塑料模具设计教程_5-2浇注系统及排溢系统设计(6)

5-2-2-2 加热流道设计

    加热流道是指在流道内或流道的附近设置加热器，利用加热的方法使注射机喷嘴到浇口之间的浇注系统处于高温状态，让浇注系统内的塑料在成型生产过程中一直处于熔融状态，以保证注射成型的正常进行。加热流道注射模不像绝热流道注射模那样在使用前或使用后必须清除分流道中的凝料，开车前只需把浇注系统加热到规定的温度，分流道中的凝料就会熔融，注射工作就可开始。

    加热流道浇注系统的形式很多，一般可分为单型腔加热流道和多型腔加热流道等几种。

一 单型腔加热流道

    延伸式喷嘴是一种最简的单型腔加热流道，它是将普通注射机喷嘴加长后与模具上浇口部位直接接触的一种喷嘴，喷嘴自身装有加热器，型腔采用点浇口进料。为了避免喷嘴的热量过多地向低温的型腔模板传递，使温度难以控制，必须采取有效的绝热措施，常用的方法有塑料绝热和空气绝热。

    图5-2-27a所示为塑料层绝热的延伸式喷嘴。喷嘴的球面与模具留有不大的间隙缭诘谝淮巫⑸涫备眉湎毒捅凰芰纤充满，固化后起绝热作用。间隙最薄处在浇口附近，厚度约为0.5mm，太厚则容易凝固。浇口以外的间隙以不超过1.5mm为宜，浇口的直径一般为0.75～1.2mm。与井式喷嘴相比，浇口不易堵塞，应用范围较广。由于绝热间隙存料，故不宜用于热稳定性差、容易分解的塑料。图5-2-27b所示为空气绝热的延伸式喷嘴。喷嘴与模具之间、浇口套与型腔模板之间，除了必要的定位接触之外，都留有厚约1mm的间隙，此间隙被空气充满，起绝热作用。由于与喷嘴接触的浇口附近型腔壁很薄，为了防止被喷嘴顶坏或变形，故喷嘴与浇口套之间也应设置环葜С忻妗

图5-2-27  延伸式喷嘴

1－浇口套；2－萘暇热层；3－延伸式喷嘴；4－加热圈

二 多型腔加热流道

    根据对分流道加热方法的不同，多型腔加热流道可分为外加热式和内加热式。

1、外加热式加热流道

    外加热式多型腔加热流道可分为主莸佬秃偷憬娇谛土街郑比较常用的是点浇口型。为了防止注射生产中浇口固化，必须对浇口部分进行绝热。图5-2-28a所示为喷嘴前端用塑料绝热的点浇口加热流道，喷嘴彩用铍青铜制作；图5-2-28b所示为主流道型浇口加热流道，主流道型浇口在塑件上会残留一段料把，脱模后需要把它去荨

图5-2-28  外加热式多型腔加热流道

1－二级浇口套；2－二级喷嘴；3－热流道板；4－加热器孔；

5－限位螺钉；6－螺塞；7－钢球；8－垫块；9－堵头

    外加热式多型腔加热流道注射模有一个共同的特点，即模内必须设有一块用加热器加热的热流道板，热流道板的形式根据型腔的数量与布置而定，可以是矩形，也可以是X形，图5-2-29所示为带有四个喷嘴的矩形热流道板。主流道与分流道的截面多为圆形，其直径约为5～15mm，分流道内壁应光滑，分流道端孔需采用比孔径大的细牙管螺纹管塞和铜制密封垫圈（或聚四氟乙烯密封垫圈）堵住，以免塑料熔体泄漏。热流道可献暧锌祝孔内插入管式加热器，使流道内的塑料在工作过程中始终保持熔融状态。热流道板利用绝热材料（石棉水泥板等）或利用空气间隙与模具的其余部分隔热。

图5-2-29  热流道板的结构

1－主流道浇口套安装孔；2－分流道；3－加热器孔；4－二级浇口喷嘴安装孔

    热流道板加热至设定温度所需电功率可按4式计算：

                             （5-2-13）

式中    P——加热器功率，kW；

m——热流道板的质量，kg；

c——热流道板的比热容（钢材约为485 J/kg.·℃）；

θ——热流道板的设定温度，℃；

θ0——室温，℃；

η——加热器的加热效率（常取0.5～0.7）；

t——热流道板升至设定温度所需的时间，h。

2、内加热式加热流道

    内加热式热流道的特点是在喷嘴与整个流道中都设有内加热器。与外加热器相比，由于内加热器安装在流道的中央部位，流道中的塑料熔体纫宰柚辜尤绕髦苯酉蚍至鞯腊寤蚰０迳⑷龋因此其热量损失小；缺点是塑料易产生局部过热现像。图5-2-30所示为喷嘴内部安装棒状加热器的设计，加热器延伸到浇口的中心易冻结处，这样即使注射生产周期较长，仍能达到稳定的连续操作。圆锥形的喷嘴头部与型腔之间留有0.5mm的间隙为塑料充填的绝热层，加热器的尖端从喷嘴前端伸入浇口中部，离型腔约0.5mm。

图5-2-30 内加热式加热流道

1－定模板；2－锥形头；3－喷嘴；4－加热器；5－鱼雷体；6－电源引线接头；7－冷却水道

三 阀式浇口热流道

    对于注射成型熔融粘度很低的塑料，为避免浇口的流涎和拉丝现像，可采用阀式浇口热流道，图5-2-31所示为多型腔阀式浇口热流道。在注射与保压阶段，浇口处的针阀9在熔体压力下打开，塑料熔体通过喷嘴进入型腔。保压结束后，在弹簧的作用下针阀将浇口关闭，型腔内的塑料就不会倒流，喷嘴内的塑料也不会流涎。这种形式的热流道，实际上也是多型腔外加热热流道的一种形式，同样也需要热流道板，只是在喷嘴处采用了针阀控制浇口的进料而已。

图5-2-31 多型腔阀式浇口热流道

1－定模座板；2－热流道板；3－喷嘴体；4－弹簧；5－活塞杆；6－定位圈；

7－浇口套；8、11－加热器；9－针阀；10－绝热外壳；12－二级喷嘴；13－定模型腔板

5-2-3 排溢系统的设计

    为了使塑料熔体能顺利充填模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会n成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，因此在进行模具设计时必须考虑型腔的排气问题。

    注射模通常以如下三种方式排气。

1. 利用配合间隙排气

    对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活n型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.03～0.05mm，应视成型塑料的流动性能而定。对于流动性好的塑料，配合间隙应取较小值；对于流动性差的塑料，配合间隙应取较大值。

2. 在分型面上开设排气槽

    在分型面上开设排气槽是注射模排气的主要形式。分型面上开设排气槽的形式与尺寸如图5-2-32所示。图5-2-32a所示为离开型腔约5～8mm后设计成开放的燕尾式，以便排气顺利、通畅；图5-2-32b所示的形式是为了防止排气槽在面对操作工人注射时,熔料从排气槽喷出而引发人身事故，因此将排气槽设计成离型腔5～8mm后拐弯的形式，这样能降低熔料溢出的动能，同时在拐弯后再适当地增加排气槽的深度。

图5-2-32  分型面上的排气槽

    分型面上排气槽的深度h见表5-2-5。

    表5-2-5  分型面上排气槽的深度                                   mm

3. 利用排气塞排气

    如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔深处镶入排气塞排气，如图5-2-33所示。排气塞上所开槽的深度为0.03～0.05mm，应根据成型塑料流动性的不同进行选取。

图5-2-33  利用排气塞排气

    当由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时，除了设计排气系统外，有时还要考虑开设溢流槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体（见图5-2-32）。采用这种措施排气有时是十分有效的。