【導(dǎo)讀】排氣和引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)......

　　

【正文】 道（圖 ）脫模阻力小，橢圓形分流道（圖 ）脫模阻力大，當(dāng)橫截面積相同時(shí)，正六邊形分流道表面積大，而橢圓形分流道可在模具分型面上占有較小的面積。 對(duì)半圓形分流道其深度為 （圖 ）。 21 梯形斷面的分流道（圖 ）的斷面尺寸高度為 ( )hb? ，梯形斜角常取 5 10? ，低部圓角半徑 13r mm? ，分流道的寬度 b 常在 4 12mm 范圍內(nèi)變動(dòng)。 對(duì)于 U 形斷面分流道），深度 2hr? （ r 為圓的半徑），斜角 ????? 。 由于正方形流道凝料脫 模困難，六角型流道效率低（比表面大），而圓形截面流道在加工時(shí)兩半難對(duì)準(zhǔn)，所以生產(chǎn)中常采用梯形或 U 形截面的分流道。 U 形分流道其實(shí)是梯形分流道的一種變異形式。鑒于上述原因，本設(shè)計(jì)采用梯形分流道。因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑。對(duì)于壁厚小于 3mm ，質(zhì)量在 200g 以下的塑件，可 用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑： 4D m L? 式中， m — 流經(jīng)分流道的塑料量（ g ）；對(duì)于 ABS 塑料 D 可取 mm L — 分流道長度（ mm ）； D — 分流道直徑（ mm ） 對(duì)于黏度較大的塑料，可按上述算得的 D 值再乘以 的系數(shù)。 根據(jù)型腔的布局，可知： 第一級(jí)分流道 1 80L mm? 第二級(jí)分流道 2 20L mm? 所以， 40 .2 6 5 4 0 .2 6 5 4 4 .3 ( )D m L m m?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)推薦的范圍可選擇 5D mm? 分流道的形狀如圖 7 所示： 圖 36 分流道 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是指流道末端與型腔之間的一段細(xì)短通道，亦稱內(nèi)澆口，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小且最短的部分，除主流道型澆口以外，它的作用是使塑料熔體加快流速注入型腔內(nèi)，順序填滿型腔，并且由于塑料熔體大多為非牛頓液體，通過較 小澆口時(shí)進(jìn)一步受到剪切作用，表觀粘度的下降，伴隨著能 22 量的轉(zhuǎn)換，動(dòng)能變成了熱量，澆口處溫度升高，這又進(jìn)一步促使表觀粘度的下降，同時(shí)在注射周期中進(jìn)行補(bǔ)料和防止倒流，成型后也便于塑件與整個(gè)澆注系統(tǒng)的分離。因此，澆口的形狀、尺寸、分布對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的尺寸經(jīng)常需要通過試模，按成型情況酌情修正。 澆口的形式和特點(diǎn) 澆口的形式很多，常見的形式有： ⑴點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)式澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，是一種尺寸很小的澆口形式。點(diǎn)澆口因?yàn)橹睆胶苄。ㄒ话銥? ） ，物料通過時(shí)，有很高的剪切速率，這對(duì)降低塑料熔體的表觀粘度是有利的，同時(shí)，還有摩擦生熱提高料溫的優(yōu)點(diǎn)，澆口容易在開模時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷，故被廣泛采用。 ⑵潛伏式澆口 它有稱剪切澆口或隧道式澆口，是由點(diǎn)澆口演變而來的，它除了具備點(diǎn)澆口的特點(diǎn)外，其進(jìn)料口部分一般選在塑件側(cè)面較隱蔽處，因而塑件外表不受損傷。同時(shí)這種澆口可用二板模，不像點(diǎn)澆口要用三板模，從而簡化了模具的結(jié)構(gòu)。這種澆口及點(diǎn)澆道成一定角度與型腔連接，形成能切斷澆口的刀口。由于頂出時(shí)必須有較強(qiáng)的沖擊力，因此這種澆口不宜用于強(qiáng)韌的塑料，對(duì)于脆性材料由于開模時(shí)塑 料會(huì)斷而不采用這種形式的澆口。 ⑶直接澆口 直接澆口又稱主流道型或端澆口，塑料通過主流道直接進(jìn)入型腔，它僅適用于單型腔注射模。 這種澆口因塑料通過主流道直接進(jìn)入型腔，故塑料料流程短，流動(dòng)阻力小，進(jìn)料快，動(dòng)能損失小，傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，有利于排氣及消除熔接痕，流道料小，而且模局結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，制造方便。