热流道针阀式喷嘴斜向注射

王利军

（上海占瑞模具设备有限公司，上海，201615）

作者简介：王利军，上海占瑞模具设备有限公司法人代表，自1997年始进入模塑行业，2000年开始从事热流道技术的研发和工程至今，行业经验超过1年，经历过数千套成功的热流道系统，对汽车、家电、3C产品、包装等行业的热流道系统均有丰富经验。

1、背景概述

普通的热流道系统只有垂直方向进胶，即热流道系统不能带有锥度，热流道喷嘴进胶方向为垂直模具模板，与注塑机炮筒方向平行。针阀系统一样，只能是90°方向进胶。

但是为了减少能源，越来越多的零件采用了塑料零件去替代之前传统的金属或者其他的零件，因此也造成了越来越多的塑料零部件不能用普通的热流道系统来注塑了，常规的热流道系统不能使用后只能使用冷流道系统，这样会造成很多原材料的损失，且成型周期会变长，对于产品而言也会造成很多缺陷，更有些塑胶产品通过冷流道就不能注塑。

如图1 所示，流道平板2 接受主流道喷嘴的塑料熔体，分配到二块流道侧弯板4 的流道。斜向50 度的平台上安装针阀式喷嘴5。

1) 流道平板结构，如图2 所示。

流道平板3 的流道拐弯和衔接采用镶嵌件，有平弯流道镶件5 和直角弯流道镶件7。弯流道曲面经球头铣刀加工，光滑曲面降低塑胶的流动阻力。圆柱镶件直径对孔有足够的过盈量。在液态氮中冷却半小时。同时将流道板电热到一定温度。装配后冷缩紧密，防漏可靠。流道板侧面不用螺塞封堵。

在四个弯道镶件上有四个隔热块4 和6。它们和隔热垫8 及流道侧弯板一起，利用热膨胀应力，将双层的流道板压紧在定模板和定模固定板之间。两层流道板之间气隙隔热。三块流道板是单独的加热区。在室温下，用螺钉12 把流道平板与两块流道侧弯板联接在一起。流道平板上中央定位销9 固定在定模。再用止转销10 对流道侧弯板定位。流道平板2 的横向热膨胀量对下层流道侧板影响被减少。

2) 流道侧板结构，如图3 所示。

流道侧弯板10 与流道平板9 的两层之间有绝热气隙5mm，间隔的垫块用导热性能较差的金属制造。流道侧弯板用定位销3 固定在定模板上，因隔热垫12 位置到喷嘴，在流道侧板的悬臂尺寸才68mm。注射点浇口在主流道喷嘴下方，因此注射点横向膨胀量影响很小。塑料熔体几经Z 形弯绕流动，注入针阀式喷嘴的流道。

流道两端用螺塞封堵。

隔绝垫12 的轴线方向，两块流道板和三个隔热块的纵向热膨胀，将它们压紧在定模固定板8 和定模板13 之间。在室温下安装时隔热块与定模固定板8 之间留有0.02 ～ 0.05mm 空隙。

流道侧弯板10 只能在两个侧平面加热。作为独立加热区有热电偶测温。加热导线和热电偶引线，集束在不锈钢在框管里联接到模具外壁的接插件上。

3 针阀式喷嘴设计的改革

实现斜向注射应用到整体式热流道技术。要防止流道板的热量传递给活塞与缸体上的橡胶密封圈。要解决喷嘴的两头由于模板温差，造成弯曲变形。还要能调节圆锥头阀针的轴向位置。

1) 气动和液压通用的驱动缸，如图4 所示。

针阀的驱动气缸坐落在流道侧板上，有四个螺钉8 紧固。气缸的钛合金底板10 与流道板隔热。该底板挖有大面积凹槽，用气隙绝热。在缸体7 底部位置还有冷却循环水管道降温。缸的温度不能超过45 ～ 55℃。

图4 所示用作气缸，气动压力通常是0.4 ～1MPa。有活塞直径35mm，气压0.5MPa 时, 阀针1 可以获得481N 的闭合力。控制气路由气压阀和电磁换向阀组成。

图示缸也可用液压驱动，油压通常是2 ～8MPa。控制油路由压力阀和流量阀组成。通常利用注射机的控制系统联结油缸的控制油路。设计液压缸的活塞直径35mm，液压油压力5MPa时, 阀针可以获得4810N 的闭合力。液压驱动适合高压注射，适用于高黏度塑料熔体，有足够大的闭合力。

（2）阀针闭合位置可调节的双重配合，如图3 和图4。

圆锥头浇口的闭合密封有效，比圆柱头应用广。但阀针闭合轴向位置需要精细的调节。如图4 所示，在阀针闭合时活塞与缸盖间没有间隙。又见图3，此时圆锥头与浇口锥孔间也无间隙。圆锥洞口处于静不定状态，双重配合作用面不可能有相等压力。针阀的圆锥头浇口区的载荷越小越好。要实现双重配合，阀针的轴向位置应能够调节并锁紧。喷嘴用细牙螺纹与流道侧弯板联接。考虑流道板横向热膨胀，对于喷嘴头固定端有弯曲变形。在喷嘴的螺纹固定段外挖有圆弧圆周槽，壳体有一定的柔性。图4 所示，装针螺杆2 吊挂阀针圆柱头，内有内六角扳手孔。阀针位置沿轴线方向可以调节。在注射成型的条件下，使浇口受到载荷最小。完成闭合后再用内六角螺钉5 锁紧。又见图3，定模固定板8 上有阀针位置调节开孔7。可以不拆卸模板和缸体进行阀针位置调节。