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59模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 注 射 成 型 中 澆 口 形 式 對 塑 件 質 量 的 影 響 曹 承 云 (湖 南 常 德 紡 織 機 械 有 限 公 司 , 湖 南 常 德 415100) 摘 要 : 用 生 產 實 例 介 紹 了 不 同 澆 口 形 式 及 位 置 對 塑 料 熔 體 在 型 腔 中 的 填 充 模 式 和 注 射 成 型 后 塑 件 的 內 在 機 械 物 理 性 能 及 表 觀 質 量 的 影 響 。 關 鍵 詞 :澆 口 位 置 ;填 充 模 式 ;熔 接 痕 中 圖 分 類 號 : TQ320;TG241 文 獻 標 識 碼 :B 文 章 編 號 :1001-2168 (2008) 12-0059-03 Theinfluenceof gateformsonthe quality ofin jectionmoulded parts CAOChen g - yun ( Chan gdeTextileMachiner y Co.,Ltd,Chan gde,Hunan415100,China ) Abstract: Basedon p racticalexam plesin p roduction,stud y wasmadeoneffectsofvarious gate formsandlocationonthefillin gp atternof plasticmeltinmouldcavit y ,theinternalmechanicaland p hysical p roperties,andsurface qualit y ofthein jectionmoulded p roducts. Key words: gatelocation;fillin gp attern;weldline 方 面 存 在 差 異 , 但 它 們 的 差 異 性 不 大 , 可 以 說 每 一 種 方 案 都 可 以 采 取 。 但 如 果 從 模 具 類 型 來 考 慮 , 若 采 用 兩 板 模 的 模 具 結 構 ,那 就 只 能 采 用 方 案 1, 但 模 具 中 心 與 噴 嘴 進 料 中 心 不 重 合 , 只 能 依 靠 2 個 液 壓 缸 將 塑 件 從 模 具 中 頂 出 。 若 采 用 三 板 模 , 則 無 需 使 用 液 壓 缸 頂 出 塑 件 , 因 為 頂 出 中 心 與 噴 嘴 進 料 中 心 重 合 ,認 為 方 案 2 與 方 案 3 均 可 ,但 方 案 2 優(yōu) 于 方 案 3, 因 為 方 案 3 的 加 工 任 務 量 比 方 案 2 稍 微 偏 大 , 且 澆 口 無 須 修 剪 。 以 上 3 種 方 案 在 實 踐 中 均 使 用 過 , 根 據 使 用 的 實 際 效 果 ,建 議 采 用 方 案 2, 其 他 2 種 方 案 也 不 錯 。 5 結 束 語 通 過 應 用 MPI6.1 軟 件 對 2 種 CAE流 動 方 案 進 行 填 充 對 比 分 析 , 不 僅 得 到 了 一 套 切 實 可 行 的 流 動 方 案 , 還 豐 富 了 工 藝 人 員 的 CAE知 識 , 為 將 來 開 發(fā) 更 加 復 雜 的 產 品 打 下 了 堅 實 的 技 術 基 礎 。 隨 著 CAE 軟 件 在 注 塑 行 業(yè) 的 不 斷 推 廣 使 用 , 必 將 大 大 縮 短 新 產 品 的 開 發(fā) 周 期 和 費 用 , 提 高 塑 料 制 品 的 生 產 效 率 和 質 量 ,為 企 業(yè) 帶 來 良 好 的 經 濟 效 益 。 參 考 文 獻 : 1 北 京 市 塑 料 工 業(yè) 公 司 . 塑 料 成 型 工 藝 M. 北 京 :中 國 輕 工 業(yè) 出 版 社 ,1996. 2 塑 料 模 具 設 計 手 冊 編 寫 組 . 塑 料 模 具 設 計 手 冊 K. 北 京 :機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2002. 