材料课件模块十一热固性塑料注塑模设计

模块十一热固性塑料注塑模设计

内容简介：本模块主要讲述热固性塑料的成型方法和特点；热固性塑料注塑模具的设计要点，包括型腔数目的确定、分型面的设计、成型零件的设计、嵌件的安装要求、排气系统的设计等内容；浇注系统设计，包括主流道、分流道、型腔位置、浇口位置形状尺寸的设计等。河南机电高等专科学校：杨占尧模块十一热固性塑料注塑模设计

学习目的和要求：1、了解热固性塑料的成型方法特点。2、掌握热固性塑料注塑模具的设计要点和其浇注系统设计的有关知识。河南机电高等专科学校：杨占尧模块十一热固性塑料注塑模设计

重点：1、热固性塑料注塑模具的设计要点。2、热固性塑料注塑模具浇注系统设计。

难点：热固性塑料注塑模具浇注系统设计。

河南机电高等专科学校：杨占尧模块十一热固性塑料注塑模设计11.1概述11.2模具设计要点11.3浇注系统设计河南机电高等专科学校：杨占尧

11.1概述热固性塑料可供注塑种类有酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯、DAP塑料、环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺和聚丁二烯等。它们都是塑料工业的重要材料。与热塑性塑料相比它们通常有优良的耐热和阻燃性、耐化学性、抗蠕变等，且价格低廉。它们曾长期采用传统的压制成型和压铸成型方法，手工操作繁重，成型周期又长。用先进的注塑成型方法可成倍地提高生产效率。今后，大部分热固性塑料制品将用注塑成型方法生产。河南机电高等专科学校：杨占尧11.1.1成型方法特点

1．生产效率高与传统的压制和压铸成型相比，热固性注塑时由于塑料先在料筒中经过加热塑化，塑化后的塑料又在螺杆或柱塞推挤下流经喷嘴和浇注系统进一步摩擦加热．在进入闭合的模腔后，已经达到了能够快速固化反应的温度。同时，由于采用能够快速固化的塑料，使固化反应时间大大缩短。以壁厚6.35mm塑件为例，采用不同成型方法所需净固化时间分别为：末预热的粉状料压制成型60s高频预热压制成型40s高频预热压铸成型30s注塑成型24s

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值得指出的是，随塑件壁厚增加，采用热固性注塑比压制和压铸成型所需固化时间缩短更明显。图11-1是采用以上3种成型方法，固化时间与塑件壁厚关系比较。经验证明，对于厚壁塑件和带筋塑件，热固性注塑的固化时间比类似的热塑性注塑件冷却变硬时间更短。因此，对于成型大型厚壁塑件，热固性注塑更具有独特优越性。热固性注塑使生产效率提高，不仅是由于净固化时间减少，也由于不需要对塑料预热和预压(压锭)工序，只需将松散料加入注塑机料斗即可。河南机电高等专科学校：杨占尧返回河南机电高等专科学校：杨占尧

2．塑件固化均匀性改善由于热固性注塑时进入模腔的是已经塑化均匀、内外温度基本一致的塑料，可以使内外层固化比较均匀，而压制成型时加入模腔的是松散或预压为锭的加料，尚需从模壁由热传导从外向里对塑料传递热量，使内、外层有明显温差，外层固化较早较快，内层固化较晚较慢，产生内外层固化程度的明显差别，常常出现外层固化过分内层仍固化不足的现象，对塑件性能不利。由于热固性注塑件在整个断面上固化较均匀一致，赋予塑料良好的电绝缘性能，某些力学性能也得到改善。

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3．劳动条件明显改善

热固性注塑比压制、压铸成型的自动化程度高，使操作人员劳动强度和工作条件都明显改善，特别是向料斗中加料是密闭加料，减少了粉尘飞扬的危害。

河南机电高等专科学校：杨占尧11.1.2注注塑塑工工艺艺特特点点热固固性性塑塑料料注注塑塑成成型型是是一一项项新新技技术术，，还还处处于于发发展展阶阶段段。。其其成成型型模模具具的的设设计计与与注注塑塑工工艺艺、、注注塑塑物物料料和和注注塑塑设设备备密密切切相相关关。。（一一））工工艺艺特特点点热固固性性塑塑料料注注塑塑有有别别于于热热塑塑性性塑塑料料。。热热固固性性塑塑料料的的注注塑塑料料加加入入料料筒筒，，通通过过螺螺杆杆旋旋转转产产生生剪剪切切热热和和料料筒筒的的外外加加热热，，使使之之在在较较低低温温度度(约约55～～105℃℃)熔熔融融。。然然后后在在高高压压下下将将稠稠胶胶状状的的物物料料注注入入模模具具。。在在加加热热(约约达达150～～200℃℃)高高温温作作用用下下，，进进行行化化学学交交联联反反应应，，经经保保压压后后固固化化成成型型。。最最后后开开模模顶顶出出取取得得成成型型制制品品。。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧1．热热固性性注塑塑料热固性性塑料料的注注塑料料应经经改性性后制制成粒粒子、、粉状状或液液态等等供应应。现现今大大多以以粒子子供应应，仅仅环氧氧注塑塑料是是液态态的。。对热热固性性塑料料的注注塑料料有下下列要要求。。