维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ热流道技术专栏ｌ 专栏 热流道技术 ◆ 专栏热流道技术 注射模热流道板 的膨胀补偿机构设计 杨占尧 河南机电高等专科学校 河南新乡４５３００２ 摘要：热流道模具的一个重要问题是热流道板加热之后要发生明显的热膨胀。使工作时喷 嘴的中心线与常温时的喷嘴中心线产生明显的偏心距，在模具设计时，如果不能在结构上采 取措施予以补偿，将使模具变形、破坏或发生其它问题。本文总结了在生产实际中几种可靠的 补偿偏心距的结构，对于热流道模具的设计具有一定的借鉴意义。 关键词：热流道板热膨胀偏心距补偿 ２ 多型腔热分流道模具的结构型式很多，它们的共 司特点是在模具内设有热流道板，热流道板为一块被 旧热元件加热的钢质板块，其中间开有主流道和分流 直。主流道、分流道断面多为圆形，其尺寸约 ５～１２ 米，最大的可达 ７２毫米，均设计在热流道板内。流 直板利用加热器加热，利用绝热材料（石棉、水泥板等） 图１热流道板加热膨胀使喷嘴中心线产生的偏心距 １运转时喷嘴中心线４常温时喷嘴中心线２运转时喷嘴位置３浇口中心 ５常温时喷嘴位置 ４ 戈利用空气间隙与模具其余部分隔热，从而使流道内 向塑料处于熔融状态。 热流道模具的一个重要问题是热流道板加热之后 要发生明显的热膨胀，使工作时喷嘴的中心线与常温 寸的喷嘴中心线产生明显的偏心距，如图１所示。在模 设计时应事先考虑、计算好由于温差而产生的这一 心距，在模具结构上采取措施予以补偿，否则由于热 彭胀产生的力会使模具变形、破坏或发生其它问题。 怍者简介：杨占尧，男，１９６５年生，河南机电高等专科学校材料 系教授，硕士。主要研究方向为激光快速成形与模具快速制造。 １偏心距的补偿结构 由于热流道模具热流道板的热膨胀使喷嘴中心线 产生的偏心距，在模具设计时通常采用以下几种结构 进行补偿。 １・１利用喷嘴的挠性补偿 匿翌壁璺堡２００６／５ ２５ 维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ Ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏｌｕｍｎ ｆｏｒ ｈｏｔ ｒｕｎｎｅ ｒ（ｈｏｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌ 如图２所示，热流道系统由垫块２、圆销３、堵头 ４、螺钉５、热流道板６、支架７、喷嘴８、加热线圈９组 成，热流道板６依靠空气绝热并采用加大分流道直径 的方法使分流道内的塑料保持熔融状态，喷嘴８依靠 加热线圈９进行加热，使喷嘴内的塑料保持熔融状 态。制造喷嘴８的材料为软质钢或高强度镍青铜，利 用其良好的挠性来补偿热流道板工作时产生的受热 膨胀，保证喷嘴的中心线处于正确位置。 ２ ３ ４ ５ ６ 图２多型腔主流道型浇口热流道模具 １定模底板２垫块３圆销４堵头５螺钉 ６热流道板 ７支架８喷嘴９加热线圈１０定模型腔板１１动模型腔板 １．２利用绝热层补偿 如图３所示，热流道系统由加热孔道８、热流道板 ７、胀圈６、热流道喷嘴５、流道密封钢球ｌｌ和压紧螺 钉１２组成，由定位螺钉ｌＯ、１３等进行定位安装。流道 部分用电热棒或电热圈加热，喷嘴５用导热性能优 良、强度高的铍铜合金（也可用性能类似的其它铜合 金）制造，以利热量传至前端。喷嘴前端有塑料隔热层， １４ １３ １ ２ １ １ 、１Ｏ ’９ ｆ Ｉ Ｉ ＼ ＼ １ ２ ３ ４ ５ 图３多型腔点浇口热流道模具 １型芯２定模型腔板３浇口板４浇口衬套５热流道喷嘴６胀圈 ７热流道板８加热孔道９定模底板１０定位螺钉１１流道密封钢球 １２压紧螺钉１３定位螺钉１４支架 ２６瞪兰盟曼堡２００６￣ 与塑料隔热的延伸式喷嘴相似，绝热层中部最薄处厚 ０．４～０．８毫米。图示喷嘴与流道板间系滑动连接，以胀 圈作密封。由于塑料的压力使喷嘴与型腔壁能很好贴 合，因此不会漏料。热流道板和型腔部分在工作时，由 于温度不同而产生不同的横向热膨胀值，但由于喷嘴 ５和浇口衬套４之间有绝热间隙与塑料，两者即使有 少量的相对位移亦不致发生干涉，设计时应事先考虑 好由于温差而应预留的偏心距。 ７ ８ ９ １．３利用零件的相互滑动补偿 加¨ 如图４和图５所示，图４中的热流道板加热之后 的热膨胀由喷嘴３与定模型腔板１之间沿Ａ面的相 对滑动来补偿，图５中热流道板加热之后的热膨胀由 定模板１与加热流道板４之间的滑动压环３的相对滑 动来补偿，在图５中铍铜喷嘴２不与定模板１直接接触， 两者既通过滑动压环隔离，又利用定模板１与铍铜喷嘴 ２之间的塑料绝热层进行绝热，故又名为全绝热式喷嘴。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ８ Ａ 图４利用喷嘴与型腔板沿Ａ面相对滑动补偿加热 流道板热膨胀产生的偏心距 １型腔板２加热线圈３喷嘴４支架５加热流道板６堵头 ７绝热垫８定位支承钉９定模座板 １ ２ ３ ４ ５ 图５利用滑动压环补偿加热流道板热膨胀产生的偏心距 １定模板２喷嘴３滑动压环４加热流道板５分流道 Ｌ加热流道板的热膨胀量 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｉ热流道技术专栏Ｉ １．