塑料成型及模具设计-3.4

塑料成型及模具设计中国矿业大学材料科学与工程学院

2008年8月第三章注射成型模具设计问题：什么是浇注系统？各有何作用？浇口的类型一般有哪些，各自的适应条件是？

浇口的位置的确定原则？目的与要求：重点与难点：1.掌握绝热流道和热流道的原理。2.了解和掌握井坑式喷嘴和多型腔的绝热流道的结构。3.了解热流道的各种类型及其结构。难点：重点：各种不同类型热流道的结构形式一、概述无流道浇注系统：在注塑成型过程中不产生流道凝料的浇注系统；原理：采用加热或绝热的办法，浇注系统中的塑料一直保持熔融状态，开模时仅取产品而不必取浇注系统；一、概述优点：⑴节省流道凝料回收加工的费用；⑵缩短成型周期⑶能更有效地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省原料；⑷产品质量提高。缺点⑴开机时废品多；⑵需要较高的技术人员；⑶模具结构复杂，成本高；⑷易出现熔体泄漏、加热元件故障等问题。一、概述宜采用无流道模具的塑料：⑴加工温度范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料；⑵对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小的压力即容易流动的塑料；⑶热变形温度较高。分类：绝热流道热流道二、绝热流道注塑模具1.井坑式喷嘴特征：流道粗大，在连续注塑中(间歇式)其中心塑料来不及凝固，保持熔融状态，而凝固在壁上的塑料则起绝热作用。适用条件：操作周期短，温度范围甚宽的塑料。1.井坑式喷嘴说明：浇口的总长度为0.6～1.2mm，带倒锥形，杯内塑料容积约为制件重量的1/2

