翻盖叠层式热流道注射模设计

流道系统能够顺利工作。 4. 3 隔热措施

为减少热传导的热损失, 使用不锈钢螺钉固定 模板。为减少热对流的热损失, 封闭中央热流道板 26 的空间, 尽量减少空气在垂直方向的流通。在各 流道板的两面都铺设了石棉绝热板14、24、34, 以减 少热辐射造成的热损失。在中央热流道板26 两面都 设置了隔热垫块47, 既减少了模具与热流道板的接 触面积, 又起到了支承中央热流道板26 的作用。 4. 4 热膨胀问题

热流道板在使用时温度达200~ 230 ", , 长度方 向和厚度方向会产生热膨胀, 长度方向的热膨胀较 显著。将喷嘴41 与浇口中心偏置, 成型时依靠热膨 胀使喷嘴41 与浇口中心对准。在型腔板上设置的4 个隔热垫块47, 其高度应一致( 4 件同时磨削) , 在热 流道板热膨胀状态下, 4 个隔热垫块能在型腔板表 面自由滑移。端部的定位销42 应预留出间隙, 让中 央热流道板26 在长度方向自由伸缩。

图5 所示为侧面热流道板结构。由于热膨胀, 连 接管在长度上也会增长, 为了避免在塑料熔体输送 系统和热流道板中产生热应力以及因此而造成的可 能的泄漏, 在连接管4 和侧面热流道板2 上的3 个 固定螺钉在模具达到操作温度之后才拧紧。在关闭 加热系统以前, 这些螺钉必须再次拧松。 4. 5 开模顶出机构设计

叠层式模具中的塑件是分别从2 个分型面中脱 模, 因此2 个动模部分需要分别向两边移动, 中间部 分保持不动, 在2 个动模设置有相应的顶出机构。如 52 模具工业2010 年第36 卷第5 期

图5 侧面热流道板结构

1. 管形加热器2. 热流道板3. 螺钉4. 连接管 5. 石棉绝热板6. 石棉绝热板

何保证按要求打开2 个分型面, 并顺利顶出塑件是 叠层式模具设计的重点。目前叠层式模具的开模方 式一般是由铰链杠杆、齿轮齿条或液压系统来驱动 开模[6 ]。图3 模具采用杠杆结构( 包括导向杠杆50、 连接杠杆51、角形杠杆52) 完成2 个分型面同时分

开, 使塑件在各型腔中的停留时间( 冷却时间) 相 等, 塑件的收缩一致[7 ]。

离注塑机喷嘴较远的塑件借助注塑机的顶出 机构脱模, 靠近注塑机喷嘴的塑件借助于液压缸 ( 图3 中件29) 脱模。

5 叠层式热流道注射模相关参数的计算 5. 1 最大注射量的估算

叠层式热流道注射模的浇注系统采用热流道, 即实现无凝料生产。在热流道板、连接管和热喷嘴 中的熔料不影响模具型腔所需注射量。模具型腔所 需的注射量为[8 ]: Vn= ", n

i = 1

",

j = 1

m

j ", Vi ( 1)

式中: Vn ?? ", 模具型腔所需的注射量, cm3; n ", ", ", 叠 层模具的层数; m ?? ", 每层的型腔数目; Vi ", ", ", 第i 层型腔中制品的体积, cm3。

当各层型腔成型的制品体积和型腔数目都相 同时:

Vn= n ", m", V ( 2)

式中: V", ", ", 型腔中制品的体积, cm3。 图3 模具为双层热流道模具, 共2 个型腔, 计算 的注射量为2 ", 1", 146. 4= 292. 8 cm3。 塑件加浇注系统凝料所用的塑料量, 不应超过 最大注射量[9 ]。应满足以下关系: ( 0. 8~ 0. 85) C Vmax ",Vn ( 3)

式中: Vmax ", ", ", 注塑机的最大注射量, cm3; C ", ", ", 在料

筒温度下熔料体积膨胀率的校正系数, 对于结晶性 塑料, C ", 0. 85; 对于非结晶性塑料, C ", 0. 93。 计算得注塑机的最大注射量为292. 8/ ( 0. 85", 0. 93) ", 370. 4 cm3。 5. 2 最大注射压力的估算

图3 模具采用热流道, 能很好传递注射压力, 故 所需的注射压力要比单层普通流道模具大, 却比叠 层式普通流道模具小[10]。设计要求: P max ",K ", P 0 ( 4)

式中: Pmax ", ", ", 最大注射压力, MPa; K ", ", ", 单层普通 流道模具的安全系数, 常取1. 25~ 1. 4; P 0 ", ", ", 成型 时所需注射压力, 在实际生产中, P 0 取70~ 100 MPa, 这里K 和P 0 都取偏大值, Pmax ",K ", P 0= 1. 4", 100= 140MPa。 5. 3 锁模力的计算

叠层式热流道模具锁模力按下式计算[10 ]: F ",( 1. 1~ 1. 15) K ", A ", Pm ( 5)

式中: F ", ", ", 锁模力, kN; A ?? ", 塑件和流道在分型面 上的投影面积之和, cm2, 塑件在分型面上的投影面 积为413. 25 cm2; P m ?? ", 型腔的平均计算压力, kN/ cm2, 查手册[ 11 ], 取2. 5 kN/ cm2; K ", ", ", 单层模具所用 的安全系数, 通常取1. 1~ 1. 2。

经计算, 锁模力F ",1. 15", 1. 2 ", 413. 25 ", 2. 5", 1 425. 7 kN。 5. 4 开模行程的计算

叠层式热流道模在2 个分型面开模并顶出塑 件, 需要采用具有液压机械联合作用的锁模机构的 注塑机, 其开模行程不受模具厚度影响, 可按下式校 核:

S ",S",= [ H i+ hi+ ( 5~ 10) ] ( 6)

式中: S ", ", ", 注塑机最大开模行程( 移动模板行程) , mm; S????模具的开模距离, mm; n ?? ", 叠层模具的层 模具工业2010年第36卷第5期53

数; H i ", ", ", 第i 层制品的脱模距离, mm; hi ", ", ", 第i 层塑件包括浇注系统在内的高度, mm( 采用热流道 结构时, hi 为塑件的高度) 。

洗衣机翻盖高度为22mm, 通过热流道技术可 实现完全无凝料生产, 注塑机所需的开模行程为 2", ( 20+ 22+ 5) = 94mm。

为了执行开、合模动作, 模具必须能够提供距 离为H 的空间( 见图3) 。H 应大于一个分型面的开 模距离, 即47mm。 6 结束语

利用Pro/ E 软件设计了洗衣机翻盖双层热流道 注射模, 经生产验证, 该模具结构设计合理、工作可 靠, 可实现人力与设备的节省、效率的极大提高和 制品质量的稳定。 参考文献:

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