1 引 言 影 響 塑 料 制 品 注 射 成 型 的 因 素 大 致 有 : 塑 料 性 能 , 如 黏 度 、 彈 性 及 熱 性 能 等 ; 工 藝 參 數 , 如 注 射 壓 力 、 溫 度 、 速 度 等 ; 模 具 結 構 , 如 澆 口 形 狀 尺 寸 及 位 置 、 分 型 面 的 選 擇 、 冷 卻 系 統 、 加 熱 系 統 等 ;注 塑 機 結 構 性 能 , 如 預 塑 和 不 預 塑 等 ; 以 及 制 品 的 結 構 形 狀 等 。 在 注 射 成 型 工 藝 過 程 中 集 中 體 現 為 塑 料 在 型 腔 中 的 流 變 特 性 ,它 直 接 影 響 塑 件 的 微 觀 及 宏 觀 特 征 , 決 定 了 塑 件 物 理 機 械 性 能 ,其 中 進 澆 口 的 設 計 包 括 : 澆 口 的 數 目 、 位 置 、 形 狀 和 尺 寸 的 設 計 。 常 用 的 澆 口 收 稿 日 期 :2008-07-03 。 作 者 簡 介 : 曹 承 云 (1965- ) ,男 ,湖 南 常 德 人 ,工 程 師 ,主 要 從 事 模 具 設 計 與 開 發(fā) 工 作 , 地 址 : 湖 南 常 德 紡 織 機 械 有 限 公 司 , (電 話 ) 13973660768, (電 子 信 箱 ) hunanwanqiu 。 表 4 三 種 方 案 對 比 分 析 方 案 種 類 模 具 類 型 是 否 使 用 油 缸 澆 口 類 型 注 射 壓 力 /MPa 充 填 時 間 /s 最 大 鎖 模 力 /kN 方 案 1 兩 板 模 使 用 側 澆 口 64.552.612482.7 方 案 2 三 板 模 不 使 用 點 澆 口 71.272.552598.9 方 案 3 三 板 模 不 使 用 點 澆 口 +側 澆 口 72.382.502673.7 60 模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 類 型 有 側 澆 口 、 點 澆 口 、 潛 伏 澆 口 等 。 下 面 結 合 具 體 實 例 來 分 析 不 同 的 進 澆 形 式 , 熔 體 在 型 腔 中 的 填 充 模 式 及 對 塑 件 質 量 的 影 響 。 2 零 件 介 紹 圖 1 所 示 零 件 ,材 料 為 含 玻 纖 聚 丙 烯 。 圖 1 零 件 圖 3 不 同 澆 口 位 置 形 式 及 熔 體 流 動 分 析 3.1 方 案 1(點 澆 口 和 偏 舌 端 位 置 ) 3.1.1 模 具 結 構 模 具 結 構 為 三 板 式 脫 料 板 脫 模 , 澆 口 類 型 為 點 澆 口 ,1 模 4 件 ,型 芯 為 固 定 型 芯 ,其 流 道 形 式 及 澆 口 位 置 如 圖 2 所 示 。 圖 2 流 道 形 式 3.1.2 熔 體 在 型 腔 中 的 流 動 模 式 當 塑 料 熔 體 從 噴 嘴 中 噴 出 到 主 流 道 時 , 熔 體 與 模 具 主 流 道 壁 接 觸 使 熔 體 前 沿 冷 卻 , 當 熔 體 前 沿 再 與 冷 料 穴 接 觸 時 再 次 冷 卻 , 此 時 塑 料 的 黏 度 較 大 , 在 噴 嘴 壓 力 下 , 使 其 粘 在 冷 料 穴 及 存 入 料 穴 中 。 在 持 續(xù) 噴 嘴 壓 力 下 , 后 進 熔 體 沖 破 前 沿 冷 卻 層 向 兩 邊 分 流 道 作 直 線 推 移 。 熔 體 前 沿 越 接 近 澆 口 , 熔 體 所 受 到 的 剪 切 應 力 越 大 , 在 剪 切 應 力 作 用 下 , 熔 體 溫 度 急 劇 升 高 ,熔 體 流 動 加 快 。 充 模 的 前 段 時 間 ,熔 體 在 壁 厚 區(qū) 呈 現 噴 射 現 象 , 由 于 流 體 的 管 口 效 應 , 噴 射 到 一 定 時 間 后 , 前 進 熔 體 堆 積 在 澆 口 處 , 受 到 型 腔 壁 的 冷 卻 , 一 部 分 粘 附 在 型 腔 壁 上 , 一 部 分 在 后 來 熔 體 的 作 用 下 ,在 型 腔 內 作 波 浪 式 的 推 移 流 動 ,熔 體 料 流 與 型 腔 模 壁 接 觸 部 分 因 迅 速 冷 卻 而 速 度 減 低 , 變 為 冷 卻 的 不 動 層 或 作 相 對 的 蠕 動 。 因 不 動 層 隔 離 了 熔 體 與 模 壁 起 到 保 溫 作 用 , 熔 體 料 流 中 心 部 分 基 本 保 持 原 有 溫 度 , 中 心 部 分 黏 度 小 , 前 移 速 度 快 。 