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硬質(zhì)聚氯乙烯制品在注射過程中所產(chǎn)生的缺陷如缺料、接縫線明顯、泛黃燒焦等,當(dāng)然與各種因素都有關(guān)系,例如工藝條件、制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等。在這些產(chǎn)生缺陷的因素中,注射模的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的因素,而其中澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)影響最大。因此必須認(rèn)真分析澆注系統(tǒng)各組成部分的作用,及其與制品質(zhì)量的關(guān)系。
(1)澆注系統(tǒng)的組成:一般分為三個(gè)組成部分。
?、僦鳚驳溃鹤宰⑸錂C(jī)噴嘴通入注射模體內(nèi)的流道,澆注套安裝在定模上。
?、诜譂驳溃河芍鳚驳劳ㄏ虺尚颓坏姆种?,一般開設(shè)在動(dòng)模上,也可開設(shè)在定模上。
③澆口:由分澆道通入成型腔的狹窄部分。
(2)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:由于硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的流動(dòng)性比較差,因此它在成型過程中的澆注系統(tǒng)必須適應(yīng)這個(gè)特性。
?、倌芤龑?dǎo)熔融塑料順利地、阻力最小地充滿型腔各個(gè)深處,并使型腔內(nèi)的氣體順利排出。
?、趩吾樞螡部谑遣贿m宜的,因它會阻止硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的流動(dòng),使成型困難,同時(shí)進(jìn)澆口應(yīng)適當(dāng)放大一些,以減少冷料與熱料的明顯接縫線,如產(chǎn)品需要可適當(dāng)采取多點(diǎn)進(jìn)料。
③熔融塑料通過澆注系統(tǒng)時(shí),要求動(dòng)能損失最小及防止過多的降溫,以免熔融塑料在型腔內(nèi)凝固而不能傳遞最終壓力,因此澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量減少彎折,選取適當(dāng)?shù)慕孛娣e及長度。
?、苡捎跐部谳^大,澆口附近的缺陷較多。因此,澆口的位置及形狀應(yīng)結(jié)合零件形狀一起考慮,以整修方便,不傷制件的美觀、強(qiáng)度和使用為原則。
?、荼M量避免熔融狀塑料正面沖擊型壁或較小直徑的型芯,以免損耗注射壓力或使型芯彎曲變形。
?、拊谝荒M瑫r(shí)壓制兩種以上不同幾何形狀制件時(shí),應(yīng)避免將大小或壁厚相差懸殊的制品放在同一模具內(nèi),因?yàn)樵谧⑸溥^程中很難滿足兩種或兩種以上零件的工藝要求。但是,有時(shí)為了節(jié)省開制模具的費(fèi)用,只能將幾只零件放在一副模具中成型。此時(shí),澆口應(yīng)與制件的重量厚度相適應(yīng),由于其重量、壁厚都較大,故設(shè)置兩只澆口,否則就會造成閥座成型不足或起泡等缺陷。
?、咴跐沧⑾到y(tǒng)中,一般都要設(shè)置冷料井,主要的作用是儲藏壓制間隔時(shí)產(chǎn)生的冷料頭,以免阻滯于型腔。只有成型特別大的制件(一副模具中僅一只制品時(shí)),為了防止中心偏移及縮小模具尺寸才采用直接進(jìn)料。此時(shí),操作要特別注意除去冷料頭,若不注意,就會使冷料斑而留在制品上。
?、酀沧⑾到y(tǒng)的容積在保證達(dá)到以上各項(xiàng)原則的條件下,應(yīng)取其最小值,否則就會使?jié)部诹线^多而增加回頭料的數(shù)量。
在注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,實(shí)際經(jīng)驗(yàn)很重要,必須給予足夠的重視。
(3)主澆道:主澆道的斷面尺寸為圓錐形,其直徑由塑料進(jìn)口的注射模方向逐漸加大,以便于清除冷料。主澆道的進(jìn)口直徑、制件的大小、注射機(jī)的注射量均與噴嘴的直徑有關(guān),一般約在3~12毫米之間。
主澆道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
?、僦鳚驳肋M(jìn)口直徑比噴嘴直徑大(0.5~1毫米),否則將造成死角,積存塑料,使注射壓力損失。
?、跒榱吮阌谇宄淞?,主澆道帶2.5~5°的圓錐角。
?、壑鳚驳琅c噴嘴要同心,且接觸處的弧度要吻合即主澆道R>噴嘴R,否則將造成漏料現(xiàn)象。
?、苤鳚驳莱隹谔帒?yīng)有圓角,光潔度要達(dá)到▽7以上。
?、轁沧⑻撞灰俗鞒山M合式,其尺寸要滿足強(qiáng)度要求。
?、逎沧⑻组L度T,不應(yīng)大于定模相應(yīng)處的長度,否則閉模后,動(dòng)模與定模有間隙是很危險(xiǎn)的。
?、邽榱吮阌谂懦隼淇諝夂屠淞?,在主澆道出口對側(cè),應(yīng)設(shè)有主澆道冷料井,冷料井直徑等于或大于主澆道出口直徑。
?、嘀鳚驳莱叽鐟?yīng)盡可能小,若主澆道尺寸過大,一方面要增加保壓和冷卻時(shí)間,另一方面,當(dāng)冷料從澆注套中拔出時(shí),由于接觸面大,有可能使?jié)部诤椭破窋嗔?,冷料留在定模中不易取出?/p>
(4)分澆道:分澆道的斷面尺寸有圓形、六角形、橢圓形、半圓形、梯形或半橢圓形,如圖10-23所示。
分澆道的斷面尺寸圖中(a)、(b)、(c)三種形式在動(dòng)、定模上都開設(shè)有分澆道,加工時(shí)不易對準(zhǔn),但從塑料的流動(dòng)角度來看,以圓形斷面最好,因?yàn)閳A形斷面的表面積最小,冷卻最慢,流動(dòng)摩擦阻力亦小,不會產(chǎn)生早凝現(xiàn)象。同時(shí),物料容易充滿型腔,因此對硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的成型是適宜的。但是,圓形、橢圓形、半圓形及半橢圓形分澆道都要用專用刀具加工。從加工角度來看,梯形斷面最方便,使用也比較廣泛。但在加工可能的條件下,硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的分澆道,盡量采用半橢圓形較為有利。
分澆道的大小主要根據(jù)制件的大小、注射機(jī)的壓力及螺桿的塑化效率等決定,分澆道長度,由模具結(jié)構(gòu)決定,應(yīng)該盡量短。
分澆道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
?、倮硐氲姆譂驳涝谧⑸鋾r(shí)對塑料的阻力最小,產(chǎn)生回頭料最少。設(shè)計(jì)這樣的澆道是比較困難的,為要減少對塑料的阻力,澆道斷面應(yīng)大一點(diǎn)。要減少再生塑料,澆道斷面應(yīng)小一點(diǎn),短一些。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮,在保證有足夠的注射壓力將塑料注入型腔的情況下,澆道斷面及長度應(yīng)盡量小,特別是對小件制品來講,更應(yīng)這樣做。
?、诋?dāng)分澆道較長時(shí),在其末端應(yīng)有冷料井,以便容納開始注射時(shí)產(chǎn)生的冷塑料和冷空氣,防止冷料堵塞澆口和冷空氣進(jìn)入型腔,提高制件質(zhì)量。
?、鄯譂驳赖脑O(shè)計(jì)應(yīng)保證塑料同時(shí)充滿各型腔(一模同時(shí)注射多個(gè)制件),這往往要通過試模修正的方法來確定合理的澆道尺寸。
?、転榱吮WC有足夠的塑料流入分澆道。即保證在分澆道內(nèi)有一定的流速,則幾個(gè)分澆道的斷面總和應(yīng)小于或等于分澆道出
口的斷面積,否則,可能要造成欠壓或缺料的情況。同時(shí)分澆道的斷面積應(yīng)等于或大于分澆道分支斷面積總和。
?、莘譂驳赖墓鉂嵍纫WC在▽7以上,轉(zhuǎn)角處要磨圓。
(5)澆口:澆口就是塑料進(jìn)入型腔的部分,澆口的形式有多種,但是硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的澆口形式一般僅三種:
①中央澆口(直接澆口):無分澆道,塑料直接進(jìn)入型腔,用于單型注射模和大型制件中。
?、谥钡奶菪螡部冢哼@種類型的澆口應(yīng)用最廣泛,澆口由側(cè)向通入型腔,在塑料上形成的澆口成扁平狀,容易修飾。
③半圓形澆口:為了減少流動(dòng)阻力,硬質(zhì)聚氯乙烯塑料比較適用于這種澆口,缺點(diǎn)是加工比較麻煩。
其它如環(huán)形、扇形、盤形等澆口都不適用于硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的加工成型。
硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的成型澆口,一般偏大一些較好。但過大時(shí),由于注射壓力不夠或保壓時(shí)間不夠,可能會造成回流塑料表面有凹陷。澆口過小,會產(chǎn)生摩擦燒焦或表面皺皮現(xiàn)象,一般正確的尺寸是要通過試模后修正得出。
澆口設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
(1)澆口的位置對制品質(zhì)量有很大的影響,由于硬質(zhì)聚氧乙烯塑料的流動(dòng)性差,因此,結(jié)合能力小,故在成型過程中要避免分股冷料與冷料相遇,使結(jié)合處的強(qiáng)度降低。在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,盡量使料呈螺旋形注人型腔,此時(shí)可按切線方向設(shè)置澆口,使塑料的冷料與熱料相遇,結(jié)合強(qiáng)度可以改善。當(dāng)塑料件中有嵌件或成型桿時(shí),澆口也最好設(shè)置在切線方向,以使成型桿不會變形。
(2)制品厚度不等時(shí),澆口應(yīng)該放在制品的較厚部分,因?yàn)檫@里的收縮性較大,則要求致密性好,一般來說塑料制品離澆口近處壓實(shí)性好,物料容易補(bǔ)充。
(3)長形的桿狀制品,澆口不應(yīng)設(shè)置在兩端近主澆道處,不應(yīng)使物料的路線太長,若太長,中間會合處結(jié)合能力不好,產(chǎn)品容易彎曲。這時(shí)可以設(shè)計(jì)兩只澆口,一只澆口放在端部,一只澆口放在中央,以彌補(bǔ)注料不足的缺陷。
(4)澆口不能設(shè)在制品的正面和水平面上,最好設(shè)置在注射模的分型面處,且是制品尺寸最大的地方,便于清理及修正澆口。
(5)如果制品的面積較大,可以同時(shí)設(shè)置幾個(gè)澆口,但澆口不宜太大,以免造成過多的接縫線。特別是圓筒形或正方形薄壁制品,對稱澆口可以減少尺寸形變。