(塑料成型工艺与模具设计)任务三热流道模具结构设计课件.ppt

1、2022年11月25日项目三项目三 热流道注射成型模具设计热流道注射成型模具设计任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计任务四任务四 温度控制系统设计温度控制系统设计2022年11月25日任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术 任务书塑件名称仪表盖材料PP产 量10万件技术要求1.塑件未注公差，精度为MT5级。2.脱模斜度301度，未注圆角R2R3mm。3.塑件不允许有裂纹、变形缺陷。2022年11月25日掌握热流道注射模的典型结构、组成及工作原理。掌握热流道注射模的典型结构、组成及工作原理。了解

2、热流道注射技术的优势、使用场合及其技术的了解热流道注射技术的优势、使用场合及其技术的发展。发展。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术2022年11月25日 所谓热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑料始终保持熔融状态，在每次开模时不需固化取出，滞留在浇注系统中的熔料可在下一次注射时被注入型腔。作为一项先进的注塑加工技术，近年来，热流道技术在国内被逐渐推广。因此，正确设计热流道模具是本任务需解决的重要课题。本项目以表3-1所示餐具盒为载体，学习热流道注射模具设计的设计方法，完成对热流道注射模的典型结构、组成及工作原理等的认识，从而深入了解热

3、流道注射技术的优势、使用场合及其技术的发展。热流道模具结构如图3-1所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术2022年11月25日图3-1热流道注射模具结构2022年11月25日一、热流道的技术优势因流道内保持高温熔融的塑料，有利于压力传递，流道中的压力损失较小，塑料流动性好，温度比较均匀，故产品的内应力小，则变形减小，产品表面质量和力学性能就会得到大幅提高；同时保压时间更长且更有效，亦减小了塑料制件的收缩率；消除全部或大部分流道废料，物料的有效利用率高；缩短了成型周期，开模行程，提高了生产效率；热流道中流道凝料不需要脱模，且均为自动切

4、断浇口，可以提高自动化程度；降低注塑压力，有利于保护模具，延长使用寿命；对浇口系统精确的控制，使得长流程流道成为可能；也保证了多型腔生产注塑件质量的一致性，提高了塑件的精度；浇注系统可按流变学原理人工平衡；可以通过温度控制和可控喷嘴实现充模平衡；自然平衡的效果也很好；相对需取出流道凝料的冷流道注塑三板模，热流道可简化模具结构，应用热流道技术的最大特点，原材料损耗减少，易于实现注射加工的自动化，缩短注射周期，适用于大批量生产。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术2022年11月25日n二、热流道使用条件n热流道使用时应注意问题：n因塑料熔体

5、在长路径的流道中停留时间过长，会对热敏性塑料造成热损害。n需要有精确的温度控制。否则会造成熔体材料的温度差异，导致塑料熔体非均匀填充。n热流道使用的局限性：n使用热流道，对塑料品种有一定的限制。对于不同的塑料品种必须使用不同的喷嘴；新的塑料品种必须设计制造新的喷嘴。n热敏性塑料有烧损危险。在注射料筒中塑化后，必须防止塑料熔体在热流道中过热。n原材料中含有的机械杂质会使系统变得脆弱，造成浇口堵塞。n需要一定的操作经验，避免浇口流涎或喷嘴的泄漏。n由于喷嘴的直径关系，小型腔塑料制品的型腔数目和分布受到结构尺寸限制。n热流道系统的使用使模具结构高度增加。n注射机和模具的自动化连续操作是发挥热流道系统

6、作用的条件。n模具操作、修理和维护应由熟练的操作者来实施。n日常模具维护范围扩大。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术2022年11月25日三、热流道技术的发展目前热流道技术的发展，主要体现为热流道在特殊注射加工和新型热流道注射模的投产两方面。1.热流道的特殊注射加工多注射点的顺序模塑：如图3-2所示是用开关式喷嘴消除熔合缝的工艺过程。图3-2 串接开关式喷嘴消除注塑熔合缝a、中间喷嘴打开 b、两个侧喷嘴1和3打开c、所有喷嘴打开并保压 d、所有喷嘴关闭任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流

7、道技术2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术装饰片模塑将印刷膜片以嵌件的形式放置到模具里，然后经注射成型，又称为模内装饰。织物衬里模塑是将PP、ABS或ABS-PC混合物与织物衬里注射成型，这种注射也称为模内层叠。其成型工艺如图3-3所示。多组分模塑多组分模塑是指采用多个料筒与螺杆的注射单元，同时塑化不同塑料品种或不同着色塑料。高温塑料的注射高温塑料的特点是：加工温度通常在300400，而且要求注射时的温度波动限制在摄氏几度之内；有时模具型腔内温度高达300左右；此类工程塑料的价格很高，要求没有浇道废料。如：氟塑料、聚

