侧浇口浇注系统凝料自动切断的几种方法探讨

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侧浇口浇注系统凝料自动切断的几种方法探讨
摘要： 本文针对只能使用侧浇口进料的产品进行分析，探讨了侧浇口浇注系统在模具中自动切除的几种方法，如延迟顶出法，预顶切除法和油缸滑块切断法，并举例说明这几种方法各自的特点及应用。

$ q$ J- c5 }2 C; W  ^* y1 w随着模具技术的不断发展和注塑生产自动化的不断普及，注塑模具必须满足自动化生产的需求。在注塑生产过程中，要求流道废料和产品自动分开，产品（或废料）自动落下，流道废料（或产品）用机械手夹走。目前，很多模具使用热流道系统直接进料，使用冷流道的模具就尽量使用潜伏式浇口或者点浇口浇注系统。但由于不同的塑料、不同的产品形状以及产品功能多样化，对浇口都有不一样的要求。本文针对那些只能使用侧浇口进料的产品进行分析，探讨了侧浇口浇注系统在模具中自动切除的几种方法，如延迟顶出法，预顶切除法和油缸滑块切断法，并举例说明这几种方法各自的特点及应用。

6 U: I: z- u) |0 k) e! i1 差动式顶出切断法

采用差动式顶出切断侧浇注系统凝料，就是错开产品的顶出和浇口流道凝料的顶出时间。模具开模顶出时，先将产品顶出，浇口流道凝料留在动模，待产品在顶针的作用下与浇口流道凝料脱离后，流道顶针再顶出流道，即把浇口流道凝料顶出。
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下面以三通管塑件为例加以说明。如图1示为三通管塑件，材料为POM。圆管外形，不能做潜伏式浇口；POM料，也不适合做点浇口浇注系统；从成本上考虑，做热流道和三板模也不适合。经综合考虑，该产品宜采用侧浇口进料方式。产品在模具中的布排和浇注系统的开设如图2所示。

9 z% a' H3 {) n; ]/ X% z" H% B- E: S) p三通管件注射模采用差动式顶出的结构如图3所示。从图3（a）中可以看出，在流道顶针4的杯头下面有一销钉5，固定在动模座板8上，合模时由顶针面板6和销钉5将流道顶针4位置固定，在流道顶针4的正下方位置的顶针托板7上开设一个顶针杯头的行程扩孔，起到延迟顶出的作用。A处的正锥形流道倒扣的作用是当产品顶针顶出产品而流道顶针延迟的时候，把流道拉住，使流道和产品分离。图3（b）为第一次顶出，产品先被顶出与流道分开，流道由于倒扣和扩孔位置的作用不动，直到顶针板走完流道顶针的扩孔行程，实现浇注系统凝料与产品分离。当扩孔行程走完后，第二次顶出开始，如图3（c），流道顶针开始起作用，把流道凝料顶出，顶出结束。

差动式顶出法是目前最简单的一种侧浇口自动切断方式，但由于产品上浇口的断面不整齐，经常会留有浇口残料在产品上，影响产品外观，因此这种方案只用在外观要求不高的产品上。
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" m7 H9 z$ y0 b" G) ]' K2 预顶切断法
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: H2 i; a: b% F4 e预顶即预顶出，可以在注射到保压过程中，顶出轴的顶棒就能实现前进和后退的功能。当注塑机射出开始的任意时间经过后，预顶出棒可以前进到浇口处，将其切断。模具内的浇口剪切针会把成型品的浇口部压缩（切断），成型品和流道因此而分离。浇口剪切针的前进时间由时间控制器来自由调整，图4为具有预顶切断浇口功能的注塑机控制面板的参数设置。
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预顶出在注塑机上的设定方法：

# j# t1 E- a; D  _) g! Z(1) 将预先顶出模式ON/OFF设定为ON。
(2) 预先延迟时间设定（尽量以0.01秒为单位）。

预先延迟时间，是预先动作开始时间，从射出开始到各动作开始时间的设定。一般的设定是：射出时间+保压时间的一半左右，如果在射出过程中进行预顶动作，由于浇口处处于闭合状态，可能会造成模具的损坏；如果冷却时间太长，塑料固化，浇口堵塞，浇口剪切针负荷过重，有可能折断。

3 g3 B" g$ f# I9 X6 R8 k+ P(3) 预前进位置、速度、前进停止时间的设定

8 _7 D0 I9 J& w2 b: M% e“预前进位置”的设定，要很好理解模具结构，从预想的顶出行程的一半左右慢慢增加，最后以0.01mm为单位的设定来确认成型品。
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“预前顶出前进速度”的设定，先把速度设定为较慢的5mm/s，然后根据成型的状况慢慢增加。
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$ |; W1 u& z. `3 C4 k“停止时间”的设定，停止时间是浇口切断针刚好切断浇口时的时间，一般在较柔软的状态进行浇口切断时有效。

(4) 预后退位置设定
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- U( t& F$ a7 e% _& I$ ^# W设定浇口切断结束后的返回位置。一般设定成与预顶开始时位置一致，后退速度一般要比前进时设定的动作要慢些。
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6 Z+ X  \1 E" a3 @2 [' \1 W设定好的参数如图5示。

模内浇口剪切过程如图6。由图可知，要实现预顶功能，除了在注塑机上要有预顶的机能外，还需要注意模具结构的设计。在模具上，除了流道剪切针之外的所有其它顶针底部都要扩孔，保证顶针可以有一定的行程，其扩孔距离就是流道剪切针的预顶距离。

% [# ^4 R1 F& m1 V: z并不是所有的注塑机的控制器都有预顶的机能，如果需要增加预顶机能则需升级控制器软件，而注塑机必须要CNC控制装置和AC伺服马达。同时需要对传统模具的顶出结构进行改造。改造前后模具的顶出结构如图7示。

: l$ e" ^8 u! C& I  y8 J# [3 油缸滑块切断法
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油缸滑块切断法的特点是在浇口处的动定模板上分别做两个可动的镶件。模具两次开模，定模单独开一次模，定模板和定模座板分开。定模板内的浇口镶件固定在定模板上，在第一次开模时随定模板一同不动，定模板随动模一同后退，让出切浇口流道的空间。第一次开模完成后注塑机暂时停止开模，油缸带动滑块将浇口流道凝料推离产品，然后继续第二次开模，最后顶出。图8为某产品布排和进料方式及模具结构示意图。

% r/ I  n, h+ @5 P& n模具动作顺序如图9（a）、（b）所示。

(1) 定模一侧第一次开模，定模浇口流道镶件固定在定模板上，定模板向后退开一段距离。定模浇口流道镶件同流道冷料分开，让出空间。

# m) ~/ [+ i( w6 s( A( l(2) 第一次开模动作完成后，油缸往前推，推动动模流道镶件切断浇口。

1 y7 X+ `/ z4 ~- B(3) 油缸滑块切断浇口后，注塑机继续完成开模动作，然后顶出制品。
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此方案的特点是浇口切断面平整，一般用在要求较高的产品上。唯一的缺点是成本较高，加工较为困难。

. p9 O& Q& g8 r, \. A) i& j* l4 结束语
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: a3 c8 s5 s+ ^4 K$ [# N7 t综上所述，侧浇口浇注系统凝料自动切断的方法各有特点，差动式顶出法是目前最简单的一种侧浇口自动切断方式，但产品外观质量较差；预顶法需要注塑机有预顶的机能，并且在模具结构上，除了流道剪切针之外的所有其他顶针底部都要扩孔，保证流道剪切针可以有一定的预顶距离；油缸滑块切断法的浇口切断面平整，产品外观质量较高，缺点是成本较高，加工较为困难。因此，在进行模具设计时，应根据产品的特点和客户的要求，综合考虑各个方面的因素，选择一种较为合适的侧浇口浇注系统凝料自动切断的方案。

参考文献
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[4] 编写组编著.塑料模设计手册[M].北京:机械工业出版社，2002.7.