但去除澆口比較困難，塑件上有明顯的澆口痕跡，因澆口附近熱量比較集中，故在該處冷凝較遲，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大，且易在該處產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷。 直接澆口適用于成型深腔的殼形塑件不宜成型平薄塑件和容 易變形的塑件，成型薄壁塑件時(shí)，澆口根部直徑最多等于塑件壁厚的 2 倍。它適合于各種熱塑性塑料的注射成型尤其對(duì)熱敏性塑料及流動(dòng)性差的塑料有利，而對(duì)結(jié)晶型塑料或易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形的塑件不利。 ⑷中心澆口 中心澆口是直接澆口的變異形式，塑料是直接從型腔中心環(huán)形或數(shù)股進(jìn)料，因此具有與直接澆口相同的優(yōu)點(diǎn)，去除澆口較直接澆口方便，有時(shí)中心的型芯還可起到分流錐的作用。中心澆口適用于深腔的殼形、箱形或筒形且中心有通孔的塑件，它的變形形式有很多，在這就不一一介紹。 ⑸側(cè)澆口 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般開在分型面上，從塑件側(cè)面進(jìn)料。 它能方便地調(diào)整充模的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口，它是一種廣泛使用的澆口形式，側(cè)澆口是典型的矩形澆口。 側(cè)澆口可根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)靈活地選擇澆口的位置，以改善填充條件。它不像其它澆注系統(tǒng)那樣受到一定的限制，如框形或環(huán)形塑件，可以從外側(cè)進(jìn)料，而當(dāng)其內(nèi)孔有足夠位置時(shí)也可從內(nèi)側(cè)進(jìn)料，這樣可使模具結(jié)構(gòu)緊湊，流程縮短，對(duì)于薄壁長塑件，采用頭進(jìn)料則成型比較困難，而且模具尺寸加大，若改用側(cè)向進(jìn)料就比較合理。 23 側(cè)澆口適用于一模多腔，能大大提高生產(chǎn)效率，減少澆注系統(tǒng)的消耗量，而且去除澆口方便，但側(cè)澆口容易形 成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，注射壓力損失大，對(duì)殼形件排氣不便，保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小。 另外，側(cè)澆口還有良種變異形式，即扇形澆口及平縫式澆口，它們只是在澆口的進(jìn)料方向、寬度上有所變化。 ⑹護(hù)耳式澆口 護(hù)耳式澆口又稱為分界式澆口或調(diào)整片式澆口。點(diǎn)澆口類澆口雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但易產(chǎn)生噴射而造成塑件許多缺陷，或因澆口附近有較大的內(nèi)應(yīng)力而引起翹曲，在澆口附近形成脆弱點(diǎn)，采用護(hù)耳式克服上述缺點(diǎn)。 澆口位置開設(shè)正確與否，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)針對(duì)塑件的幾何 形狀特征及技術(shù)要求，來分析塑料的流動(dòng)狀態(tài)、填充及排氣條件等因素。一般來說，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循下述原則，當(dāng)然這些原則在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生某些不同程度的矛盾，因此應(yīng)以保證得到優(yōu)秀的塑件為主，排除次要矛盾，根據(jù)具體情況而定，同時(shí)，還需要兼顧前面已敘述的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則。 ①澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形動(dòng)） 澆口的斷面尺寸如果較小，同時(shí)正對(duì)著一個(gè)寬度及厚度都較大的型腔，則高速的料流流過澆口時(shí)，由于受到很高的剪切應(yīng)力作用，將會(huì)產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)等熔體斷裂現(xiàn)象。有時(shí)噴射現(xiàn)象還會(huì)使塑件形成波紋狀流痕；或在 高剪切的速率下，噴出的料流細(xì)絲使塑件高度定向或斷裂狀物料先后不能很好地熔合而使塑件出現(xiàn)明顯的熔接痕。而高度定向則會(huì)造成塑件由于收縮不一致產(chǎn)生塑件的嚴(yán)重翹曲變形及塑件的力學(xué)各向異性，此外，噴射還會(huì)使型腔中的氣體難以排出，形成氣泡和焦點(diǎn)。為了克服上述缺陷，可以加大澆口的截面尺寸，或采用沖擊型澆口，即澆口開設(shè)方位正對(duì)著型腔壁或粗大的型芯。由于高速熔體直接沖擊在型腔或型芯上，從而改變流向，降低流速，使料流均勻地填充型腔，使熔體斷裂現(xiàn)象消失。 ②澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處 當(dāng)塑件壁厚上相差較大時(shí)，在避免噴射的前提下， 為保證最終壓力有效地傳遞到塑件較厚的部位以減少縮孔，一般塑件上的澆口位置應(yīng)設(shè)在塑件的最厚處，這樣又利于塑料填充及補(bǔ)料，如果塑件上沒有加強(qiáng)筋，則可利用加強(qiáng)筋，以改善流動(dòng)條件。 ③澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少 在保證塑料填充練好的前提下，應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少流動(dòng)能量的損失。 ④澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件到熔接痕，增加熔接牢度 在塑件流程不太長的時(shí)候，如無特殊需要，最好不要開設(shè)一個(gè)以上的澆口，否則將會(huì)增加熔接痕的數(shù)量，但對(duì)面積較大又淺的殼體塑件應(yīng)兼顧內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形問題，可 采用多點(diǎn)進(jìn)料。同理，環(huán)形澆口五熔接痕，而輪輻式澆口則有。為了增加熔接的牢度，可在熔接痕處外開一冷料槽，使前鋒溢出。 所設(shè)計(jì)的制品要求不是很高，根據(jù)以上澆口的特點(diǎn)及澆口位置選擇的基本原則，選用側(cè)澆口，模具采用兩板式，從而簡化了模具的結(jié)構(gòu)。如下圖： 24 側(cè)澆口 圖 3－ 7 側(cè)澆口 排氣和引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ⑴排氣系統(tǒng) 模具型腔在塑料的填充過程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或 凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其三在高速注射成型時(shí)，考慮排氣是很必要的。一般在塑料填充的同時(shí)，必須將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至阻礙塑料填充等。為了使這些氣體能從型腔中及時(shí)排出，可以采用排氣槽等方法。 排氣槽的開設(shè)位置，通常是通過試模后才能正確地確定： ①排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后被充滿的地方，而塑料在型腔內(nèi)填充的情況與澆口開設(shè)有關(guān)，因此在確定澆口位置時(shí)，同時(shí)要考慮到排氣槽的開設(shè)是否方便。 ②在大多數(shù)情況下可利用模具分 型面或模具零件間的配合間隙排氣，這時(shí)可不設(shè)排氣槽。 ③排氣槽最好開在分型面上，因?yàn)榉中兔嫔吓艢獠郛a(chǎn)生的毛邊很容易隨塑件脫出。 ④排氣槽最好開在靠近嵌件或壁厚最薄處，因?yàn)榇颂幾钊菀仔纬扇劢雍?，熔接痕處?yīng)排盡氣體和排出部分冷料。 由于所設(shè)計(jì)的模具是兩板式的，塑件比較小，注射時(shí)間比較短，采用的是側(cè)澆口，在填充過程中，熔體是從中間向四周進(jìn)行流動(dòng)，而設(shè)計(jì)的組合式型腔的間隙比較多，這樣在排氣方面比較方便，再加上分型面的配合間隙，故所設(shè)計(jì)的模具不需開設(shè)排氣槽就可排氣而不會(huì)造成憋氣現(xiàn)象。 ⑵引氣系統(tǒng) 對(duì)于一些大型、深腔、殼 形塑件，注射成型后，整個(gè)型腔有塑料填滿，型腔內(nèi)氣體被排出，當(dāng)塑件脫模時(shí)，塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空，由于受到大氣壓力的作用，造成脫模困難，如采取強(qiáng)行脫模，勢必使塑件產(chǎn)生變形或損壞，影響塑件的質(zhì)量，因而必須加設(shè)引氣裝置。 本設(shè)計(jì)屬于中小型模具，型腔比較淺，脫模力不是很大，所以不需要加設(shè)引氣裝置。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在塑料成型模具中，完成將塑件從模具型腔或型芯上完整地取出裝置稱為頂出機(jī)構(gòu)，或脫模機(jī)構(gòu)。 25 脫模機(jī)構(gòu)一般由頂出、復(fù)位、和頂出導(dǎo)向等三大零部件組成。 ⑴頂出部件 頂出部件是指 頂出機(jī)構(gòu)中推出塑件的部件，主要有頂桿、脫模板（推件板）等。 本設(shè)計(jì)中的零件比較小，脫模力不是很大，可采取頂桿推出，而不需要脫模板。 ⑵復(fù)位部件 復(fù)位部件是使完成頂出任務(wù)的頂出零件回復(fù)到注射時(shí)所需要的位置。模具中主要是依靠復(fù)位桿進(jìn)行復(fù)位。 ⑶導(dǎo)向部件 導(dǎo)向部件的作用是使頂出過程平穩(wěn)，頂出零件不至于彎曲和卡死。導(dǎo)向部件由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。 脫模機(jī)構(gòu)的分類： 脫模機(jī)構(gòu)可以按動(dòng)力來源分類，也可以按模具機(jī)構(gòu)分類。 按動(dòng)力來源分類 動(dòng)力來源是指將塑件頂出的動(dòng)力。常見的有： 1）手動(dòng)脫模 手動(dòng)頂出是指當(dāng)模具分型后，人工操縱 頂出機(jī)構(gòu)，定出塑件。其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單，成型周期短，且頂出時(shí)動(dòng)作平穩(wěn)，塑件不易變形，但是頂出力受操縱者體力限制，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，因此多用于注射機(jī)無頂出裝置的定模一方，或小塑件的小批量生產(chǎn)。 2)機(jī)動(dòng)脫模 機(jī)動(dòng)脫模時(shí)靠注射機(jī)的開模動(dòng)作頂出塑件，有兩種形式：一種形式通常利用固定于注射機(jī)架上的頂桿，開模時(shí)，注射機(jī)移動(dòng)模板帶動(dòng)模具動(dòng)模部分后退，定出桿穿過移動(dòng)模板上的孔而頂住模具頂出桿板，使其不再隨動(dòng)模后退，移動(dòng)模板繼續(xù)后退，模具頂出機(jī)構(gòu)將塑件頂出，機(jī)械桿的長度可根據(jù)模具的頂出距離、厚薄通過螺桿（套）進(jìn)行調(diào) 節(jié)。此形式的特點(diǎn)是：頂出在開模過程中進(jìn)行，模具內(nèi)頂板的復(fù)位在合模時(shí)進(jìn)行，另一種形式是在注射機(jī)上不裝頂桿，將模具一片中頂出機(jī)構(gòu)用定距拉桿或鏈條與另一片相連，當(dāng)分模到一定距離時(shí)，拉桿或鏈條拖動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)頂出塑件，常用于定模頂出制品或需降低模具閉合高度的情況。 3）液壓脫模 注射機(jī)上設(shè)有專用的頂出油缸，當(dāng)開模到一定距離后，活塞動(dòng)作，推動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)頂出制品。 4）氣動(dòng)脫模 利用壓縮空氣，通過模具上設(shè)置的氣道和微小的頂出氣孔，直接吹出塑件。制品不留頂出痕跡。 按模具機(jī)構(gòu)分類： 由于塑件的材料、形狀和技術(shù)要求不同，定出機(jī)構(gòu) 可分為一次頂出機(jī)構(gòu)、定模頂出機(jī)構(gòu)、二次頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)定出機(jī)構(gòu)和帶螺紋制品頂出機(jī)構(gòu)等。 按模具中推出零件分類 1）推桿式脫模：應(yīng)用廣泛，常用圓形截面推桿。 2）推管式脫模：適用于薄壁圓筒形零件。 26 3）脫模板式：適用于薄壁容器、殼體以及存在推出痕跡的塑件。 4）推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。 5）利用成型零件推出制品的脫模：適用于 螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。 6）多元聯(lián)合式脫模：對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為 防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過程。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： ⑴盡量設(shè)法使塑件留于動(dòng)模 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量設(shè)法使塑件在開模過程中留在動(dòng)模上，以便利用注射機(jī)上的頂桿或液壓活塞頂出制品。 ⑵確保塑件不變形不損壞完整脫出 要保證塑件在頂出過程中不變形，必須正確分析塑件型腔附著力大小和所在部位，以便選擇合適的頂出方式和頂出位置，使推力均勻合理分布，塑件平穩(wěn)脫出而不變形。 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近型芯，同時(shí)頂出力應(yīng)施于塑件剛度、強(qiáng)度最大的部位，如筋部、凸緣、 殼體側(cè)壁拐角等處，作用面積也應(yīng)盡可能達(dá)一些。 ⑶盡量不損害塑件外觀 塑件頂出方式的選擇應(yīng)不影響塑件的外觀，若采用頂桿定有頂出痕跡的零件頂出塑件時(shí)頂桿應(yīng)