【正文】 ficult caused by the narrow temperature and domain of PET resin, a design method of hot runner mold for PET botter was proposed. First, the forming technology was analyzed, including PET resin dry and temperature control of work section in mold. Then the construction of hot runner mold was put forward, and the mold principle is discussed. The results show that the mold structure is reasonable, and it can be operated conveniently for requirement. Keywords: PET resin。 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................43 引言 4 近年來， PET 吹塑瓶以其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、透明、無毒等優(yōu)點(diǎn)被大量用于飲料包裝，特別是碳酸性飲料的包裝。 擠出成型的瓶子瓶頸不平整，通常都需要刮去毛邊才能保證旋上瓶蓋后不漏水，擠吹亦產(chǎn)生較多的邊角料，要二次加工去除并循環(huán)再用且靠擠出的瓶坯壁厚很難保證均勻。 制件的制品分析 塑件分析 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱筒形件，有外螺紋（其截面形狀如上圖） 5 的圓筒形坯口和圓柱體卷封環(huán)，轉(zhuǎn)角的倒圓 。 由上分析可知：該零件尺寸精度要求中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可以保證。 綜上分析可以看出：注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得比較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。無毒、耐氣候性、抗化學(xué)藥品穩(wěn)定性好，吸水率低，耐弱酸和有機(jī)溶劑，但不耐熱水浸泡，不耐堿。加阻燃劑和防燃滴落劑可改進(jìn) PET 阻燃性和自熄性。 造型時(shí)先用實(shí)體旋轉(zhuǎn)特征形成總體的形狀；再用外螺紋掃描特征生成外螺紋；最后用旋轉(zhuǎn)切材特征完成最終的零件造型。 PET 瓶坯的成型工藝 瓶坯采用注射成型法，首先將 PET 樹脂干燥，然后將注塑機(jī)內(nèi)處于熔融狀態(tài)的PET 樹脂注入模具成型腔，經(jīng)預(yù)熱、溫度調(diào)整后再在拉伸吹塑機(jī)上進(jìn)行拉伸吹塑，下面分述之。干燥溫度在 170℃ ～ 182℃之間，干燥時(shí)間 4～ 5h，使 PET 樹脂的含水量控制在 %以下 [11]。 熱流道溫度： 285℃。射料通常在 4秒內(nèi)完成。其中氣冷可使芯棒軸向有更一致的溫度分布，同時(shí)還不會(huì)出現(xiàn)泄漏問題。 1）型腔套的徑向尺寸計(jì)算公式： L=[L塑 （ 1+K） ]（ 3/4） Δ ]+δ 式中 L塑 — 塑件外形徑向公稱尺寸； K— 塑件的平均收縮率 ； Δ — 塑件的尺寸公差； δ — 模具制造公差，取塑件相應(yīng)的尺寸公差的 1/4； 故型腔套的徑向尺寸： ① 瓶坯體Ф （ MT3級）型腔徑向尺寸： L=[*（ 1+%） （ 3/4） *] 0+ =+； ② 卷封環(huán) Ф （ MT5級）型腔徑向尺寸： L=[56*（ 1+%） （ 3/4） *] ? = 0 ? ； ③ 坯體底部與坯體相切。所以，為了使模具磨損后留有修模的余地并滿足裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 （ MT2級） Dm中 =[+*] 0+= 0+。 3）成型螺紋時(shí)螺紋對稱中心線距離卷封環(huán)距離 177。 12 圓柱體型腔壁厚計(jì)算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具的型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度。根據(jù)分析當(dāng)型腔尺寸 86mm 時(shí)以剛度條件計(jì)算為準(zhǔn)，反之，以強(qiáng)度計(jì)算為準(zhǔn)。 根據(jù) [34]由經(jīng)驗(yàn)值知道此成型螺紋部分左右瓣模壁厚取 10mm。 式中 V機(jī) —— 理論注塑容量， cm179。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 5) 便于模具加工制造。 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面，易于加工。下圖中 B－ B 分型面是瓶坯螺紋左右瓣模的分型面，這樣選擇分型面來成型瓶坯螺紋容易實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型脫螺紋。