模具毕业设计成型墨盒配件热流道系统设计.docx
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模具毕业设计成型墨盒配件热流道系统设计
成型墨盒配件热流道系统设计
声明
本人所呈交的成型墨盒配件热流道系统工艺分析与装配，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：
日期：
【摘要】
热流道技术是应用于塑料注塑模浇注流道系统的一种先进技术，是塑料成型工艺发展的一个热点方向。
所谓热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑料始终保持熔融状态，在每次开模时不需要固化作为废料取出，滞留在浇注系统中的熔料可以在下一次注射时被注入型腔。
本课题就是通过对成型墨盒配件的热流道系统进行功能介绍，对它的各个组成进行简单阐述，并对热流道系统的工艺和装配将做详细的分析和研究。
使自己对热流道有一定的认识，有概括性的了解，对热流道的各个组成部分的作用进行深入研究，并能把自己在学校所学的理论知识与实践紧密结合，最终能达到举一反三的效果。
【关键词】：
热流道；工艺；设计；生产装配
目录
一、热流道系统简介2
（一）热流道系统概念2
（二）热流道的优势2
（三）热流道的局限性3
（四）热流道种类3
（五）热流道系统的使用要求4
（六）使用热流道成型材料的要求：
5
二、成型墨盒配件热流道系统的设计5
三、热流道的加工及安装检测18
（一）压线机的介绍19
（二）热咀加工19
（三）加工检测19
（四）装配与调试20
总结21
参考文献22
致谢23
引言
当今社会，随着人们的生活水平的提高，各行各业对于自身企业所生产出的产品要求越来越高，随之应运出了与之传统冷流道相对应的热流道。
热流道系统打出来的塑料件从外表面的痕迹来看相比较冷流道打出来的产品要好很多，成型品的品质好，凹痕，流痕较少。
热流道系统常被应用于对于产品精度相对要求高的产品，如手机外壳，车门饰件，电视机前后框等。
塑件在我们的生活中无处不在，这也同样加大了热流道系统的模具对于生活中的应用。
热流道系统的模具在效率上面可缩短充填时间，在冷却的时候也不会受到流道冷却时间的影响，能够精确的控制浇口温度。
任何事物终有正反两面，热流道系统也有它的缺陷，首先成本高于冷流道，当热流道系统发生堵塞时，清理也比较麻烦，模具的加工也比传统冷流道难度大，所以在产品精度要求不高，时常需要换模具的时不建议使用热流道系统。
本课题将主要研究热流道系统的工艺分析与装配并对于热流道系统进行分析，努力提高自己对所学专业知识和专业技能的理解，积极锻炼自己在企业的实习岗位实践能力和与人沟通能力。
一、热流道系统简介
（一）热流道系统概念
热流道系统是指传输塑化物料进入型腔的一整套系统,如图1-1所示。
图1-1热流道系统结构图
（二）热流道的优势
1.可以降低原材料成本：
没有料杆产生，冷流道中的料杆成为流到中熔融的原材料。
2.其减少了潜在的工作量，降低生产成本。
3.简化了模具设计特别是对于3板模具。
4.限制了胶体的温度下降，对熔融温度不良的结晶性塑料有非常大的意义。
5.热流道系统可以精准的控制胶体的温度。
6.注射过程注射压力损失小，降低了注射压力机锁模力。
7.可完成大型长流程制品。
8.优化了注射点的位置，对均匀冲模起到有利的作用，保压压力损失比冷流道少了横多。
9.对于时间的控制有调节保压时间的作用，可以起到控制浇口的作用，保压压力损失比冷流道少。
10.对冷流道不可能生产的产品变为可以生产，例如：
a.流动性很差的材料。
b.添加剂较多的较难成行的产品
c.薄壁件。
11.实现了自动化得生产
12.缩短了制品的成型时间，可以实现高速化流水线生产。