。二、绝热流道注塑模具1.井坑式喷嘴流道杯同喷嘴与模具主体稍微分离高温的喷嘴前端伸入流道杯中一段距离二、绝热流道注塑模具流道杯与模具主体稍微分离设计2.多型腔的绝热流道模具设计特征：流道断面呈圆形且粗大，在分流道的分型面上设有快速启闭的分型面；流道内所有转弯交叉处都要圆滑过渡，流道内熔料体积应小于每次注塑量。尺寸：常用分流道直径13～25mm，浇口台阶长2.5mm,直径1.5mm。二、绝热流道注塑模具2.多型腔的绝热流道模具设计主流道型浇口特征：浇口的始端向流道内凸出，深入分流道中心，使从流道芯部进热料,避免浇口冻结，b主流道周围有加热圈；为减少流道板和浇口衬套热损失，所采取措施:二、绝热流道注塑模具缺陷：塑件上仍带有一小段料把。按浇口形式分为：主流道型针点式点浇口绝热流道模具特征：直接省去浇口衬套,脱模后制件不必修整，但浇口处易冻结失效。锁紧销的作用：2.多型腔的绝热流道模具设计二、绝热流道注塑模具适用性:成型周期很短和容易成型的塑料品种.2.多型腔的绝热流道模具设计二、绝热流道注塑模具特征：给料喷嘴中插入带加热棒的探针，其尖端伸到浇口附近。成型周期最多可达2～3min.点浇口绝热流道模具绝热流道弊端?三、热流道注塑模具定义：分流道带有加热器的注塑模具；特征：⑴适用塑料的品种范围广；⑵停车后无需打开流道取出凝料；⑶分流道中压力传递好，可以降低塑料成型温度和压力；⑷塑件质量好。三、热流道注塑模具1.延伸式喷嘴模具即单型腔的热流道模具；采用点浇口进料；特制的注塑机喷嘴延长到与型腔紧相接的浇口处，直接注入型腔；按喷嘴与型腔绝热措施的不同分为：塑料绝热空气绝热三、热流道注塑模具1.单型腔延伸式喷嘴模具塑料绝热型特征：点浇口进料，在喷嘴球面与模具间存在绝热间隙存料(尺寸和投影面积)；浇口尺寸：一般为0.75～1.5mm。不适宜于热稳定性差的塑料;三、热流道注塑模具1.单型腔延伸式喷嘴模具空气绝热型特征：设置空气间隙减少两者间热量传递，同时设置环形承压面,浇口尺寸。型腔靠近喷嘴头部的温度较高,某些塑件在浇口附近容易变形,表面质量和透明度降低.三、热流道注塑模具1.单型腔延伸式喷嘴模具空气绝热型喷嘴的端面构成型腔的一部分,喷嘴不易凝固堵塞.模具内设置一外加热流道三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具特征：模具内设有热流道板，主流道、分流道均设在此板内；流道断面为圆形，直径5～12mm；⑴间接进料的热分流道模具特征：热流道后面带有一段冷流道，由冷流道与制品相连。三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑴间接进料的热分流道模具特征：主流道型浇口；喷嘴口直径小于主流道小端直径；喷嘴靠流道板传热保温，件5滑动压环:调节和补偿热流道板的膨胀动画三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑴间接进料的热分流道模具特征：潜伏式浇口，因喷嘴较长设加热器(件3)；喷嘴A处细颈起隔热作用，间隙C为喷嘴热膨胀的补偿，热胀冷缩的流道板可在喷嘴上方滑移；三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具①带塑料绝热层的导热喷嘴喷嘴前部有塑料绝热层，铍铜喷嘴7～浇口衬套8间，用滑动压环9隔开，浇口衬套8与定模板间有空气绝热层。浇口尺寸动画三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具①带塑料绝热层的导热喷嘴浇口直径为1.5mm,可生产重量为1.3kg的大型塑件；滑动压环与浇口衬套的接触平面应良好，并维持适当压力三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具①带塑料绝热层的导热喷嘴因各个部位温度不同热膨胀不同而引起的偏心；三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具②空气绝热的加热式喷嘴特征：对喷嘴加热且可分别调节各个喷嘴温度至最佳值，适于生产精密的工程塑件。三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具③带导热探针的喷嘴特征：热流道板的热量由导热探针传导到浇口,防止浇口处凝固,并使流道中心熔体保持高温(纯电解铜)；三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具④导热探针多孔喷嘴特征:塑料熔体在探针体的内孔中流动,浇口处又有导热探针尖防止浇口凝固；探针采用铍铜合金制造；不带浇口衬套，结构简单，适于小件；但适用范围广；缺陷:三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑤带加热探针的喷嘴特征：在探针的芯棒内安装有小型棒状加热器；分流梭尖端针形延伸到浇口中心；喷嘴头与型腔板有0.5mm塑料绝热层；三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑤带加热探针的喷嘴TGK喷嘴在一模多浇口时与流道板组合的形式TGK喷嘴大小有不同系列（浇口直径0.8~2.4mm)，每0.2mm一个档次.三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑤带加热探针的喷嘴INCOE：头部没塑料绝热层，使用热电偶严密控制熔体温度；喷嘴前端面进入型腔构成一部分，并有一短的配合段，其余留出空气间隙；喷嘴外圈可能形成冻结层；三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑤带加热探针的喷嘴三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑥矛式喷嘴热流道，浇口中有一伸入浇口颈中的随操作其温度变化的加热探针矛头(非通即断)动画三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑥矛式喷嘴矛式加热系统有二种形式：一非通即断，二小电流与大电流转化；矛式浇口适于几乎所有的塑料品种三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑦阀式浇口热流道喷嘴特征：对于低粘度塑料，避免流延；用于多型腔也可用于单型腔；环氧玻璃钢罩壳;三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑦阀式浇口热流道喷嘴特征：当树脂熔融粘度很低时可避免流延，偏高时可减少拉丝现象；同时也可减少浇口处的冻结和塑件上浇口痕迹。三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑦阀式浇口热流道喷嘴优点：可以准确地控制补料时间，实现快速进料和快速封闭，提高塑件质量和生产周期；针阀封闭时间控制不当三、热流道注塑模具2.多型腔热分流道模具⑵点浇口热流道模具⑦阀式浇口热流道喷嘴缺点：模具结构复杂，精度要求高；气压驱动的阀式浇口更安全和清洁；三、热流道注塑模具3.热流道板作用：将塑料熔体恒温地经分流道送入各个热流道喷嘴；熔体在热流道板内压力损失小，没有停料死角；其内分流道布置；三、热流道注塑模具3.热流道板⑴外加热式模板采用热作模具钢，钻孔直径5～12mm，插入加热器；流道板与模具定模板、型腔板间用空气间隙或其它绝热材料绝热；要求：0.5～1h内，将流道板加热到200～300℃钢制流道板所需功率：

P＝[c∆Tm]/(860tη)m－流道板的质量，kg，

c－比热容钢为0.115[kcal/(kg℃)]t－加热时间，如取1h∆T－流道板要求温度与室温之差

η－电热转换效率，约为0.2～0.3三、热流道注塑模具3.热流道板⑴外加热式加热器的设计和选择:三、热流道注塑模具3.热流道板⑵内加热式适宜于给料喷嘴带有内加热探针的热流道板模具，且分流道也采用内加热式；特征：热流道板表面温度低，流道内仅中心流动，外壁冻结，减少漏料。三、热流道注塑模具3.热流道板⑵内加热热流道缺点：流道内物料温度高低不均，高速注射时易将冷料带入型腔，降低制品质量；三、热流道注塑模具3.热流道板⑶热管加热热流道目的：减少流道两端温度差；原理：三、热流道注塑模具3.热流道板例如：计算热管与实心铜棒的导热能力钢－水热管，外径25mm，内径21mm，长度2m，加热蒸发段1m，冷却段1m。铜棒(实心)直径25mm，长度2m；C