塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)任務(wù)三

2024年9月19日項(xiàng)目三熱流道注射成型模具設(shè)計(jì)任務(wù)一了解熱流道技術(shù)任務(wù)二選擇熱流道系統(tǒng)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)四溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2024年9月19日掌握熱流道系統(tǒng)主流道噴嘴、澆口、噴嘴的形式，能根據(jù)模具設(shè)計(jì)需要正確對主流道噴嘴、澆口、噴嘴進(jìn)行選型。熟悉熱流道板的結(jié)構(gòu)，能據(jù)模具設(shè)計(jì)需要正確對熱流道板進(jìn)行加熱計(jì)算和模具中熱流道板安裝設(shè)計(jì)。了解熱流道注射的設(shè)計(jì)步驟。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日熱流道模具與普通注塑模具的主要區(qū)別是：具有熱流道系統(tǒng)的主流道噴嘴、澆口、噴嘴、熱流道板等。它們是熱流道模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。下面將就熱流道模具的熱流道系統(tǒng)的主流道噴嘴、澆口、噴嘴、熱流道板等進(jìn)行介紹。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日一、熱流道模具結(jié)構(gòu)剖析圖3-15為典型的熱流道結(jié)構(gòu)，主要由主流道噴嘴、流道板、噴嘴、加熱和測溫元件、安裝和緊固零件所組成。圖示為開放式的熱流道噴嘴系統(tǒng)，用于同時(shí)注射兩個(gè)或兩個(gè)以上的模塑件。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1--中心定位環(huán)2--主流道噴嘴3--主流道噴嘴加熱器4--定模固定板4--承壓圈6--電熱彎管7—流道板（分流板）8—墊板9—耐溫導(dǎo)線10—接線盒11—定模夾板12—定模板13—冷卻水孔14--注塑件15—噴嘴16--噴嘴引出導(dǎo)線17—流道板測溫?zé)犭娕?8—支承墊19---中心定位銷20—止轉(zhuǎn)銷圖3-15開放式熱流道噴嘴系統(tǒng)2024年9月19日熱流道的主流道噴嘴2的功能，與冷流道澆注系統(tǒng)的主流道相同。但它有線圈加熱和熱電偶測溫，并作為系列標(biāo)準(zhǔn)件可選購。中心定位環(huán)1的外徑，與注射機(jī)上定模板定位孔相配。定位環(huán)內(nèi)孔與主流道噴嘴的定位軸段緊配。主流道噴嘴人口的凹坑和孔徑，必須與注射機(jī)噴嘴的凸球和孔徑相配，圖3-15所示主流道噴嘴，用螺紋與流道板7聯(lián)接。流道板應(yīng)該具有良好的加熱和絕熱措施，以保證加熱器的效率和溫度控制有效。圖3-15所示的流道板，在雙平面上嵌裝了金屬管狀電熱彎管6，并安裝了流道板測溫?zé)犭娕?7。流道板懸置于定模板與墊板構(gòu)成的?？蛑?，利用空氣絕熱。熱流道板根據(jù)澆口數(shù)目和位置，可以用一字形、H形和X形等各種外形。它要承受流道高壓熔體的作用力和各噴嘴的熱膨脹，要求它有足夠的剛度。流道常用圓形截面。流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓滑過渡，防止熔體滯留。噴嘴與流道板的連接應(yīng)可靠地防止塑料熔體泄漏。熱流道噴嘴的通道直徑，應(yīng)與流道板上流道直徑相配，比流道板上流道直徑大1mm，噴嘴的流道入口有斜角過渡。噴嘴澆口一般設(shè)置在噴嘴的殼體的末端或制作在定模板的嵌件上。澆口的類型主要是主流道型的直澆口和頂針式澆口兩種形式。熱流道板和噴嘴設(shè)有相對獨(dú)立可控的加熱和測溫元件，流道板多采用圖3-15所示的管狀彎管加熱器，噴嘴里采用較多的是線圈加熱器。測溫?zé)犭娕疾贾迷跐部诤透邷責(zé)狳c(diǎn)處。高溫?zé)狳c(diǎn)如：加熱能輸出量最大的點(diǎn)；加熱器與熔體通道之間；或主流道的末端等，達(dá)到防止塑料熔體的分解的目的。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日二、熱流道噴嘴熱流道系統(tǒng)按塑料熔體輸送流動(dòng)過程分為四個(gè)功能區(qū)，即主流道噴嘴、流道板、噴嘴和澆口。在熱流道系統(tǒng)中，注射機(jī)料筒注入的熔體經(jīng)過主流道噴嘴分送到流道板中分流道，經(jīng)噴嘴將熔體射進(jìn)模具的型腔，或附加的冷流道，熔體進(jìn)入型腔要經(jīng)過澆口的調(diào)節(jié)。其中澆口可以是噴嘴的組成部分，也可以是模具的一部分。1.主流道噴嘴主流道噴嘴，也稱中央噴嘴。有關(guān)零件組成部件也被稱為主流道杯。主流道噴嘴可直接注射成型塑料制品的型腔，也可是在主流道噴嘴的下游，又有多個(gè)噴嘴注射入型腔。前者沒有分流道和流道板，稱作熱流道單噴嘴。后者稱為多噴嘴的熱流道系統(tǒng)。熱流道單噴嘴的注射模的結(jié)構(gòu)如圖3-16所示。單噴嘴常用的澆口形式有四種，一種為直接澆口，其三種為頂針式點(diǎn)澆口，另外還有開關(guān)式主流道噴嘴。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日圖3-16主流道單噴嘴注射模結(jié)構(gòu)圖1—定位環(huán)2—主流道噴嘴3—定模固定板4—定模板5—注塑件6—導(dǎo)柱7—?jiǎng)幽０?—?jiǎng)幽|板9—脫模機(jī)構(gòu)10—?jiǎng)幽９潭ò逯苯訚部诘膯螄娮煊捎谟休^長較粗的塑料熔體通道，會(huì)在制品上留下較大直徑的料柄。為方便脫出料柄，直接式澆口的單噴嘴其澆口具有一定的錐度。它能注射大型深腔的殼體，如桶、箱座等。它具有壓力損失較小，成型取向良好，無熔合縫，允許注射較大的流程比塑件的特點(diǎn)。2024年9月19日圖3-17所示直接澆口的主流道單噴嘴屬于開放式的噴嘴。易于清洗，且不易堵塞，常被用來加工回頭料和高黏度熔料，以及高充填填料的塑料。采用減小注射壓力，來防止流涎和拉絲。標(biāo)準(zhǔn)系列澆口直徑Ф2.7~Φ7.9mm。按塑料熔體的注射量和黏度，選定澆口直徑。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日圖3-17所示的三種主流道單噴嘴，前兩種屬于頂針式噴嘴。標(biāo)準(zhǔn)系列頂針式噴嘴的澆口直徑為l~2mm，有兩種結(jié)構(gòu)。圖3-17(a)是有澆口的完整噴嘴。圖3-17(b)是沒有澆口套的部分式噴嘴，又被稱為可換色噴嘴。圖3-17(c)所示噴嘴，塑料熔體從圓管的三個(gè)側(cè)孔中流出。又由管端的頂針引導(dǎo)，將熔體從澆口環(huán)隙中注射到型腔。此種不帶澆口的頂管式主流道單噴嘴，澆口由模具生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)和制造。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-17頂針頂管式主流道單噴嘴(a)完整的頂針式主流道單噴嘴(b)帶澆口的頂針式主流道單噴嘴(c)不帶澆口的頂管式主流道單噴嘴2024年9月19日主流道單噴嘴的入口要與注射機(jī)的噴嘴匹配，如圖3-18所示。主流道入口直徑Dr應(yīng)略大于且對準(zhǔn)注射機(jī)噴嘴的孔徑DD，一般大約0.5mm；凹坑球半徑RKT必須大于球頭半徑RKD，應(yīng)有0.5~5mm之差。而主流道的入口通道由小到大，有段錐孔。這樣的結(jié)構(gòu)可防止在注射機(jī)噴嘴后退時(shí)，主流道中的熔料產(chǎn)生流涎。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-18主流道噴嘴與注射機(jī)噴嘴的匹配2024年9月19日主流道噴嘴的入口要準(zhǔn)確地安裝在模具上。參見3-2圖所示，噴嘴與定位環(huán)以直徑D6高精度定位；噴嘴又以直徑D3與定模板過盈定位；噴嘴殼體與模具是D2直徑的大間隙配合。標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)噴嘴在注射冷流道模具時(shí)，常用小口徑的噴嘴。采用主流道噴嘴后，有較大的噴嘴流道，較大的入口口徑。注射機(jī)要改用大口徑的噴嘴。注射機(jī)噴嘴在生產(chǎn)加工時(shí)固定在主流道噴嘴上，并不退回。這種熱流道系統(tǒng)的主流道噴嘴中，因客戶要求裝有過濾網(wǎng)，以防止下游噴嘴的小澆口被機(jī)械雜質(zhì)堵塞。這對使用回頭料的注射生產(chǎn)很有必要。這種過濾網(wǎng)圓筒必須有大于125mm2的有效面積。裝有過濾網(wǎng)后，主流道中熔體流動(dòng)壓力損失要增加30%以上。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日2.澆口