a.注射的时间短，省略了材料从满流到的时间。
b.保压的时间缩短。
省略了冷流道部分的保压时间。
c.省去去留倒料及清理时间。
d.缩短了冷却时间，冷流道莫剧中的主流道及分流道需要较长时间的冷却时间反之热流道则没有此部分流到冷却时间。
（三）热流道的局限性
1.根据具体塑料品种及其应用进行选择，缺乏统一性。
2.热敏性塑料有烧焦的可能性。
3.原材料中夹带的杂货会堵住流到或浇口。
4.流到死角较难克服。
5.热流道系统会增加模具的厚度，有可能会超过注塑机的模具厚度。
6.对热流道的维护需要专业的训练。
7.由于热最直径的关系，小型腔分布方式及数量会受到限制。
（四）热流道种类
热流道技术类型，如图4-1所示。
按浇口来分，如图4-2所示。
图4-1技术类型图4-2浇口分类
按加热类型可分为内加热和外加热。
内加热：
在热咀流到内插入芯轴式的内部加热器，可以控制喷嘴温度，再结构上和绝热喷嘴比较可缩短长度，有利于形成高型腔的塑件。
外加热：
在浇道喷嘴的外侧有型套式的外部加热，可以控制温度。
（五）热流道系统的使用要求
1.浇口由于剪切速率造成温度升高，需要相应的温度补偿。
2.寿命长。
3.安装，更换，维护容易。
4.换色的快且干净。
5.系统不能泄露。
6.流动要平衡，最好能保证溶蚀充满型腔。
7.温度均匀且恒定的，需要克服热损耗。
8.液压，气压缸：
需要冷却系统，保证最高温度在80~100℃的。
不然会造成漏气。
（气缸适合压力低，低粘度的材料。
）
9.浇口要清洁干净。
10.对材料：
要求承受压力：
防止部件间的粘结：
防止腐蚀磨损；某些部件需热传递系数第，并同时满总各种不同温度的要求。
11.分流板小形同适用于热敏性塑料，减少熔体在流到内的时间换色：
大系统流动性差，流到径/质量（l/g）高剪切敏感的材料。
12.对于热流道技术的推荐如下：
a.无定型塑料
1）交口中的固化需要浇口曲云有较低的温度，这就要选好制造浇口的模具材料，并通过浇口区域对冷却敏感。
喷嘴的顶端与磨具有较大的接触面积，因此不需要站们绝热。
2）喷嘴的浇口会将热量传第到模具型腔，如果喷嘴的接触表面太热，回事注塑件表面变形。
3）除了注塑PVC和CA，整个热流道系统准许有较大的温度波动。
b.结晶塑件
保压期间要保持浇口开放，为阻止浇口快速固态化，需要高温的交口去。
为此使用内热式的浇口的喷嘴，为了不让喷嘴热传递到模具的型腔，喷嘴的顶端应设置绝热区域。
c.热塑性弹性体有吐下的一般性建议。
1）浇口的直径应很小并有锐边，设有圆筒状部分，足以使流到破裂后分离
2）使用开关式喷嘴，以阻止主流道断开位置上出现凹陷。
3）使用测浇口，使剪切而不断裂
4）热敏性塑料加工时对热流道系统附加的要求
5）限制热流道中存料的体积与注射量的比率，要缩短塑料在流到中的时间，模具型腔总体积小于分流道的容量时，应这样做。
6）将系统分成更多的温度控制区，以减少系统各部位的温度差。
使用的加热器要求具有接近线性的温度变化特征。
7）避免系统内塑件滞留，采用内热式的分流板，热咀与与鱼雷棒具有较大的绝热仓、
8）在主流道和注射咀的系统里，保持无泄漏。
（六）使用热流道成型材料的要求：
1.成型温度范围广，即使低温也易成型。
2.在低温时流动性对压力敏感。
3.导热性能好。
4.为使塑件能迅速从模具中取出，塑料的热变形为年度要高。
5.塑料的比热较低。
二、成型墨盒配件热流道系统的设计
热流道的设计是一个系统、繁琐，一对一具体设计的过程。
它的流程包含如下：
1.点位的确认；2.系统的选择；3.流道的排布，系统的设计；4.产品的生产设计及试模成型。
图5-1打印机碳粉盒模具标准2D视图（在附录中附上面各大图）
从图中可以获取相关信息，找出模具的定模部分如图5-2所示。
图5-2定模
