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關鍵字： 插座面板；熱流道；注射模；針閥控制；熱嘴 摘　要： 在熱流道澆注系統(tǒng)中，通過針閥控制系統(tǒng)控制模具的注射過程。熱流道澆注系統(tǒng)的采用，不僅縮短了制件的成型周期，節(jié)省了塑料原料，而且在很在程度上提高了產(chǎn)品質(zhì)量。對精度要求高的塑件的大批量生產(chǎn)，具有很大的綜合效益。

熱流道注射塑料模在當今世界各工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)均已得到極為廣泛的應用。不僅是因為熱流道注射塑料模縮短了制件的成型周期、節(jié)約了塑料原料、實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)過程，更是因為在熱流道模具的成型過程中，塑料熔體的溫度在流道系統(tǒng)里能得到準確地控制，尤其在一模多腔的注射模具中，流道內(nèi)的熔體溫度能基本保持與注射機噴嘴的溫度大致相同或相近，因而流道內(nèi)的壓力損耗小，熔融塑料以極其均勻的狀態(tài)流入各個模腔，從而獲得品質(zhì)良好的塑料制件。熱流道注射成型的零件澆口質(zhì)量好、脫模后殘余應力低、零件變形小。因此，對質(zhì)量要求高的﹑生產(chǎn)批量大的塑件均可采用熱流道注射模生產(chǎn)。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性

插座面板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該產(chǎn)品為一專用插座的面板，其材料為PC塑料，顏色為乳白色。PC料的學名為聚碳酸酯，是一種常用的熱塑性工程塑料，具有良好的力學性能，沖擊強度優(yōu)異，尺寸穩(wěn)定性好。PC塑料在200～220℃呈溶融狀態(tài)，熔融溫度高、熔體粘度大，因而在成型時熔體的流動差，其溢料值為0.06mm。一般在高料溫、高壓力和較高的模溫下快速成型。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖中可以看出，在產(chǎn)品的底面有很多筋位，無論澆口選擇在產(chǎn)品頂部的中心進料，還是以側(cè)口的形式從產(chǎn)品的邊緣進料，在注射成型過程中的流動阻力都比較大，因此需要有較高的料溫和較大的注射壓力。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和原料兩者都要求高料溫、高壓力來滿足成型工藝的要求，因而采用熱流道澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以解決這一問題。

2 模具結(jié)構(gòu)設計及其工作過程

根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)批量大的要求，模具采用了1模2腔的結(jié)構(gòu)形式，采用了從產(chǎn)品頂部中心進料的熱流道板的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅使產(chǎn)品澆口處的痕跡較小，從而使產(chǎn)品獲得良好的外觀質(zhì)量，而且還可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)控制過程。模具結(jié)構(gòu)裝配圖如圖2所示。

1 隔熱板 2定模座板 3 支撐塊 4 熱嘴 5 定模型腔鑲塊 6 動模型芯鑲件 7動模型芯鑲塊 8 動模板 9動模墊板 10 頂板導柱 11 頂板導套 12頂桿固定板 13 頂桿墊板 14 動模座板 15 頂管 16 平端緊定螺釘 17、18頂桿 19支承柱 20 復位桿 21熱流道板定位銷 22熱流道板定位墊圈 23熱流道板支承圓柱銷24 熱流道堵頭 25 成型加熱管 26 針閥導套 27 針閥氣缸 28 熱流道板29 模具定位圈 30 澆口套31定模型芯鑲件32 限位塊 33 水嘴 34 導柱 35 密封圈 36 導套 37 接線盒

2.1模具的結(jié)構(gòu)設計

對于1模2腔的模具結(jié)構(gòu)，熱流道需采用熱流道板的結(jié)構(gòu)形式。如圖3所示為熱流道板結(jié)構(gòu)。在熱流道板上，加熱的方式是采用上下兩層整體式加熱管進行加熱控制的。為了在成型后控制熔體于開模狀態(tài)下不流失，模具上采用了SINO針閥式熱流道控制系統(tǒng)，其熱嘴的型號為：SIM-18-VV-075。為了控制熱流道板上的溫度，使其不能超過塑料的分解溫度，在熱流道板上和熱嘴中均安裝熱電偶，通過溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)溫度的自動控制，保證熱流道板中的塑料在成型過程中始終保持熔融狀態(tài)，同時又不要在過熱的情況下發(fā)生碳化和分解。

如熱流道板的溫度控制在200～300℃內(nèi)，熱流道板表面為鋼的氧化表面，表面輻射率取α=0.8，升溫時間為30分鐘，并留有10%的余裕，則加熱于熱流道板所需要的總功率可按下式

進行計算：

P = [ 0.27t · W + ( 0.0032 t –0.33 ) A +∑(a · t＇· λ) / l ]×1.1

式中：P——加熱總功率（Kw）；

      t——熱流道板所需升高的溫度（熱流道板溫度減去室溫）（℃）；

      W——熱流道板的重量（包括緊固螺釘）（kg）；

      A——熱流道板的表面積（cm²）；

      a——支承物的接觸面積（cm²）；

      t＇——熱流道板與模具的溫差（℃）；

     λ——支承物的熱導率（W / cm ·℃）；

      l——支承物的高度（cm）。

采用熱流道板后，模具在澆注系統(tǒng)中的壓力損失小，注射過程所占有的時間極少，澆注系又不用冷卻，所以成型周期所占有的時間主要消耗在對塑料制件的冷卻上。為了使模具在注射后將制件快速冷卻到塑料的玻璃態(tài)溫度之下，使制件具有足夠的強度被推桿和推管頂出脫模，模具在定模型腔鑲塊和動模型芯鑲塊內(nèi)設置了冷卻循環(huán)水道，以達到有效地控制模具溫度在所需要的溫度范圍的目的。

為了在充模過程中排出型腔內(nèi)的氣體，在分型面上于型腔周邊開設了排氣槽。排氣槽的寬度為10mm左右，深度小于或等于PC塑料的溢料值0.06mm。

2.2 模具的工作過程

模具安裝到臥式注射機上，連接電加熱和溫度控制電源，連接冷卻循環(huán)水道。注射前先對模具的熱流道板加熱到合適的溫度，然后調(diào)整好注射成型的相關工藝參數(shù)，再進行注射成型過程。注射時，熱流道板上的針閥控制系統(tǒng)要處于開啟位置。注射后，通過氣動控制系統(tǒng)使針閥處于關閉狀態(tài)，以防熔體在模具開模后流出模外。模具開模后由頂桿和頂管組成的脫模機構(gòu)從動模型芯上推出塑件，合模時動模前移，由復位桿使頂出機構(gòu)復位，完成一個注射成型周期。

為了保證注射成型質(zhì)量，一定要控制好熱流道板的溫度和模具的溫度，否則熱流道板的溫度過高會導致塑料熔體產(chǎn)生分解，影響塑件的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

模具的澆注系統(tǒng)采用了熱流道板后，從很大程度上改善PC料的流動性，減小了注射成型所需要的注射壓力，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。此外還縮短了成型周期，節(jié)約了大量的塑料原料，減少了再生料，而且完全實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)控制過程。盡管模具的成本在一次性投資中較高，但隨著產(chǎn)品批量的增大，模具的綜合效益越來越顯示出明顯的優(yōu)勢。尤其對具有較高的精度要求的產(chǎn)品在質(zhì)量上有很大的提高。該模具自投產(chǎn)以來，一直運行正常，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效率。

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