澆口是流道的終點(diǎn)，也是熱流道系統(tǒng)中關(guān)鍵功能區(qū)。它的形式有兩種，一種是與噴嘴做成一個(gè)整體；另一種是開設(shè)在模具的零件上，再與噴嘴拼合在一起。澆口調(diào)節(jié)塑料熔體對型腔的注射充模。澆口通過它的開閉控制著對型腔內(nèi)塑料的保壓補(bǔ)縮時(shí)間，可采用熱力閉合或機(jī)械開閉兩種方式。（1）熱力閉合在開放式、頂針式和側(cè)澆口的噴嘴里，都是依靠塑料自身固化閉合的。模具冷卻系統(tǒng)使?jié)部诳焖俳禍?，熔體停止流動(dòng)。在開模時(shí)，模塑件的移動(dòng)，使?jié)部谀媳焕瓟?。①開放式澆口也就是直接澆口。影響直接澆口熱力閉合的因素包括：澆口口徑、高度、幾何結(jié)構(gòu)及塑料熔體性能、澆口區(qū)溫度等工藝條件。如圖3-19所示。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日圖(a)所示是一種合適的澆口熱力閉合。如果澆口區(qū)的溫度過低，就會(huì)出現(xiàn)過厚的凍結(jié)層，如圖(b)所示。如果澆口區(qū)溫度過高，保壓時(shí)間又過長，會(huì)產(chǎn)生圖(h)所示的熔料在剩余壓力下涌出澆口。當(dāng)澆口區(qū)溫度過低，且經(jīng)歷時(shí)間很長，就會(huì)出現(xiàn)如圖(c)所示澆口凝料的阻塞。阻塞凝料會(huì)在下次注射時(shí)，被推到冷料井或模具型腔里，形成模塑件表面的冷料團(tuán)塊。當(dāng)澆口區(qū)溫度過高，澆口凝料頭在高位斷裂，如圖(f)、圖(g)所示。對于無定形塑料，拉絲結(jié)果會(huì)在制品的澆口上山現(xiàn)尖錐釘，如圖(f)所示。對于結(jié)晶型塑料，常會(huì)出現(xiàn)如圖(g)所示的旋拉長絲。在塑料加熱溫度過高，黏度過低，剩余壓力較大時(shí)，澆口會(huì)有較多熔料垂滴；澆口區(qū)溫度低，冷卻時(shí)間長時(shí)，長澆口會(huì)有垂滴凝固阻塞塊，如圖(e)所示。如果澆口區(qū)冷卻效果差，在短澆口外會(huì)有垂淌的熔料，如圖(j)所示。在生產(chǎn)薄壁制品時(shí)，在澆口的對面型芯頂部挖個(gè)凹槽，以鋪開垂滴熔體，減小了澆口附近區(qū)的殘余應(yīng)力。總之，開式澆口的熱力閉合，取決于塑料材料、澆口形狀和太小、噴嘴的加熱和澆口區(qū)的冷卻。對于無定形和慢結(jié)晶塑料，澆口處應(yīng)有較強(qiáng)的冷卻循環(huán)。而開式噴嘴很少用在快結(jié)晶塑料。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日圖3-19噴嘴澆口區(qū)模具溫度調(diào)節(jié)A—無定型塑料K—結(jié)晶型塑料2024年9月19日②頂針式澆口頂針式澆口有如圖3-20所示三種基本形式：任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-20頂針式噴嘴結(jié)構(gòu)原理圖(a)所示有加熱魚雷狀頂針。熔體通過5~6mm寬的環(huán)形流道流動(dòng)。在多型腔模具中，噴嘴的直徑愈小，型腔可增加數(shù)目愈多。圖(b)有熱傳導(dǎo)頂針的噴嘴，微型魚雷位于流道中央，熔體從頂針和錐孔縫隙中流過，頂針被噴嘴殼體和熔體材料加熱。熱頂針有防止熔料拉絲的效果。塑料顏色能迅速改變。另一種如圖(c)所示，在澆口端為頂針，并具有頂管的噴嘴。熔體從圓管側(cè)壁的三個(gè)孔中流出。頂管位于流道的中央，被直接加熱。如果它是可替換的零件，則間接加熱。2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-21頂針式澆口的熱力閉合(a)無定型塑料的堵塞閉合(b)結(jié)日型塑料的節(jié)流閉合(c)熱頂針頭防止拉絲圖3-21(a)所示為注射無定形塑料，在停止注射后，在澆口壁處形成了皮塞，屬于松弛的熱閉合。在注射壓力下，皮塞很容易被涌出和熔融，并不會(huì)出現(xiàn)澆口堵塞。圖3-21(b)所示為結(jié)晶型塑料的節(jié)流熱力閉合，在注射后澆結(jié)束后，澆口壁上與熱頂針之間的縫隙，會(huì)滯留黏度較高的熔體，因頂針有恒定的熱流，防止了梗塞和凍結(jié)。開放式澆口、頂針式和頂管式澆口都屬于熱力閉合的澆口。相對機(jī)械閉合而言，它們同屬于開放式澆口。