图5-2中找出客户的天地侧，基准位信息，确认视图方向，从图5-2可知上图是从型腔往注射机方向，先将客户模板镜像，方便热流道设计。
热流道设计需要占用客户前两块板（从注射咀方向）。
所以，设计热流道时候，只需要保留模具前两块板，及这两块板上的所有部件加工位置。
对图5-2进行插板拆除多余留下前两块板及模具点位如图5-3。
图5-3定模前2块模板
图中四个绿色的点位是客户给的模具的进胶点，首先先设计流到板的外形，流道板是流道的水平走向控制，要优先设计流道板是热流道系统的中心部分。
热流道根据设计可分为:
板式热流道和管式热两种。
标准的板式热流道具有沿板的轴线对称分布的流道。
流道由打孔而成,且必须经过抛光,以保证没有死角,并尽量的减少流体的滞留。
管式热流道并非在流道板内打孔、抛光而成,而是一种专门的管道。
这个管道外面缠绕着陶瓷绝缘的加热丝,安装在流道板内的孔里,以便于整个系统的安装。
这种管式流道板因质量小与外界的绝热性能好,所以需要较少的加热功率,并且可以保证熔体流动过程中温度波动小,适用于各种热敏材料,如LCP、PA66、PBT、PC、PEEK、PET、PSU及含玻璃纤维的PVC材料等。
热流道的形式与模腔分布相匹配,通常也采用对称模式,以保证熔体流动中的自然平衡。
在流道板的设计中,要考虑以下要求:
（1）保证均匀的填充每个型腔。
（2）保证熔体在流动过程中压力损失尽量小。
（3）在熔体流动过程中,保持恒定的温度,以防止熔体粘度改变,甚至因温度过高而发生降解。
（4）排除“死角”,以防止熔体在流道内滞留。
（5）尽量低的能量损耗。
（6）流道板和模具之间良好的绝热,以降低温度控制的难度。
（7）尽量短的预热时间。
（8）流道板和喷嘴之间无泄漏。
（9）易于清洗,以便于换色。
（10）耐用,更换加热元件方便。
图5-4热流道模式图
从图5-4中可知有2种流道的排法，一种为X型，第二种为工型。
设计时优先要使点位到注射咀流程最小，两点之间直线最短，所以选择X形的流到排布如图5-5。
图5-5流道走向
根据流到进行分流板外形的排布，设计的准则是在保证强度的同希望分流板外形材料最少。
因为材料越多吸热也就越多分流板所丢失的热量也就越多，同时分流板大了，客户模板的开框也就相应变大，这是客户所不希望的。
经过理论与实践得到了最科学的分流板头部形状如图5-6。
之后排布分流板外形，如图5-7分流板形状。
图5-6分流板头部形状
图5-7分流板形状
在分流板中对发热丝进行排布（发热丝作用是对分流板进行加热的件）设计要求分流板各个部分温度保持一致这样胶体温度才能各部位温差均匀，所以发热丝之间距离要注意保持，不能太近也不能太远，太近局部温度过高，太远局部温度过低。
图5-8发热丝排布
图中排布了2根发热丝，发热丝长度相等，加热效果比较均匀。
我们分流板需要放入客户的模板之中，所以我们需要对客户的模板进行开框。
图5-9分流板开框
开框是为了把我们的系统放入，图中绿色挖框是我们系统加热装置及感温装置出线槽，下方的排污槽是为了排除安装生产过程中产生的废气物，出现槽的上方会有接线盒对我们系统加热装置及感温装置的线进行接线，用来连接温控箱。
之后防止表面热电偶（感温作用）控制分流板温度如图5-10。
图5-10感温点
水平流到排放完，要排放竖直的流道，使胶体进图型腔。
放置热咀如图5-11所示。
之后再模板中心放置注射咀（用于连接注射机炮嘴）。
在点位放置气缸（起作用时通过升降阀针来控制胶体进入型腔），如图5-12所示。
图5-11热咀放置图
