深圳市科翔模具有限公司
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(一)普通熱固(gù)性塑料注射模
1.澆注係統
熱固性塑料注(zhù)射模澆注係統的結構組成、類型和形狀等與熱塑性注射模(mó)相同,但(dàn)由於熱固(gù)性塑料熔體(tǐ)的流動行為與熱塑性塑料熔體有較大的區別,而且在成型過程中具有一定的化學性質,所以(yǐ),熱塑性塑料注射模澆注係統要求熔體(tǐ)在流動過程中流動阻力小,溫(wēn)度變化少,而熱固性塑料注射除(chú)要求熔體(tǐ)阻(zǔ)力小以外,還希望在流動過程中適當地升溫,以加速物料在型腔(qiāng)的固化速度,縮短成型(xíng)周期,因而兩者的設計要求也有差異。
(1)主流(liú)道:由於(yú)摩擦熱能使經過主流道的熔體升溫,黏度下(xià)降,因此,一般(bān)主張將主流道設計得比(bǐ)較細小,以增加單位體積的傳熱比表麵積,有利於加熱(rè)裝置向熔體傳熱,同(tóng)時也增加了摩擦熱,而且也(yě)減少了不能回(huí)收的(de)澆注係統凝料。與熱塑性塑料注射模相同,臥式注射模(mó)主流道采用圓錐形,角式注射(shè)模主流道采用圓柱形。臥式注射模主流道小端直徑應比噴嘴出料直徑大0.5~1mm,主流道的錐角略小於熱塑性注射模主流道錐角,一般為2°~4°。主流道襯套上的凹球麵半徑比喻嘴頭部的球(qiú)麵(miàn)半徑大0.5mm左右。與分流道過液處的圓角半徑較大,可在3~8mm內選用。
(2)拉(lā)料腔:在主流道端部熱塑性(xìng)注射模稱為冷料穴的地方,在熱固性注(zhù)射模中稱為腔,它收集料流前端因局部過(guò)熱而提(tí)前硬化的熔體,其(qí)設計,在規值性注別(bié)提中標為塑料較脆,用Z字形(xíng)拉料杆很容易把塑料拉斷,所以在熱固性注射模中多采用倒(dǎo)錐形拉料設計時反錐度不宜過大,否則硬科難椎出。另外還應注意,排時拉料腔附近(jìn)的塑件(jiàn)容易產生變形。
(3)分流道:與熱塑性塑料注射模相同,熱固性塑料注射模的分流道截麵也有圓形、梯形、U形、半圓形和矩形等,但兩者(zhě)的選(xuǎn)用原則有差別,它要求分流(liú)道的比表麵積適當地取較大值,以促使(shǐ)注塑模具(jù)內的熱量比較容(róng)易地向分流道內的熔體(tǐ)傳遞。分流(liú)道的截麵形狀應結合其長度綜合考慮,分流道較長時,為了減少流動阻力,宜選用圓形、梯形或U形截麵,而分流道(dào)較(jiào)短時,傳熱麵積成為主要矛盾宜采(cǎi)用比表麵積較大的半圓(yuán)形或矩形截麵以利於傳熱。東莞市(shì)馬馳科注塑模具加工廠為了滿(mǎn)足上述要求並兼(jiān)顧到加工方便,目前,大多數工廠采用梯形(xíng)和半圓形截麵。梯形截麵的底邊寬度取4~6mm,側邊斜度為15°左右,高(gāo)度可取寬(kuān)度(dù)的(de)2/3.截麵(miàn)的高度根據經驗,中小型塑件分流道截麵高度取2~4mm,較大的(de)塑件取4~8mm. 分流(liú)道的排布方式與熱塑性塑料注(zhù)射模相同,也有平衡式(shì)與非平衡(héng)式兩類,一般希望采用平(píng)衡式排布,並要求分流道盡可能短,但兩者會經常發生矛盾,需(xū)要(yào)根據具體情況綜合考慮。
(4)澆口:注塑模具熱固性塑料注射(shè)模設計,熱塑性塑料的澆口類型、形狀以及澆口(kǒu)位置(zhì)的選擇原則對大多數(shù)熱固性塑料基本上都(dōu)適用,由於熱固(gù)性塑料較脆(cuì),容易去除澆口凝料,所以澆(jiāo)口的長度可適當取大一些。對於(yú)點澆口的截麵積和側澆(jiāo)口(kǒu)的深度尺寸,過分小是不恰當的,這(zhè)是因為(wéi)熔體溫度(dù)會升高過大(dà),加速化學反應進行而生成大量體型注塑模具結(jié)構,使黏度上升,導致充型困難,所以點澆口的截麵積和側澆口(kǒu)的深度尺(chǐ)寸也宜適當大一些。一般點澆口的直徑不宜小於1.2mm,通常在1.2~2.5mm內選取(qǔ),而側澆口的深度在 0.8~3mm內選取。另外,由於熱固性塑料對澆口的磨損比較大,故澆口宜(yí)用耐熱耐磨的(de)特種鋼材製造。國外采用鎢(wū)、鉻、鋁硬(yìng)質合金,並采(cǎi)用局部可(kě)更換的注塑模具結構形式。
2.型腔(qiāng)位置和對成型(xíng)零件的要(yào)求