４利用浮动间隙补偿 示，型芯３与型腔板４之间为锥面配合，加热流道板 的热膨胀将通过喷嘴６带动型腔板４和型芯３的浮 动来补偿，值得注意的是，在模具设计时，要为型腔板 ４和型芯３的浮动设计出必要的间隙值，使之能够实 现浮动。 ２结论 热流道板喷嘴的中心距愈大，热膨胀值愈大，当 定模和动模间温差较大时（定模边受高温热流道板影 响），也会引起热膨胀的不一致。在要求较高的模具中， 可将其中一半（凹模或凸模型芯）作成浮动的结构，利 用浮动间隙来补偿加热流道板的热膨胀值。如图６所 与普通流道模具相比，热流道模具有省时省料、 效率高、质量稳定等显著优点，但曾一度因在设计、使 用上的问题而影响其广泛应用。在热流道模具的设计 和应用中，有诸多值得考虑和重视的问题，这些问题解 决得好坏，直接关系着热流道系统的成败和制品质量。 因此，对热流道模具结构设计进行探讨，无疑十分有助 于热流道模塑技术的成功运用。 参考文献 图６利用浮动间隙补偿加热流道板热膨胀产生的偏心 １动模板６喷嘴２型芯固定板３型芯４型腔板５型腔固定板 ７加热探针８分流道９加热流道板 １杨占尧．塑料注塑模结构与设计，北京：清华大学出版社，２００４ ２宋王恒．塑料注射模具设计实用手册，北京：航空工业出版社， １９９８ Ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ ｃｏｕｒｓｅ ｐｌａｔｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ Ｈｅｎａｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｙａｎｇ Ｚｈａｎｙａｏ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ ｃｏｕｒｓｅ ｍｏｌｄｉｎｇ ｈｅａｔｅｄ ｃａｕｓｅｓ ａｎ ｅｖｉｄｅｎｔ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｉｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｌｉｎｅ ｉｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔ ｏｆｗｏｒｋ，ｔｈｉｓ ｗｉｌｌ ｌｅａｄ ｔＯ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｄａｍａｇｅ ｏｒ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｈｅｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｓｓａｙ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｏｆ－ ｆｅｒｓ ｓｏｍｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｔＯ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ ｃｏｕｒｓｅ ｍｏｌｄｉｎｇ ｄｅｓｉｎ．ｇ Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ ｃｏｕｒｓｅ ｐｌａｔｅ；ｈｅａｔ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ；ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ；ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ 匿喜幽您对本文有任俺现赢曩觚．蔼发郝件銮本誊鼍簟 售麓： １２５国∞ Ｉ∞ｍ 高科塑业巩固西北型材老大地位 西北地区最大的塑料型材加工企业——西安高科塑业有限责任公司新建管材、型材生产线不日即可投产，届时该公司在西北地区型 材市场的霸主地位将更加巩固。 据介绍，新建项目总投资１０００万元人民币，共有３Ｏ条生产线，主要设备均从德国引进。其中，新增塑料型材生产线２Ｏ条，门窗生 产线５条，管材、管件生产线５条。该项目干去年１１月开工建设，目前技术人员正着手设备安装和调试，预计下月初可投产。 西安高科塑业有限责任公司是全国５００强企业——西安高科集团的全资子公司，是集塑料管材、型材加工于一身的国内大型塑料 建材企业。２００５年，该公司生产塑料制品近５万吨，实现销售收入２亿多元，出口创汇７００多万美元，是西北地区最大的塑料型材加工 企业。新建３Ｏ条生产线投产后，高科塑业将拥有８Ｏ条生产线，形成８Ｏ万平米／年塑钢门窗、１万吨／年管材管件和５万吨／年塑料型 材加工能力。 匿里盟曼重２００６／５ ２７