(1)合适适的流流动性性热热固固性注注塑料料的拉拉西哥哥流动动性——般大大于200mm。相相对分分子质质量在在1000以内内的线线型分分子或或具有有少量量支链链型的的分子子，其其流动动性最最好。。木粉粉作填填料的的注塑塑塑料料流动动性最最好，，无机机填料料的流流动性性较差差。玻玻璃纤纤维和和纺织织填料料的塑塑料流流动性性最差差。添添加润润滑剂剂可提提高流流动性性，过过多固固化剂剂会降降低流流动性性。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧(2)塑化化温度度范围围宽一一般要要求物物料在在70～90℃℃能够够塑化化，具具有一一定流流动性性。并并要求求在注注塑机机的料料筒中中存留留15～30min，具具有热热稳定定性。。添加加稳定定剂可可在较较低温温度下下阻止止交联联固化化。这这对温温流道道注塑塑模成成型尤尤其重重要。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧(3)高高温下能能快速固固化固固化速速度快能能缩短成成型周期期，提高高生产效效率。但但过快固固化，会会造成局局部型腔腔特别是是细小部部位充填填不满。。(4)收收缩率要要小比比起热热固性塑塑料的压压制和压压铸成型型，注塑塑料的收收缩率最最大。因因为成型型中受到到压力最最小；且且模具温温度高，，脱模后后冷却至至室温又又再次收收缩。另另外热固固性注塑塑料的收收缩率与与填料的的种类和和含量有有关。木木粉等有有机填料料会使收收缩率大大增。矿矿物填料料，特别别是玻璃璃纤维充充填的注注塑料收收缩率较较小。过过大的收收缩率使使制品尺尺寸变化化大，又又易产生生变形翘翘曲。模模具设计计收缩率率仍以模模具和制制品在室室温条件件下的尺尺寸计算算。由于于该收缩缩率与注注塑料品品种和配配方关系系很大，，通常又又含有40％以以上填料料，收缩缩率应由由生产厂厂的注塑塑料说明明书或试试验确定定。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧2．热固固性塑料料注塑机机热固性塑塑料注塑塑应该用用专门的的注塑机机。这种种注塑机机与常用用的热塑塑性塑料料注塑机机主要有有两个方方面的区区别：(1)料料筒加热热方式热热固固性塑料料的塑化化热量主主要来源源是螺杆杆旋转的的剪切热热。料筒筒的外加加热主要要起预热热作用，，并起对对料筒温温度的调调节作用用。单一一的电热热方式易易使物料料过热固固化。因因此，常常用水或或油加热热料筒。。也有电电加热水水结构的的料筒。。另一种种是油电电加热料料筒，电电热仅用用于预热热，塑化化时调节节油温来来控制料料筒温度度，所以以料筒温温度控制制精度较较高。(2)塑塑化螺杆杆的压缩缩比由由对热热塑性注注塑料的的2～3.5：：1改小小至1：：1。长长径比由由15～～20减减小为12～15，以以减少对对物料的的剪切和和摩擦作作用。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧3．注塑塑工艺(1)工工艺要点点热热固性塑塑料注塑塑过程中中，物料料在料筒筒中处于于粘度最最低的熔熔融状态态。塑料料熔体的的粘度及及其流动动阻力与与填料品品种、比比例和形形状尺寸寸关系很很大，需需有相适适应的注注塑压力力。必须须综合考考虑摩擦擦热的因因素。一一般采用用较高注注塑速度度，以获获得较高高的摩擦擦热，有有利固化化。热固固性塑料料在模具具中进行行固化反反应，会会产生缩缩合水和和低分子子挥发物物，模具具型腔必必须设有有畅通的的排气系系统。否否则会在在塑件表表面留下下气泡和和残缺。。固化成成型时间间按最大大壁厚计计算，一一般为8～12s／mm，快快速固化化的注塑塑料5～～7s／／mm。。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧(2)存在在的问问题目目前热热固性性塑料料注塑塑品种种已有有一百百多种种，但但国内内生产产品种种尚少少，还还需提提高材材料性性能。。热固固性塑塑料中中的填填料，，如玻玻璃纤纤维在在螺杆杆剪切切作用用中会会受损损；而而布屑屑、纸纸片等等大颗颗粒填填料难难于进进料。。不但但物料料的流流动性性差．．而且且对螺螺杆和和模具具等磨磨损作作用大大。又又使注注塑件件取向向较严严重，，产品品易翘翘曲变变形。。塑件件中的的嵌件件的安安放受受成型型速度度等限限制，，不能能过多多和安安放过过慢。。最突突出的的问题题是浇浇注系系统凝凝料只只能作作废料料处理理。尤尤其是是一模模多腔腔小制制件，，浪费费率达达15％～～25％，，甚至至更高高。故故采用用无浇浇注系系统凝凝料的的流道道模具具有重重大意意义。。应看看到热热固性性注塑塑的设设备和和模具具费用用比其其他加加工工工艺方方法高高几倍倍，而而且耗耗能也也大。。单模模具加加热就就占耗耗能1／4。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧2模模内流流动和和固化化塑性塑塑料熔熔体充充模时时模壁壁温度度低于于熔体体温度度，使使靠近近模壁壁处的的熔体体迅速速冷却却生成成冻结结皮层层。