8、芳酯、液晶等塑料2022年11月25日热塑性弹性体的模塑热塑性弹性体TPE热流道注射时，应使用外部加热的流道板；流道系统应进行流变学平衡计算；流道应用平缓变化曲线，内孔经抛光，避免死角，堵塞流道。不使用开放式浇口，用开关式浇口为好。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术图图3-3 3-3 开关式喷嘴注射织物衬里模塑开关式喷嘴注射织物衬里模塑 1 1开关柱销开关柱销 2-2-主流道喷嘴主流道喷嘴 3 3冷却孔冷却孔4 4喷嘴喷嘴 5 5模具嵌件模具嵌件 6 6内部嵌件内部嵌件2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与

9、练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术2.先进的热流道注射模大型制品模具的热流道:如汽车保险杠等，各种大型注射模具，为了有效地提高注射压力传递，采用热流道系统。小塑件注射模的热流道:随着热流道喷嘴的微型化，对重量几克到几百克的，具有高尺寸精度要求的小型塑件，可进行一模多腔的精密注射加工。薄壁管件注射模的热流道:薄壁管件生产时常会出现冷料堵塞喷嘴，故可采用顶针式的边缘喷嘴。叠式注射模的热流道:以注射机的额定锁模力，作用在两个相叠的型腔上，如图3-4所示。目前常用叠式注射模的送料方式如图3-5所示。图3-4 叠式注射模的热流道系统示意图2022年11月25日 图3-5a为采用侧边柱（块）的

10、主流道送料形式。它要求模具开模时必须保证开模过程准确无误。图3-5(b)、图3-5(c)是叠式注射模中在主流道长度方向上设两个对接的热流道喷嘴，对接面就是分型面。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术图图3-5 3-5 叠式注射模的主流道送料方式叠式注射模的主流道送料方式2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术根据餐具盒结构，使用性能和生产要求，采用热流道注射模具。餐具盒热流道注射模具3D结构如图3-6所示。图图3-6 3-6 餐具盒热流道注塑餐具盒热流道注塑模具模具

11、3D3D图图2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术本任务主要学习热流道的技术优势、使用条件和热流道的特殊注射加工工艺，学习热流道注射模具的基础知识。2022年11月25日项目三项目三 热流道注射成型模具设计热流道注射成型模具设计任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计任务四任务四 温度控制系统设计温度控制系统设计2022年11月25日了解热流道注射的生产条件，能从制品质量、热流了解热流道注射的生产条件，能从制品质量、热流道注射

12、模具与注射机等方面进行可行性分析。道注射模具与注射机等方面进行可行性分析。熟悉热流道系统的分类，能正确区分热流道系统。熟悉热流道系统的分类，能正确区分热流道系统。掌握热流道系统设计方法，能按步骤正确选择系统掌握热流道系统设计方法，能按步骤正确选择系统的类型，决定注射点，确定加热方式，选择主流道的类型，决定注射点，确定加热方式，选择主流道喷嘴、流道板和喷嘴。喷嘴、流道板和喷嘴。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日 热流道系统是热流道模具的重要组成部分，它与模具的整体结构、制品质量、模具流道加热系统及模具的制造工艺等有关

13、；热流道系统设计正确与否关系到热流道注射成型能否顺利进行，直接决定了塑件的质量。因此，热流道系统的选择和设计是热流道注射注射模设计中关键步骤。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日一、热流道注射的生产条件热流道注射模用于生产塑料制品，需要昂贵的费用和高难度的技术。模具生产企业在启动设计制造前，除了解它们的优点和限制及有关的使用条件外，尚需进行可行性分析。主要包括如下几方面：1.启动的背景条件启动设计制造热流道注射模之前，应进行可行性研究，内容如图3-7所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二

14、 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日2022年11月25日2.与制品质量的关系热流道系统因采用了外部的热源，使模具结构更加复杂。必将对塑件内部质量和收缩产生影响。对制品内部质量的影响热流道系统中塑料熔体以层流方式在型腔中充模，冷却期间塑件内各层的冷却速率不同，同时该流动使高分了链排列具有方向性，造成被固化的无定形或结晶型的分子结构都冻结了取向状态。因此改变了无取向的原材料的性能。对收缩率的影响收缩形式包括线性收缩率和体积收缩率。线性收缩率，它是取向的结果，与时间无关。由于流动的方向性与取向程度的不同，使注塑件的线性收缩呈现各向异性。体积收缩率，指冷却期间塑料材料分子形态冻结固化

15、时的收缩。有自由收缩和受约束收缩两种。注塑件形体收缩的差异，主要取决于型腔压力和冷却时间。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日3.对模具的要求为保证热流道注射优势的发挥。模具在生产时必须注意如下几方面：热流道注射模要求模具生产企业应有优秀的模具设计人员，有设计热流道注射模的经验，有完善的模具制造装备和加工的技术力量。用专业计算机软件，进行注射模的CAE和CAD设计。进行注射流动、冷却固化、收缩和翘曲分析，以优化浇注系统和冷却系统的设计，决定制品的壁厚、加强筋的设置等；也可校验塑料材料种类与品级的选择，决定注射工艺参数

16、。用CNC机床加工模具，并用计算机软件编制数控程序。设计中采用标准模架和标准件。热流道系统的零部件和温度控制器同样应尽可能采用品牌公司购置的标准件。模具制造应选用优质金属材料，有良好的热处理和表面处理。型芯应采用热传导良好材料，如铍铜合金。绝热零件用不锈钢、钛合金和陶瓷材料。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日4.与注射机的关系热流道系统要充分利用注射机的自动循环和控制能力。在进行注射机的操作时要注意以下三方面：热流道注射模需要更大的模具闭合高度。注射计量时，要考虑到在注射高压下，大容量流道中塑料熔料的压缩性。采用连

17、续的生产操作；建议温度控制从低到高的多级启动。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日二、热流道系统分类热流道系统的分类方法有两种。一种以加热方式来分类，有外加热、内加热和绝热。常见的是外加热。另一种是以熔体的传输方式分类，主要分为两大类，一类是主流道单喷嘴注射成型，没有流道板和喷嘴。另一类是有流道板的喷嘴注射成型。主流道单喷嘴大致有图3-8所示的5种熔体传输方式。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日图图3-8 3-8 主流道单喷嘴浇口主流道单

18、喷嘴浇口(a)(a)正面正面 (b)(b)多型腔的侧面多型腔的侧面 (c)(c)、(d)(d)在单型腔模具中在单型腔模具中进入冷流道进入冷流道(e)(e)在多型腔模具中进入冷流道在多型腔模具中进入冷流道2022年11月25日图（a)所示的主流道单喷嘴的正面注射，应用最广。喷嘴浇口可选用直接浇口、点浇口、顶针式浇口，以及开关式浇口。图(b)单喷嘴的多点注射的边缘式浇口，能将塑料熔体传输给多个型腔。但它受到制件形状的限制。图(c)、图(d)都是注塑单型腔模具注射，能保证制品外观质量，在制品外表面没有浇口痕迹。在位置允许时，都可以用带有直接浇口的主流道喷嘴。图(c)所示的注塑件有个中央孔。塑料熔体从

19、主流道喷嘴的直接浇口射出，再经冷流道和边缘式浇口，注入成型型腔。图(d)所示是采用直接浇口。图(e)是多腔模具中的热流道和冷流道的混合应用。在冷流道分流后用潜伏式的点浇口注射，可自动剪断后脱模。此图与图(b)、图(c)均适用于一模多腔中各型腔注射体积或形状不能都用热流道时，应用热流道与冷流道组合方式从而扩大了热流道的应用范围。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日图图3-93-9热流道板喷嘴浇注热流道板喷嘴浇注2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道

20、系统图3-9为塑料熔体由主流道喷嘴流经流道板的6种熔体传输注射方式。主流道喷嘴成为热流道通道的上游部分，失去了浇口的功能，但仍与注射机起定位作用，并与注射机喷嘴匹配的功能。它视注射情况，可只需绝热而不用加热，并可按需要加上过滤网。图(a)是多点注射的单型腔热流道板喷嘴浇注。用于大型制件，或流程与壁厚之比很大的注塑。可减小充模期间的压力损失，避免壁厚增加；也保证了保压阶段的压力传递；同时热流道系统使模具简化成二板模；多点注射避免了主流道的回头料，缩短了注射周期；并使模具操作自动化。此种系统应用时，需考虑注射机的技术参数，如注射量、注射压力和锁模力。图(b)是多型腔顶端浇注的热流道板喷嘴注射，有多

