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構組成和工作原理；熱流道系統(tǒng)各組成部分的功能、結構要求和設計方法；熱流道注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計。注射模具的二次推出機構、定、動模雙向順序推出機構、帶螺紋塑件的脫模機構。二、學習目的與要求通過本章的學習，應掌握熱流道注射模的總體結構和熱流道系統(tǒng)的設計方法。此外，由于一些塑件的特殊結構使得普通推出機構不能保證可靠的推出，因此必須采用復雜推出機構。通過本章的學習，應掌握注射模具復雜推出機構常用形式及設計方法。三、本章重點、難點： 熱流道注射模的總體結構和熱流道系統(tǒng)的設計，復雜推出機構常用形式及設計方法。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，可以對多點澆口，多型腔模具及大型塑件實現(xiàn)低壓注射，另外，這種澆注系統(tǒng)沒有澆注系統(tǒng)凝料，實現(xiàn)無廢料加工，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，要求塑件的原材料性能有較強的適應性。 熱穩(wěn)定性好 塑料的熔融溫度范圍寬，粘度變化小，對溫度變化不敏感，在較低的溫度下具有較好的流動性，在較高溫度下也不易熱分解。 對壓力敏感不施加注射壓力時塑件不流動，但施加較低的注射壓力塑件就會流動。 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。 導熱性能好 能把樹脂所帶來的熱量快速傳給模具，加速固化。從原理上講，只要模具設計與塑件性能相結合，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，熔融塑料流經(jīng)澆口套、熱流道板和噴嘴進入模具型腔，熱流道板設有電加熱圈為其加熱，以保證熔融塑料的溫度，噴嘴無加熱裝置，其溫度靠熱傳導獲得。噴嘴應選用導熱性好的材料。在注射時，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?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。當動模部分打開到一定位置時，注射機兩側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)部設置加熱棒，對噴嘴內(nèi)的塑料進行加熱。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，使流動阻力大，散熱快；間隙過大，則熔體徑向溫差大，并且結構尺寸也大。 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，在注射保壓時打開，在冷卻階段關閉。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)動方式分為兩類：一類是靠熔體壓力驅(qū)動；另一類是靠油缸液壓力驅(qū)動。 熱管式熱流道熱管是一種超級導熱元件，它是綜合液體蒸發(fā)與冷凝原理和毛細管現(xiàn)象設計的通常直徑28 mm，長40200 mm，其導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，放出熱量后又凝結成液態(tài)。管中細金屬絲結構的芯套，起著毛細管的抽吸作用，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)進行到熱管兩端溫度平衡為止。(4) 熱流道注射模結構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，熱流道注射模節(jié)省原料、生產(chǎn)效率高，應用較廣泛。熱流道注射模可以分為絕熱流道注射模和加熱流道注射模。 結構組成：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 導向部分導柱、推件板和定模板上的導向孔l 推出裝置推件板l 結構零部件 絕熱流道注射模絕熱流道注射模的流道截面相當粗大，這樣，就可以利用塑

7、料比金屬導熱性差的特性讓靠近流道內(nèi)壁的塑料冷凝成一個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.由于不對流道進行輔助加熱，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，它是一種結構最簡單的適用于單型腔的絕熱流道。井坑式噴嘴，它在注射機噴嘴與模具人口之間裝有一個主流道杯，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絕熱層，使位于中心部位的熔體保持良好的流動狀態(tài)，在注射壓力的作用下，熔體通過點澆口充填型腔。采用井坑式噴嘴注射成形時，一般注射成形周期不大于20 s注射

8、機的噴嘴丁作時伸進主流道杯中，其長度由杯口的凹球坑半經(jīng)r決定，二者應很好貼合。儲料井直徑不能太大，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，直徑愈大。在分流道板與定模板之間設置氣隙，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稱為熱流道注射模。加熱流道是指設置加熱器使?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，可適當降低注射溫度和壓力，減

9、少塑料制品內(nèi)殘余應力。加熱流道模具對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構，它是將普通注射機噴嘴加長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，型腔采用點澆口進料。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量、控制裝置一般噴嘴溫度要高于料筒溫度520。應盡量減少噴嘴與模具的接觸時間和接觸面積，通常注射保壓后噴嘴應脫離模具。也可以采用氣隙或塑料層減小接觸面積。一般噴嘴應為幣0.81.2 mm直徑的點澆口。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、射模結構洗衣機蓋板要求外表面光滑美觀，無澆口和推桿痕跡，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，因此定模一側尺寸較大。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的外側帶有多組電加熱圈對澆口套進行加熱，澆口套與模具模板間采用空氣間隙絕熱。由于澆口套過于細長，中間位置增加卡環(huán)9，用以給澆口套定位。模具注射時，熔料經(jīng)澆口套8進入模腔。注射結束后模具打開，當打開到一定距離后拉板13動推件板12推出制件，同時通過推件板上用螺釘連接的復位桿3拉動推桿固定板5運動，使推桿6推出制件。2、帶有二次推出機構注射模有些塑件無論是采用單一或多元推出機構，由于

11、特殊形狀或自動化生產(chǎn)的需要，在一次脫模動作完成后，仍難于從型腔中取出或不能自動脫落，此時就必須再增加一次脫模推出動作才能使塑件脫落;有時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，這類機構稱為二次推出機構。二次推出機構分為單推板和雙推板二次推出機構。(1) 單推板二次推出機構常見的形式有 彈簧式二次推出機構彈簧式二次推出機構利用壓縮彈簧的彈力推住推件板，推件板不隨動模一起移動，從而使塑件從型芯上脫出，實現(xiàn)一次推出動作；繼續(xù)開模，注射機頂桿頂動推板，再由推桿從推件板型腔中推湖塑件，完成二次推出動作。 擺塊式二次推出機構擺塊式二次推出機構是利用擺塊的擺動完成二次推出動作。 斜楔

12、滑塊式二次推出機構斜楔滑塊式二次推出機構利用模具上的斜楔迫使滑塊做水平運動，完成二次推出動作。 滾珠式二次推出機構滾珠式二次推出機構利用滾珠所處的位置控制二次推出動作。 滑塊式二次推出機構滑塊式二次推出機構利用斜導柱驅(qū)動滑塊移動完成二次推出過程。(2) 雙推板二次推出機構雙推板二次推出機構是在模具中設置兩組推板，它們分別帶動一組推出零件實現(xiàn)塑件二次脫模的推出動作。常用的雙推板二次推出機構有:彈頂式二次推出機構、擺鉤式二次推出機構、八字擺桿式二次推出機構、卡爪式二次推出機構。 彈頂式二次推出機構 擺鉤式二次推出機構 擺桿式二次推出機構3、順序推出機構注射模單組推板二次推出機構是指在推出機構中只設

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動來實現(xiàn)。彈簧式二次推出機構就是一種單推板二次推出機構，除此之外常用的單推板二次推出機構還有:斜楔滑塊式二次推出機構、擺塊拉桿式二次推出機構、U形限制架式二次推出機構、滑塊式二次推出機構等。 彈簧式順序推出機構 擺鉤式順序推出機構 滾輪掛鉤式順序推出機構 滑塊式推出機構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，通常是由滑塊來成形，成形后打開滑塊，即可取出塑件。也可以采用活動型環(huán)來成形外螺紋，成形后塑件與活動型環(huán)一起由模具內(nèi)取出，然后在模外旋轉脫下活動型環(huán)，得到帶外螺紋的塑件。塑件上的內(nèi)螺紋成形時，受到模

14、具空間的限制因此其脫模方式較為復雜，常見的形式有：(1) 活動型芯模外脫螺紋成形螺紋塑件時，先將活動型芯放入模內(nèi)，成形后將塑件與活動型芯一起從模內(nèi)取出，再旋轉脫出活動型芯，得到帶內(nèi)螺紋的塑件。這種脫模方式結構簡單，但生產(chǎn)效率低，操作工人勞動強度大，只適用于小批量生產(chǎn)。(2) 強制脫螺紋帶有內(nèi)螺紋的塑件成形后包緊在螺紋型芯上，推桿在注射機推出裝置的作用下推動推桿板，強制將塑件從螺紋型芯上脫出。采用強制螺紋的方法受到一定條件的限制：首先，塑件應是聚烯烴類柔性塑料；其次，螺紋應是半圓形粗牙螺紋，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)側抽脫螺紋對于一些要求不

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局部段，對應在模具上制成三個內(nèi)側抽滑塊成形。 (4) 模內(nèi)旋轉脫螺紋許多帶內(nèi)螺紋的塑件要采用模內(nèi)旋轉的方式脫出。使用旋轉方式脫螺紋，塑件與螺紋型芯之間要有周向的相對轉動和軸向的相對移動，因此，螺紋塑件必須有止轉的結構，如圖5 36所示，圖5 36a所示是在塑件外表面設置凸楞止轉；圖5 36b所示是在塑件內(nèi)表面設置凹槽止轉；圖5 36e所示是在塑件端面上設置凸起止轉。常用的模內(nèi)旋轉脫螺紋機構有： 手動旋轉脫螺紋 齒輪、齒條脫螺紋5、定、動模雙向順序推出機構設計在設計模具時，原則上應使塑件留在動模，在動模上設計推出裝置，使塑件脫出。但有時由于塑件形狀

16、特殊，會使塑件既能留在定模一側，也有可能留于動模一側，這時將使動模上的推出裝置不能將塑件可靠推出。為了解決這個問題應采取在定模與動模同時設置推出機構的方法，即在定模部分增加一個分型面，在開模時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，塑件能可靠地留在動模部分，最后由動模推出機構將塑件推出，這就是定、動模雙向順序推出機構。定、動模雙向順序推出機構設計包括： 彈簧雙向順序推出機構、擺鉤式雙向順序推出機構、滑塊式雙向順序推出機構、導柱式雙向順序推出機構等。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雜、成形周期長、生產(chǎn)效

17、率低、勞動強度大、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是對熱固性塑料成形技術的一次重大改革，它具有簡化操作工藝、縮短成形周期、提高生產(chǎn)效率(520倍)、降低勞動強度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、模具使用壽命較長(約1030萬次)等優(yōu)點。但這種成形工豈對物料要求較高，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 注射壓力和注射速度熱固性物料在注射機料筒巾應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，溫度從6090瞬間提高到130左右，達到臨界固化狀態(tài)。這也是物料流動性最佳狀態(tài)

18、的轉化點。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100170 MPa，注射速度常采用34 5.ms。 保壓壓力和保壓時間保壓壓力和保壓時間直接影響模腔壓力以及塑件的補縮和密度的大小。常用的保壓壓力可比注射壓力稍低一些，保壓時間也可比熱塑性塑料注射時略減少些，通常取520s。 螺桿的背壓與轉速 注射熱固性塑料時，螺桿的背壓不能太大，否則物料在螺桿中會受到長距離壓縮作用，導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取得小，約為3.45.2 MPa，并且在螺桿肩動時其值可以接近

19、于0。一般螺桿的轉速在3070 rrain。 成形周期在熱固性塑料注射成形周期中，最重要的是注射時間和硬化定形時問此外還有保壓時間和開模取件時間等。國產(chǎn)的熱固性注射物料的注射時間210 s，保壓時間約需520 s，硬化定型時間在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間，不僅要考慮塑件的結構形狀、復雜程度和壁厚大小，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間時，更應注意這個問題。一般國產(chǎn)注射物料充型后的硬化時間可根據(jù)塑件最大壁厚，按812 sram硬化速度進行計算。 螺桿的背壓與轉速、成形周期和排氣熱固性注射物料在固化反應中，會產(chǎn)生縮合水和低分子氣體，型腔必須要有良好的排氣結構，否則會在塑件表面上留下氣泡和流痕。對壁厚塑件，在注射成形操作時，有時還應采取卸壓開模放氣的措施。(2) 熱固性塑料注射模簡介典型的熱固性塑料注射模的結構如圖5 41所示，它與熱塑性塑料注射模結構類似，包括澆注系統(tǒng)、型腔、型芯、導向機構、推出機構、側抽芯機構等，其在注射機上的安裝方法也相同。下