靠靠近冻冻结层层处熔熔体粘粘度高高于中中心层层，流流速沿沿断面面呈抛抛物线线分布布，如如图11-2(a)所示。。热固固性塑塑料熔熔体充充模时时，模模壁温温度高高于熔熔体温温度，，不会会产生生冻结结层。。接触触模壁壁处熔熔体因因受到到加热热反而而使粘粘度降降低。。除紧紧邻模模壁薄薄层因因摩擦擦阻力力流速速较低低外，，整个个断面面流速速分布布相近近，形形成““活塞塞流””，如如图11——2(b)所示示。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧返回河南机电高高等专科学学校：杨占占尧热固性塑料料熔体的充充模流速分分布特性，，与粉状料料压制成型型相比，模模腔中充模模终止时的的塑料熔体体温度均匀匀一致，没没有明显的的内外层，，固化程度度不易区别别。因此注注塑充模塑塑件在整个个断面上有有较均匀一一致力学相相电绝缘性性能。但是是这种充模模流动，在在模具高温温模壁处的的流速很高高，对模壁壁产生很大大摩擦磨损损。特别是是在流道和和型腔的窄窄狭通道处处，壁面磨磨损更甚。。热固性塑料料充模后固固化交链成成三维网状状结构，不不会出现大大分子链的的取向，也也很少产生生熔体破裂裂现象。但但是纤维状状的填料在在充横流动动中会出现现流动取向向，使制品品在流动方方向的力学学性能和收收缩率高于于垂直流动动方向。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧热固性塑塑料熔体体在充模模过程中中，近模模壁处的的流速高高且速度度梯度大大，与模模腔面的的给热系系数高，，又会产产生不容容忽视的的摩擦热热。这使使充模熔熔体很快快达到固固化温度度。与其其他成型型方法比比较，同同样厚度度制品固固化反应应时间最最短；若若制品愈愈厚，固固化时间间缩短更更明显。。这使模模具温度度控制较较为困难难。模温温偏低会会延长固固化周期期，或使使固化不不完全，，致使塑塑件性能能下降。。倘若模模温偏高高，低粘粘度熔体体会到处处钻模形形成飞边边。靠近近模壁的的熔体粘粘度迅速速越过最最低点而而过早固固化，会会使塑件件表层发发暗出现现流痕和和粘模。。局部熔熔体过早早固化，，还会使使塑件某某些部分分缺料。。模内熔熔体受热热时，一一方面由由于分子子链活动动性增大大使粘度度降低；；但另一一方面因因固化反反应而使使粘度大大增。如如图11-3所示，是是两个相相反的综综合影响响结果。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧综上所述述，热固固性塑料料注塑模模具的总总体结构构设计时时必须考考虑如下下特点。。1制品品尚未固固化前树树脂粘度度比热塑塑性塑料料低，对对于0．．01～～0．02mm缝隙也也会溢出出。2制品品成型后后硬而脆脆。其分分型面上上飞边和和钻入缝缝隙溢料料使清理理困难。。易破碎碎的小片片会磨损损模具表表面。3热固性性塑料的摩摩擦系数和和收缩率较较小。塑件件对型芯包包紧力较小小，开模时时易滞留在在型腔的一一侧。4塑料熔熔体对模具具成型表面面有较严重重的磨蚀磨磨损。5模具工工作温度远远高于室温温，使室温温下的装配配间隙很难难控制使工工作时的运运动零件产产生咬死和和拉毛现象象。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧11.2模模具设设计要点许多重要设设计步骤，，如模具的的强度和刚刚度计算等等，与热塑塑性塑料注注塑模相同同或相似，，这里从简简。典型注塑模模具如图11-4所示。它和和热塑性注注塑模结构构类似，即即包括型腔腔、浇注系系统、导向向零件、顶顶出装置、、分型抽芯芯机构、排排气孔等。。在注射机机上也采取取相同的安安装方法，，用定位圈圈定位。其其分流道和和浇口、排排气孔等的的开设更类类似于压铸铸模具，模模具多采用用电加热以以满足物料料迅速固化化的要求。。热固性塑塑料注塑模模也有其特特点，例如如排气量大大，注塑压压力和速度度比较高，，应考虑其其排气和磨磨损的问题题。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧返回河南机电高高等专科学学校：杨占占尧11.2.1型型腔数目确确定应以保证足足够大的锁锁模力，防防止分型面面上出现飞飞边来确定定型腔数。。其中，n为为由锁模力力决定的型型腔数；F为注塑机机的锁模力力(N)；；Pc为型腔内塑塑料熔体的的压力(MPa)；；B为流道道和浇口在在分型面上上的投影面面积(mm2)；A为每每个制件在在分型面上上的投影面面积(mm2)。根据据经经验验，，酚酚醛醛塑塑料料成成型型时时型型腔腔压压力力Pc为30～～40MPa，，氨氨基基塑塑料料Pc为40～～60MPa，，不不饱饱和和聚聚酯酯Pc为10～～20MPa。河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧还需需校校核核塑塑料料熔熔体体在在料料筒筒中中的的存存留留时时间间b。