前 沿 表 面 由 于 與 空 氣 接 觸 而 形 成 高 黏 度 的 前 沿 薄 膜 ,在 后 來 熔 體 的 推 擠 作 用 下 ,沖 破 前 沿 薄 膜 張 力 重 新 形 成 新 的 前 沿 薄 膜 , 使 前 沿 轉 向 模 壁 而 形 成 塑 件 的 外 表 面 。 雖 然 在 模 壁 上 形 成 了 冷 卻 凝 固 層 , 但 在 噴 嘴 高 壓 下 ,也 會 作 相 對 的 移 動 ,只 不 過 移 動 速 度 慢 ,并 且 伴 有 拉 伸 現 象 ,直 至 固 化 為 止 。 如 此 重 復 的 流 動 ,就 形 成 了 波 浪 式 的 推 移 流 動 ;當 料 流 進 入 狹 窄 的 頸 部 時 ,在 噴 嘴 高 壓 下 ,料 流 方 式 由 肉 厚 區(qū) 的 波 浪 式 推 移 流 動 變 為 直 線 式 推 移 流 動 , 直 至 填 充 整 個 型 腔 。 3.2 方 案 2(矩 形 澆 口 和 頸 端 邊 口 位 置 ) 3.2.1 模 具 結 構 模 具 結 構 為 三 板 式 脫 料 板 脫 模 , 澆 口 類 型 為 矩 形 側 澆 口 ,1 模 4 件 , 型 芯 為 嵌 入 式 活 動 型 芯 , 其 流 道 形 式 及 澆 口 位 置 如 圖 3 所 示 。 圖 3 流 道 形 式 3.2.2 熔 體 在 型 腔 中 的 流 動 模 式 與 方 案 1 相 同 , 當 塑 料 熔 體 從 噴 嘴 中 噴 出 到 主 流 道 時 ,熔 體 與 模 具 主 流 道 壁 接 觸 使 熔 體 前 沿 冷 卻 , 當 熔 體 前 沿 與 冷 料 穴 接 觸 時 再 次 冷 卻 , 此 時 塑 料 的 黏 度 較 大 ,在 噴 嘴 壓 力 下 ,其 粘 在 冷 料 穴 或 存 入 料 穴 中 。 在 持 續(xù) 噴 嘴 壓 力 下 , 后 進 熔 體 沖 破 前 沿 冷 卻 層 向 兩 邊 分 流 道 作 直 線 推 移 。 熔 體 前 沿 越 接 近 澆 口 , 熔 體 所 受 到 的 剪 切 應 力 越 大 , 在 剪 切 應 力 作 用 下 熔 體 溫 度 急 劇 升 高 , 熔 體 流 動 越 快 。 由 于 澆 口 位 置 距 型 芯 很 近 , 充 模 前 期 料 流 首 先 與 型 芯 表 面 接 觸 并 反 流 與 澆 口 附 近 型 腔 表 面 接 觸 ,然 后 ,從 型 芯 兩 側 逐 步 包 附 型 芯 , 并 以 向 四 周 輻 射 式 的 推 移 流 動 形 式 逐 步 61模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 塑 料 連 體 帽 注 射 模 設 計 黃 克 榮 (百 家 麗 (中 國 )照 明 電 器 有 限 公 司 , 江 蘇 儀 征 211400) 摘 要 : 分 析 了 塑 料 連 體 帽 生 產 工 藝 , 指 出 了 模 具 設 計 難 點 , 設 計 了 1 種 2 次 分 型 的 內 抽 芯 結 構 , 可 消 除 產 品 內 表 面 的 斜 頂 痕 跡 。 模 具 結 構 簡 單 、 制 造 方 便 ,經 實 際 生 產 驗 證 ,動 作 可 靠 ,產 品 表 面 質 量 好 。 關 鍵 詞 :連 體 帽 ;2 次 分 型 ;內 抽 芯 ;斜 頂 痕 跡 中 圖 分 類 號 : TQ320 文 獻 標 識 碼 :B 文 章 編 號 :1001-2168 (2008) 12-0061-03 Developmentofin jectionmouldfor plastictwinca p HUANGKe-ron g (Baijiali ( China ) IlluminationCo.,Ltd,Yizhen g ,Jian gsu211400,China ) Abstract: Throu ghanal ysisonthetechnolo gicalcharacteristicofat ypeof plastictwinca p ,theke y desi gn pointswerereached.Thenanin jectionmouldwithtwo-ste pp artin g andinternalcore- p ulling mechanismforformin g the partwasdevelo ped.Thea pp licationofthemouldeliminatesthedintdue toinclinede jectionandthusthesurface qualit y isim p roved. Key words: twinca p ;two-ste pp artin g ;internalcore- p ulling ;dintduetoinclinede jection 向 壁 厚 區(qū) 填 充 ,直 至 充 滿 整 個 型 腔 。 