汽缸的主要内部结构，汽缸是靠气压把阀针压到下面图所示，当上面的输气管道向汽缸输气时，由于压力作用，外活塞开始向下运动，而内活塞顶着它，自然就会向下运动，同时里面的阀针会带着向下运动，当运动到如图所示时，为活塞向下的最大行程，阀针前段就会堵住热嘴的浇口，热嘴就不在出胶，这时候，想要出胶，上面输气管道关闭，下面输气管道输气，活塞向上移动，阀针也会向上移动，浇口重新打开，出胶，这就相当于开关一样，控制热嘴的胶体进出当然这要求内部密封性要好，所以要加上密封圈，防止漏气，这汽缸根据里面的阀针直径大小，也会分一些种类，像我所设计的热嘴所对应的热嘴就是如图1-15的VC68汽缸，因为我所设计的阀针直径是6MM，是它的规格，当然，还有VC58vc88vc78等等，直径不一样，设计气缸的时候，如果模板高度有问题的话我们就要跟客户协商，调整板厚，因为汽缸是标准件，长度是固定的，图中板厚正好符合我们的汽缸高度标准，所以不需要调整。
图5-12放置气缸图
之后排放B2螺丝用于锁紧模板，放置导柱用于安装系统防止客户磨具与热咀碰撞造成损坏。
之后标准各加工点坐标位置以便客户加工如图5-13。
图5-13注视图加工位
由于我侧视图只表示各零件孔的加工尺寸，与主视图无对应关系所以不必每个零件位置多需要对应热咀是热流道的重要组成，它的一些原理与注射嘴类似，外面都套了加热器来进行加热，它的内部也开了一条流道，也是有其一定的标准的，为我所设计的分流板热咀型号，Bala35针阀，这是根据客户的产品以及塑料类别决定的，那么它的流道就是15MM,热咀本体外径就是35.2，以此类推，加热器的规格也随之有好几种，我的这款热咀与分流板的连接并不是什么螺丝等连接的，而是靠压力进行连接的，这个就相对要求比较高，还有的就是那种所谓的螺纹连接，就相当于把热咀拧上去，图5-13是这款热咀的剖视图，外边包着的一层是热咀的加热器，下面的线是它的电源连接线，插上电就能加热了，而流道里面黄色的那根长的针就是阀针了，就相当于流道的开关了，如图5-12所示，阀针靠汽缸运动到下面的位置，就把热咀前面的浇口堵住了，这样自然而然就打不出胶了，当运动到上面的时候，浇口就会松开了，浇口就会出胶，所以阀针的紧密性就比较高了，要与热咀内部紧密贴死，不然就会漏胶。
热咀的长度就要根据模具产品分型面的长而决定的，右图是客户提供的分型面高度，那我就要把咀调整到图上面的高度，而且这是点浇口，所以分型面要十分精确，不能短或者长，这是热咀设计的一个特别注意点。
图5-13热咀剖视图
侧视图除了表示个零件具体的加工位置还表示热咀的长度，之后放置图纸标题框。
放置电磁阀排放气路，电磁阀通过气路输送气体来控制气缸，上下活动阀针来控制胶体的进入型腔，此步骤由于客户需要避开模板上的零件客户会自行排布之后该份图纸打印出来由各组领导审核，完毕之后，绘制3D，我司3D主要包含客户模板的开框，及我司系统在客户开框中放置的位置。
图5-14完整2D图
如图5-15所示是绘制的3d图档，它主要由solidworks绘制完成，绘制热流道的3d步骤如下，首先是，绘制热流道产品的3d，，内部结构不需要很详细，像分流板，它的内部结构流道等等就不需要绘制，只需要表面的一些东西，这只是整体的一个大概示意图，也牵涉到公司的一些技术等等，所以只要整体的一个形状，主要靠3d里面的拉伸和旋转等等就能完成，然后就要绘制热流道的开框3d，上图中一些热嘴和注射嘴2d图纸中，往往外面会有虚线包裹着，这就是他的开框形状，而且分流板与注射嘴等等它的开框大小都不同，都有相应的参数控制，我们会按照系统零件的3d画法同样绘制出开框3d，然后绘制客户的模板，只要绘制热流道所放置的三四块版，然后把开矿3d放到模板里面切除一下（solidworks有型腔的功能），最后把系统零件3d放置切好的模板里，如图1-21所示，就是四点针阀热流道的最后3d成形图，很直观，红色的区域就是热流道的开框，我用颜色渲染了一下，更能区分开来，最后客户会根据3d来进行模具的挖框。
图5-15系统3D
之后发送给客户。
客户会产看开框是否与其模具中的零部件是否干涉及设计是否符合其产品成型的要求，然后与我司设计沟通是否需要改进，如需要我司会更新系统的设计。
带起确认无误后，客户会根据该图纸对自己模具进行开框。
同时会向我司下单。
三、热流道的加工及安装检测
完成热流道系统生产图纸绘制，根据图纸对热流道系统加工。
热流道系统的加工主要分为：
分流板的加工及热咀的加工。
其中分流板加工流程如下：
1.开外形，从整块大的钢板中使用MAZAKE铣床加工中心如图3-1铣出多块分流板。
2.降面，对分流板厚度加工到需求板厚并留有余量。
3.枪钻，在分流板内枪钻出流道如图3-2。
4.铣槽，在分流板正反两面铣出发热丝槽，以便安装发热丝。
5.压线，使用压线机如图3-3所示将折弯好的发热丝压入发热丝槽内。
6.降面，对压好发热丝的分流板进行2次降面控制正精度。
7.研磨，使用研磨机如图3-4所示对分流板厚度平面进行研磨，是表面美观并控制精准的厚度公差。
8.冲洗，使用氮气对分流板流道进行冲洗，排除流道内的杂物并光滑流道。
图3-1MAZAKE铣床图3-2枪钻
图3-3压线机图3-4平面磨床
（一）压线机的介绍
压线机是用来将已经放进到槽中的发热丝上上部的铜条进行挤压作用，让其深深地压入到槽，于分流板之间的整合度更加完美。
（二）热咀加工
热咀加工流程主要使用数车进行，将柱形毛坯料截断，放入数车进行加工即可完成。
（三）加工检测
分流板生产完成送到检测间，通过三坐标测量仪如图6-5，对分流板的外形已经各个尺寸进行检测，查看是否符合。
图3-5三坐标测量机
1.测量仪器：
三坐标测量机
它是指能够在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状，尺寸等测量能力的仪器。
2.检测方法
根据图纸上标示出的板厚以及各个位置的公差值，用探头来测定分流板加工是否合格。
对于精度要求高的精密配合的尺寸必须精确测量。
不合格判断：
不符合图纸标识的公差，超出公差范围0.005以外，视为不良,需要重新加工孔或凹面。
（四）装配与调试
检测完成后，进行系统装配。
热流道系统加热测试，通过温控箱图6-6所示对分流板进行加热测试。
测试的目的：
通过加热测试，来检测分流板各个点位上的热咀的加热是否平衡及是否漏电。
图3-6图名图3-7图名
总结
本段需重写，写关于论文撰写的总结，不是实习小结。
出了校园感觉到了现实生活的残酷，在学校时候感觉学习无所谓老师想着方法的让我们学习，出了校园是自己求着去学习，而人家是爱理不理。
在这里一切都必须遵守公司的规章制度，即使犯了很小的错误都要付出很大的代价。
我自我感觉还是比较幸运，一离开校园就找到设计的工作，即使很累，但是相比较其他同学，有感觉这算不了什么。
做了一段时间的设计感觉设计这行是一个十分锻炼人的地方，他使我慢慢变成了一个细心人。
参考文献
[1]王建华.注射模的热流道技术.机械工业出版社.2006年第一版
[2]弗伦克勒.注射模具的热流道.化学工业出版社.2005年第一版
[3]魏峥.Solidworks2008基础教程与上机指导.清华大学出版社.2008年第一版
[4]申开智.塑料成型模具.中国轻工业出版社.2003年第一版
[5]刘力.机械制图[M].北京：
高等教育出版社，2004年
致谢
本论文说明书在指导老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和论证，无不凝聚着指导老师的心血和汗水，也始终感受着指导老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。
在此向我的指导老师—成立表示深深的感谢和崇高的敬意。
在论文的完成过程当中，同时得到了同学的热情帮助，一并表示深深地感谢!
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