機(jī)構(gòu)彈簧式二次推出機(jī)構(gòu)利用壓縮彈簧的彈力推住推件板，推件板不隨動(dòng)模一起移動(dòng)，從而使塑件從型芯上脫出，實(shí)現(xiàn)一次推出動(dòng)作；繼續(xù)開模，注射機(jī)頂桿頂動(dòng)推板，再由推桿從推件板型腔中推湖塑件，完成二次推出動(dòng)作。 擺塊式二次推出機(jī)構(gòu)擺塊式二次推出機(jī)構(gòu)是利用擺塊的擺動(dòng)完成二次推出動(dòng)作。 斜楔

12、滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)斜楔滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)利用模具上的斜楔迫使滑塊做水平運(yùn)動(dòng)，完成二次推出動(dòng)作。 滾珠式二次推出機(jī)構(gòu)滾珠式二次推出機(jī)構(gòu)利用滾珠所處的位置控制二次推出動(dòng)作。 滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)利用斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)完成二次推出過程。(2) 雙推板二次推出機(jī)構(gòu)雙推板二次推出機(jī)構(gòu)是在模具中設(shè)置兩組推板，它們分別帶動(dòng)一組推出零件實(shí)現(xiàn)塑件二次脫模的推出動(dòng)作。常用的雙推板二次推出機(jī)構(gòu)有:彈頂式二次推出機(jī)構(gòu)、擺鉤式二次推出機(jī)構(gòu)、八字?jǐn)[桿式二次推出機(jī)構(gòu)、卡爪式二次推出機(jī)構(gòu)。 彈頂式二次推出機(jī)構(gòu) 擺鉤式二次推出機(jī)構(gòu) 擺桿式二次推出機(jī)構(gòu)3、順序推出機(jī)構(gòu)注射模單組推板二次推出機(jī)構(gòu)是指在推出機(jī)構(gòu)中只設(shè)

13、置了一組推板和推桿固定板，而另一次推出則是靠一些特殊零件的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。彈簧式二次推出機(jī)構(gòu)就是一種單推板二次推出機(jī)構(gòu)，除此之外常用的單推板二次推出機(jī)構(gòu)還有:斜楔滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)、擺塊拉桿式二次推出機(jī)構(gòu)、U形限制架式二次推出機(jī)構(gòu)、滑塊式二次推出機(jī)構(gòu)等。 彈簧式順序推出機(jī)構(gòu) 擺鉤式順序推出機(jī)構(gòu) 滾輪掛鉤式順序推出機(jī)構(gòu) 滑塊式推出機(jī)構(gòu)4、帶螺紋塑件的脫模塑件上的螺紋分外螺紋和內(nèi)螺紋兩種。外螺紋成形比較容易，通常是由滑塊來(lái)成形，成形后打開滑塊，即可取出塑件。也可以采用活動(dòng)型環(huán)來(lái)成形外螺紋，成形后塑件與活動(dòng)型環(huán)一起由模具內(nèi)取出，然后在模外旋轉(zhuǎn)脫下活動(dòng)型環(huán)，得到帶外螺紋的塑件。塑件上的內(nèi)螺紋成形時(shí)，受到模

14、具空間的限制因此其脫模方式較為復(fù)雜，常見的形式有：(1) 活動(dòng)型芯模外脫螺紋成形螺紋塑件時(shí)，先將活動(dòng)型芯放入模內(nèi)，成形后將塑件與活動(dòng)型芯一起從模內(nèi)取出，再旋轉(zhuǎn)脫出活動(dòng)型芯，得到帶內(nèi)螺紋的塑件。這種脫模方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)效率低，操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，只適用于小批量生產(chǎn)。(2) 強(qiáng)制脫螺紋帶有內(nèi)螺紋的塑件成形后包緊在螺紋型芯上，推桿在注射機(jī)推出裝置的作用下推動(dòng)推桿板，強(qiáng)制將塑件從螺紋型芯上脫出。采用強(qiáng)制螺紋的方法受到一定條件的限制：首先，塑件應(yīng)是聚烯烴類柔性塑料；其次，螺紋應(yīng)是半圓形粗牙螺紋，螺紋高度小于螺紋外徑的25%。再有，塑件必須有足夠的厚度吸收彈性變形能。(3) 內(nèi)側(cè)抽脫螺紋對(duì)于一些要求不

15、高的帶內(nèi)螺紋的塑件，可以將內(nèi)螺紋在圓周上分為三個(gè)局部段，對(duì)應(yīng)在模具上制成三個(gè)內(nèi)側(cè)抽滑塊成形。 (4) 模內(nèi)旋轉(zhuǎn)脫螺紋許多帶內(nèi)螺紋的塑件要采用模內(nèi)旋轉(zhuǎn)的方式脫出。使用旋轉(zhuǎn)方式脫螺紋，塑件與螺紋型芯之間要有周向的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向的相對(duì)移動(dòng)，因此，螺紋塑件必須有止轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，如圖5 36所示，圖5 36a所示是在塑件外表面設(shè)置凸楞止轉(zhuǎn)；圖5 36b所示是在塑件內(nèi)表面設(shè)置凹槽止轉(zhuǎn)；圖5 36e所示是在塑件端面上設(shè)置凸起止轉(zhuǎn)。常用的模內(nèi)旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)有： 手動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋 齒輪、齒條脫螺紋5、定、動(dòng)模雙向順序推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)模具時(shí)，原則上應(yīng)使塑件留在動(dòng)模，在動(dòng)模上設(shè)計(jì)推出裝置，使塑件脫出。但有時(shí)由于塑件形狀

