張 揚(yáng)

(惠州市技師學(xué)院，廣東 惠州 516003)

喇叭改性PP塑件注射模具設(shè)計(jì)

張 揚(yáng)

(惠州市技師學(xué)院，廣東 惠州 516003)

介紹了一套超薄大曲面喇叭改性PP塑件的注射模具設(shè)計(jì),重點(diǎn)通過塑件工藝的分析,對(duì)產(chǎn)品圖樣進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整和模具的細(xì)微處巧妙設(shè)計(jì)以及注射機(jī)的正確選擇和成型條件的研究。經(jīng)試驗(yàn)和生產(chǎn)證明,該模具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝合理，動(dòng)作穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品符合技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。

PP塑件；超薄注射制件；排溢系統(tǒng)；高速臥式螺管注射機(jī)；過渡塑件

本文介紹的喇叭改性PP(聚丙烯)塑件注射模具是根據(jù)客戶要求開發(fā)設(shè)計(jì)的，加工產(chǎn)品外形尺寸和技術(shù)要求如圖1所示。產(chǎn)品名稱為2吋半喇叭振盤φ63改性PP酮體；材料為SiO2改性PP塑料，其SiO2含量為10%；膠位厚度為0.35 mm，依據(jù)《塑料注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[1],厚度≤0.7 mm的塑件屬超薄注射制件；年產(chǎn)量1 200萬件，屬大型批量生產(chǎn)；塑件要求表面光潔(鏡面)，無水紋、刮傷、雜質(zhì)點(diǎn)、流痕和變形等外觀缺陷。設(shè)計(jì)的模具用于實(shí)際生產(chǎn)后，所加工的產(chǎn)品完全符合技術(shù)要求。

圖1 塑件簡(jiǎn)圖

1 塑件加工工藝性分析

塑件使用SiO2改性PP塑料作為原料。PP塑料屬于通用熱塑性塑料，其成型性能較好，流動(dòng)性好，且溫度越高流動(dòng)性越好，分解溫度≥340 ℃，成型收縮率較小(通常為1%～2%)，比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固速度快，成型周期較短。經(jīng)過SiO2改性的PP塑料，流動(dòng)性會(huì)有所下降，需要提高成型溫度，以增加其流動(dòng)性。

由于塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以模具基本構(gòu)造的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但屬于超薄注射制件；因此加工工藝細(xì)節(jié)處的分析和設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。過渡塑件簡(jiǎn)圖如圖2所示，具體情況如下：1)在塑件的圓周外增設(shè)1圈環(huán)形溢流槽，并另外制作1套沖切模具來沖切掉該溢流槽和澆口，以避免塑件邊沿冷料夾合線、缺膠和毛邊等缺陷，同時(shí)也降低了模具設(shè)計(jì)和制造精度要求；2)在環(huán)形溢流槽周邊增設(shè)均布6個(gè)凸出的溢流槽，目的是在塑件成型后，模具的6支頂針可依托其將塑件頂出；3)在入澆口側(cè)和入澆口對(duì)側(cè)做恰當(dāng)?shù)募幽z處理，改善入膠條件和提高塑件圓度，加膠量可在試模時(shí)做細(xì)微調(diào)整；4)模具運(yùn)熱油以確保模具的溫度為80～90 ℃，改善流模性能；5)模具宜用在細(xì)螺管高速臥式螺管注射機(jī)上，注射機(jī)最好有氮?dú)廨o助高速射出裝置，本文設(shè)計(jì)的模具實(shí)際用于工廠已有的力勁牌EFFECTA系列PT80螺桿φ30注射機(jī)；6)通過采用高速、高壓和高溫來增加塑料的流動(dòng)性，注射機(jī)的噴嘴溫度為260 ℃,加熱器分段溫度依次為250、240、230和180 ℃。

基于上述分析，并經(jīng)過MoldFlow軟件分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和繪制(見圖2，圖2中的塑件稱為過渡塑件)。

圖2 過渡塑件簡(jiǎn)圖

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 分型面的選擇和排氣設(shè)計(jì)[2]