21、型腔模具中正面分布的顶针式或开关式浇口。对于需中央顶端位置浇注的中小型制件，采用这种塑料熔体的传输方式。避免了冷流道系统所需的双分型面，其应用越来越多，首先被系列化和标准化。图(c)单型腔模具的侧面浇注。保证制件表面的美观，浇口在开模时侧向剪断。但技术要求严格，模具相对昂贵。2022年11月25日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统图(d)是叠层模具中流道板喷嘴的正面浇注，它可用于两个甚至更多的分型面的场合；适用于成型大批量的浅薄小制件；它成倍地提高了型腔数，需要较长的开模和闭模时间；生产率提高约80，但锁模力只增加15。图(e)是单型腔

22、模具的流道板喷嘴经冷流道的侧向浇注。可防止注塑壳体正面被浇口痕迹破坏美观，浇注时可将壳体倒置，让浇口痕迹在里侧。这样会使塑件开模后留在定模，造成制件顶出困难。采用图(c)的熔体传输方式，塑料熔体经流道板和喷嘴引入到型腔的侧面，再经冷流道，由边缘式浇口或潜伏式浇口注射。这样虽然增加了熔体传输路径，但应用在大型壳体时，充模流动有利于分子取向，可减小浇口附近的应力集中和制件的翘曲。图(f)是多型腔热流道注射模具，经冷流道的传输，具有多浇口的熔体浇注方式。适用于小型制件，且型腔数更多。可较经济地让一个热流道喷嘴传输几个型腔。热流道与冷流道系统混合应用，除经济上降低热流道器件的投资外，可简化热流道喷嘴的

23、浇口区域的温度控制，还能够捕获料流前锋的冷料。2022年11月25日三、热流道系统选择1.热流道系统类型和注射点（1）确定热流道系统的类型在决定采用完全热流道系统，还是采用热流道和冷流道组合系统时，需考虑以下几个因素：应用组合系统，能简化模具结构，尤其能简化流道系统和模具的冷却系统。应用组合系统，能采用潜伏式点浇口，使浇口的痕迹更为隐蔽；喷嘴经浇注冷流道和浇口注射型腔，浇口附近的制品内在质量有保障。一模多腔注射模，喷嘴间的间距大，不能采用完全的热流道系统。完全热流道免去浇道废料的处理，而冷流道的料柄可提供给机械手夹持。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系

24、统选择热流道系统2022年11月25日（2）分型面和冷流道浇口 冷、热流道组合系统在注射中小型制品时，冷流道的浇口位置和数目主要由以下因素决定:塑料制品的流程比B决定浇口数目和位置。经测算的流程比B应小于许用的试验值。反之，则应增加塑料制品的壁厚或流道直径。浇口所在位置应使熔体有良好的充模流动状态。浇口位置要符合审美要求。（3）热流道的喷嘴注射点对于一模多腔的小型注塑件注射模的热流道系统，可采用多顶针式喷嘴。一个喷嘴有两个、三个、四个，甚至更多的浇口。图3-10为多顶针喷嘴浇注多个型腔，喷嘴有多个流道，但不带浇口，浇口在流道板上。图3-11是多顶针喷嘴浇注一个PA66滚轮，浇口制造在模具上。任

25、务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日图图3-10 3-10 多顶针式喷嘴注射多个多顶针式喷嘴注射多个注塑件注塑件图图3-11 3-11 多顶针式喷嘴模塑多顶针式喷嘴模塑PA66PA66滚轮滚轮2022年11月25日2.加热方式选择选择内加热还是外加热方式，主要考虑下列因素：着色变化 对于需频繁更换的着料色塑加工，内加热方式在清理流道时较困难。设计与加工 内加热流道板设计和注射加工时有突出的优点。塑料的加工性能 耐热性差的塑料，采用内加热方式容易发生分解烧损，造成流道闭塞。流动平衡 内加热式的流动系统中，因为环形截面的非

26、均匀流动，熔体平衡流动设计困难。外热方式的流道系统流动平衡性好，且换色较快，启动容易。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日3.主流道喷嘴、流道板和喷嘴的选择（1）主流道喷嘴选择 主流道喷嘴的选择见图3-12。图(a)是冷流道系统的主流道杯。一种是注射大型深腔的注塑件，脱模后有直接浇口的凝料棒；另一种是一模多腔小型注塑件，塑件上是矩形的边缘浇口。图(b)是开放式主流道喷嘴和冷流道，下游为一模多腔的冷流道浇注系统。没有流道板，故又称为开放式单喷嘴。图(c)是两个注射点的开放式主流道喷嘴。同样没有热流道板，但可实现多型腔注