16、特殊，會(huì)使塑件既能留在定模一側(cè)，也有可能留于動(dòng)模一側(cè)，這時(shí)將使動(dòng)模上的推出裝置不能將塑件可靠推出。為了解決這個(gè)問題應(yīng)采取在定模與動(dòng)模同時(shí)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)的方法，即在定模部分增加一個(gè)分型面，在開模時(shí)確保該分型面首先定距打開，讓塑件先從定模型芯上或從型腔中脫模，然后在主分型面分型時(shí)，塑件能可靠地留在動(dòng)模部分，最后由動(dòng)模推出機(jī)構(gòu)將塑件推出，這就是定、動(dòng)模雙向順序推出機(jī)構(gòu)。定、動(dòng)模雙向順序推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括： 彈簧雙向順序推出機(jī)構(gòu)、擺鉤式雙向順序推出機(jī)構(gòu)、滑塊式雙向順序推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)柱式雙向順序推出機(jī)構(gòu)等。6、熱固性塑料注射成形熱固性塑料主要采用壓縮和壓注的方法成形，這兩種方法工藝操作復(fù)雜、成形周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效

17、率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、模具易損壞、成形的質(zhì)量不穩(wěn)定。用注射方法成形熱固性塑料制件可以說(shuō)是對(duì)熱固性塑料成形技術(shù)的一次重大改革，它具有簡(jiǎn)化操作工藝、縮短成形周期、提高生產(chǎn)效率(520倍)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、模具使用壽命較長(zhǎng)(約1030萬(wàn)次)等優(yōu)點(diǎn)。但這種成形工豈對(duì)物料要求較高，目前最常用的是以木粉或纖維素為填料的酚醛塑料，此外還有氨基塑料、不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂等。(1) 熱固性塑料注射成形工藝要點(diǎn) 注射壓力和注射速度熱固性物料在注射機(jī)料筒巾應(yīng)處于黏度最低的熔融狀態(tài)，熔融的塑料高速流經(jīng)截面很小的噴嘴和模具澆注系統(tǒng)時(shí)，溫度從6090瞬間提高到130左右，達(dá)到臨界固化狀態(tài)。這也是物料流動(dòng)性最佳狀態(tài)

18、的轉(zhuǎn)化點(diǎn)。因熱同性塑料中古40左右的填料黏度與摩擦阻力較大，注射壓力也相應(yīng)增大，注射壓力的一半左右要消耗在克服澆注系統(tǒng)的摩擦阻力上，所以一般注射壓力高達(dá)100170 MPa，注射速度常采用34 5.ms。 保壓壓力和保壓時(shí)間保壓壓力和保壓時(shí)間直接影響模腔壓力以及塑件的補(bǔ)縮和密度的大小。常用的保壓壓力可比注射壓力稍低一些，保壓時(shí)間也可比熱塑性塑料注射時(shí)略減少些，通常取520s。 螺桿的背壓與轉(zhuǎn)速 注射熱固性塑料時(shí)，螺桿的背壓不能太大，否則物料在螺桿中會(huì)受到長(zhǎng)距離壓縮作用，導(dǎo)致熔體過早硬化和注射發(fā)生困難，所以背壓一般都比注射熱塑性塑料時(shí)取得小，約為3.45.2 MPa，并且在螺桿肩動(dòng)時(shí)其值可以接近

19、于0。一般螺桿的轉(zhuǎn)速在3070 rrain。 成形周期在熱固性塑料注射成形周期中，最重要的是注射時(shí)間和硬化定形時(shí)問此外還有保壓時(shí)間和開模取件時(shí)間等。國(guó)產(chǎn)的熱固性注射物料的注射時(shí)間210 s，保壓時(shí)間約需520 s，硬化定型時(shí)間在15100 s內(nèi)選擇，成形周期共約需45120 s，熱固性塑料的硬化定型時(shí)間，不僅要考慮塑件的結(jié)構(gòu)形狀、復(fù)雜程度和壁厚大小，而且還要注意物料質(zhì)量的好壞，特別是根據(jù)塑件最大壁厚確定硬化時(shí)間時(shí)，更應(yīng)注意這個(gè)問題。一般國(guó)產(chǎn)注射物料充型后的硬化時(shí)間可根據(jù)塑件最大壁厚，按812 sram硬化速度進(jìn)行計(jì)算。 螺桿的背壓與轉(zhuǎn)速、成形周期和排氣熱固性注射物料在固化反應(yīng)中，會(huì)產(chǎn)生縮合水和低分子氣體，型腔必須要有良好的排氣結(jié)構(gòu)，否則會(huì)在塑件表面上留下氣泡和流痕。對(duì)壁厚塑件，在注射成形操作時(shí)，有時(shí)還應(yīng)采取卸壓開模放氣的措施。(2) 熱固性塑料注射模簡(jiǎn)介典型的熱固性塑料注射模的結(jié)構(gòu)如圖5 41所示，它與熱塑性塑料注射模結(jié)構(gòu)類似，包括澆注系統(tǒng)、型腔、型芯、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等，其在注射機(jī)上的安裝方法也相同。下