热固性塑料注射模设计要点

要点

说   明

1.

主

流

道

与

冷

料

穴

在注射成型热固性塑料时，塑料从温度较低的喷嘴进入高温的模具主流道，并迅速加热，同时由于熔体流经喷嘴摩擦生热，使塑料黏度降低，流动性增加，有利于充模，所以一般可将主流道设计得比较小。另外，流道凝料无法回收利用。为减少浪费，主流道直径应尽可能减小。卧式注射机用注射模具的主流道一般设计成圆锥形，其锥角为1°～2°，小端直径为5～8mm。直角式注射机主流道为圆柱形

为使间歇注射过程中喷嘴头部出现的老化料不进入模具型腔，应在主流道对面设置冷料穴和拉料结构。常见的结构形式如图所示。其中倒锥形冷料穴应用较广

冷料穴和拉料结构

2.

分

流

道

热固性塑料注射模分流道一般选择平衡式布局为好。分流道的截面形状常见的有圆形、梯形、正方形、半圆形等。梯形和半圆形的流道易于加工，且易于脱模，应用最广。梯形截面尺寸为宽b＝4～6mm，深度h＝(2/3)b，两斜边与分模线成15°～20°的斜角。半圆形截面半径一般取R＝2～4mm。对于多型腔的模具，应该尽量使分流道的截面尺寸和长度一致，以保证塑料同时充满每一个型腔，使各型腔的塑料压力相同固化

3.

浇

口

热固性塑料注射模浇口位置、形状选择原则与热塑性塑料注射模基本相同。但由于成型后的热固性塑料较脆，浇口容易去除，所以浇口厚度可取厚一些，一般深0.8～1.5mm，宽2.5～5mm，长1～3mm。点浇口形状与热塑性塑料注射模的点浇口形状有所区别，如图所示，在最狭部位前有一引导部分，以减少浇口的磨损。点浇口的直径不宜小于1.2mm，可在1.2～2.5mm之间选取。浇口部位是模具中磨损最严重的部位，在生产一段时间后，常用氩弧焊修补。如果塑件的批量较大，也可用硬质合金镶块嵌在浇口部位，可提高耐用度，减少修模工作

热固性塑料注射模用点浇口形状和尺寸

4.

排

气

槽

的

开

设

热固性塑料不仅原料本身含有水分和挥发物，而且在固化过程中还会产生低分子挥发性气体，再加上模具型腔内有空气存在，因此在注射成型时，必须将气体排出模外，否则将影响注射成型，并使塑件留下气泡。表面出现凹痕、麻点及光洁度降低等缺陷，甚至局部浇焦碳化。所以，排气对热固性塑料注射成型是非常重要的

开设排气槽的位置一般在料流最后到达的地方。开设在分型面上的排气槽应开在浇口的对面。为不致溢料，槽深应严格控制，一般为0.03～0.05mm，宽度为4～6mm。除排气槽外，还可利用推杆等配合间隙排气

5.

对

分

型

面

的

要

求

(1)尽量减少接触面积

减少分型面接触面积以改善溢边

热固性塑料在注射过程中，流动性很好。注射压力较高时，即使分型面间只有很小的间隙，也会产生溢料。由于溢料，胀模力有可能超过注射机公称锁模力，促使缝隙增大，溢料更加严重。所以，在设计分型面时，可采用减少分型面的接触面积提高压强的方法，改善型腔周围贴合状况，以防溢流，如图所示，型腔周围10mm以外的部分低0.5～1mm

(2)分型面上尽量减少孔穴或凹坑

热固性塑料熔体如流入孔穴或凹坑后，黏附力很强，难以清理干净，结果高出分型面，导致严重溢料，因此，有关孔不应穿通到分型面，而应制成盲孔，便于飞边的铲除

(3)分型面的表面要求

分型面硬度一般不低于40HRC，分型面表面粗糙度R_a应小于0.2μm或进行镀铬处理。由于在分型面上的飞边极易与塑件分离，而飞边的硬度很高，小块碎片如若留在分型面上，合模时，可使分型面压出印痕，多次重复，分型面变得凹凸不平，造成飞边进一步增多。所以，对于分型面的表面有一定要求

6.