使使b不得得超超过过熔熔体体状状态态的的维维持持时时间间。目目前前，，该该允允许许维维持持时时间间[]b＝4～～6min,有有所以以，，每每次次实实际际注注塑塑量量为为注注塑塑后后料料筒筒中中存存料料的的0.7～～0.8较较为为合合适适。。倘倘若若注注塑塑量量过过少少，，会会造造成成塑塑件件上上有有过过早早固固化化硬硬块块。。甚甚至至必必须须经经常常对对空空喷喷射射，，以以防防止止塑塑料料在在料料筒筒中中固固化化。。河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧11.2.2分分型型面面设设计计应该该尽尽可可能能减减小小分分型型面面处处动动、、定定模模的的实实际际接接触触面面积积，，目目的的是是增增大大接接触触面面处处的的闭闭合合压压力力，，增增加加模模具具闭闭合合的的紧紧密密性性，，避避免免分分型型面面处处溢溢料料或或减减小小溢溢料料厚厚度度。。应应将将分分型型面面除除型型腔腔和和浇浇注注道道所所在在区区以以外外部部分分削削去去0.5～～1.0mm，，如如图11-5所示。。分型面面处尽尽量减减少穿穿通的的孔或或凹槽槽，如如螺钉钉固定定孔、、销钉钉孔等等应设设计为为盲孔孔。对对于难难以避避免的的孔，，应尽尽可能能远离离型腔腔，并并避免免与排排气槽槽连通通．以以避免免这些些孔内内溢入入塑料料，难难以清清理。。河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧分型型面面应应具具有有比比热热塑塑性性注注塑塑模模较较高高的的硬硬度度，，以以避避免免末末清清理理干干净净的的树树脂脂碎碎片片在在闭闭模模时时压压伤伤分分型型面面造造成成麻麻点点，，即即使使是是非非分分型型面面部部分分硬硬度度也也不不应应低低于于HRC30。。河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧返回回河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧11.2.3成成型型零零件件设设计计成型型零零件件工工作作尺尺寸寸的的计计算算方方法法与与热热塑塑性性塑塑料料注注塑塑模模具具相相同同。。但但在在设设定定成成型型收收缩缩率率时时应应注注意意到到热热固固性性塑塑料料注注塑塑收收缩缩率率的的离离散散性性较较大大，，如如酚酚醛醛塑塑料料注注塑塑收收缩缩率率为为0.7%～～1.2%。。此此外外，，在在计计算算型型腔腔深深度度尺尺寸寸时时，，要要计计入入分分型型面面上上毛毛边边厚厚度度0.05～～0.1mm，，即即将将计计算算得得模模具具型型腔腔尺尺寸寸中中减减去去毛毛边边值值。。成型型零零件件设设计计应应尽尽量量避避免免镶镶拼拼结结构构，，以以免免熔熔体体钻钻模模。。整整体体镶镶嵌嵌式式型型腔腔常常被被采采用用。。型型腔腔表表面面粗粗糙糙度度应应在在Ra0.20以以下下。。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧型腔和型芯芯一般都应应经过热处处理淬硬。。表面硬度度有HRC40～～45的析析出硬化钢钢，SM2和PMS用于高精精度的中小小型模具。。为提高耐耐磨性，也也常用合金金工具钢9Mn2V、5Cr2MnMo、9CrWMn，具有HRC53～57。。含有矿石石粉或玻璃纤维维等硬质填料料时，要求HRC58～～62。成型型零件常用镀镀硬铬后抛光光来提高光洁洁度；提高耐耐磨性并防腐腐和防锈，延延长模具使用用寿命。镀铬铬层厚度在0.03～0.08mm之间。河南机电高等等专科学校：：杨占尧11.2.4对相对对运动零件的的要求凡可能接触到到塑料的配合合面间，配合合间隙(双边边)一般应不不超过0.03mm，这这不仅对零件件加工提出了了较严要求，，即使制造上上达到了这一一要求，模具具工作中由于于加热也会使使单边间隙变变化，不是超超过溢料间隙隙，就是单面面接触，在较较高工作温度度下极易磨损损，仍应采取取下述措施避避免或减少磨磨损。1.提高配合合面硬度。一一般情况下应应达到HRC54～58，特殊情况况下达HRc60以上。。河南机电高等等专科学校：：杨占尧2．降低表面面粗糙度。热热塑性注塑模模运动零件配配合面一般为为Ra1.60，很很少小于0.80，热固固性注塑模运运动零件配合合面应不超过过Ra0.40。3．采用镀铬铬或采用固体体润滑剂。镀镀铬是为了增增加表面耐磨磨性，某些小小孔、深孔不不易镀铬，可可采用耐高温温的石墨类固固体润滑剂减减少磨损。4．采用无摩摩擦磨损的配配合方式。对对于顶杆、脱脱件板等的顶顶出部分，应应尽可能改用用锥面配合，，闭模状态无无间隙或仅极极小间隙，推推件时无摩擦擦。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.2.5嵌嵌件件和安装装热固性塑塑料制品品中若要要安放嵌嵌件，首首先要防防止熔体体钻料，，其次要要求安装装快速。。