第5章 熱流道注射模具52

5.2熱流道系統(tǒng)5.2.1熱流道注射的生產(chǎn)條件1．啟動的背景條件

選擇考慮確定熱流道系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)特征核算成本使用環(huán)境產(chǎn)品特征外觀要求質(zhì)量要求塑料原料注射加工工藝模具要求注射機(jī)要求加熱方式加熱功率主流道類型噴嘴選用澆口類型注射點(diǎn)確定流道板設(shè)計(jì)溫度控制生產(chǎn)類型生產(chǎn)范圍色料更換熱膨脹與補(bǔ)償系統(tǒng)的平衡熔體供料方式圖5-6熱流道注射?？尚行匝芯績?nèi)容2．與制品質(zhì)量的關(guān)系熱流道系統(tǒng)因采用了外部的熱源，使模具結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。必將對塑件內(nèi)部質(zhì)量和收縮產(chǎn)生影響。①對制品內(nèi)部質(zhì)量的影響熱流道系統(tǒng)中塑料熔體以層流方式在型腔中充模，冷卻期間塑件內(nèi)各層的冷卻速率不同，同時(shí)該流動使高分了鏈排列具有方向性，造成被固化的無定形或結(jié)晶型的分子結(jié)構(gòu)都凍結(jié)了取向狀態(tài)。因此改變了無取向的原材料的性能。②對收縮率的影響收縮形式包括線性收縮率和體積收縮率。線性收縮率，它是取向的結(jié)果，與時(shí)間無關(guān)。由于流動的方向性與取向程度的不同，使注塑件的線性收縮呈現(xiàn)各向異性。體積收縮率，指冷卻期間塑料材料分子形態(tài)凍結(jié)固化時(shí)的收縮。有自由收縮和受約束收縮兩種。注塑件形體收縮的差異，主要取決于型腔壓力和冷卻時(shí)間。3．對模具的要求為保證熱流道注射優(yōu)勢的發(fā)揮。模具在生產(chǎn)時(shí)必須注意如下幾方面：(1)熱流道注射模要求模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)有優(yōu)秀的模具設(shè)計(jì)人員，有設(shè)計(jì)熱流道注射模的經(jīng)驗(yàn)，有完善的模具制造裝備和加工的技術(shù)力量。(2)用專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)行注射模的CAE和CAD設(shè)計(jì)。進(jìn)行注射流動、冷卻固化、收縮和翹曲分析，以優(yōu)化澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，決定制品的壁厚、加強(qiáng)筋的設(shè)置等；也可校驗(yàn)塑料材料種類與品級的選擇，決定注射工藝參數(shù)。(3)用CNC機(jī)床加工模具，并用計(jì)算機(jī)軟件編制數(shù)控程序。(4)設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件。熱流道系統(tǒng)的零部件和溫度控制器同樣應(yīng)盡可能采用品牌公司購置的標(biāo)準(zhǔn)件。(5)模具制造應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)金屬材料，有良好的熱處理和表面處理。型芯應(yīng)采用熱傳導(dǎo)良好材料，如鈹銅合金。絕熱零件用不銹鋼、鈦合金和陶瓷材料。熱流道注射模的流道板和噴嘴是高溫部件，正確設(shè)計(jì)模具的絕熱和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并熟練地操作和維護(hù)熱流道模具，是發(fā)揮熱流道模具整體效能的重要保證：(1)確定最佳的熱流道系統(tǒng)方案，正確地選擇熱流道設(shè)備，充分考慮塑料的流動性和熱性能。(2)設(shè)計(jì)好對熱流道系統(tǒng)的流道板、流道及噴嘴的絕熱。(3)做好熱流道系統(tǒng)與成型型腔之間的熱屏障。加強(qiáng)型腔板、澆口區(qū)、澆口對面的型腔和動模板、型芯的冷卻。(4)定模固定板和定模板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以防止被壓潰。流道板和各塊模板要有足夠的剛度。受熱模板和螺栓必須有承受熱應(yīng)力的能力。4．與注射機(jī)的關(guān)系熱流道系統(tǒng)要充分利用注射機(jī)的自動循環(huán)和控制能力。在進(jìn)行注射機(jī)的操作時(shí)要注意以下三方面：(1)熱流道注射模需要更大的模具閉合高度。(2)注射計(jì)量時(shí)，要考慮到在注射高壓下，大容量流道中塑料熔料的壓縮性。(3)采用連續(xù)的生產(chǎn)操作；建議溫度控制從低到高的多級啟動。5.2.2熱流道系統(tǒng)分類熱流道系統(tǒng)的分類方法有兩種。一種以加熱方式來分類，有外加熱、內(nèi)加熱和絕熱。常見的是外加熱。另一種是以熔體的傳輸方式分類，主要分為兩大類，一類是主流道單噴嘴注射成型，沒有流道板和噴嘴。另一類是有流道板的噴嘴注射成型。圖5-7主流道單噴嘴澆口(a)正面(b)多型腔的側(cè)面(c)、(d)在單型腔模具中進(jìn)入冷流道