模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用二板模結(jié)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)模架CI2030。經(jīng)分析，模具應(yīng)選擇塑件的最大輪廓處作為動(dòng)模和定模的分型面，故選擇排溢環(huán)的上平面為動(dòng)模和定模的分型面。

圖3 模具總裝配圖及三維視圖

依托MoldFlow軟件分析和設(shè)計(jì)，每穴在澆口對(duì)面和上、下方的2個(gè)頂針處設(shè)置3處排氣槽，槽深0.05 mm，寬12 mm，長(zhǎng)5 mm，以防溢流，排氣槽前開深0.5、寬15 mm的引氣槽，通過動(dòng)模板和定模板的間隙引氣到模具外面，在其余4個(gè)頂針處另設(shè)置4處排、引氣槽，除排氣槽寬和引氣槽寬分別調(diào)整為8和12 mm外，其余尺寸相同。

2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該模具采用1模2穴的二板模結(jié)構(gòu)和直澆式側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。通過運(yùn)用MoldFlow軟件進(jìn)行流動(dòng)分析， 并對(duì)流道系統(tǒng)形狀、排布位置、流道尺寸和澆口尺寸進(jìn)行優(yōu)化。為了使塑料充滿模具型腔時(shí)的溫度基本保持一致，使成型塑件不變形，在設(shè)計(jì)中考慮了熔融的塑料流經(jīng)模具流道、澆口和進(jìn)入模具型腔時(shí)冷卻與摩擦發(fā)熱的相互影響，擬采用較小的分流道和較小的側(cè)澆口。經(jīng)試模調(diào)整，分流道為長(zhǎng)S型通道，直徑為5 mm(要考慮塑料流經(jīng)流道時(shí)產(chǎn)生冷料的存放空間，同時(shí)流道不宜過長(zhǎng))，澆口深0.6 mm、寬3 mm、長(zhǎng)5 mm，效果很好，完全滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

2.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

該模具為二板模具結(jié)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)模架，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高。由于塑件薄，不能直接用頂桿頂出或氣脫模，故在塑件四周均勻選取6處做與澆口尺寸一樣的溢流流道，并在距離塑件2 mm處增設(shè)直徑為3 mm、深為3 mm的溢流槽，然后在相應(yīng)的溢流槽處設(shè)置1根直徑3 mm的頂桿。

2.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

考慮到成型塑件是超薄型的，需要改善流模性能。該模具設(shè)計(jì)了運(yùn)熱油系統(tǒng)以確保模具溫度，同時(shí)兼具冷卻模具功能而無需另設(shè)冷卻裝置。通過試模和生產(chǎn)實(shí)踐表明，模具溫度保持在80～90 ℃能很好地兼顧流模性能和冷卻模具效率(冷卻時(shí)間幾乎與保壓時(shí)間相等)。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)試模，使用該模具加工的塑件完全符合技術(shù)要求，模具動(dòng)作可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)牢固，生產(chǎn)效率高，試模后可直接用于實(shí)際生產(chǎn)。隨后又以此為基礎(chǔ)制造了1套1模4穴的模具，并用在力勁牌EFFECTA系列PT130螺桿φ40注射機(jī)上，成功地滿足了生產(chǎn)需要，為企業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 塑料注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.塑料注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2] 卜繁冬，姚志強(qiáng). 清新劑蓋注射模設(shè)計(jì)[J]. 新技術(shù)新工藝，2013(11)：30-32.

責(zé)任編輯彭光宇

TheHorntoChangeDesignofInjectionMouldforPlasticPP

ZHANG Yang

(Huizhou Technician Institute，Huizhou 516003，China)

Introduces a set of ultrathin injection mould design of large curved horn modified PP plastic parts, and focuses on the analysis of plastic parts through technology. Product drawings are studied properly adjusted and mold fine out the correct selection and molding conditions and the ingenious design of injection molding machine. The test and production verify that the structure and production process of the mould is reasonable, the movement is stable and reliable, it has high production efficiency, and the products meet the technical requirements with implementation of mass production.

PP plastic parts，ultra-thin injection moulding，exhausting system，high-speed horizontal spiral tube，plastic injection molding machine transition

TG 76

：A

張揚(yáng)(1985-)女，助理講師，主要從事模具設(shè)計(jì)等方面的研究。

2014-12-28