【硕士论文】叠式热流道模具设计及其功能的研究.pdf

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1、654295四川大学硕十学位论文、r叠式热流道模具设计及其功能的研究材料加工工程专业研究生：陈剑玲指导教师：刘廷华教授叠式热流道模塑是当今注塑及模具工业发展的又一项前沿技术，该技术具有大幅度提高产量及生产效率、有效利用生产设备、改善制品质量等显著优点。为了实现这项技术在国内的应用和推广，本课题在总结国内外研究成果的基础上，通过叠式热流道模塑的理论分析，研制了一副可由单层冷流道模具拓展成为双层叠式热流道的模具。为了验证叠式热流道模塑技术实旌的经济性及技术可行性，将其与单层冷流道注射模塑进行了工业化的对比实验

2、研究和功能验证。实验表明：采用叠式热流道模塑，相比于单层冷流道模塑，注射机锁模力仅需增加lO～15％，注塑制品增加可达两倍，生产效率提高约78％，并能有效节省原料，而注射压力、速率及成型周期略有增加。关键词：单层注塑模：叠式模塑；热流道；注塑成型，、t一墨翼熬四川大学硕士学位论文第一章引言1．1概述当大批量生产扁平薄壁浅腔型的薄板(片)类和框架类塑件时，人们在塑料注射模具的设计中就会遇到以下四个方面的问题：一是现代注射机的锁模力与安装模具工作台的面积成正比关系，由于塑件的投影面积大，故所需的锁模力就要很大

3、；二是塑件壁薄，需要极高的注射压力和注射速度才能将熔料快速充满型腔；三是虽塑件重量轻，但受注射机最大成型面积的限制，模具的型腔数目不能太多，这使得注射机注射量的能力又得不到充分发挥；四是塑件扁平，高度小，使得模具的外形长而宽，但总厚度却常常不能满足注射机最小模具厚度的要求，故必须增加模具支脚或垫板的厚度，于是又增加了模具的重量和费用。对于上述塑件，若使用传统的单层注塑模具生产，由于注射机的锁模力及注射压力的高要求，故需选用中大型注射机。而模具的开模行程和模具厚度又很小，注塑量往往不到注射机额定值的1／4～

4、1／3，机器的生产能力未能充分施展，不但生产效率不高，而且浪费水、电和工时。为了提高生产效率，一个可行的途径就是采用叠层式模塑技术。叠式模塑通常是将两副常规的单层注塑模组合在一起，能充分利用注射机的生产能力，大批量生产扁平塑件以降低生产成本。众所周知，热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点，将其与叠式模塑相结合，仅需增加少量的模具成本费用却能显著地增加产量、降低成本、高效自动化，故该技术的开发和应用自然受到了人们更多的关注。叠式热流道模塑多应用于生产薄壁容器，如工业品包装盒盖

5、、PET瓶底、光盘盒、磁带盒等浅腔扁平的塑件，近年来也有向深腔厚壁大制品扩展的趋势。叠式热流道模塑适用于多种树脂，包括PE、PP、ABS、玻纤填充ABS、苯乙烯类等，并且也逐渐应用于工程塑料的模塑成型。1．2应用叠式热流道模塑的优点叠式热流道模塑相比于常规的单层冷流道模塑具有以下突出优势：(1)含有两层以上型腔，使产量翻倍增加。生产效率大幅度提高，节约生产成本，产品单耗明显下降。叠式热流道模具设计及其功能的研究(2)利用普通的注射机生产，不需再投资添置额外的机器设备，可显著提高现有设备的利用率，从而节约了

6、为增加产量面添置机器、扩建厂房及增加劳动力等费用。(3)利用成型型腔“背靠背”布置，使叠式模具型腔的投影面积与单层冷流道模具一样，故锁模力理论上不增加，实际上也仅需增加10％～15％的压力施加于中心主喷嘴(sprue．bar)。(4)相比于使用的两副冷流道模具完成同样的生产任务，节约了占地面积、人工、水电和模具的制造费用。(5)可以分别在两层型腔上生产结构复杂、形状各异、重量不同的制品，对于需要相配的塑件能通过一次成型使相互配合的塑件能达到精密的配合⋯。(6)结合使用热流道技术，还可减少塑件的内应力、翘曲

7、和缩痕等缺陷，可提高塑件尺寸精度和外观质量。综上所述，叠式热流道模塑的显著优越性在于：不需改进设备；同一台注塑机能应用于两层、三层或四层注塑模；成型周期与常规冷流道单层模具相比几乎不增加；运行速率只比单层热流道注塑模慢百分之几；成型时的锁模力仅需增加10％～15％。由于叠式模具的开、合模行程长，故相应空循环时间稍加长，因此生产效率并不能100％增加，但可提高90～95％12J。此外，叠式热流道模塑需要稍复杂的控制系统和对模具的维护要求较高。1．3叠式热流道模塑研究的意义目前，国内注塑模具的生产及应用多为单

8、层冷流道模具，在面临大批量生产和紧急交付任务时，往往采用制作两副相同冷流道模具来达到生产目的，但如果采用叠式热流道模具，生产经济性将更佳。表1．1为一家德国模具制造公司对一种年产量50，000，000件的人造奶油桶盖均采用热流道技术的三种生产方法的经济预算比划”。方法一：使用两台注塑机，每台安装一副8腔模具：方法二：使用一台注塑机，安装一副16腔的模具；方法三：使用一台注塑机，安装一副2×8腔叠式模具。四川大学硕士学位论文表卜