因此通通常在模模外将嵌嵌件装在在嵌件杆杆或嵌件件套上，，然后整整体装入入。防止钻料料方法，，其一是是采用台台肩式嵌嵌件杆．．如图11-6（a）所示。该该台肩也也有制成成锥面并并与圆柱柱组合，，见图11-6(b)。金属嵌嵌件旋入入嵌件杆杆后置于于模内，，还要防防止嵌件件杆与嵌嵌件接触触端面间间被钻料料。其二二是提高高嵌件杆杆和棋具具上插孔孔的配合合精度，，它们之之间单边边间隙在在0.01～0.02mm之之间。应应先加工工孔，然然后配磨磨和配研研成型杆杆，再镀镀铬抛光光，并保保证多个个嵌件杆杆的互换换性。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.2.6某某些些机构的的设计特特点热固性塑塑料由于于溢料间间隙小，，给模具具顶出机机构提出出特殊要要求。1．脱件件板机构构脱脱件板机机构的设设计难度度比热塑塑性注塑塑模中要要大，主主要的问问题是脱脱件板上上的孔与与型芯的的配台．．这里的的配合间间隙比热热塑性注注塑模中中要求的的要小，，且要求求脱件板板淬硬，，热处理理过程中中孔位变变形使板板上孔与与型芯难难以达到到良好配配合，特特别是对对于型芯芯多的大大尺寸模模具。采采用局部部镶件方方法同样样存在因因间隙误误差引起起的钻料料问题，，特别是是非圆形形型芯。。即使在在室温下下是良好好的配合合，模具具升温后后间隙分分配也会会改变，，引起一一侧钻料料，钻料料后使型型芯受到到侧向压压力。钻钻料一侧侧钻入更更多塑料料，另一一侧则因因接触而而迅速磨磨损。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧热固性注塑塑模中，应应避免采用用图11-7(a)中所示“封封闭式”脱脱件板，这这种结构使使钻料无法法清理。即即使采用图11-7(b)中的脱件板板形式，也也应增大顶顶出距离，，使塑件被顶出出超过型芯芯高度，才才可使钻入入的溢料碎碎片容易清清理。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧返回河南机电高高等专科学学校：杨占占尧2．顶管和和推块机构构对于于管状塑件件，必须采采用顶管脱脱模时．必必须避免采采用整体式式顶管，不不仅是因为为会使模具具高度增加加，更重要要的是因为为难以清除除溢入的塑塑料，因为为采用顶管管脱模，顶顶管内、外外表面都是是间隙配合合，溢入的的塑料若无无法清除，，对顶管本本身、配合合孔壁和型型芯的磨损损很严重，，很快就无无法生产。。应该采用用两脚式顶顶管或开窗窗式顶管。。采用推块脱脱模时，要要避免采用用带凸肩推推块(图11-8(a))，因为推块块与型腔下下端配合面面间钻入的的塑料累积积到凸肩处处无法清除除。不带凸凸肩的推块块可以增大大顶出距离离推出型腔腔之外，容容易使塑料料碎片用压压缩空气吹吹干净(图11-8(b))。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧返回河南机电高高等专科学学校：杨占占尧3．顶杆脱脱模顶杆机构是是最适用于于热固性注注塑模的脱脱模机构，，顶杆顶出出端采用圆圆柱面配合合，容易达达到配合要要求，溢入入的塑料也也可以从配配合段下段段孔的扩大大部分逸出出。由于热固性性塑料熔体体有0.02mm以以上单边间间隙就会钻钻模产生飞飞边，给脱脱模机构设设计带来很很大难度。。所以应尽尽量避免采采用顶管和和推板脱模模元件。因因为顶管的的内外柱面面均有间隙隙配合。推推扳与型芯芯的配合间间隙有时很很难均匀一一致，在高高温下的实实际间隙很很难控制。。倘若要使使用推板，，则脱模行行程要增大大到足以使使推板脱出出型芯。这这样，便于于清除毛边边及碎片。。河南机电高等等专科学校：：杨占尧采用顶杆比较较容易使单边边间隙达到0.01～0.02mm的要求。0.03mm以下间隙会会产生极薄一一层半透明的的飞边，尚不不妨碍相对滑滑动。但小于于0.005mm间隙，，在约160℃左右模温温下易产生配配合面的涨咬咬故障。如图11-9(a)所示，将顶杆杆的中间滑动动段制成三棱棱带，可减小小与高温孔壁壁的摩擦面。。棱带应有足足够长度和精精度，每棱应应有1.5mm的支承接接触宽度。又又见图11-9(b)，顶杆在顶出出位置，动模模底面与顶杆杆三棱段应留留有足够位置置A，以允许许碎屑从槽中中自由脱落。。而上部圆柱柱段要全部推推出塑件成型型面。该种顶顶杆直径通常常大于5mm。棱带数可可视直径增大大而增多。河南机电高等等专科学校：：杨占尧返回河南机电高等等专科学校：：杨占尧11.2.7排气系系统设计热固性塑料注注塑模不但要要排出型腔中中的空气，还还有固化反应应所产生的挥挥发性气体，，因此，排气气量大。在浇浇口前的分流流道就应该开开始排气。排排气槽宽度就就等于分流道道宽度，在分分型面上深度度取0.12mm左右右。一般在型型腔四周均应应当排气，在在料流末端更更应保证排气气畅通。分型型面上排气槽槽宽度3～8mm，深度度0.06～～O.18mm，如如图11-10(a)所示，排气槽槽相互间隔至至少25mm。