2024年9月19日（2）機(jī)械閉合開關(guān)式噴嘴將可控制移動(dòng)的柱銷引入澆口孔中，輔助澆口機(jī)械閉合，見圖3-22。常用標(biāo)準(zhǔn)化的開關(guān)式噴嘴的澆口直徑為mm。圖3-22b是mm孔徑的柱銷與澆口的裝配圖。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-22開關(guān)式噴嘴機(jī)械閉合機(jī)械閉合具有如下優(yōu)勢：可采用大孔徑的澆口，塑料熔體充填型腔容易，適用高黏度和對剪切敏感的塑料熔體；有維持較長時(shí)間的有效保壓壓力，可用于注射厚壁的大型塑料制品；與熱力閉合澆口相比，可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)關(guān)閉澆口，可限制澆口流滴和拉絲，防止了型腔中高壓熔料的倒流，不會(huì)產(chǎn)生溢邊；機(jī)械澆口閉合控制準(zhǔn)確，補(bǔ)縮可靠，提高了注塑件質(zhì)量和尺寸的精度。2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）澆口的形狀和尺寸澆口種類的選擇、澆口形狀和尺寸是選用標(biāo)準(zhǔn)系列噴嘴的前提。功能良好的澆口，使塑料熔體易于充模注射；又能給注塑件予保壓補(bǔ)償，保證制品的質(zhì)量。2024年9月19日①影響因素進(jìn)一步確定澆口的形狀和尺寸，要考慮澆口的流動(dòng)特性、塑料性能、制品的大小、壁厚和審美要求等。塑料從噴嘴流道注入窄小澆口通道，剪切速率很高，壓力損失很大。若澆口直徑過小和過長的澆口，會(huì)有超常的壓力損失。料流壓力不足，會(huì)使型腔充填成問題。要求開放式澆口的壓降一般應(yīng)在1MPa(即10個(gè)大氣壓)左右。生產(chǎn)中大小的澆口注射時(shí)，會(huì)通過提高噴嘴的加熱溫度，以提高熔體流動(dòng)性，但同時(shí)又必須強(qiáng)化澆口區(qū)的冷卻，否則會(huì)增加模塑件中的內(nèi)應(yīng)力。雖然高的充模剪切速率可降低熔體黏度，但當(dāng)剪切速率超過了允許值，則造成對塑料材料的損害，使注射件的力學(xué)和光學(xué)性能下降。澆口的最大直徑?jīng)Q定著熱力閉合的實(shí)現(xiàn)。如果澆口過大、過長，注塑件已經(jīng)冷卻，但澆口中物料不能閉合，必將延長注射周期。如果是機(jī)械閉合，則必須明確澆口凍結(jié)時(shí)間，以保證注射制品有足夠時(shí)間的補(bǔ)縮，然后再停止保壓并關(guān)閉澆口。開式澆口通常用于沒有審美要求的制品。有審美要求的制品，應(yīng)使用頂針式或開關(guān)式澆口。澆口不能在制品的前表面上留下痕跡，只能用側(cè)澆口；或者將系統(tǒng)連接到潛伏式的冷澆口。澆口的尺寸決定，要考慮注射流動(dòng)的要求，保證制品質(zhì)量；然后兼顧審美要求。對于頂針式澆口出現(xiàn)在注塑件表面上的環(huán)形倒錐，可置于凹坑或凹槽里，使表面平齊?？稍诖朔N澆口的出口，設(shè)置60~90?倒角，以減小脆性開裂。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日頂針式澆口位置如果在制品的斜面上，會(huì)使?jié)部趦鼋Y(jié)不穩(wěn)定，會(huì)形成較大的澆口凝料。應(yīng)按圖3-23(b)、圖3-23(c)所示作修正。理想狀態(tài)是頂針式澆口的軸線應(yīng)垂直制品表面，如圖3-23(c)。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-23頂針式噴嘴與制品表面上的形式2024年9月19日②澆口直徑在熱流道系統(tǒng)元件的所有幾何參數(shù)中，澆口尺寸對制品質(zhì)量的影響最大。澆口的直徑一般按經(jīng)驗(yàn)線圖和表格確定，然后選取標(biāo)準(zhǔn)系列的噴嘴--澆口直徑。主要有以下幾種形式：以塑料流動(dòng)性和注射量選定澆口直徑；以塑料注射量和制件壁厚決定澆口直徑；以注塑件的表面積和壁厚決定澆口直徑；以塑料流動(dòng)速率和熔體允許剪切速率決定澆口直徑，此方法需合理預(yù)測注射充模時(shí)間t。流動(dòng)速率Q的計(jì)算公式為（3-1）式中Q--塑料熔體流經(jīng)澆口的流動(dòng)速率，是單位時(shí)間澆口將型腔