27、射，也简化了冷流道系统。图(d)是开放式的单喷嘴。注射的多个型腔采用直线浇注的针点式浇口。为了将浇注系统凝料脱模取出，注射模的基本结构是双分型面的三板模，有中间冷流道板。此方案适合改成热流道板和多喷嘴，从而改成二板模。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日图(e)是开放式单喷嘴注射大型深腔的塑料壳体。带有浇口套的整体式喷嘴，在注塑件上留有浇口套和浇口痕迹。当要求浇口痕迹较小时，采用图(f)不带浇口的顶管式主流道单喷嘴。浇口在模板上，只有很小的浇口痕迹。图(g)是不带浇口的多顶引式主流道单喷嘴，浇口在模板上。浇注圆筒塑件

28、时，大多用均匀的三点，此图上用四个注射点。图3-12上各方案均省去了热流道板和分喷嘴，但有浇注系统废料的产生。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日2022年11月25日（2）流道板的选择 热流道板的选取，主要取决于：热流道系统的浇口和喷嘴的数目和位置；达到自然平衡或流变平衡的方式。在流道板的设计过程中，必须根据塑料材料的性能数据，加工工艺、模具和注射机的数据，注塑制品的二维或三维造型等原始资料，进行流道分布和直径计算；对有流变平衡要求的流道进行详细计算，必要时采用双层流道的结构；进行加热功率计算和加热器与热电偶的安装

29、设计；进行流道板的绝热设计和在模具中的安装设计等。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日（3）浇口的选择 浇口是流道的针点，既可在喷嘴中，也可在模具上。对浇口种类和口径的确定，在前面章节中已经进行了一定的介绍。喷嘴的选择是从浇口选用开始，必须依据各种塑料熔体的流动性能、热性能以及浇口残留痕迹来讨论浇口的选择。常见热流道浇口和喷嘴的选择，不但要适合于各种塑料的注射输送特性，也要考虑各种浇口和喷嘴痕迹，如图3-13所示。浇口的结构设计和浇口尺寸决定了残料的形状和大小，必须能满足塑料制品审美的要求。任务目标任务分析相关知识任

30、务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日图图3-13 3-13 各种喷嘴浇口在制品中的残留痕迹各种喷嘴浇口在制品中的残留痕迹2022年11月25日使用如图(a)所示直接式喷嘴，在塑料制品上会留下圆锥柱状的残留料柄；易发生浇口流涎和拉丝。常用浇口直径mm，适用于大注射量的各种塑料。图(b)所示点浇口的整体式喷嘴，具有很短浇口套，适用于较小注射量。已为顶针式喷嘴所替代。如图(c)、(d)和(e)所示顶针式喷嘴，会在制品上产生圆环状浇口残料。浇口直径mm，浇口痕迹很难察觉。中央有顶针防止熔料垂滴和拉丝。较大直径的浇口，有利于熔体流动充模，也可提高顶针圆

31、锥尖的强度。较小直径的浇口，在制品上留下痕迹更小。浇口残料位于制品前表面或斜向表面。使用开关式喷嘴无浇口残料，如图(f)、(g)所示。浇口直径mm。喷嘴不能过长，塑料熔体在喷嘴中有较大压力降。过长的开关柱销在压力下容易失稳。不适用于量少的注塑和高黏度塑料。使用边缘式喷嘴同样无浇口残料，只在制品留下剪切痕迹。如同冷流道的潜伏式浇口那样，位于制品的侧表面。还要根据塑料材料和性能，选择浇口和喷嘴种类：对剪切应力敏感的塑料品种，如PC和LCP被限制使用顶针式浇口。开放式喷嘴的特点是流经浇口的压力降最小，因此，最适合高粘度塑料加工。开关式喷嘴能防止添加发泡剂的塑料在热流道中发泡。它适用于含发泡剂的塑料。

32、任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日（4）喷嘴的选择 热流道喷嘴是热流道系统的终端，它包括加热器、热电偶和浇口。它将熔体输送到模具型腔或冷流道。由浇口选择确定喷嘴种类后，还需对流道板喷嘴的壳体，是否带有浇口等作进一步的确定。在模具设计中经常根据注塑件外观要求，选择浇口和喷嘴类型。整体式喷嘴前端浇口套的痕迹会留在注塑制品上，如图3-13(a)、(b)、(c)和(f)所示。而不带浇口部分壳体的喷嘴，如图(d)、(e)所示，由于浇口在模板上，没有浇口套的痕迹。开关式喷嘴也能将浇口做在模板上，如图(g)所示，只有开关柱销的压

