喇叭改性PP塑件注射模具設計

張 揚

(惠州市技師學院，廣東 惠州 516003)

喇叭改性PP塑件注射模具設計

張 揚

(惠州市技師學院，廣東 惠州 516003)

介紹了一套超薄大曲面喇叭改性PP塑件的注射模具設計,重點通過塑件工藝的分析,對產品圖樣進行了適當調整和模具的細微處巧妙設計以及注射機的正確選擇和成型條件的研究。經試驗和生產證明,該模具結構和生產工藝合理，動作穩定可靠，生產效率高，產品符合技術要求，實現了批量生產。

PP塑件；超薄注射制件；排溢系統；高速臥式螺管注射機；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客戶要求開發設計的，加工產品外形尺寸和技術要求如圖1所示。產品名稱為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《塑料注塑模設計手冊》[1],厚度≤0.7 mm的塑件屬超薄注射制件；年產量1 200萬件，屬大型批量生產；塑件要求表面光潔(鏡面)，無水紋、刮傷、雜質點、流痕和變形等外觀缺陷。設計的模具用于實際生產后，所加工的產品完全符合技術要求。

圖1 塑件簡圖

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，流動性好，且溫度越高流動性越好，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。經過SiO2改性的PP塑料，流動性會有所下降，需要提高成型溫度，以增加其流動性。

由于塑件結構比較簡單，所以模具基本構造的設計比較簡單，但屬于超薄注射制件；因此加工工藝細節處的分析和設計非常關鍵。過渡塑件簡圖如圖2所示，具體情況如下：1)在塑件的圓周外增設1圈環形溢流槽，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，同時也降低了模具設計和制造精度要求；2)在環形溢流槽周邊增設均布6個凸出的溢流槽，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)在入澆口側和入澆口對側做恰當的加膠處理，改善入膠條件和提高塑件圓度，加膠量可在試模時做細微調整；4)模具運熱油以確保模具的溫度為80～90 ℃，改善流模性能；5)模具宜用在細螺管高速臥式螺管注射機上，注射機最好有氮氣輔助高速射出裝置，本文設計的模具實際用于工廠已有的力勁牌EFFECTA系列PT80螺桿φ30注射機；6)通過采用高速、高壓和高溫來增加塑料的流動性，注射機的噴嘴溫度為260 ℃,加熱器分段溫度依次為250、240、230和180 ℃。

基于上述分析，并經過MoldFlow軟件分析、驗證和設計優化，對塑件結構進行了重新設計和繪制(見圖2，圖2中的塑件稱為過渡塑件)。

圖2 過渡塑件簡圖

2 模具結構設計

2.1 分型面的選擇和排氣設計[2]

模具結構如圖3所示，采用二板模結構，選用標準模架CI2030。經分析，模具應選擇塑件的最大輪廓處作為動模和定模的分型面，故選擇排溢環的上平面為動模和定模的分型面。

圖3 模具總裝配圖及三維視圖

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

2.2 澆注系統的設計

該模具采用1模2穴的二板模結構和直澆式側澆口澆注系統。通過運用MoldFlow軟件進行流動分析， 并對流道系統形狀、排布位置、流道尺寸和澆口尺寸進行優化。為了使塑料充滿模具型腔時的溫度基本保持一致，使成型塑件不變形，在設計中考慮了熔融的塑料流經模具流道、澆口和進入模具型腔時冷卻與摩擦發熱的相互影響，擬采用較小的分流道和較小的側澆口。經試模調整，分流道為長S型通道，直徑為5 mm(要考慮塑料流經流道時產生冷料的存放空間，同時流道不宜過長)，澆口深0.6 mm、寬3 mm、長5 mm，效果很好，完全滿足產品技術要求。

2.3 脫模機構的設計

該模具為二板模具結構，選用標準模架，結構比較簡單，操作方便，生產效率高。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處增設直徑為3 mm、深為3 mm的溢流槽，然后在相應的溢流槽處設置1根直徑3 mm的頂桿。

2.4 冷卻系統的設計

考慮到成型塑件是超薄型的，需要改善流模性能。該模具設計了運熱油系統以確保模具溫度，同時兼具冷卻模具功能而無需另設冷卻裝置。通過試模和生產實踐表明，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(冷卻時間幾乎與保壓時間相等)。

3 結語

經試模，使用該模具加工的塑件完全符合技術要求，模具動作可靠，運行穩定，結構牢固，生產效率高，試模后可直接用于實際生產。隨后又以此為基礎制造了1套1模4穴的模具，并用在力勁牌EFFECTA系列PT130螺桿φ40注射機上，成功地滿足了生產需要，為企業帶來了很好的經濟效益。

[1] 塑料注塑模設計手冊編寫組.塑料注塑模設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.

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

責任編輯彭光宇

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(1985-)女，助理講師，主要從事模具設計等方面的研究。

2014-12-28