充滿熔體體積,cm3/s；

V--流經(jīng)澆口的熔體體積,cm3；

t--注射充模的時(shí)間,s。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日例3-1現(xiàn)注射250g的PS塑料制品，密度為1.05g/cm3，求澆口直徑。解：注射體積為。查附表B，可知注射時(shí)間約為2s，得流動(dòng)速率為由附表C中可估取澆口直徑d=2.8mm。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日③澆口長度澆口應(yīng)越短越好，這樣可減小節(jié)流作用，減少熔體流動(dòng)壓力損失，也能減小塑料制品上的澆口料頭。實(shí)際澆口長度由澆口的機(jī)械強(qiáng)度決定，通常為0.2~0.5mm。澆口直徑越大，機(jī)械強(qiáng)度要求澆口長度增加。帶有絕熱皮層的澆口，其長度受熱平衡的影響。澆口零件選用淬透鋼制造，表面硬度48~50HRC，不需要很硬。除要求耐磨耐熱和耐腐蝕外，應(yīng)有較好的韌性，不需要用含鎳含鉻很高的合金鋼。推薦用德國牌號(hào)DINl.2343，X38CrMoV5-1，或者美國的標(biāo)準(zhǔn)熱鍛工具鋼H11。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日3.噴嘴

熱流道噴嘴是熱流道系統(tǒng)的終端，它包括加熱器、熱電偶和澆口。它將熔體輸送到模具的型腔或冷流道。熱流道噴嘴包括主流道噴嘴和注射點(diǎn)的噴嘴。噴嘴種類繁多，常用的有開式噴嘴、頂針式噴嘴、開關(guān)式噴嘴和邊緣式噴嘴。（1）噴嘴的設(shè)計(jì)原則和工作的基本要求

①對噴嘴加熱和絕熱的設(shè)計(jì)原則：防止塑料熔體在噴嘴里的流動(dòng)性變化。保證流道中的熔體溫度不變，可實(shí)現(xiàn)控制注射點(diǎn)噴嘴的澆口的熔體熱力閉合或機(jī)械閉合；能防止主流道噴嘴兩端的熔體的凍結(jié)；沒有噴嘴的過量加熱，濕度分布特性應(yīng)該接近直線。由于提高型腔溫度后會(huì)增加冷卻時(shí)間，所以為了避免模塑制品內(nèi)的殘余應(yīng)力造成翹曲變形，應(yīng)考慮熱噴嘴于冷模具之間的熱絕緣。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日②對熱流道噴嘴注射工作的基本要求：熔料從模具中塑件的澆口位置分離，要“清潔”且穩(wěn)定。澆口是噴嘴或型腔的一部分，是熱流道系統(tǒng)的重要臨界位置。不應(yīng)該有澆口熔料的任何下垂和流涎。在噴嘴與流道板之間應(yīng)保持無泄漏；噴嘴與模板間的密封也應(yīng)無泄漏。容易清洗、拆卸和調(diào)換損壞零件。設(shè)計(jì)的適用范圍較寬，可適用較多塑料品種的流動(dòng)和熱性能；適合各種形狀的注塑件。噴嘴的外形和高度適用于模板和流道板上安裝。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日（2）噴嘴的類型①按加熱類型分類②按功能分類③按澆口類型分類熱流道行業(yè)以澆口的類型來命名噴嘴，如圖3-24所示。開放式噴嘴按澆口分為兩種。圖3-24(a)為針點(diǎn)式澆口。圖3-24(b)為直接澆口。頂針式噴嘴見圖3-24(c)、圖3-24(d)。邊緣式澆口圖3-24(e)所示的是注塑件側(cè)面位置的開放式澆口。開關(guān)式噴嘴圖3-24(f)所示為開關(guān)式噴嘴。④按澆口的閉合和分離分類⑤按噴嘴的流道分類⑥按注射點(diǎn)的數(shù)目分類⑦按澆口布置和噴嘴殼體分類任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)二選擇熱流道系統(tǒng)圖3-24噴嘴與澆口的基本類型2024年9月19日（3）噴嘴流道的直徑在熱流道噴嘴設(shè)計(jì)和訂購熱流道噴嘴時(shí)，不但要確定噴嘴類型和澆口直徑，還需確定噴嘴中流道直徑。如果流道板上的流道直徑經(jīng)過流變學(xué)計(jì)算，則以最下游噴嘴的流道直徑減小0.1~lmm，且按噴嘴系列直徑確定。有些孔徑差可保證料流暢通。常用的系列直徑是4mm、5mm、7mm、10mm、12mm、16mm和20mm。因?yàn)閲娮斓娜肟诙擞幸餍苯?，在沒有條件按流變學(xué)計(jì)算流道板中流道直徑時(shí)，可按前面澆口直徑計(jì)算式和附表，先計(jì)算流經(jīng)噴嘴的體積流率Q(cm3/s)。對于低黏度和中等黏度物料（如PE、ABS和PA等），以103s-1的剪切流動(dòng)速率求得噴嘴流道直徑為（3-2）對于PC等高黏度塑料熔體，以500s-1的剪切流動(dòng)速率求得噴嘴流道直徑（3-3）任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日例3-2ABS塑料的總注射量600cm3，查附表E得注射時(shí)間t=2.62s。共有兩個(gè)注射點(diǎn)，計(jì)算流動(dòng)速率為計(jì)算噴嘴流道直徑為按系列取直徑12mm的噴嘴。相配的流道板上流道直徑應(yīng)為13mm。高黏度塑料熔體在噴嘴流道中的壓力損失較大，噴嘴長度應(yīng)用流變學(xué)方式計(jì)算。以上是開放式噴嘴直徑確定。對于開關(guān)式噴嘴，只要確定澆口直徑，便可知開關(guān)柱銷直徑，以定購噴嘴。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日（4）開放式噴嘴開放式噴嘴又簡稱開式噴嘴，不包括頂針式噴嘴。開放式噴嘴有澆口的直徑為mm。將直徑mm的澆口稱為針點(diǎn)式澆口。開放式噴嘴可分為兩類，如圖3-25所示：任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-25開放式噴嘴結(jié)構(gòu)1—噴嘴殼體2—加熱器3—模具上孔4—絕熱器Lp—噴嘴頭與模具孔的配合長度①有直接澆口的整體式噴嘴②有絕熱倉的整體式或部分式噴嘴。2024年9月19日①有直接澆口的開放式噴嘴

如圖3-25(a)所示，直接澆口的整體式噴嘴，熱流道的標(biāo)準(zhǔn)系列的澆口直徑為φ2.7~7.9mm，接觸長度Lp=5~6mm。

直接澆口的開放式噴嘴中，熔體并不滯留，也適用于熱敏性塑料和著色塑料的更換。同時(shí)因該噴嘴容易清洗，被推薦用來加工回頭料。它易出現(xiàn)熔體的拉絲和流涎，在操作工藝上，可降低注射和保壓壓力。還要注意噴嘴頭與模具的接觸長度，控制配合面積，進(jìn)一步調(diào)節(jié)澆口的冷卻效率。

圖3-26(a)~(c)為三種直接澆口的整體噴嘴，應(yīng)用在冷流道的澆注中。在受熱后噴嘴表面與動(dòng)模表面之間要保證間隙ΔL=0.5mm。此間隙在注射時(shí)被熔體充滿，使噴嘴表面與冷模板絕熱。圖3-26(d)~(f)是三種直接澆口的改進(jìn)。圖3-26(d)是將短柱狀的澆道澆口留在注塑件上，便于分離。圖3-26(e)是將澆口料頭置于注塑件上的凹槽中。圖3-26(f)是在制品的傾斜表面上注射。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日②有絕熱倉的開放式噴嘴