排气糟允允许物料溢出出，并有与型型腔表面相同同的粗糙度和和硬度。但遇遇到小型板件件，排气量又又不大，则用用约0.06mm浅的排排气槽，使飞飞边去除容易易。也有在芯芯柱上开设排排气隙，见图11-10(b)。在芯柱外圆圆上磨出3～～4个深0.05～0.075mm的平面，然然后经中心引引气孔导出气气体。河南机电高等等专科学校：：杨占尧在大多数场合合，顶杆上也也磨出类似的的几个导气平平面，两者都都需注意，磨磨痕应沿着轴轴线方向；排排气面端角上上要磨出0.12mm左左右的倒角。。这样在有飞飞边形成时会会粘连在制件件上。最后一一种有效可靠靠方法是利用用多孔的烧结结块，见图11-10（c）。河南机电高等等专科学校：：杨占尧返回回河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧11.2.8浇浇口口部部位位的的镶镶块块热固固性性注注塑塑模模浇浇口口部部位位的的磨磨损损特特别别严严重重，，需需定定期期更更换换修修复复，，因因此此采采用用浇浇口口镶镶块块形形式式，，用用硬硬质质合合金金制制造造。。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧11.2.9模模具绝绝热热固性性注塑塑模的的模具具温度度一般般在160～210℃之之间，，且对对于某某特定定的塑塑料品品种成成型某某特定定的塑塑件，，要求求严格格控制制模温温，因因此动动、定定模的的模具具安装装底板板之外外都要要增加加绝热热垫层层，防防止模模具向向注塑塑机模模板上上散热热，如如图11-11中所示示。为防止高高温模具具向注塑塑机的两两块模板板传热，，需设置置两个绝绝热垫层层，常用用石棉水水泥板或或环氧玻玻璃钢板板等。如如图11-11所示，，绝热层层设置在在动模支支承板和和垫铁之之间，需需加设定定位套筒筒。也有有将绝热热层设置置在动模模底板和和注塑机机动模板板之间。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧热固性塑塑料注塑塑模加热热系统使使用最多多的是电电热棒，，也有用用电热板板。其加加热功率率计算见见第九模模块，应应该用两两绝热板板之间的的模具总总重量计计算。也也有一个个专用经经验公式式:W=0．2V(11-3)式中W——加热热器功率率(W)；V——被加加热模具具体积(cm3)。动模和定定模分别别设置测测温热电电偶，以以自动控控制模具具温度，，使成型型表面温温差在±±2.5℃之内内。表11-1为部分热热固性塑塑料注塑塑成型模模具温度度提供了了参考。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.3浇浇注系统统设计在第一节节中已经经讲到热热固性塑塑料熔体体的流动动行为与与热塑性性塑料熔熔体有很很大区别别，多数数热塑性性塑料具具有明显显假塑性性流体行行为，而而热固性性塑料熔熔体流动动行为类类似于宾宾哈流体体，呈活活塞流。。热塑性性塑料通通过注塑塑模的浇浇注系统统要求在在流动过过程中流流动阻力力小，温温度变化化少，而而热固性性塑料注注塑模除除要求流流动阻力力小，还还希望在在流动过过程中适适当地升升高温度度（从料料筒温度度升高到到模具温温度）以以加速在在型腔内内的固化化速度，，缩短模模塑周期期。因此此两者的的设计要要求是有有差别的的，但从从最终设设计结果果看来，，两者差差别却不不十分明明显。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.3.1主主流流道和冷冷料井塑料从低低温的注注塑机喷喷嘴进入入高温的的主流道道受到迅迅速的加加热，同同时由于于磨擦生生热使料料温快速速上升，，粘度迅迅速下降降。为了了加快升升温速度度，近年年来一致致的倾向向是将主主流道设设计得比比较细小小，以增增加单位位体积的的传热比比表面积积和磨擦擦生热量量。由于热固固性塑料料浇口料料是不能能回收的的(只有有少数情情况下可可磨碎作作填料用用)，因因此缩小小浇口体体积在经经济上也也是很必必要的。。与热塑性性塑料注注塑模具具相同，，卧式注注塑机用用模具主主流道呈呈圆锥形形，角式式注塑机机用模具具主流道道呈圆柱柱形。热热塑性与与热固性性注塑模模其锥形形主流道道尺寸与与注塑机机喷嘴尺尺寸关系系如表11-2：河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧热固性注注塑机喷喷嘴孔径径一般为为φ5～～8毫米米(热塑塑性注塑塑机多为为φ3～～6毫米米)。由于注塑塑机喷嘴嘴头部在在保压和和固化阶阶段与高高温的模模具长时时间接触触而存在在一段老老化料(已固化化料)，，这段料料在下次次注塑时时进入型型腔会造造成制品品缺陷，，甚至堵堵塞浇口口，为了了除去它它，在主主流道对对面设有有冷料井井和拉料料结构，，常见的的拉料结结构如图11-12所示河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧热塑性塑塑料多用用Z型头头拉料杆杆，但热热固性塑塑料较脆脆弱，易易将塑料料拉断而而失效。。