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电器外壳热流道注塑模设计

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关键字：电器外壳；十字形热流道板；注射模；热嘴
摘要：介绍了热流道板式浇注系统的电器外壳注射模结构。模具中采用了十字形热流

热流道注射塑料模在国内广泛应用，不仅是因为热流道注射塑料模缩短了制件的成型周期、节约了塑料原料、能实现自动化生产过程，而且还因为在热流道模具的成型过程中，塑料熔体的温度在流道系统里能得到准确地控制，尤其在一模多腔的注射模具中，流道内的熔体温度能基本保持与注射机喷嘴的温度大致相同或相近，因而流道内的压力损耗小，熔融塑料以极其均匀的状态流入各个模腔，从而获得高品质的塑料制件。热流道注射成型的零件浇口质量好、脱模后残余应力低、零件变形小。因此，对质量要求高的﹑生产批量大的塑件可采用热流道注射模生产。

1 产品结构工艺性

一种电器外壳的产品结构图如图1所示，该产品的底部为一凹曲形，产品口部的周边均布有三个直径为φ3mm，深度为12mm的盲孔，可用自攻螺钉连接面盖。产品的口部有一高度为5mm，直径为φ153mm的止口位，需要与面盖相配合。零件的材料为PC塑料，颜色为乳白色。PC料的学名为聚碳酸酯，是一种常用的热塑性工程塑料，具有良好的力学性能，冲击强度优异，尺寸稳定性好。在200～220℃呈溶融状态，熔融温度高，熔体粘度大，因而在成型时熔体的流动差，其溢料值为0.06mm。一般在高料温、高压力和较高的模温下快速成型。

从产品结构图中可以看出，产品的分型面必须选择在直径为φ156.2mm的最大轮廓截面位置。对于该产品而言，浇口的位置只有选择在产品底部的中心进料，才能保证在注射成型过程中熔体流动填充的均匀性，并将型腔内的气体从分型面的周边所开设的排气槽排出。通常的情况下，模具需采用细水口三板模结构，以便从不同的分型面分别取出浇注系统凝料和塑件产品。对一模多腔的细水口模具结构而言，其浇注系统凝料很长，易浪费原生塑料。此外模具在采用次序分模的过程中需要有很大的开模行程空间。由于PC料的流动性差，浇注系统太长对注射成型过程不利，需要有较高的料温和较大的注射压力。因而采用热流道浇注系统的结构可以解决上述问题。

2模具结构设计及其工作过程

根据产品生产批量大的要求，模具采用了1模4腔的结构形式，采取了从产品顶部中心进料的十字形热流道板的浇注系统结构。这种结构不仅使产品浇口处的痕迹较小，从而使产品获得良好的外观质量，而且还可实现自动化生产控制过程，模具结构装配图如图2所示。

1隔热板 2定模座板 3支撑块 4冷却水嘴 5定模板 6定模型腔镶件 7动模型腔镶件
8动模板 9支撑块 10动模座板 11隔热板 12支承柱 13顶杆固定板 14顶杆垫板
15动模定位套 16隔水片 17密封圈 18导套 19动模型芯镶件 20导柱 21热嘴
22定模定位套 23热流道堵头 24加热管 25热流道板定位垫圈 26承压垫圈 27接线盒
28连接电缆线 29十字形热流道板 30模具定位圈 31浇口套 32热流道板支承圆柱销
33顶杆 34顶管 35顶管型芯针 36压板 37顶杆防转销钉 38顶板导套 39 顶板导柱
40限位垫圈 41复位杆

2.1 模具的结构设计

对于1模4腔的模具结构，热流道需采用热流道板的结构形式。如图3所示为十字形热流道板安装在模具中的结构图。在十字形热流道板上，加热的方式是采用两根整体式加热管进行加热控制的。加热管和热嘴的连接电缆线通过模板上开设的线槽连接到接线盒上。为了控制热流道板上的温度，使其不能超过塑料的分解温度，在热流道板上和热嘴中均安装热电偶，通过温度控制系统实现温度的自动控制，保证热流道板中的塑料在成型过程中始终保持熔融状态，同时又不要在过热的情况下发生碳化和分解。

采用十字形热流道板后，模具在浇注系统中的压力损失小，注射过程所占有的时间极少，浇注系又不用冷却，所以成型周期所占有的时间主要消耗在对塑料制件的冷却上。为了使模具在注射后将制件快速冷却到塑料的玻璃态温度之下，使制件具有足够的强度被推杆和推管顶出脱模，模具在定模型腔镶件内设置了内外两道槽形冷却循环水道，在动模型芯镶块内除了设置槽形冷却循环水道外，还在中心部位设置了隔片式的冷却水道，以达到有效地控制模具温度在所需要的温度范围的目的。

为了在注射成型的过程中排出型腔内的气体，在分型面上于型腔周边沿产品的径向开设了排气槽。排气槽的宽度为10mm左右，深度小于或等于PC塑料的溢料值0.06mm。

模具的脱模机构采用了简单的顶杆和顶管顶出。因顶杆的端部为曲面，在固定顶杆时需要在顶杆上加防转销钉，顶管型芯针用压板固定在动模座板上。

2.2 模具的工作过程

模具安装到卧式注射机上，连接电加热和温度控制电源，连接冷却循环水道。注射前先将模具的热流道板加热到合适的温度，然后调整好注射成型的相关工艺参数，再进行注射成型过程。模具开模后由顶杆和顶管组成的脱模机构从动模型芯上推出塑件，合模时动模前移，由复位杆使顶出机构复位，完成一个注射成型周期。

为了保证注射成型质量，一定要控制好热流道板的温度和模具的温度，否则热流道板的温度过高会导致塑料熔体产生分解，影响塑件的质量。

3结束语

模具的浇注系统采用了热流道板后，从很大程度上改善PC料的流动性，减小了注射成型所需要的注射压力，保证了产品的质量。此外还缩短了成型周期，节约了大量的塑料原料，减少了再生料，且完全实现了自动化生产控制过程。该模具自投产以来，一直运行正常，为企业创造了可观的经济效益。

参考文献
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[2] 邓万国. 塑料成型工艺与模具结构[M]，北京:电子工业出版社，2006.6.
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[6] 邓万国. 插座面板热流道注射模设计[J]，现代模具，2006.11月第8期.
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文章内容仅供参考 (投稿) (11/28/2007)


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