圖3-25(b)和圖3-25(c)所示是有絕熱倉的噴嘴。初次注射時(shí)，塑料熔體將絕緣間隙填充，保證流道與澆口有較大的溫差。其中圖3-25(b)所示的整體噴嘴，澆口區(qū)對模板的熱傳導(dǎo)，使?jié)部诶鋮s較快，又使噴嘴的表面溫度較低。這種針點(diǎn)式的有絕緣層的整體噴嘴，對結(jié)晶型和無定形塑料都有相當(dāng)好的適用性。其中圖3-25(c)所示的部分式噴嘴，絕熱間隙由噴嘴和模具上孔所構(gòu)成。既對熱噴嘴流道的絕熱，又有冷模板對澆口的冷卻，足以使?jié)部趨^(qū)冷卻靈敏且凍結(jié)迅速。因此，減小了拉絲和流涎的可能，更適用于無定形塑料，也可用于慢結(jié)晶塑料，如PP、PE和熱塑性彈性體。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-26直接澆口的開放式噴嘴注射2024年9月19日（5）頂針式噴嘴

頂針式噴嘴的特征是熱頂針將塑料熔體引流到澆口。澆口的溫度容易控制，便于熱敏性塑料的注射。它有較小的澆口直徑(mm)，留在制品上是很低的環(huán)圈。對很小的制品，可用直徑為mm的澆口。在澆口中央的頂針，有助于防止熔料拉絲和流涎。

缺口敏感的塑料，如無定形的PC、PMMA和PS塑料，快結(jié)晶的PA、POM和PEEK塑制以及玻璃纖維高含量的塑料，澆口的邊緣應(yīng)是銳利的，可選用較大直徑(mm)的澆口。拉斷澆口的廢料時(shí)有清晰的斷面，對缺口不敏感的塑料，如PE、PP、PVC，以及熱塑料彈性體TPE，不會(huì)得到齊整的澆口斷面。為了得到美觀的制品外表，澆口直徑應(yīng)盡可能限制在mm。頂針式噴嘴不推薦注射對剪切敏感的塑料，包括含有阻燃劑或有機(jī)顏料的塑料。由于澆口里的環(huán)形小間隙中，產(chǎn)生溫度上升和物料的分解。倘若使用，要選用較大直徑的澆口，并注意注射的工藝控制。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日頂針式噴嘴可分為三類：加熱魚雷頂針；魚雷頂針；管道頂針。①加熱魚雷頂針圖3-27(a)所示為無噴嘴殼體內(nèi)加熱的魚雷頂針，直接置于內(nèi)加熱的流道板里。兩者以相同的時(shí)間，加熱流道板中塑料料流。模板的絕熱依靠熔體外表的皮層。頂針的終端用三個(gè)頂銷或短筋支撐。

圖3-27(b)所示有噴嘴殼體內(nèi)加熱的魚雷頂針，中央嵌有線圈加熱器，能保證沿軸線的加熱溫度均勻。有熱電偶置于魚雷頂針的前端，有利于對澆口區(qū)的溫度控制。絕熱殼體可使熔體凍結(jié)皮層減薄，有利于換色。頂針用耐熱鋼制造。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-27內(nèi)加熱魚雷頂針式噴嘴A—對有較寬加工溫度范圍的塑料B--對有較寬加工溫度范圍的塑料1—熱電偶2—嵌入的線圈加熱器3—絕熱殼體4、5--加熱魚雷頂針6—澆口套2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②熱傳導(dǎo)魚雷頂針

圖3-28所示熱傳導(dǎo)魚雷頂針很短小，便于用筋條固配在絕熱套上，更減小了流動(dòng)阻力。

常見噴嘴有流道直徑mm，噴嘴長度40~110mm，有澆口直徑mm可供選用。圖3-28熱傳導(dǎo)魚雷前頂針噴嘴1—噴嘴頂端測量熱電偶2—魚雷頂端測量熱電偶2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-29帶澆口頂針式噴嘴1—噴嘴本體2—加熱線圈3—絕熱套4—頂針5—澆口如圖3-29所示為帶澆口頂針式噴嘴。2024年9月19日③管道頂針任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日④澆口里頂針的位置頂針與澆口的安裝位置關(guān)系，影響澆口中物料的注射流動(dòng)性。帶澆口的整體式噴嘴在制造中已確定兩者的關(guān)系。而部分式噴嘴，澆口在模具上，兩者的安裝位置必須正確。在加熱穩(wěn)定的工作狀態(tài)下，圖3-30(a)是正確的頂針位置。圖3-30(b)中退縮的頂針，將會(huì)使制品上遺留的廢料頭升高。圖3-30(c)上頂針伸出到型腔中，會(huì)使塑料熔體在澆口環(huán)隙中的流動(dòng)受阻，造成保壓補(bǔ)縮無效。為了使頂針與澆口的位置正確，在室溫條件下對它們的裝配，必須考慮頂針伸長的熱補(bǔ)償。圖3-31是澆口的結(jié)構(gòu)。從圖3-31(a)可見澆口應(yīng)該是錐孔，而不是圓柱孔。圖3-31(b)表明在使用中要注意頂針與澆口的同軸度。錯(cuò)位會(huì)影響環(huán)隙截面上均勻充模流動(dòng)；造成單向的節(jié)流，增加了澆口的實(shí)際高度。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)二選擇熱流道系統(tǒng)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-30澆口里頂針位置圖3-31澆口結(jié)構(gòu)說明：S1、S2為調(diào)節(jié)前后的環(huán)隙間隙2024年9月19日（6）開關(guān)式噴嘴①使用特征圖3-32所示是氣動(dòng)的開關(guān)式主流道噴嘴。由氣壓驅(qū)動(dòng)。噴嘴的澆口形式，有帶有澆口和不帶有澆口兩種。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-32氣動(dòng)開關(guān)式主流道噴嘴安裝和澆口形式2024年9月19日圖3-33所示是氣動(dòng)的開關(guān)式噴嘴。熔料經(jīng)流道板分配給各注射點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大型注塑件的多點(diǎn)注射，或者一模多腔注射成型。氣缸安裝在定模固定板中，開關(guān)柱銷穿越流道板。噴嘴有帶澆口或不帶澆口的兩種。多個(gè)開關(guān)式噴嘴可實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制順序注射?？蓪Ω髯⑸潼c(diǎn)噴嘴分別設(shè)定保壓時(shí)間，并能控制熔合縫位置。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-33氣動(dòng)開關(guān)式噴嘴安裝和澆口形式2024年9月19日開關(guān)式噴嘴在熱流道系統(tǒng)中，具有如下優(yōu)勢:

它可準(zhǔn)確控制柱銷閉合澆口?？纱_保各個(gè)噴嘴的澆口閉合一致，減少注射循環(huán)時(shí)間，使一模多腔的各注射點(diǎn)的計(jì)量一致。在制品上無殘留廢料，但柱銷會(huì)在制品上留下的圓柱標(biāo)記。能滿足制品表面高質(zhì)量的需求，澆口不存在流涎和拉絲。有較大的澆口通道，澆口直徑常用mm，可以達(dá)到20mm。可用于低剪切阻抗或?qū)羟忻舾械乃芰献⑸?。澆口直徑通常是制品壁厚的兩倍。適合大型塑料制品的注射，可使其以較低保壓壓力，獲得殘余應(yīng)力較低的制品。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日②澆口結(jié)構(gòu)柱銷和澆口的結(jié)構(gòu)，決定了澆口閉合方式。澆口套與柱銷的材料與硬度，影響了澆口開關(guān)的可靠性和耐用性，也與適用的塑料材料有關(guān)。圖3-34的開關(guān)式噴嘴有兩種澆口閉合形式。圖(a)所示澆口和柱銷頭有40°的錐度。在驅(qū)動(dòng)力下，柱銷落在澆口上，密封可靠。但柱銷的長度必須精確，要要考慮在工作溫度下的柱銷熱伸長。在熱流道內(nèi)的保壓壓力下，柱銷長度在朝閉合位置處增加0.02mm。因柱銷會(huì)將填料壓實(shí)在澆口與柱銷的接觸面上，故不用該類噴嘴生產(chǎn)有礦物質(zhì)填料的塑料。圖(b)所示是圓柱面的柱銷與澆口的閉合。常用于較大的孔徑，澆口孔精度H7，柱銷直徑g6。此澆口在使用時(shí)，孔徑被摩擦磨損，澆口殘留標(biāo)記會(huì)愈加明顯。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-34開關(guān)式噴嘴澆口閉合形式2024年9月19日開關(guān)式噴嘴的結(jié)構(gòu)，如圖3-35所示，分成部分式和整體式兩大類型。機(jī)械的開關(guān)式噴嘴需顧及塑料熔體在澆口中凍結(jié)問題。圖(a)所示的部分殼體式噴嘴，澆口開設(shè)在模具上。澆口區(qū)溫度較低，但不至于凍結(jié)澆口中的熔料，適用于無定形塑料的注射。如果生產(chǎn)結(jié)晶型塑料，澆口里會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)皮層，妨礙柱銷閉合，或?qū)部谀贤迫氲阶⑺芗谋砻妗．?dāng)柱銷前端伸出過多和溫度過高，會(huì)造成柱銷與注塑件表面粘結(jié)。圖b所示為整體殼體式的噴嘴，澆口孔座有噴嘴的加熱器加熱，防止?jié)部谥械奈锪线^早冷卻，保證柱銷在熔融態(tài)插入。當(dāng)用來無定形塑料時(shí)，因澆口與注塑件的接觸面溫度過高，塑件表面會(huì)起皺，甚至燒傷。為防止快結(jié)晶POM、高黏度PC或冷卻時(shí)間長的塑料在澆口中熔料凍結(jié)，澆口套用熱傳導(dǎo)良好材料制造。維持澆口內(nèi)高溫，防止柱銷滯留在固化塑料中。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-35部分和整體式開關(guān)式噴嘴2024年9月19日為滿足開關(guān)式噴嘴澆口中內(nèi)腔塑料熔融狀態(tài)，和注塑件表面上有致冷的溫度，產(chǎn)生了針對各種塑料的熱性能的各種澆口，如圖3-36所示。圖(a)是可更換的澆口套，實(shí)際上是整體式的噴嘴。用于快結(jié)晶塑料，如PA、PAEK、PEEK、POM、PPA、PPS等塑料。圖(b)是圓柱頭的柱銷。塑料在螺旋槽中被引流；柱銷在筋條中被導(dǎo)向。適用于無定形和慢結(jié)晶型塑料的加工。圖(c)是雙層雙金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用鈦合金制造外套絕熱。適用于所有的無定形塑料加工，還可用于著色的變更和高速注射薄壁模塑件。圖(d)中鈦合金的澆口套延伸到型腔，使?jié)部趦?nèi)有更高的溫度。用于著色頻繁變換的快結(jié)晶塑料加工，還可用于循環(huán)周期長的厚壁模塑件的生產(chǎn)。由于此澆口更換容易，也可用于被充填和增強(qiáng)的塑料注塑。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-36可更換澆口套的各種開并式噴嘴1—噴嘴控制熱電偶2—柱銷測溫?zé)犭娕?024年9月19日③開關(guān)柱銷的驅(qū)動(dòng)開關(guān)柱銷的驅(qū)動(dòng)有彈簧、氣缸和液壓缸三種。流道板上的噴嘴、缸體或彈簧可放置在流道板一側(cè)的定模固定板上，直接驅(qū)動(dòng)柱銷。對于主流道噴嘴，一種如前圖3-32所示，缸體安置在主流道軸線上，噴嘴流道繞過缸體。另一種是讓缸體偏置于主流道軸線一側(cè)，經(jīng)杠桿與橫臂，或者齒輪齒條，來驅(qū)動(dòng)開關(guān)柱銷。圖3-37示為彈簧驅(qū)動(dòng)的柱銷，是一種最簡單最價(jià)廉的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)熔體壓力升高時(shí)，壓力使彈簧受壓縮，柱銷開啟。當(dāng)熔體壓力下降，彈簧力驅(qū)使柱銷閉合澆口。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-37彈簧驅(qū)動(dòng)柱銷A—不對彈簧預(yù)緊B--對彈簧預(yù)緊1—澆口套2—鈹銅導(dǎo)熱導(dǎo)3—開關(guān)柱銷4—流道板5—柱銷導(dǎo)套6—柱銷位置調(diào)節(jié)螺栓7—柱銷套筒8—壓縮彈簧9—彈簧卡圈2024年9月19日柱銷的閉合力約160MPa，在8MPa的熔體壓力下柱銷開啟。流道板溫度超過900℃時(shí)，有過大的熱膨脹效應(yīng)，還會(huì)影響到彈簧力。柱銷的開啟由熔體壓力決定；關(guān)閉時(shí)由彈簧力直接作用。如果是多型腔的流道板，因各流道壓力降不均勻，各注射點(diǎn)澆口的啟閉會(huì)不同步，影響了各型腔成型制品的一致性。故彈簧驅(qū)動(dòng)噴嘴很少使用。液壓或氣動(dòng)噴嘴的柱銷，都需獨(dú)立的控制，如圖3-38所示。它們都需要較大空間來安裝缸體。通常缸體設(shè)置在定模固定板上。圖3-38(a)所示液壓驅(qū)動(dòng)的開關(guān)式噴嘴，需專口油泵或注射機(jī)的液壓系統(tǒng)來推動(dòng)液壓缸的活塞。