模

具

加

热

成型热固性塑料可使用温流道系统，具有这种流道的热固性塑料注射模称为温流道模。鉴于热固性塑料模具的模板和成型零件的温度高达170℃，为使流道内的热固性塑料在连续成型作业中，始终保持熔融流动状态而不固化，不产生浇注系统废料，以节省原材料，采用主流道和分流道所在的流道板通水冷却，并与型腔板绝热的办法，使流道板保持低温(一般设定为低于100℃)。在此温度下，塑料不但不会固化，而且具有适宜的黏度，可保证注射成型的顺利进行

1—凹模板；2—凸模板；3—加热器安装孔；4—动模

绝热板；5—定模绝热板；6—温流道板；7—主流道

冷却水孔；8—主流道衬板；9—定模座板；10—分流

道冷却水孔；11—温流道喷嘴；12—冷、热模绝热层

1—成型塑件；2—流道系统

温流道系统不一定是模具的一个部件。实际上，通常可将注射机喷嘴设计成具有温流道功能的结构，如图a所示。这种结构模具和温流道喷嘴的绝热效果好，且容易保养。对于单型腔模具来说，适于采用这种结构。对于多型腔模具，温流道系统通常仿照热塑性塑料注射模的热流道系统设计方法，只不过温流道模的流道板需要冷却系统，以进行温度控制

也可将温流道结构设计成主流道衬套形式，如图b所示。设计这种结构的温流道模时，主流道衬套侧面与模板不接触，留0.3～0.5mm的间隙，以空气绝热，主流道衬套端面与模板接触面积尽量小，使传热量减少到最低程度。目前国外温流道模的应用已比较广泛

7.

模

具

材

料

热固性塑料注射模温度高于熔体温度，因此，熔体进入模具后与模壁接触处温度升高(热固性塑料注射模的工作温度通常在165℃±5℃范围内，加热器周围的局部温度更高，会超过250℃)。黏度降低，流速很高，容易使流道和型腔磨损。因此，热固性塑料注射模成型零件的材料，应采用强度高、耐磨性好、耐热性较好的材料制造

8.

对

滑

动

零

件

的

要

求

热固性塑料注射模中有很多滑动配合件，如复位杆、推杆、推板、拉料杆、滑块、侧型芯等，要求它们在较高温度下工作，不产生过大磨损、咬合而影响配合精度。要求如下：

(1)配合零件表面粗糙度R_a应小于0.2μm，特别是与塑料接触的推杆和拉料杆表面的R_a值，最好在0.1μm以下

(2)提高零件表面硬度，一般要求表面硬度为54～58HRC，特殊情况可提高到60HRC以上。零件表面涂覆固体润滑剂，工作零件表面镀铬，可增强抗咬合能力。采用耐高温的石墨类润滑剂，可降低滑动摩擦因数

(3)各种滑动零件的配合间隙应在0.03mm以下，这样基本上不溢料，如产生飞边也是极薄的一层半透明状树脂，中间没有填料，对滑动零件的正常工作影响不大

(4)缩短配合长度，配合长度只要有直径的2～3倍就能满足导向要求，其余部分可进行扩孔，把间隙加大到1mm左右，以减少摩擦

9.

对

安

放

嵌

件

的

要

求

热固性塑件上应用嵌件较多，但在注射模具中安装嵌件很不方便，且容易发生位移，推件时难以取出，并延长操作时间，影响生产率。因此，一般情况下采用模外“热插”嵌件的方式比较恰当，但有时为满足使用要求，仍需在模内安放嵌件，此时，必须注意以下几点：

(1)增强嵌件定位稳定性，例如设计可以与推杆相联系的嵌件杆，以强固嵌件位置

(2)提高嵌件与模具的配合精度，保证两者有合理间隙，防止嵌件位移和塑件粘模

(3)将模具中固定嵌件的部分设计成活动镶块，以解决难以定位的嵌件安放问题