33、痕。热传导的管道顶针，如图(e)所示。顶管顶尖的浇口入口，可以设计成窄通道，不生成绝热皮层，使浇口的温度更低。也可以设计成U形，使熔体容易涌流。顶管式喷嘴不适合塑料换色。顶管尖有熔料分流，在制品表面可能会形成可见的熔合缝。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日在选用顶针或顶管式喷嘴时，还应注意：完整的顶针式喷嘴，浇口位于套壳上。喷嘴在制品的接触面上留下痕迹，影响外观。部分壳体的顶针式喷嘴不带浇口，浇口位于模具内，可充分冷却。在加工高温塑料时，采用模具上浇口，在它的进口处设计保温绝热仓。在顶针式喷嘴中塑料熔体，容易被滞留

34、搁置，使着色更换困难。同时在喷嘴选择过程中，要考虑注塑料材料对选择喷嘴的影响。矿物质充填或短玻璃纤维增强的塑料熔体，对喷嘴零件，特别是顶针或顶管有较强腐蚀。应改用硬质合金制造顶针，但需注意到它们的热导率较低。PVC、氟塑料，含阻燃剂及其他化学添加剂，会对喷嘴零件的材料产生腐蚀作用。在此情况下，推荐使用不锈钢制造喷嘴零件，或者对零件涂覆镍或铬。注意喷嘴零件的制造材料对塑料性能的影响。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日 由于该产品外形和生产批量均较大，如果采用普通流道模具成型，势必产生大量流道废料，因此采用热流道注射模

35、成型。同时该制品壁较薄，且周围有凸缘，采用热流道模有利于获得更加均匀的充模流动，确保熔体能充分到达远离浇口的部分，减小产品变形程度，提高产品质量及产品的表面美观度。热流道板的加热形式分为内加热和外加热两种。虽然内加热方式具有热量损失小、不易漏料等优点，但由于制造工艺等方面尚未成熟，当前常见的热流道板都采用外加热方式。外加热用的加热器有电热棒和电热管，在此选用管状电热管对热流道板进行加热。管状电热管能弯曲成各种形状镶嵌在流道板的沟槽内，使用方便，易于温度平衡。电热管的布置如图3-14所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月

36、25日图图3-14 3-14 电热管的布置电热管的布置2022年11月25日 本任务完成了热流道注射模具设计与生产的可行性分析，熟悉了不同热流道系统的特点，通过对餐具盒热流道模具的分析和加热方式的设计，掌握热流道系统设计方法和正确选择系统的类型和加热方式的步骤。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统2022年11月25日项目三项目三 热流道注射成型模具设计热流道注射成型模具设计任务一任务一 了解热流道技术了解热流道技术任务二任务二 选择热流道系统选择热流道系统任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计任务四任务四 温度控制系统设计温

37、度控制系统设计2022年11月25日掌握热流道系统主流道喷嘴、浇口、喷嘴的形式，掌握热流道系统主流道喷嘴、浇口、喷嘴的形式，能根据模具设计需要正确对主流道喷嘴、浇口、喷能根据模具设计需要正确对主流道喷嘴、浇口、喷嘴进行选型。嘴进行选型。熟悉热流道板的结构，能据模具设计需要正确对热熟悉热流道板的结构，能据模具设计需要正确对热流道板进行加热计算和模具中热流道板安装设计。流道板进行加热计算和模具中热流道板安装设计。了解热流道注射的设计步骤。了解热流道注射的设计步骤。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日 热流道模具与

38、普通注塑模具的主要区别是：具有热流道系统的主流道喷嘴、浇口、喷嘴、热流道板等。它们是热流道模具设计的关键。下面将就热流道模具的热流道系统的主流道喷嘴、浇口、喷嘴、热流道板等进行介绍。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日一、热流道模具结构剖析 图3-15为典型的热流道结构，主要由主流道喷嘴、流道板、喷嘴、加热和测温元件、安装和紧固零件所组成。图示为开放式的热流道喷嘴系统，用于同时注射两个或两个以上的模塑件。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计1-1

39、-中心定位环中心定位环 2-2-主主流道喷嘴流道喷嘴 3-3-主流主流道喷嘴加热器道喷嘴加热器 4-4-定定模固定板模固定板 4-4-承压圈承压圈 6-6-电热弯管电热弯管 7 7流道板流道板（分流板）（分流板）8 8垫板垫板 9 9耐温导线耐温导线 10 10接接线盒线盒 11 11定模夹板定模夹板 1212定模板定模板 13 13冷却水冷却水孔孔 1 4-1 4-注塑件注塑件 15 15喷嘴喷嘴 16-16-喷嘴引出导喷嘴引出导线线 17 17流道板测温流道板测温热电偶热电偶 18 18支承垫支承垫 19-19-中心定位销中心定位销 20 20止转销止转销图图3-153-15开放式热流道喷