控制油路通常包含壓力調(diào)節(jié)和流量控制兩部分，油壓在2~8MPa間使用。多采用注射機(jī)的控制系統(tǒng)連接液壓缸的控制油路。開始注射的信息用來開啟澆口里的柱梢；保壓結(jié)束的信息，用來關(guān)閉澆口。為獲得柱銷有2800MPa的閉合力，設(shè)計(jì)液壓缸的工作壓力5MPa。柱銷在流道板的流道里直線運(yùn)動(dòng)，溫度變化會(huì)引起柱銷偏移和彎曲。液壓缸的溫度不能超過80~100℃，同時(shí)模板溫度過高，會(huì)引起液壓油泄漏。圖3-38(b)所示為氣動(dòng)的開關(guān)式噴嘴。它比液壓驅(qū)動(dòng)簡單，通常不需要對氣缸冷卻。但氣缸活塞產(chǎn)生的作用力要小許多，管道氣壓為0.6MPa。氣動(dòng)開關(guān)噴嘴主要用于低壓注射的低黏度的塑料。它有較清潔的生產(chǎn)環(huán)境，沒有油霧和漏油，可以有比液壓更高的加工溫度。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-38流道板上的驅(qū)動(dòng)源1、2—缸的前后蓋3--固定板4—活塞5—開關(guān)柱銷6—柱銷導(dǎo)套2024年9月19日④開關(guān)柱銷運(yùn)動(dòng)柱銷的導(dǎo)套，安裝在噴嘴中。讓流道Z字形拐彎供料。柱銷作為導(dǎo)柱，與導(dǎo)套以H7/s6配合，孔與軸均需高精度研磨。在300℃的操作溫度下，保證單邊有約5間隙，對一些低粘度的熔料，單邊間隙應(yīng)為2。柱銷應(yīng)該能運(yùn)動(dòng)自如。上述間隙能防止一般塑料熔體泄漏，亦可在生產(chǎn)時(shí)使用硅油脂抗漏。導(dǎo)套在結(jié)構(gòu)上，制成橫向的聚集槽，連接疏離孔，以便將塑料熔體聚集后排除。柱銷的表面硬度在54HRC以上，有無機(jī)填料的塑料，需要更高的抗磨性能。常用H13鋼制造。與澆口的配合段用氮化鈦表面處理，也有用兩種材料焊接成柱銷的。澆口段有更高硬度，但較脆；導(dǎo)向段用韌性較好的鋼材。⑤開關(guān)式的主流道噴嘴前面圖3-32所示的氣動(dòng)開關(guān)式主流道噴嘴，它的氣缸與主流道軸線同軸。導(dǎo)致主流道拐彎繞行，很長，加熱功率耗大，絕熱困難。圖3-42所示三種開關(guān)式的主流道噴嘴，將氣缸或液壓缸偏置。利用橫桿、齒輪齒條或杠桿驅(qū)動(dòng)噴嘴的柱銷開合。圖3-39(a)開關(guān)式噴嘴被設(shè)置在模具中央，氣缸偏置，驅(qū)動(dòng)力通過相貫的橫桿傳至柱銷。用0.6MPa壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，可得到柱銷閉合力約2kN；用3MPa液壓油驅(qū)動(dòng)，可得閉合力約10KN。圖3-39(b)的主流道噴嘴、液壓缸安裝在旁邊的鉸鏈上，驅(qū)動(dòng)力經(jīng)扇形齒輪與齒條傳動(dòng)，實(shí)施柱銷的開合。圖3-39(c)所示主流道噴嘴有個(gè)偏置的液壓缸，油壓4MPa。缸體安裝在模板上，驅(qū)動(dòng)力經(jīng)鉸鏈上的杠桿傳動(dòng)到柱銷。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日邊緣式噴嘴邊緣式噴嘴即為側(cè)澆口噴嘴，可用在塑料制品側(cè)壁的澆口位置上。澆口設(shè)在型芯對面，或位于制品角落、斜壁面上。澆口直徑mm。澆口不應(yīng)該在模塑件的厚壁位置上，因?yàn)楹癖诓课挥羞^大收縮，會(huì)牽引澆口熔料，造成過大廢料。同樣，澆口也不應(yīng)該在模塑件轉(zhuǎn)角的凹面。對熱塑性彈性體，澆口孔對塑件壁畫的斜角不超過15°，以獲得精良的澆口剪斷表面。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-39傳動(dòng)柱銷主流道噴嘴2024年9月19日邊緣式噴嘴有以下三種結(jié)構(gòu)：①有絕熱式倉的開放式噴嘴圖3-40的幾種邊緣式噴嘴的周圍都有絕熱倉。因澆口開在模板上，相對溫度較低。適用于注射溫度低于300℃的無定形塑料和慢結(jié)晶塑料，如PE和PP?？捎糜诙套⑸渲芷诘陌b件。圖3-40(a)、圖3-40(b)所示的噴嘴流道是半圓形，另一半是絕熱皮層。圖3-40(c)所示噴嘴的流道，開設(shè)在導(dǎo)熱鈹銅噴嘴前面。注射時(shí)熔體沖破0.2mm厚的塑料，涌入型腔。圖3-40(d)所示熔料流到的出口上，裝有鈦合金的絕熱套，絕熱皮層很小，避免了主流道噴嘴受到頂出力。②開放式接觸噴嘴圖3-41所示的這種噴嘴直接接觸模板上的澆口，在澆口區(qū)有較高溫度。推薦加工結(jié)晶型塑料，可以防止?jié)部谶^早凍結(jié)。用3-41(b)說明了此種邊緣式噴嘴生產(chǎn)淺盆制品的情況。噴嘴的底部有絕熱皮層。必須考慮到噴嘴的熱膨脹對與澆口接觸的影響。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)二選擇熱流道系統(tǒng)圖3-40有絕熱式倉的開放式噴嘴2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-41開放式接觸噴嘴2024年9月19日③頂針式噴嘴頂針式澆口用于邊緣式噴嘴可以消除噴嘴上出口的冷料。模板上的澆口只有2~3mm厚度。這種噴嘴必須有專門的結(jié)構(gòu)與頂針的裝配。圖3-42(a)上專門設(shè)計(jì)了可鑲拼的模塊，可向中央推進(jìn)，讓頂針伸入模塊，對準(zhǔn)澆口。然后用楔塊從兩側(cè)固緊模塊。圖3-42(b)上的鈹鋼合金的頂針，先用安裝螺釘4吊在絕熱倉里。裝好澆口模板后，再吊緊頂針直到它們進(jìn)入噴嘴的鍵槽并抵達(dá)限位。然后用吊緊螺釘3置換安裝螺釘4。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-42頂針式噴嘴(a)1、2—拼合模塊3—鎖緊斜楔(b)1—噴嘴2—頂針3—吊緊螺釘4—安裝螺釘2024年9月19日三、流道板熱流道的流道板是熱流道系統(tǒng)的中心部件。流道板將主流道噴嘴傳輸來的塑料熔體經(jīng)流道送到各噴嘴。