文|熱恒熱流道
熱流道注射塑料模在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，不僅是因為熱流道注射塑料?？s短了制件的成型周期、節(jié)約了塑料原料、能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程，而且還因為在熱流道模具的成型過程中，塑料熔體的溫度在流道系統(tǒng)里能得到準(zhǔn)確地控制，尤其在一模多腔的注射模具中，流道內(nèi)的熔體溫度能基本保持與注射機噴嘴的溫度大致相同或相近，因而流道內(nèi)的壓力損耗小，熔融塑料以極其均勻的狀態(tài)流入各個模腔，從而獲得高品質(zhì)的塑料制件。熱流道注射成型的零件澆口質(zhì)量好、脫模后殘余應(yīng)力低、零件變形小。因此，對質(zhì)量要求高的﹑生產(chǎn)批量大的塑件可采用熱流道注射模生產(chǎn)。
1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性
一種電器外殼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該產(chǎn)品的底部為一凹曲形，產(chǎn)品口部的周邊均布有三個直徑為φ3mm，深度為12mm的盲孔，可用自攻螺釘連接面蓋。產(chǎn)品的口部有一高度為5mm，直徑為φ153mm的止口位，需要與面蓋相配合。零件的材料為PC塑料，顏色為乳白色。PC料的學(xué)名為聚碳酸酯，是一種常用的熱塑性工程塑料，具有良好的力學(xué)性能，沖擊強度優(yōu)異，尺寸穩(wěn)定性好。在200～220℃呈溶融狀態(tài)，熔融溫度高，熔體粘度大，因而在成型時熔體的流動差，其溢料值為0.06mm。一般在高料溫、高壓力和較高的模溫下快速成型。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖中可以看出，產(chǎn)品的分型面必須選擇在直徑為φ156.2mm的大輪廓截面位置。對于該產(chǎn)品而言，澆口的位置只有選擇在產(chǎn)品底部的中心進料，才能保證在注射成型過程中熔體流動填充的均勻性，并將型腔內(nèi)的氣體從分型面的周邊所開設(shè)的排氣槽排出。通常的情況下，模具需采用細水口三板模結(jié)構(gòu)，以便從不同的分型面分別取出澆注系統(tǒng)凝料和塑件產(chǎn)品。對一模多腔的細水口模具結(jié)構(gòu)而言，其澆注系統(tǒng)凝料很長，易浪費原生塑料。此外模具在采用次序分模的過程中需要有很大的開模行程空間。由于PC料的流動性差，澆注系統(tǒng)太長對注射成型過程不利，需要有較高的料溫和較大的注射壓力。因而采用熱流道澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以解決上述問題。
2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及其工作過程
根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)批量大的要求，模具采用了1模4腔的結(jié)構(gòu)形式，采取了從產(chǎn)品頂部中心進料的十字形熱流道板的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅使產(chǎn)品澆口處的痕跡較小，從而使產(chǎn)品獲得良好的外觀質(zhì)量，而且還可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)控制過程，模具結(jié)構(gòu)裝配圖如圖2所示。
1隔熱板 2定模座板 3支撐塊 4冷卻水嘴 5定模板 6定模型腔鑲件 7動模型腔鑲件
8動模板 9支撐塊 10動模座板 11隔熱板 12支承柱 13頂桿固定板 14頂桿墊板
15動模定位套 16隔水片 17密封圈 18導(dǎo)套 19動模型芯鑲件 20導(dǎo)柱 21熱嘴
22定模定位套 23熱流道堵頭 24加熱管 25熱流道板定位墊圈 26承壓墊圈 27接線盒
28連接電纜線 29十字形熱流道板 30模具定位圈 31澆口套 32熱流道板支承圓柱銷
33頂桿 34頂管 35頂管型芯針 36壓板 37頂桿防轉(zhuǎn)銷釘 38頂板導(dǎo)套 39 頂板導(dǎo)柱
40限位墊圈 41復(fù)位桿
2.1 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
對于1模4腔的模具結(jié)構(gòu)，熱流道需采用熱流道板的結(jié)構(gòu)形式。如圖3所示為十字形熱流道板安裝在模具中的結(jié)構(gòu)圖。在十字形熱流道板上，加熱的方式是采用兩根整體式加熱管進行加熱控制的。加熱管和熱嘴的連接電纜線通過模板上開設(shè)的線槽連接到接線盒上。為了控制熱流道板上的溫度，使其不能超過塑料的分解溫度，在熱流道板上和熱嘴中均安裝熱電偶，通過溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)溫度的自動控制，保證熱流道板中的塑料在成型過程中始終保持熔融狀態(tài)，同時又不要在過熱的情況下發(fā)生碳化和分解。
采用十字形熱流道板后，模具在澆注系統(tǒng)中的壓力損失小，注射過程所占有的時間極少，澆注系又不用冷卻，所以成型周期所占有的時間主要消耗在對塑料制件的冷卻上。為了使模具在注射后將制件快速冷卻到塑料的玻璃態(tài)溫度之下，使制件具有足夠的強度被推桿和推管頂出脫模，模具在定模型腔鑲件內(nèi)設(shè)置了內(nèi)外兩道槽形冷卻循環(huán)水道，在動模型芯鑲塊內(nèi)除了設(shè)置槽形冷卻循環(huán)水道外，還在中心部位設(shè)置了隔片式的冷卻水道，以達到有效地控制模具溫度在所需要的溫度范圍的目的。
為了在注射成型的過程中排出型腔內(nèi)的氣體，在分型面上于型腔周邊沿產(chǎn)品的徑向開設(shè)了排氣槽。排氣槽的寬度為10mm左右，深度小于或等于PC塑料的溢料值0.06mm。
模具的脫模機構(gòu)采用了簡單的頂桿和頂管頂出。因頂桿的端部為曲面，在固定頂桿時需要在頂桿上加防轉(zhuǎn)銷釘，頂管型芯針用壓板固定在動模座板上。
2.2 模具的工作過程
模具安裝到臥式注射機上，連接電加熱和溫度控制電源，連接冷卻循環(huán)水道。注射前先將模具的熱流道板加熱到合適的溫度，然后調(diào)整好注射成型的相關(guān)工藝參數(shù)，再進行注射成型過程。模具開模后由頂桿和頂管組成的脫模機構(gòu)從動模型芯上推出塑件，合模時動模前移，由復(fù)位桿使頂出機構(gòu)復(fù)位，完成一個注射成型周期。
為了保證注射成型質(zhì)量，一定要控制好熱流道板的溫度和模具的溫度，否則熱流道板的溫度過高會導(dǎo)致塑料熔體產(chǎn)生分解，影響塑件的質(zhì)量。
3結(jié)束語
模具的澆注系統(tǒng)采用了熱流道板后，從很大程度上改善PC料的流動性，減小了注射成型所需要的注射壓力，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。此外還縮短了成型周期，節(jié)約了大量的塑料原料，減少了再生料，且完全實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)控制過程。該模具自投產(chǎn)以來，一直運行正常，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。
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