40、嘴系统开放式热流道喷嘴系统2022年11月25日热流道的主流道喷嘴2的功能，与冷流道浇注系统的主流道相同。但它有线圈加热和热电偶测温，并作为系列标准件可选购。中心定位环1的外径，与注射机上定模板定位孔相配。定位环内孔与主流道喷嘴的定位轴段紧配。主流道喷嘴人口的凹坑和孔径，必须与注射机喷嘴的凸球和孔径相配，图3-15所示主流道喷嘴，用螺纹与流道板7联接。流道板应该具有良好的加热和绝热措施，以保证加热器的效率和温度控制有效。图3-15所示的流道板，在双平面上嵌装了金属管状电热弯管6，并安装了流道板测温热电偶17。流道板悬置于定模板与垫板构成的模框中，利用空气绝热。热流道板根据浇口数目和位置，可以用

41、一字形、H形和X形等各种外形。它要承受流道高压熔体的作用力和各喷嘴的热膨胀，要求它有足够的刚度。流道常用圆形截面。流道转折处应圆滑过渡，防止熔体滞留。喷嘴与流道板的连接应可靠地防止塑料熔体泄漏。热流道喷嘴的通道直径，应与流道板上流道直径相配，比流道板上流道直径大1mm，喷嘴的流道入口有斜角过渡。喷嘴浇口一般设置在喷嘴的壳体的末端或制作在定模板的嵌件上。浇口的类型主要是主流道型的直浇口和顶针式浇口两种形式。热流道板和喷嘴设有相对独立可控的加热和测温元件，流道板多采用图3-15所示的管状弯管加热器，喷嘴里采用较多的是线圈加热器。测温热电偶布置在浇口和高温热点处。高温热点如：加热能输出量最大的点；加

42、热器与熔体通道之间；或主流道的末端等，达到防止塑料熔体的分解的目的。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日二、热流道喷嘴 热流道系统按塑料熔体输送流动过程分为四个功能区，即主流道喷嘴、流道板、喷嘴和浇口。在热流道系统中，注射机料筒注入的熔体经过主流道喷嘴分送到流道板中分流道，经喷嘴将熔体射进模具的型腔，或附加的冷流道，熔体进入型腔要经过浇口的调节。其中浇口可以是喷嘴的组成部分，也可以是模具的一部分。1.主流道喷嘴 主流道喷嘴，也称中央喷嘴。有关零件组成部件也被称为主流道杯。主流道喷嘴可直接注射成型塑料制品的型腔

43、，也可是在主流道喷嘴的下游，又有多个喷嘴注射入型腔。前者没有分流道和流道板，称作热流道单喷嘴。后者称为多喷嘴的热流道系统。热流道单喷嘴的注射模的结构如图3-16所示。单喷嘴常用的浇口形式有四种，一种为直接浇口，其三种为顶针式点浇口，另外还有开关式主流道喷嘴。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日图3-16 主流道单喷嘴注射模结构图1定位环 2主流道喷嘴 3定模固定板 4定模板 5注塑件 6导柱 7动模板 8动模垫板 9脱模机构 10动模固定板 直接浇口的单喷嘴由于有较长较粗的塑料熔体通道，会在制品上留下较大直径

44、的料柄。为方便脱出料柄，直接式浇口的单喷嘴其浇口具有一定的锥度。它能注射大型深腔的壳体，如桶、箱座等。它具有压力损失较小，成型取向良好，无熔合缝，允许注射较大的流程比塑件的特点。2022年11月25日图3-17所示直接浇口的主流道单喷嘴属于开放式的喷嘴。易于清洗，且不易堵塞，常被用来加工回头料和高黏度熔料，以及高充填填料的塑料。采用减小注射压力，来防止流涎和拉丝。标准系列浇口直径2.77.9mm。按塑料熔体的注射量和黏度，选定浇口直径。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日图3-17所示的三种主流道单喷嘴，前两