成型零件在工作時(shí)直接與熔融塑料接觸，并成型塑件。如圖 10所示： 圖 型芯 圖 型芯 18 圖 10 型芯固定方式 （ 2）型腔 型腔又叫凹模，是成型塑料制品外表面的零件，它的結(jié)構(gòu)決定于塑料制品的成型需要和加工與裝配的工藝要求，本設(shè)計(jì)型腔用帶臺階的鑲塊，從型腔固定板的上面嵌入 ,型腔與固定板過盈配合，再加個(gè)防轉(zhuǎn)螺釘防轉(zhuǎn)。另外，主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角，通常 r=1～ 3mm，以減少料流阻力。大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分流道。平衡式布置的分流道能滿足這點(diǎn)。 5)分流道位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板活動(dòng)模板上，也可同時(shí)開設(shè)在動(dòng)、定模板上，合模后形成分流道形狀，這主要取決于模具結(jié)構(gòu)、塑料特性及塑件的脫 出方法。根據(jù)塑料制品的體積、制品形狀和壁厚、塑料品種、注射速率、分流道長度等因素決定圓形截面直徑取 6mm，分流道表面要求高，粗糙度 Ra達(dá) m。其分布如圖 14所示： 圖 14 分流道的布置方式 21 （ 3）模具澆口及熱流道噴嘴的選用 [29] ①澆口位置的選擇原則 澆口位置主要是根據(jù)制品的幾何形狀和技術(shù)要求，并分析熔體在流道和型腔中的流動(dòng)形狀、填充、補(bǔ)縮及排氣等因素后確定?；瑒?dòng)壓環(huán)與澆口襯套的接觸表面應(yīng)加工良好，并維持適當(dāng)?shù)慕佑|壓力。對于小塑件用的熱流道噴嘴及澆口尺寸實(shí)例如下圖 15 所示知熱流道分流道的直徑取 6mm，點(diǎn)澆口直徑為 ， 澆口長度 l=1mm， 緊固螺釘直徑用 M10。 （ 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1）抽拔距的計(jì)算 抽拔距 S= 22Rr? +（ 2～ 3mm） 其中 R為制品最大外形半徑 r為阻礙制品推出的外形的最小半徑。 23 3）由于 t/D=1/20 屬厚壁體形塑件，又塑件橫斷面為圓環(huán)形，則所需的抽拔力公式： [26] F抽 =[2π rE ε L（ ftgφ） /（ 1+μ +K2） K1+10B（ N） 其中 r 為型芯大小端平均半徑 E 為塑料拉伸模量（ Mpa） ε為塑料平均收縮率 B 為塑件在與開模方向垂直面上的投影面積 所以 F抽=2*π ***10179。） 故 L=（ 25/2） tg15176。 +10 = 其中 L4 為斜導(dǎo)柱有效長度 L3+L4 為斜導(dǎo)柱伸出長度 L5 為斜導(dǎo)柱頭部長度。確定步驟是：在滑塊頂面長度的 1/2 處取 B 點(diǎn)，通過 B點(diǎn)作出斜導(dǎo)柱斜角為的點(diǎn)劃線段與模具頂面處相交于 A 點(diǎn)；取 A點(diǎn)到模具中心線距離并調(diào)整為整數(shù)尺寸即為孔 距尺寸 a， a a2決定于斜角和模板厚度。加工斜導(dǎo)柱孔室，一般將滑塊裝入模具的導(dǎo)滑槽內(nèi)，在動(dòng)、定模合緊后一起加工。本設(shè)計(jì)采用整體式的滑塊與兩導(dǎo)滑槽的形式，滑塊斜孔與斜導(dǎo)柱間一般都有 ，這樣在開模的瞬間有一個(gè)很小的空行程，是螺紋形環(huán)在未抽動(dòng)前強(qiáng)制制品先脫出動(dòng)模型芯，并使楔緊塊先脫離滑塊，然后進(jìn)行側(cè)向分型。導(dǎo)滑表面應(yīng)有足夠的硬度，應(yīng)稍硬于滑塊。作用力等于塑料壓力和沿滑動(dòng)方向塑料作用于模塊上投影面積的乘積。楔緊塊的形式視滑塊的受力大小、磨損情況及制品的精度要求而定。 4） 楔緊塊的楔角α′ 要求楔緊塊的楔角α′必須大于斜導(dǎo) 柱的斜角α，這樣當(dāng)模具一開模，楔緊塊就讓開，否則斜導(dǎo)柱將無法帶動(dòng)滑塊做側(cè)向分型動(dòng)作，一般取α′=α +(2176。 28 圖 19 斜導(dǎo)柱定模分型 1斜導(dǎo)柱 2滑塊 3推板 其動(dòng)作過程：開模后，主分型面分開，塑件留在動(dòng)模一邊，推出時(shí)推件板向上運(yùn)動(dòng)，塑件在脫離主型芯的同時(shí)滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下分型，直至塑件 可以取出為止，有人工或者機(jī)械手取出塑件，楔緊塊和型腔套固定板作成一體的，在定模一邊。 3）力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。 % （ — ） /（ 1++） 1]+10 =17168 (N) （ 3） 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置方位的判斷 塑件的留模情況決定了脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置的方位。 