4 填 充 形 式 對 塑 件 質 量 影 響 由 2 種 方 案 的 填 充 模 式 可 知 : 方 案 2 是 當 料 流 沖 出 澆 口 后 首 先 噴 射 在 型 芯 的 表 面 , 在 受 到 型 芯 的 阻 力 時 , 同 時 型 芯 表 面 對 熔 體 也 產 生 反 作 用 力 , 而 產 生 倒 流 。 在 注 射 壓 力 和 反 作 用 力 兩 股 力 作 用 下 , 熔 體 首 先 粘 附 于 型 芯 與 型 腔 表 面 , 并 瞬 時 堆 積 在 澆 口 附 近 , 在 后 續(xù) 料 流 的 推 動 下 熔 體 按 最 小 阻 力 規(guī) 律 從 型 芯 兩 側 逐 步 包 附 型 芯 , 并 填 充 整 個 型 腔 。 這 種 流 動 形 式 易 使 塑 件 在 料 流 匯 合 處 產 生 熔 接 痕 而 影 響 塑 件 的 表 觀 質 量 (在 壓 力 、 流 速 和 溫 度 等 工 藝 參 數 設 置 不 合 理 時 尤 為 突 出 ) 和 內 在 物 理 機 械 性 能 , 并 且 這 種 澆 口 位 置 處 在 產 品 的 邊 口 處 , 由 于 邊 口 壁 薄 在 澆 口 處 的 熔 體 易 快 速 冷 凝 產 生 提 前 封 膠 , 不 利 于 后 續(xù) 保 壓 補 料 ; 而 且 , 該 矩 形 澆 口 設 置 在 產 品 壁 厚 較 薄 的 邊 口 處 , 脫 模 時 矩 形 澆 口 易 帶 走 產 品 上 材 料 造 成 產 品 邊 口 缺 料 , 影 響 塑 件 的 質 量 。 圖 2 所 示 的 方 案 1, 點 澆 口 位 置 設 置 在 如 圖 所 示 的 偏 舌 端 位 置 , 其 熔 體 的 料 流 填 充 方 式 與 圖 3 所 示 的 方 案 2 完 全 不 一 樣 。 縮 短 了 主 流 道 至 噴 嘴 間 距 離 , 使 主 流 道 內 熔 體 溫 度 與 噴 嘴 溫 度 趨 于 接 近 , 有 利 于 熔 體 在 流 道 中 流 動 ; 料 流 沖 出 澆 口 后 無 型 芯 阻 礙 , 有 利 于 熔 體 在 型 腔 中 流 動 , 由 于 澆 口 與 型 芯 的 距 離 拉 大 , 因 而 延 緩 了 與 型 芯 及 型 腔 壁 接 觸 而 形 成 的 冷 卻 凝 固 層 ,有 利 于 提 高 塑 件 的 表 觀 質 量 ; 由 于 料 流 不 像 圖 3 所 示 從 型 芯 的 兩 側 壁 逐 步 包 附 型 芯 填 充 型 腔 ,因 而 改 變 了 料 流 推 移 方 式 ,避 免 了 料 流 匯 合 處 的 發(fā) 生 ,從 而 消 除 了 熔 接 痕 ,有 利 于 提 高 塑 件 的 內 在 物 理 機 械 性 能 ; 由 于 澆 口 處 在 塑 件 壁 厚 區(qū) ,有 利 于 后 續(xù) 的 保 壓 補 料 , 從 而 可 有 效 地 改 善 因 收 縮 引 起 的 表 觀 缺 陷 。 5 結 束 語 生 產 中 用 方 案 1 設 計 制 作 了 模 具 , 與 方 案 2 模 具 生 產 的 產 品 進 行 比 較 , 其 結 果 與 上 述 對 料 流 模 式 的 分 析 基 本 一 致 。 但 在 實 際 生 產 過 程 中 要 注 意 澆 口 處 排 氣 問 題 , 否 則 澆 口 處 的 氣 斑 留 在 塑 件 表 面 影 響 產 品 質 量 。 因 此 ,在 注 射 成 型 工 藝 中 ,注 射 模 澆 口 設 計 的 合 理 與 否 是 影 響 塑 件 質 量 不 可 忽 視 的 重 要 因 素 之 一 ,應 根 據 塑 件 的 材 料 特 性 、 結 構 特 點 、 表 面 質 量 要 求 及 工 藝 等 選 擇 澆 口 形 式 。 參 考 文 獻 : 1 葉 蕊 . 實 用 塑 料 加 工 技 術 M. 北 京 :金 盾 出 版 社 , 2001. 2 王 興 天 . 塑 料 成 型 技 術 M. 北 京 :化 學 工 業(yè) 出 版 社 , 2002. 3 陳 萬 林 . 塑 料 模 具 設 計 與 制 造 教 程 M. 北 京 :希 望 電 子 出 版 社 ,2001.