(e)在多型腔模具中進(jìn)入冷流道圖5-8熱流道板噴嘴澆注(a)單型腔模具中多點(diǎn)正面澆注(b)多型腔模具中正面澆注(c)單型腔模具中側(cè)面澆注(d)疊層模具中正面澆注(e)單型腔模具中側(cè)面進(jìn)入冷流道澆注(f)多型腔模具中進(jìn)入冷流道澆注5.2.3熱流道系統(tǒng)選擇1．熱流道系統(tǒng)類型和注射點(diǎn)（1）確定熱流道系統(tǒng)的類型在決定采用完全熱流道系統(tǒng)，還是采用熱流道和冷流道組合系統(tǒng)時(shí)，需考慮以下幾個(gè)因素：①應(yīng)用組合系統(tǒng)，能簡化模具結(jié)構(gòu)，尤其能簡化流道系統(tǒng)和模具的冷卻系統(tǒng)。②應(yīng)用組合系統(tǒng)，能采用潛伏式點(diǎn)澆口，使?jié)部诘暮圹E更為隱蔽；噴嘴經(jīng)澆注冷流道和澆口注射型腔，澆口附近的制品內(nèi)在質(zhì)量有保障。③一模多腔注射模，噴嘴間的間距大，不能采用完全的熱流道系統(tǒng)。④完全熱流道免去澆道廢料的處理，而冷流道的料柄可提供給機(jī)械手夾持。（2）分型面和冷流道澆口 注射點(diǎn)的確定取決于注射模塑成型時(shí)的分型面位置，然后決定組合系統(tǒng)的冷流道澆口。冷、熱流道組合系統(tǒng)在注射中小型制品時(shí)，冷流道的澆口位置和數(shù)目主要由以下因素決定:①塑料制品的流程比[B]決定澆口數(shù)目和位置。經(jīng)測算的流程比B應(yīng)小于許用的試驗(yàn)值。反之，則應(yīng)增加塑料制品的壁厚或流道直徑。②澆口所在位置應(yīng)使熔體有良好的充模流動狀態(tài)。③澆口位置要符合審美要求。（3）熱流道的噴嘴注射點(diǎn)對于單型腔大型注塑件的熱流道系統(tǒng)，必須用計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件，進(jìn)行流動分析。對于一模多腔的小型注塑件注射模的熱流道系統(tǒng)，可采用多頂針式噴嘴。一個(gè)噴嘴有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)，甚至更多的澆口。圖5-9為多頂針噴嘴澆注多個(gè)型腔，噴嘴有多個(gè)流道，但不帶澆口，澆口在流道板上。圖5-10是多頂針噴嘴澆注一個(gè)PA66滾輪，澆口制造在模具上。圖5-9多頂針式噴嘴注射多個(gè)注塑件圖5-10多頂針式噴嘴模塑PA66滾輪2.加熱方式選擇選擇內(nèi)加熱還是外加熱方式，主要考慮下列因素：①著色變化對于需頻繁更換的著料色塑加工，內(nèi)加熱方式在清理流道時(shí)較困難。②設(shè)計(jì)與加工內(nèi)加熱流道板設(shè)計(jì)和注射加工時(shí)有突出的優(yōu)點(diǎn)。③塑料的加工性能耐熱性差的塑料，采用內(nèi)加熱方式容易發(fā)生分解燒損，造成流道閉塞。④流動平衡內(nèi)加熱式的流動系統(tǒng)中，因?yàn)榄h(huán)形截面的非均勻流動，熔體平衡流動設(shè)計(jì)困難。而外熱方式的流道系統(tǒng)流動平衡性好，且換色較快，啟動容易。且所有的噴嘴類型都可以在外加熱方式下使用。3．主流道噴嘴、流道板和噴嘴的選擇（1）主流道噴嘴選擇主流道噴嘴的選擇見圖5-11。圖(a)是冷流道系統(tǒng)的主流道杯。一種是注射大型深腔的注塑件，脫模后有直接澆口的凝料棒；另一種是一模多腔小型注塑件，塑件上是矩形的邊緣澆口。圖(b)是開放式主流道噴嘴和冷流道，下游為一模多腔的冷流道澆注系統(tǒng)。沒有流道板，故又稱為開放式單噴嘴。圖(c)是兩個(gè)注射點(diǎn)的開放式主流道噴嘴。同樣沒有熱流道板，但可實(shí)現(xiàn)多型腔注射，也簡化了冷流道系統(tǒng)。圖(d)是開放式的單噴嘴。注射的多個(gè)型腔采用直線澆注的針點(diǎn)式澆口。為了將澆注系統(tǒng)凝料脫模取出，注射模的基本結(jié)構(gòu)是雙分型面的三板模，有中間冷流道板。此方案適合改成熱流道板和多噴嘴，從而改成二板模。圖(e)是開放式單噴嘴注射大型深腔的塑料殼體。帶有澆口套的整體式噴嘴，在注塑件上留有澆口套和澆口痕跡。當(dāng)要求澆口痕跡較小時(shí)，采用圖(f)不帶澆口的頂管式主流道單噴嘴。澆口在模板上，只有很小的澆口痕跡。圖(g)是不帶澆口的多頂引式主流道單噴嘴，澆口在模板上。澆注圓筒塑件時(shí)，大多用均勻的三點(diǎn)，此圖上用四個(gè)注射點(diǎn)。圖5-11上各方案均省去了熱流道板和分噴嘴，但有澆注系統(tǒng)廢料的產(chǎn)生。圖5-11主流道噴嘴的選擇(a)冷流道系統(tǒng)主流道杯(b)開放式主流道噴嘴和冷流道(c)兩個(gè)注射點(diǎn)的開放式主流道噴嘴(d)開放式主流道噴嘴和冷流道確的針點(diǎn)式澆口

(e)開放式主流道整體噴嘴