45、种属于顶针式喷嘴。标准系列顶针式喷嘴的浇口直径为l2mm，有两种结构。图3-17(a)是有浇口的完整喷嘴。图3-17(b)是没有浇口套的部分式喷嘴，又被称为可换色喷嘴。图3-17(c)所示喷嘴，塑料熔体从圆管的三个侧孔中流出。又由管端的顶针引导，将熔体从浇口环隙中注射到型腔。此种不带浇口的顶管式主流道单喷嘴，浇口由模具生产企业设计和制造。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计图图3-17 3-17 顶针顶管式主流道单喷嘴顶针顶管式主流道单喷嘴(a)(a)完整的顶针式主流道单喷嘴完整的顶针式主流道单喷嘴(b)(b)带浇口的顶针式主流道

46、单喷嘴带浇口的顶针式主流道单喷嘴(c)(c)不带浇口的顶管式主流道单喷嘴不带浇口的顶管式主流道单喷嘴2022年11月25日 主流道单喷嘴的入口要与注射机的喷嘴匹配，如图3-18所示。主流道入口直径Dr应略大于且对准注射机喷嘴的孔径DD，一般大约0.5mm；凹坑球半径RKT必须大于球头半径RKD，应有0.55mm之差。而主流道的入口通道由小到大，有段锥孔。这样的结构可防止在注射机喷嘴后退时，主流道中的熔料产生流涎。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计图图3-18 3-18 主流道喷嘴与注射机喷嘴的匹配主流道喷嘴与注射机喷嘴的匹配20

47、22年11月25日 主流道喷嘴的入口要准确地安装在模具上。参见3-2图所示，喷嘴与定位环以直径D6高精度定位；喷嘴又以直径D3与定模板过盈定位；喷嘴壳体与模具是D2直径的大间隙配合。标准的注射机喷嘴在注射冷流道模具时，常用小口径的喷嘴。采用主流道喷嘴后，有较大的喷嘴流道，较大的入口口径。注射机要改用大口径的喷嘴。注射机喷嘴在生产加工时固定在主流道喷嘴上，并不退回。这种热流道系统的主流道喷嘴中，因客户要求装有过滤网，以防止下游喷嘴的小浇口被机械杂质堵塞。这对使用回头料的注射生产很有必要。这种过滤网圆筒必须有大于125mm2的有效面积。装有过滤网后，主流道中熔体流动压力损失要增加30%以上。任务目

48、标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日2.浇口 浇口是流道的终点，也是热流道系统中关键功能区。它的形式有两种，一种是与喷嘴做成一个整体；另一种是开设在模具的零件上，再与喷嘴拼合在一起。浇口调节塑料熔体对型腔的注射充模。浇口通过它的开闭控制着对型腔内塑料的保压补缩时间，可采用热力闭合或机械开闭两种方式。（1）热力闭合 在开放式、顶针式和侧浇口的喷嘴里，都是依靠塑料自身固化闭合的。模具冷却系统使浇口快速降温，熔体停止流动。在开模时，模塑件的移动，使浇口凝料被拉断。开放式浇口 也就是直接浇口。影响直接浇口热力闭合的因素包括

49、：浇口口径、高度、几何结构及塑料熔体性能、浇口区温度等工艺条件。如图3-19所示。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务三任务三 热流道模具结构设计热流道模具结构设计2022年11月25日 图(a)所示是一种合适的浇口热力闭合。如果浇口区的温度过低，就会出现过厚的冻结层，如图(b)所示。如果浇口区温度过高，保压时间又过长，会产生图(h)所示的熔料在剩余压力下涌出浇口。当浇口区温度过低，且经历时间很长，就会出现如图(c)所示浇口凝料的阻塞。阻塞凝料会在下次注射时，被推到冷料井或模具型腔里，形成模塑件表面的冷料团块。当浇口区温度过高，浇口凝料头在高位断裂，如图(f)、图(g)所示。

50、对于无定形塑料，拉丝结果会在制品的浇口上山现尖锥钉，如图(f)所示。对于结晶型塑料，常会出现如图(g)所示的旋拉长丝。在塑料加热温度过高，黏度过低，剩余压力较大时，浇口会有较多熔料垂滴；浇口区温度低，冷却时间长时，长浇口会有垂滴凝固阻塞块，如图(e)所示。如果浇口区冷却效果差，在短浇口外会有垂淌的熔料，如图(j)所示。在生产薄壁制品时，在浇口的对面型芯顶部挖个凹槽，以铺开垂滴熔体，减小了浇口附近区的残余应力。总之，开式浇口的热力闭合，取决于塑料材料、浇口形状和太小、喷嘴的加热和浇口区的冷却。对于无定形和慢结晶塑料，浇口处应有较强的冷却循环。而开式喷嘴很少用在快结晶塑料。任务目标任务分析相关知识