因此带带顶杆的的倒锥形形冷料井井虽然制制造比较较麻烦，，但它的的动作可可靠，最最适用于于自动操操作的模模具。同同时热固固性塑料料刚性大大，增加加了倒锥锥形拉料料的可靠靠性，因因此广为为采用。。但应注注意锥度度不可太太大，否否则难于于顶出。。同类型型的还有有带顶杆杆环形槽槽冷料井井。倒锥锥形冷料料井中的的固化料料在强制制顶出时时，会在在制品该该处及其其附近产产生一定定变形，，如果此此处要求求很高时时应加以以注意。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.3.2分分流流道和热塑性性塑料相相同，分分流道断断面形状状常见的的有圆形形、梯形形、U字字形、半半圆形、、矩形等等(见第第六模块块)。从从流动阻阻力来看看，圆形形最小；；宽度和和高度之之比愈大大的矩形形，流动动阻力愈愈大。但从传热热效果来来看则恰恰恰相反反，以狭狭长的矩矩形比表表面积最最大，传传热效果果最好，，而圆形形比表面面积最小小，传热热效果最最差；从从加工难难易程度度来看，，圆形(包括六六角形)需要在在分型面面两边加加工，并并要求轮轮廓对准准，而其其它形状状只需在在分型面面一侧加加工。圆圆形分流流道在开开模时凝凝料具有有留在分分型面任任何一侧侧的倾向向性，对对设计模模具的顶顶出机构构是不利利的。河南机电高等等专科学校：：杨占尧选择分流道的的断面形状应应结合其长度度综合考虑；；分流道较长长时，为避免免流动阻力过过大，宜选用用圆形、梯形形或U字形分分流道；当分分流道很短时时传热面积成成为主要矛盾盾，宜用薄而而宽的矩形分分流道，特别别是压铸模具具，其分流道道一般都很短短。但注塑模模具最常用的的还是梯形分分流道。分流道的断面面尺寸由制件件大小决定，，热固性注塑塑模与热塑性性注塑模并无无本质的不同同，其断面积积可按下式进进行初步估算算：A=0．26W+20河南机电高高等专科学学校：杨占占尧上式适用于于酚醛塑料料粉及其类类似的热固固性塑料。。分流道的布布置原则与与热塑性塑塑料注塑模模具相同，，有平衡式式和非平衡衡式两类。。最好取平平衡式布置置，即由主主流道到各各型腔的流流动距离、、断面尺寸寸及形状和和转弯角度度都是对应应相等的，，这样可保保证各型腔腔均衡的进进料和补料料，使各制制品性能一一致，且不不易出现由由于不连续续进料所造造成的缺陷陷。但另一一方面分流流道的距离离应尽可能能短，平衡衡式布置常常会造成分分流道过长长。这时应应对其利弊弊全面考虑虑。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.3.3型型腔腔位置型腔在分分型面上上的布置置应力求求其投影影面积中中心与注注塑机的的锁模力力中心相相重合。。对于普普通卧式式注塑机机其锁模模力的中中心在料料筒中心心线上，，即在模模具的主主流道中中心线上上。图11-3a所示的模模具中分分流道较较短，但压力力重心与与锁模力力中心不不重合。。b分流道虽虽然较长长，但力力平衡好好，在某某些情况况下例如如侧浇口口进料的的单腔模模中，虽虽然不能能取得压压力的完完全平衡衡，但投投影面积积中心与与锁模力力中心相相距愈近近愈好。。在热固固性塑料料注塑模模具中这这种不平平衡易造造成严重重溢边，，形成很很大的飞飞皮。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧实践证明明热固性性塑料注注塑模具具型腔上上下位置置(安装装方向)对各个个型腔或或同一型型腔的不不同部位位温度的的均匀性性影响很很大，由由于自然然对流热热空气向向上，因因此模具具上面受受热多下下面受热热少。实测表明明上面部部分受热热量是下下面部分分的两倍倍，因此此如对模模具上下下对称地地进行加加热，则则上下型型腔必然然出现温温差，上上下距离离愈大温温差也愈愈大，如如图11-14a距离差大大，b则则较好，，为改善善这种情情况还可可将加热热元件预预先进行行不对称称布置，，以取得得均匀的的温度。。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧11.3.4浇浇口口位置设设计浇口的设设计包括括浇口的的位置、、形状和和尺寸的的设计。。在设计计浇口位位置时，，热塑性性塑料注注塑模中中所遵循循的原则则在这里里多数是是适用的的，例如如：1.避免免熔体破破碎和喷喷射所造造成的缺缺陷。热热固性塑塑料熔体体破碎现现象虽不不严重，，但当浇浇口正对对着一个个大的型型腔时，，喷射会会形成蛇蛇形流(图11-15a)，蛇形流流折叠造造成制件件波纹等等表面缺缺陷，喷喷射卷入入空气形形成气饱饱，使制制件性能能下降，，为此最最好采用用冲击型型浇口，，如图11-15b所示，使使塑料呈呈扩展流流。河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧返回河南机电电高等专专科学校校：杨占占尧2．考虑虑定向方方位对制制品性能能的影响响。