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-43熱流道注射模流道板種類1—流道板2—加熱棒3、8—流道4—頂針式噴嘴5、6—流道板組成板7—加熱棒嵌件9—魚雷棒2024年9月19日對注射模上的熱流道板的選擇或設(shè)計(jì)必須滿足如下要求：對大型型腔或多型腔的熔體充模要合理分配；熔體在流道中的壓力損失最??；熔體的溫度穩(wěn)定，黏度波動(dòng)很小以防止流動(dòng)過程中出現(xiàn)過熱和熱損傷；熔體在流道中沒有滯留的“死”區(qū)（點(diǎn)）；流道板加熱升溫較快，且溫度控制可靠有效；流道板與模具的絕熱良好，且與噴嘴間無熔體泄漏；其次，換色注射時(shí)容易；加熱器的更換維護(hù)方便。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日1.流道板結(jié)構(gòu)流道板種類很多，按加熱方式可分為外加熱流道板和內(nèi)加熱流道板，如圖3-43所示；按流道板的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式可分為管式流道板和板式流道板。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-44一模兩腔熱流道注射模1—定位環(huán)2—定模固定板3—流道杯4—流道板5—承壓圈6—墊板框7—支承墊8—中心定位銷9—止轉(zhuǎn)定位銷10—開放式噴嘴11--定模板12--注塑件13—?jiǎng)幽０?024年9月19日管式流道板有如下幾種形式：用線圈加熱器加熱，并又用陶瓷絕熱，安裝在孔板里傳輸給外加熱熔體；將流道處于不銹鋼管中，并被整體鑲焊在銅合金里；流道板由套和管聯(lián)接組成。因套和管均可加工成標(biāo)準(zhǔn)件，故可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；同時(shí)可有效地補(bǔ)償注塑生產(chǎn)時(shí)的熱膨脹。下面按以加熱方式分類闡述流道板。如圖3-44是一模模兩腔的熱流道注射模。從圖中可見，流道板懸于熱板框6中，上面有定模固定板2，下方有定模板11，它的周圍都有充滿空氣的間隙。為避免流道板將熱量傳遞給定模固定板和定模板，圖中所示的承壓圈5和支承墊7均用絕熱材料制造。同時(shí)因承壓圈承受流道板噴嘴在噴嘴軸線上的熱膨脹力，支承墊承受注射機(jī)噴嘴的壓力，故它們應(yīng)用高強(qiáng)度材料制造，并應(yīng)考慮它們的接觸面積。面積太大，不利絕熱；面積太小，強(qiáng)度不夠，出現(xiàn)壓潰。為保證流道板的安裝定位精度，在流道板與定模板之間安裝了中心定位銷8和在流道板邊緣安裝了止轉(zhuǎn)定位銷9。既保證了流道板與定模板之間的周邊間隙，也保證了流道板與噴嘴上流道的配合準(zhǔn)確。為防止流道板產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力和熱變形，止轉(zhuǎn)定位銷在模板平面的徑向，必須有足夠的間隙，它僅限止流道板的轉(zhuǎn)動(dòng)。目的是使流道板在徑向先行自由膨脹，然后再在噴嘴軸線方向進(jìn)行有約束的熱膨脹。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-45頂針式噴嘴的熱流道系統(tǒng)裝配圖1—定位環(huán)2—主流道噴嘴3—加熱圈4—定模固定板5—承壓圈6—金屬管狀電熱管7—流道杯8—墊板框9—耐熱導(dǎo)線10—接線盒11--定模夾板12—定模板式13—冷卻水孔14--注塑件15—頂針式噴嘴16—加熱引出線17—直角式熱電偶18--支承墊19--中心定位銷20--止轉(zhuǎn)定位銷2024年9月19日圖3-45是兩個(gè)頂針式噴嘴的熱流道系統(tǒng)。主流道噴嘴2有功率線和信號(hào)線引出。流道板的測溫?zé)犭娕际遣捎弥苯菧y溫?zé)犭娕?7插入流道板平面，用螺釘固定。圖中所示噴嘴帶有澆口，在定模板上鑲有成型模塊；如果噴嘴不帶有澆口，在模具制造時(shí)要加工澆口，采用鑲?cè)氩馁|(zhì)為淬透鋼、硬度為48-50HRC的成型模塊。接線盒10裝在定模板的外側(cè)面。澆口區(qū)應(yīng)有冷卻管道控制低溫，保證澆口的熱力閉合。噴嘴的安裝以很短的外圓與板上的安裝孔相配，并以很小的端面定位在定模板的孔肩上。各個(gè)噴嘴安裝后，其位置應(yīng)該在同一平面上，以保證各個(gè)澆口的伸出位置一致；同時(shí)保證各個(gè)噴嘴入口端平面，貼合到流道板的輸出平面上。此種板式流道板容易加工，但導(dǎo)熱性差，體積較大。因而需較大加熱功率，且熱慣性大。難以注射加工的塑料有：LCP、PA66、PBT、PEEK、PET、PSU、玻璃纖維填充的PVC和氟塑料等。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-46開關(guān)式噴嘴的熱流道系統(tǒng)裝配圖2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-46所示為開關(guān)式噴嘴的熱流道系統(tǒng)裝配圖，此種流道板被開關(guān)式噴嘴的柱銷穿過。因此，柱銷長度必須與流道板厚度嚴(yán)格控制。驅(qū)動(dòng)缸裝在定模固定板中，板中還要開設(shè)氣、油介質(zhì)的通道。為保證開關(guān)柱銷活動(dòng)自如，定模固定板、流道板和定模板三者的注射點(diǎn)的軸心線必須重合。因流道板的徑向膨脹，流道板與定模板的對準(zhǔn)極為重要，可在流道板的上下對角安裝兩個(gè)止轉(zhuǎn)定位銷。2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-47典型熱流道系統(tǒng)的裝配圖1--主流道噴嘴2—熔體過濾網(wǎng)3—支承墊4—中心定位銷5—止轉(zhuǎn)定位銷6—承壓圈7—堵塞8—金屬O形密封圈9—噴嘴10—金屬管狀電熱管11--熱電偶12—反射鋁片13—絕熱板14—定位銷釘2024年9月19日任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)三熱流道模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-48噴嘴與流道板的密封與緊固1—承壓圈2—螺栓3—支承墊4—彈性支承5—孔座圈6—密封圈2024年9月19日

如圖3-