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工程塑料应用
2010年,第38卷,第11期
分类垃圾桶腳踏板热流道注射模设计
龙婷黄虹
(重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆400050)
摘要分析了分类垃圾桶脚踏板的结物特点和工艺性,设计了热流道注射模结构,详述了热流道注射模的设计
思路、总体结构、热流道系统设计。该模具结构緊凑、工作可靠,可实现全自动生产。
关键词脚踏板热流道注射模
注射模热流道是通过加热的办法来保证流道和的加强筋,对脱模造成困难,此注塑件需求量大,若
浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心采用普通流道注射成型,不仅会造成材料浪费,注射
设有加热棒和加热圈,从注塑机喷嘴岀口到浇口的时需较高的注射压力及料筒温度,而且注塑件质量
整个流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔不易保证,故决定采用热流道法射模进行生产。
融,停机后一般不需要打开流道取出凝料,再开机时2模具设计
只需加热流道到所需温度即可"。注射成型模其2.1模具结构设计方案
使用热流道技术与普通流道模具相比,具有生产效
为使模具注塑机相匹配以提高生产率和经济
率高、成型注塑件质量好、节约能源等优点。
性,并保证注塑件精度,模具设计时应合理确定型腔
1注塑件结构工艺性分析
数目。模具型腔数鲑的确定主要是根据注塑件的投
分类垃圾桶脚踏板结构如阕1所示,质量为影面积、几何形状、注塑件精度、批量及经济效益来
58.5g,采用成型温度为195~240℃的聚丙烯(PP)确定的。该注塑件结构较简单,且流程比不长,两边
生产。现在市场上用于家庭或办公室的垃圾桶均为呈对称分布。根据分析与经验,选择正上表面的中
单桶式,其不足是不能将垃圾分类,最终造成环境污心位置进浇,选用一模两腔。
染及可回收材料的浪费。因此,现将垃圾桶进行改
此类垃圾桶底座脚踏板分型面的方向尽量采用
进,使其成为绿色环保性的双桶式垃圾桶。两桶成与注塑机开模成垂直方向,并满足分型面取在最大
对称分布,高度为65mm,壁厚2m,最大投影面积轮廓处,并且不影响注塑件外表面的光洁度。分析
为50000m2。注塑件外表面的光洁度要求比较注塑件的结构,最终将分型面选择在脚踏板底部并
高,内表面的精度要求低些,注塑件外表面精度选通过两侧支柱的中心位置。同时外表面较光滑,内
MTI2级,内表面选MT3级。
表面有加强筋,注射完成后,注塑件由于收缩必留于
型芯镶件多的内表面模侧,设计注塑件外表面侧为
定模侧,注塑件内表面为动模側。由于注塑件为有
外观要求的塑件,选择点浇口从注塑件外表面进浇,
其浇口位置有2种方案:从注塑件顶部的中心进
料;②在分型面上开设侧浇口进料。若采用側面进
料,熔料填充过程中易出现流动不均匀,填充不
致,还有可能在注射成型过程中,熔料先将分型面上
的排气槽堵塞,使注塑件顶部产生困气,造成气泡
图】垃圾桶底座脚踏板
缺料等缺陷,故采用从注塑件顶部中心沿径向和侧
该垃圾桶底座脚踏板只有一个部位尺寸要求严
壁均匀填充型腔的方案,模具结构如图2所示。
格,即与底座相配合的两个小圆柱台,并且在安装过
2模具工作原理
程中,均是强制压入。其它部位可由设计者根据材
模具采用热流道系统,使塑料熔体保持熔融状
料的节省程度、模具加工的难易程度、模具设计的方
便性自行进行修改。从结构看,2mm厚注塑件在
*重庆市科委科技攻关项目(2008AC3025)
工艺上必须考虑其充模能力,此外该注塑件有较多
收稿日期:2010-08-02
龙婷,等:分类垃圾桶脚踏板熬流道注射模设计
此模具为一模两腔,且主流道开在两注塑件的中间
位置。主流道的形状为圆柱形,以便于熔体的流动
和流道的清理。
主流道设计要点一般为主流道通常设计成圆锥
形,但此模具的主流道完全在热流道内,考虑到加工
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疔便,采用圆柱形。内壁表面粗糙度(Ra)小于0.8
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um,抛光时沿轴向进行,取2°。
为防止主流道与喷嘴处溢料,主流道对接处紧
密对接,主流道对接处应制成半球形凹坑,其半径
R2=R1+(1~2)mm,其小端直径d1=d2+(0.5
1)mm。四坑深ん为3~5mm。根据所选注塑机,取
R, =20 mm.d=5 mm.h
二3)mm
为减小料流转向过渡时的阻力,主流道末端呈
圆角过渡,圆角半径r一般为1~3mm,此模具取r
1一定位环;2、7、13、14一内六角螺钉;3一定模座板;4一热流道板
2 mm
5一定模垫块;6一定模固定板;8一液压缸支架;9一液压缸:
在保证塑料成型良好的前提下,主流道L应尽
10一侧型芯;1一动模板:12一动模座板;15一推杆固定板
16一推板导柱;17一推板;18一推板导套;19一限位钉
量短,否则将增多流道凝料,且增加压力损失,使注
20一动模垫块;21ー-动模垫板;22-导柱:23一定模板
塑件降温过多而影响注射成型。此模貝L取5mm
24一导套:25、30-圆柱销:26堵塞:27ー热流道板支撑块(1);3.2.2定位环的设计
28一喷嘴;29热流道板支撑块(2)。
定位环根据所选注槊机确定大端外径D=150
图2垃圾桶庶蓙脚踏板热流道注豺模结构
mm,且安装后大端要高出定模端面约5~10mm,
态,经均衡分流后进入2个喷嘴28,通过浇口进人这里H取7mm,起定位作用,定位环结构见图3。
型腔,冷却固化后。液压缸先侧向抽芯分型,然后定
模与动模分开。动模往后退,同时推板在注射机顶
杆的推动下向前运动,从而推动推杆往前运动,顶出
注塑件。模具闭合时,通过复位杆复位,开始下一轮
的注射过程。
热流道系统设计
3.1热流道浇注系统的选定
浇注系统是引导塑料熔体从注肘机喷嘴到模具
图3定位环结构图
型腔的进料通道,其具有传质、传压和传热功能,对3.2.3热流道浇注系统设计
注塑件质量影响较大。其设计合理与否直接影响模
(1)浇口位置的确定
具的整体结构及其工艺操作的难易。传统的冷流道
浇口位置需根据注塑件的几何形状、结构特征
模具,熔融料在被注入型腔前就已在流道中降温,致、技术和质量要求及注塑件的流动性能等因素综合
使其粘度增高,流动性降低,导致注塑压力较大,增加以考虑。根据注塑件自身的结构特点,将其定在
加了产品的内应力,从而出现产品变形、表面性能和注塑件上表面的中心位置上。
力学性能降低等问题。而热流道模具具有改善产品
(2)热流道尺寸计算
质量、节省塑料原材料、节约能源、提高生产效率等
熔体在高温时的比容较固体时高,而且随熔体
优点。因此采用热流道模具。
的温度而变化。浇道内的静压力因塑料品种而异,
3.2流道的设计与定位圈的设计
此值可用斯宾塞方程计算,见式(1)。
3.2.1主流道设计
(P+P2)(Vー0)=R'T
主流道通常位于模具中心塑料熔体的人口处,
即
RT
将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中