热固固性塑料料由于最最终生成成体型结结构，因因此不存存在分子子定向问问题，但但对于含含纤维状状填料的的塑料却却存在着着填料定定向问题题。填料料定向方方向与流流动方向向垂直。。3．有有利于于流动动、排排气和和补料料。4．减减少熔熔接痕痕，增增强熔熔接牢牢度(这两两条与与热塑塑性塑塑料注注塑模模相同同)。。5．考考虑流流动距距离比比，即即L／／t，，这是是注塑塑成型型时能能充满满型腔腔的必必要条条件。。由于于热固固性塑塑料粘粘度大大，流流动性性差，，因此此流动动距离离比较较常见见的热热塑性性塑料料小，，热塑塑性塑塑料的的L／／t在在120～～300范范围内内，而而热固固性注注塑成成型料料为100～180的范范围。。6．防防止料料流将将型芯芯或嵌嵌件挤挤歪变变形。。河南机机电高高等专专科学学校：：杨占占尧11.3.5浇浇口形形状和和尺寸寸的设设计凡是热热塑性性塑料料注射射成型型所采采用的的浇口口在热热固性性塑料料注塑塑成型型中都都有采采用，，例如如针点点浇口口、潜潜伏式式浇口口、边边缘浇浇口、、扇形形浇口口、平平缝式式浇口口、环环形浇浇口、、轮辐辐式浇浇口、、护耳耳浇口口、直直接浇浇口等等，但但由于于热固固性塑塑料粘粘度高高摩擦擦大，，流道道凝料料脆性性大，，故在在具体体尺寸寸上有有所区区别，，现分分述于于下：：河南机电高高等专科学学校：杨占占尧1．点浇口口由于点浇口口是一种断断面尺寸很很小的浇口口，因此热热固性塑料料熔体通过过时，由于于摩擦生热热温度迅速速升高。温温度适当升升高可以降降低塑料熔熔体的粘度度，使充模模变得容易易，缩短固固化周期，，但温度上上升幅度过过大，则由由于加速了了化学反应应生成大量量体型结构构，塑料熔熔体的粘度度可能反而而上升，因因此过小的的点浇口对对于热固性性塑料是不不恰当的，，它还会导导致浇口处处剧烈磨损损，使填料料定向变得得严重，增增大了塑料料残余应力力，引起制制品翘曲变变形(特别别是较长制制品)，尺尺寸不稳定定和应力开开裂。但浇浇口过大也也是不好的的，物料通通过大浇口口没有升温温作用，不不会加快物物料的固化化速度。由由于浇口固固化要较长长时间，使使模塑周期期延长。同同时过大的的点浇口自自动拉断困困难，拉断断后留下的的痕迹大。。河南机电高等等专科学校：：杨占尧热固性注塑模模的点浇口，，其直径不宜宜小于1.2毫米，具体体尺寸可根据据制品厚度和和表面积确定定，可在φ1.2～2.5毫米之间间选取。热固固性塑料点浇浇口形状与热热塑性塑料点点浇口略有不不同，如图11-16所示，对浇口口入口端倒角角，使料流平平滑过渡，以以减少塑料对对浇口的磨损损。虽然采取了以以上措施，但但热固性塑料料对浇口的磨磨损还是比较较大的，因此此浇口部位宜宜用特种钢材材制造。国外外采用钨、铬铬、铝硬质合合金，并作成成可以局部更更换的结构。。河南机电高等等专科学校：：杨占尧返回河南机电高等等专科学校：：杨占尧2．潜伏式浇浇口由于点浇口必必须采用三板板式注塑模，，增加了模具具制造费用，，若在模具上上设计点浇口口料自动脱出出装置，则结结构更为复杂杂，潜伏式浇浇口模具既具具有点浇口痕痕迹小，且能能适当提高料料温的特点，，又能使模具具结构大大简简化，容易达达到全自动操操作。热固性性塑料采用潜潜伏式浇口是是否成功，取取决于浇口的的角度、顶杆杆位置和脱模模温度下塑料料的柔曲性。。河南南机机电电高高等等专专科科学学校校：：杨杨占占尧尧实践践证证明明浇浇口口的的中中心心线线夹夹角角取取25°°～～30°°为为宜宜，，如如图11-17所示示，，否否则则浇浇口口在在顶顶出出时时会会折折断断，，或或使使斜斜孔孔太太深深，，模模具具加加工工困困难难。。斜斜孔孔锥锥角角可可取取30°°～～35°°，，流流道道顶顶杆杆位位置置也也很很重重要要，，经经实实践践证证明明对对直直径径为为6.4毫毫米米的的圆圆形形分分流流道道，，顶顶杆杆设设在在其其边边缘缘到到分分流流道道末末端端的的距距离离正正好好等等于于流流道道直直径径的的地地方方是是恰恰当当的的。。如如距距离离太太近近则则流流道道不不能能显显示示出出足足够够的的柔柔性性，，而而被被折折断断在在浇浇口口里里；；如如距距离离大大远远则则又又缺缺乏乏足足够够的的顶顶出出力力。。顶顶杆杆的的直直径径通通常常等等于于流流道道的的直直径径。。从从分分流流道道到到潜潜伏伏浇浇口口的的过过渡渡部部分分要要平平滑滑过过渡渡，，并并抛抛光光。。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧返回河南机电高高等专科学学校：杨占占尧为克服潜伏伏式浇口的的剧烈磨损损，浇口区区采用硬质质合金制造造，并作成成可以更换换的结构，，如图所示示。对浇口口区进行抛抛光镀铬也也能取得良良好的效果果。和点浇口一一样，潜伏伏浇口应有有适当大小小的孔径。。孔径过小小会增加制制件的内应应力，过大大会延长模模塑周期。。圆锥形的的浇口和垂垂直壁相交交为椭圆形形孔，椭圆圆形的短轴轴取1.3～1.8毫米为宜宜，如图11-17b所示。河南机电高高等专科学学校：杨占占尧3边缘浇口口(侧浇口口)、扇形形浇口、