(1)型腔(qiāng)的位置:由(yóu)於熱固性塑料注射成型時壓力比熱塑性(xìng)塑料大,注(zhù)塑模具受力不平衡會產生(shēng)較大(dà)溢料和飛邊,因(yīn)此,型(xíng)腔(qiāng)在分型麵上的布置應使其投影麵積與注射機的合模力(lì)重合。如不能重合,則(zé)力求(qiú)兩(liǎng)者的偏心盡可能小。但兩個型腔以(yǐ)及分流道投影麵積與注射機的合模力重(chóng)合,所以布置情況合理。熱固性注射模型腔上下位置對(duì)各個型腔或同一型(xíng)腔的(de)不同部位溫度分布影響很大,這是由於自然對流時,熱(rè)空氣由下向上,導致注塑模具上部受熱多(duō)而下部受熱少。實測(cè)表明(míng)上麵部分受熱(rè)量與下麵部分可相差兩倍,因此(cǐ)如(rú)對注塑模具上下對稱進行加熱,則上下型腔或同一型腔的上下不(bú)同部位必(bì)然出現很大溫差,上(shàng)下距離越大,溫差也越大。為了改變(biàn)這種情況,除對加熱元件進行不對稱(chēng)布置外,對型腔的布置也應加以注意。
(2)對成型零件(jiàn)的要求:在(zài)成型零件的(de)結構設計中,東莞市馬馳科(kē)注塑模具加工廠為了避免熱固性塑(sù)料在較大的注射壓力下(xià)向成型零部件的配合(hé)間隙或(huò)鑲塊的拚縫中溢料,所以與塑料熔體(tǐ)接觸的零部件應盡(jìn)量采用整體式(shì)結構,不要或少采用鑲拚組合式結構。在設計(jì)計算成型零件的尺寸(cùn)時,要注意(yì)到熱固性塑件的收縮率與成型方法有關。同一種熱固性(xìng)塑料在注射、壓縮和壓(yā)注三種成型方法中,前者成型腔布置對注塑模具溫度分(fèn)布的影響收率(lǜ)大、後者成(chéng)型收縮率小,在設計時(shí)應(yīng)予於注意。由於注塑(sù)模具的成型零部件(jiàn)是(shì)在高溫和腐蝕條件下工作,同時(shí)又因為熱固性注射成型容易產生溢料飛邊,對注塑模(mó)具成型零件的磨損較大,所以,除了采用較好的注塑模具材料外,成型零件與(yǔ)塑料接觸的表麵(miàn)要拋光和鍍硬鉻,鍍(dù)層厚為0.01~0.015mm.對於主要的成型(xíng)零件,應具有53~75HRC以上(shàng)的硬度,表麵粗(cū)糙度Ra值應在0.2μm以(yǐ)下。
3.排氣槽:由於熱固性塑料在交聯硬化時要放出大量的氣體揮發物,單靠配合間隙的排氣方法不(bú)能保證 充分排氣,因此(cǐ),熱固性塑料注射模(mó)在分型麵上一般都要開設排氣槽,排氣槽(cáo)深度通常(cháng)可取0.03~0.05mm,必要時深度(dù)可達0.1~ 0.3mm,為了防止塑(sù)料堵塞排氣槽,當上述深(shēn)度(dù)向外延伸6mm後,深度可加到0.8mm.排氣槽寬度取5~10mm.
4.加熱係統:熱固性塑料注(zhù)射成型時,注塑模(mó)具的溫度要求高於注射機噴嘴的溫度,所以注塑模具中必須配有(yǒu)加熱裝置,通常加(jiā)熱裝置安裝在定模板和動模板上,並且對加熱溫度嚴(yán)格控(kòng)製,保證(zhèng)型腔表麵的溫差在5℃以內。加熱元(yuán)件一般用電熱棒(bàng)和加熱套。
(二)熱(rè)固性塑料(liào)冷流道注(zhù)射模簡介
注(zhù)塑模具熱固(gù)性塑料注射模設計,熱固性塑料的冷流道注射模亦稱溫流道注射模,這類注塑模具與(yǔ)熱塑性塑料的熱流道注射模(mó)一樣,都是為了生(shēng)產中減少(shǎo)流道贅(zhuì)物(wù)而設計的,它們通稱無(wú)流道注射模。冷流道注(zhù)射模可分為完全無流道注射模和無主流道注射模。完全(quán)無流(liú)道注射模(mó),其特點是采(cǎi)用了一個冷流道板來設置注塑模具的澆注係統(tǒng),通過流經該板的冷卻介(jiè)質對澆注係統進行冷卻溫控,而對(duì)注塑模具(jù)的(de)成(chéng)型部分則采取相反措施,即利用加熱裝置使其(qí)保證高溫。為了減少冷流道板與注塑(sù)模具成型部分之間的熱交換,兩者之間采用絕熱層進行隔(gé)離。同時,動、定模與(yǔ)注射機的接觸部分也采用絕熱層隔離,以免注(zhù)塑模具中的熱量過多地傳給注射機。設計完全無流道注射模的關鍵在於,將澆(jiāo)注係統的溫度控(kòng)製在保證熔體既有良好的流動性(xìng),又不使它進(jìn)行交聯硬化反應的一個(gè)合理的溫度範圍,以便於順(shùn)利充模;對於成型部分,則必須利用加熱裝置使其處於合理的高(gāo)溫狀態,以保證熔體充滿型腔後能迅速硬(yìng)化(huà)定(dìng)型。
注塑模具熱固性塑料注射模設(shè)計(jì),采用主流道的溫控(kòng)式結構,冷卻(què)回路既(jì)可設在定模板上,也可設在主流道襯(chèn)套(tào)上。主流道襯套上設置冷卻回路時,澆口套(tào)與定模板之間用空氣(qì)間隙進行絕熱。主流道襯套(tào)可從定模板中(zhōng)卸下,以便生產間歇中再次生產之前清理主流道中的硬化凝(níng)料。需要指出的是,由於可靠性和經濟性(xìng)等方麵的原因,熱固性塑料冷流道注(zhù)射目前仍處於實驗階段,未能廣(guǎng)泛推廣應用,所(suǒ)以一些(xiē)設計問題和注塑模具設計參數尚待進一步研究(jiū)解決(jué)。
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