2） Qm 遠(yuǎn)小于 Qf 時(shí)，開模時(shí)塑件肯定留在定模邊，定模邊設(shè)置脫模機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，一般情況下不予采用。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的作用是推出留在型腔內(nèi)或型芯上的塑件。但推件板推出機(jī)構(gòu)在使用中要處理好兩大關(guān)鍵問題，即推件板和型芯之間的摩擦與咬合和熔體滲入推件板與型芯間隙問題。 H=*110* 372 .1 1 0 2 .5 0 0 .0 2 1Q? ? ? =*110* 371 7 1 6 8 1 0 62 .1 1 0 2 5 0 2 .1?? ? ? = 而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知推板厚度為 25mm，所以本設(shè)計(jì)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取推 板的厚度為 25mm [30] 。 （ 1）排氣不良的危害性 ① 在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接縫，使表面輪廓不清，甚至充模不滿； ② 嚴(yán)重時(shí)在素件表面產(chǎn)生焦痕； ③ 降低充模速度，影響成形周期； ④ 形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 ③ 為了便于塑料制品的脫模，導(dǎo)柱通常安裝于模具的動(dòng)?；蛘叨?。 ? 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱和導(dǎo)套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化了，注射模常用的標(biāo)準(zhǔn)臺階式導(dǎo) 柱有帶頭和帶肩的兩種，本設(shè)計(jì)采用帶頭的，見（ — 84）。 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 1）冷卻系 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對于熱塑性塑料的注射模塑，粘度低，流動(dòng)性好的塑料。 ②冷卻通道的布置應(yīng)合理。 ②型芯冷卻回路的布置 在型芯中部開一個(gè)盲孔，盲孔中插入一個(gè)管子，冷卻水經(jīng)管子噴射到澆口附近的盲孔底部，使水流對型芯冷卻。采用型號為 M1615的長水嘴和短水嘴。對于密封圈的安裝畫法見 [27]。本設(shè)計(jì)采用 M12 [30] 。 ②水管接頭多采用自動(dòng)密封接頭，以保證冷卻通道不泄漏，防止在塑件上造成斑紋。 1）熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [22] PET注射成型溫度范圍較窄，如果一模多腔采用普通的澆注系統(tǒng) ， PET 熔料流到冷的分流道或澆口時(shí)，溫度很快下降， PET 熔料的流動(dòng)性大大下降，甚至凝固。熱流道板的形狀一般可 由澆口個(gè)數(shù)決定，例如二澆口可以為一字形，三澆口可以為人字形，四澆口可以為十字形或 B 字形等。 PET 瓶坯注射模的熱流道板結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖 27示，其上設(shè)有主流道、分流道、加熱棒孔、熱電偶孔等，兩個(gè)澆口布置在一條直線上。為防止溢料，分流道末端用堵頭密封流道口再加個(gè)壓緊螺釘來固定。 對于熱流道模具，為保持流道內(nèi)塑料熔體不凍結(jié)，對流道板需進(jìn)行適當(dāng)加熱。） t? 為熱流道板與模具的溫差（℃） l為支撐物的高度（ cm） λ支撐物之熱傳導(dǎo)系數(shù)（ W/cm*K） ={[2π（ 8178。） /15] 10ˉ178。為了精確的控制溫度，就要盡可能正確地測定出塑料實(shí)際溫度。從傳熱學(xué)可知，低溫下熱量的散失主要是接觸面的熱傳導(dǎo)，所以要盡量減少熱流道板與 其它件的接觸面積。 ⑤熱流道板的安裝方式 Ⅰ .熱澆口與澆口套之間允許產(chǎn)生位移，如圖 28所示： [31] 在模具的使用過程中，熱流道板的溫度在 200～ 300℃之間。只有想辦法消除其不良影響。 熔融狀態(tài)的塑料滲流性相當(dāng)好，在熱流道板的零件結(jié)合部位均應(yīng)進(jìn)行密封，以防止?jié)B漏。如圖 29所示： 圖 29 熱流 道板的固定方式 ⑧支架 支架的設(shè)置是為了給熱流道一個(gè)與外界隔絕的空間，防止熱流道板上的熱量向外界散失。堵頭材料的熱膨脹系數(shù)大于流道板材料 的熱膨脹系數(shù)，以確保熔融塑料不泄漏，堵頭壓入流道孔后，要用頂緊螺釘頂住。選定模架的規(guī)格為 S2540 小水口。 鎖模力的校核 在注塑過程中，為使模具不被脹開，注塑機(jī)的合模裝置必須對模具施以足夠的夾緊力，即 鎖模力 F鎖 ≧ p（ nA情 +A澆 ） 式中 p為模具型腔壓力，一般為 20～ 40Mpa A情 為塑件型腔在模具分型面的投影面積 A澆 澆注系統(tǒng)在模具分型面的投影面積，由于此模具是熱流道模具，無流道凝料