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热流道结构分析
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时间: 2018-10-06 10:57 浏览量: 250

随着热流道技术的不断发展及其在注射模中的广泛应用,市场对热流道技术的要求越来越高,特别是在一些大型模具(如汽车模具)中对热流道结构形式要求会更高。

热膨胀量的补偿计算问题影响着热流道系统的定位精度以及热流道系统的稳定性。当热流道板过长、过大时,热流道板变形受热膨胀量的影响增大,热流道板热补偿量计算的准确性无法保证。

热流道板加热或冷却温度的不同将影响与其配合组件的配合精度,导致热流道系统在注射过程中出现局部渗料、组件功能失效等问题。

同时,为保证大面积热流道板升温所需功率,需要更多的发热管加热,两组发热管相临处会产生温度集聚效应,发热管越多,产生的温度集聚点就越多,因每个集聚点温度分布不均,使得热流道板会随着温度的变化而发生不同方向的热膨胀,热膨胀量的大小影响着热嘴、气缸组位置的相对变化,而进料点位置始终不变,热嘴会因热流道板的相对位移而偏离进料点位置,最终导致热嘴变形、螺牙咬死、阀针被卡等问题。

通过多年的实践,研究开发出一种新型的热流道系统——拼接式热流道系统。该系统从结构设计上弥补了制约传统热流道技术发展的缺陷,缩短热流道板长度,分散温度集聚点,减小热流道板的膨胀量,解决了传统整体式热流道系统所存在的热膨胀量大和热变形问题,在实际生产中也得到充分验证,并在大型模具(如汽车模具)上得到了广泛应用。

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系统结构

系统结构组成

拼接式热流道系统主要适用于大型塑料模具,其适于成型的制品主要有汽车保险杠、仪表盘、门板、电视机盖等。

热流道系统

图1 拼接式热流道系统结构

1.气管 2.气缸 3.水管 4.主喷嘴 5.集水块 6.热喷嘴 7.热流道板 8.气路电磁阀组 9.线轨 10.插座

图1所示为拼接式热流道系统结构,其中气管1、气缸2为气缸组,由螺钉固定在热流道板上表面,是阀针工作的动力转换装置;冷却水管3连接在气缸底部,主要通过冷却水降低热流道板对气缸热传导;集水块5是热流道气缸冷却水管的集合装置;气路电磁阀组8是气缸进、出气管的集合装置,安装电磁阀,通过电磁信号控制气缸内气体的进出;线轨(路轨)9用于放置热流道系统加热线以及气缸的气管和水管;插座10是热流道系统的加热线、感温线的集合装置,与外界电源连接。

连接部件结构

热流道结构

图2 热流道板拼接示意图

1.分流道板 2.圆形镶件 3.固定板 4.防转销

图1中主喷嘴4与分流道板配合并用螺钉固定在流道板上,通过与注塑机射嘴对接完成制品的注射,热喷嘴6用螺钉紧固在流道板上,热流道板7由若干块单独的流道板通过圆形镶件连接,采用固定块限位,其拼接结构如图2所示。

2

工作过程

拼接式热流道系统与传统分离式热流道系统的工作过程相同,简述如下:

首先在注射阶段气缸2内的阀针应与浇口处于分离状态,即开启阀针。塑料在注塑机内经熔融后通过螺杆挤压,注塑机射嘴与图1中主喷嘴4对接,将熔融塑料输送到热流道板7内,在注塑机压力作用下熔融塑料继续流动至热喷嘴6并流入模具型腔。

当一次注射完成后,由固定在流道板上的气缸2工作,将缸内活塞迅速向前推移,活塞带动阀针向前移动,阀针通过克服熔料阻力运动至出料口处,阀针头部与出料口贴合剪切熔料,封闭浇口。气缸组底部的冷却水同时进行循环冷却,减少热流道板对气缸的热传导,保证气缸内密封元件在低温下工作,延长其使用寿命。进入冷却保压阶段,之后进行开模、推出制品、合模等待二次注射。应注意的是,在二次注射时阀针应与浇口处于分离状态,即气缸2推动阀针打开。

3

工艺技术及结构特点

工艺技术

采用图2所示热流道板拼接结构,将热流道板分成若干块小的流道板,缩短原大型热流道板长度,分散温度集聚点,减小热流道板的膨胀量,解决了传统整体式热流道系统所存在的热膨胀量大和热变形问题。因此保证热流道板圆形镶件与流道板配合孔满足公差要求尤为重要,对于不同大小的流道孔径和圆形镶件,其配合公差也是不相同的。常用圆形镶件与流道板配合孔的公差要求按H7/h6配合,如表1所示。

热流道加工尺寸要求

保证圆形镶件与流道板配合孔的配合精度以及与流道孔的同轴度尤为重要,不允许有加工或安装上的失误,否则将可能导致对接处产生飞边。同时在加工和装配时不允许出现死角位置,以免在长时间的注射过程中塑件出现发黄烧焦缺陷,影响制品质量。防转销的配合同样重要,配合安装时需要注意公差要求(配合公差参照表1)。

热流道板示意图

图3 热流道板拼接间隙W

经反复计算和对比实际测试结果,得出图3所示热流道板拼接间隙W的值如表2所示。

热流道计算

注:数据适用于低温材料(如PP、ABS、PE等)成型的热流道板设计,实际间隙值均增加1.0mm安全值

热流道板热膨胀系数计算公式为:

式中:E——热流道板热膨胀系数;T——塑料成型温度,℃;T0——模具温度,℃;12×10^(-6)——钢材线膨胀系数。

以PP塑料为例,热流道板热膨胀系数为E=(255-35)×12×10^(-6)=0.000264mm。 当热流道板长度为200mm时,其热膨胀量为:200×0.000264=0.528mm。 热流道板长度越长,热膨胀量就越大。

结构特点

拼接式热流道系统结构特点为:

(1)减少模具加工工序,降低加工成本

(2)采用整体式安装,拆装维护方便。

(3)采用拼接式结构,缩短热流道板整体长度,降低热膨胀量。

(4)分散热流道板的热聚集点,降低热流道板温度集聚的可能性,减小热流道板热变形的风险。

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