
工艺因素造成的熔体泄漏
操作技术不当是模具生产过程中熔体泄漏的主要原因之一。为了补偿热流道系统零件的热膨胀,在设计和组装模具时,零件之间往往存在一定的冷间隙。只有在规定的工作温度下,零件的热膨胀才能完全消除冷间隙,实现密封防漏。操作不当造成的熔体泄漏主要发生在以下几种情况:
另一方面,当浇口系统的温度降低到工作温度时,由于带有刚性边缘的热喷嘴对热膨胀的适应性较差,也会出现熔体泄漏。
总之,按照正确的步骤和工艺条件进行操作是避免熔体泄漏的前提。一般热流道模具的操作步骤如下:
热流道系统的密封设计
热流道系统的热膨胀补偿
在室温下组装的模具会在热流道系统部件的热膨胀过程中导致部件的相对位置发生变化。为了补偿零件的热膨胀,有必要留出适当的膨胀间隙,如图所示的冷间隙 A 和 C。它通过中心定位销 7 固定在固定模板 1 上,并在加热后向四周伸展。热流道板的横向热膨胀会减小热流道板与防转销 2 之间的间隙 A,如果设计中 A 值小于热流道板的横向热膨胀,则防转销在加热后会阻止热流道板的横向伸展。
这将导致热流道板翘曲变形,使热流道板与喷嘴之间的密封失效,造成熔体泄漏。支撑环 6、热流道板 5 和浇口喷嘴 4 的轴向热膨胀会消除冷间隙 C。如果冷间隙过大,轴向热膨胀不足,注射时的熔体压力会导致浇口喷嘴 4 和热流道板 5 分离,熔体泄漏。如果冷间隙过小,系统热膨胀压力过大,系统部件会弯曲,或者压应力超过固定模板的屈服应力,导致支撑环挤压固定模板,从而限制了热流道板的横向热膨胀,造成浇口喷嘴与热流道板之间发生熔体泄漏。
因此,在设计模具时,正确计算系统的热膨胀和留出合理的热膨胀间隙是防止熔体泄漏的前提。系统的线性热膨胀可按下式计算:L=TL (1) 由系统热膨胀阻力引起的热应力为: =EL-CL (2) 固定模具固定板的压力按下式检验 p(3) 式中 L 为热流道系统的线性热膨胀,mm; 为系统零件材料的线性热膨胀系数; T 为热流道系统零件与模具的温差; L 为常温下流道系统零件在膨胀方向上的长度,mm; 为系统热膨胀阻力引起的热应力,MPa; C 为预留间隙量,mm; E 为系统零件的弹性模量,MPa; p 为定模板材料的许用压应力。
热流道系统的密封形式
热流道板与喷嘴之间的平面密封是国外热流道系统中常见的一种密封形式。系统在轴向热膨胀后,支撑环压在固定模板上,在热流道板和喷嘴的接合面产生一定的热压,抵消熔体压力,达到密封和防止泄漏的目的。这种结构不能保证冷密封,也没有过热保护措施。只有在设定的温度条件下,热流道板和喷嘴才能实现密封。设计时,必须准确计算热膨胀,并留出合适的冷间隙 C。
b.O 形密封环用于喷嘴和热流道板的连接平面。O 形密封环由不锈钢管制成。装配时,有一个直径为 2030 钢管的预紧力,以防止熔体泄漏。这种结构非常适用于低刚度的热流道板和模具。
采用弹性连接,弹簧提供预张力,实现冷却状态下的密封。过热时,弹簧吸收热膨胀,防止系统损坏和泄漏。这是一种理想的密封形式。
浇口喷嘴通过螺纹固定在热流道板上,当系统热膨胀时,喷嘴和滑动压环会随热流道板移动。由于喷嘴的移动会导致喷嘴流道轴线与固定模板上的浇口轴线错位,因此在设计喷嘴位置时应考虑横向热膨胀。这种密封方式适用于注射点少、喷嘴间距小的场合。
热流道板装配工艺
热流道系统的装配精度和安装顺序直接关系到熔体是否泄漏。如果喷嘴高度不一致,最短喷嘴与热流道板之间的间隙会造成熔体泄漏,而支撑垫高度与喷嘴高度不一致造成热流道板变形也会造成熔体泄漏。
下面以 1 模 4 腔塑料盒热流道模具为例,说明热流道板的装配过程: