09-浇注系统的设计

第四章注射模具浇注系统的设计,4-1浇注系统概述4-2主流道的设计4-3分流道的设计4-4浇口的设计4-5冷料穴和拉料脱模装置4-6排气和引气系统,4-1浇注系统概述,浇注系统(RunnerSystem)flash浇注系统也称作浇道系统或是流道系统，是熔融塑料自射出机射嘴到模穴的必经通道。注射模具的浇注系统是将注射机料筒中的熔融塑料从喷嘴高压喷出后，稳定而顺畅地进入并同时充满型腔的各个空间的通道。浇注系统的选择是模具设计的一个重要环节。设计前首先对塑件的采用的材料和几何形状、机床设备可能产生的缺陷，以及填充料等做一全面的分析分型面的选择与浇注系统有密切关系,4-1浇注系统概述,浇注系统分类热流道浇注系统无流道凝料普通（冷）流道浇注系统有流道凝料设计脱模机构时既要考虑塑件的脱模，也要考虑流道凝料的脱模。,4-1浇注系统概述,浇注系统的组成主流道分流道浇口冷料穴(冷料井)排气槽或溢流槽,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计原则示意图形式和位置的选择根据塑件的材料、形状、大小及壁厚等因素，结合分型面的形式选择进料口位置与形状应结合塑件的形状和技术而确定尽量避免直接撞击型芯、嵌件,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计原则示意图布局设计应尽量减少弯折，有较高光洁度。能顺利的引导塑件注入到型腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊乱，使型腔内气体能顺利排出据塑件型腔数目设计浇注系统的布局，对于一模多腔时应尽量与模板中心对称对于一模多种产品时，应考虑把误差最小的放一个模具内部；对有要求的产品要多方位的考虑浇口及成型方式流道尽量采用自然平衡式的布置方式无法自然平衡时采用人工平衡法平衡流道,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计原则示意图截面积和长度的选择据所选取塑料的成型性能特别是流动性能选择应选择最短流程以缩短填充时间考虑成本和注射效率尽量缩短物料流程和便于清除浇注凝料浇注系统的容积应取最小值顶出点的考虑需考虑适当的顶出位置以避免成形品脱模变形。,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计重点示意图废料的考虑在可顺利充填同时不影响流动及压力损耗的前提下，减小流道体积(长度或截面积大小)以减少流道废料产生及回收费用冷料的考虑在流道系统上设计适当的冷料井、溢料槽以补充填初始阶段较冷的塑料，防止冷料直接进入模穴影响充填品质,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计重点示意图排气性浇注系统的设计应考虑模具的排气性良好排气的考虑应顺利导引塑料填满模穴，并使模穴内空气得以顺利逃逸，以避免填充不满或包封烧焦的问题。,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计重点示意图成形品品质的考虑避免发生短射、毛边、包封、缝合线、流痕、喷流、残余应力、翘曲变形、模仁偏移等问题流道系统流程较长或是多点进浇时，由于流动不平衡、保压不足或是不均匀收缩所导致的成品翘曲变形问题应加以防止产品外观性质良好，去除修整浇口方便，浇口痕无损于塑件外观以及应用,4-1浇注系统概述,浇注系统的设计重点示意图使用塑料的考虑粘度较高或L/t比较短的塑料避免使用过长或过小尺寸的流道。生产效率的考虑尽可能减少所需的后加工，使成形周期缩短，提高生产效率。,4-1浇注系统概述,4-2主流道的设计,主流道概述是连接注射机喷嘴到分流道之间的一段通道；是注射机与注射模具的桥梁；是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位；通常与注射机喷嘴在同一轴线上，界面为圆形并带有一定的锥度；熔料在主流道中并不改变方向。,4-2主流道的设计,主流道的设计主流道的大小与物料进入型腔的流动速度以及充模时间有着密切的关系。太大：体积增大、凝料增多、冷却时间延长易包藏较多空气，如排气不良塑件内部易产生气泡或组织疏松等缺陷，影响塑件质量易形成进料漩涡冷却不足时，易造成主流道凝料脱模困难等不良后果。太小物料流动过程中冷却面积相对增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，容易造成成型困难。,4-2主流道的设计,主流道的结构型式整体式主流道最简单的型式，由定模板整体加工而成，适用于简单模具。组合式主流道定模板由两块模板组成，主流道在两块板上分别加工，再组合，形式简单，但要注意保证同轴度。浇口套式主流道最常用的结构由于主流道部分与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模上，而是制成可拆卸的浇口套，以便于选用优质钢材和热处理。用螺钉或配合形式固定在定模板上。垂直式主流道倾斜式主流道,4-2主流道的设计,主流道的结构型式整体式主流道组合式主流道浇口套式主流道最常用的结构垂直式主流道倾斜式主流道,4-2主流道的设计,主流道设计要点采用=36的圆锥孔以便取出浇口凝料，对于流动性差的塑料取较大值；保证成型良好的前提下，主流道长度尽量短，否则凝料增多、压力损失加大、降温过多影响成型，一般应小于60mm。锥孔大端有R1R2的过渡圆角，以减小料流转向时的阻力。锥孔内壁粗糙Ra=0.63m（Ra=0.4-0.8m）,主流道设计要点当与注射区直接接触时，为防止型腔压力的反作用力，出料端端面直径D尽量小浇口套的凹球面与注射机喷嘴头的凸球面吻合：Sr=SR+（0.51）mmd=d1+(0.51)mmL2=35mm注射机喷嘴头球面与主流道孔清角连接，不应有倒拔部分，以利于顺利脱模。浇口套长度L尽量短，L越大压力损失越大，降温越大，影响成型。,4-2主流道的设计,主流道设计要点定位环外径与注射机定位孔间隙配合（0.050.15）；定位环厚度L1=510mm，小于注射机定位孔深度；浇口套端面与定模相配合部分的平面高度一致；浇口套尽量不采用对接形式，若L必须加长，应采用如图4-3的方法。浇口套选用较好材质，进行淬硬处理和耐磨处理，硬度应小于注射机喷嘴硬度。,4-2主流道的设计,设计要求：D=d+（0.51）mm不应有倒拔角A处紧密贴合，不能有间隙,4-2主流道的设计,4-2主流道的设计,a.一体式，无紧固装置，小型模具b.批量不大的特小模具c.夹于两模板间d.e常用形式,浇口套的结构形式，如图,倾斜式主流道设计：由于受制品及模具结构的影响，或由于浇注系统及腔数的限制，使主流道偏离模具中心，有时这距离很大，造成模具使用时出现问题:在推出制品时，由于推出不在模具中心，推板及推杆固定板容易推偏，易造成推杆折断，制品变形或损坏。由于主流道不在中心，会造成单面缝隙过大而产生溢料.上述问题虽可用三板模结构来解决，但这样会使模具成本提高。所以在上述情况下，采用倾斜式主流道的设计可以避免或改进其不足。,4-2主流道的设计,倾斜式主流道设计：倾斜角主要与塑料性能有关PE、PP、PA、POM等塑料，其倾斜角最大可达30；HIPS、ABS、PC等塑料，倾斜角最大可达20SAN、PMMA不能用倾斜式主流道。其他设计参数与垂直式主流道的设计相同可用Z型拉料杆将主流道凝料拉出。,4-2主流道的设计,4-2主流道的设计,定位环（法兰）的结构形式功能:模具被装上注塑机时，便于将浇口套对准注塑机的喷嘴。一般带肩：利用注塑机的机板底消注射时的反压力，减少固定螺栓的断折。,4-3分流道的设计,分流道概述示意图是主流道与浇口中间连接部分的通道。是熔料从主流道中通过流道截面以及方向的变化，平稳进入浇口的通道。一般设计在分型面上，其作用是熔料分流和转换方向。多型腔的模具一定设置分流道；单型腔模具成型大中型塑件时，考虑流道的脱模或采用多浇口进料也需设置分流道。,4-3分流道的设计,分流道的设计原则熔体以最短的路径，最小的热量、压力损失，快速射入型腔。要短、容积小、少折弯、粗糙度适当在保证足够的注射压力时，分流道的截面积和长度应尽量取小值。熔体从各浇口进入型腔的温度、压力应该相同，以保证各型腔中制品的收缩率相同。分流道截面积总合小于主流道；每一级流道的截面积要比下一级流道大10-20。分流道的转折处应圆弧过渡，与浇口的连接处应加工成斜面，以利于熔料流道。便于加工，使用标准刀具，尽量避免制造专用刀具。,4-3分流道的设计,分流道的设计要点截面积：满足注射工艺的条件下尽量小。过小：注射速度降低、填充时间延长，同时可能出现缺料、烧焦、皱纹、缩孔等塑件缺陷。过大：凝料增多，冷却时间延长。注意：分流道冷却时间应比塑件的冷却时间短，不影响注射效率；分流道截面积总合小于主流道；每一级流道的截面积要比下一级流道大10-20；多腔时，分流道截面积为各浇口面积之和；设计时采用较小截面积，试模时可修正。,4-3分流道的设计,分流道的设计要点分流道和型腔的分布原则：排列紧凑、间距合理，尽量缩小成型区域总面积。尽量采用自然平衡式的布置方式，如轴或中心对称，无法自然平衡时采用人工平衡法平衡。对于一模多种产品时，应考虑把误差最小的放一个模具内部；对有要求的产品要多方位的考虑浇口及成型方式。流道最好使分流道和型腔投影面积中心与锁模力中心重合形状：截面积与周长之比尽量大减少熔料的散热面积和摩擦阻力减少压力损失,分流道的设计要点长度：尽量短，以减小压力损失，避免模体过大；各型腔的分流道长度尽量相等，以达到压力平衡，均衡充模。不能相等时，浇口处补救，较长分流道末端设冷料穴。转向：应尽量减少弯折且圆角过渡顺利的引导塑件注入到型腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊乱，使型腔内气体能顺利排出。减小压力损失，利于物料流动。内表面粗糙度Ra1.6um：不必很光滑，内表面摩擦力大，使料流外侧的流动小些，形成一层较为固定的冷却皮层，有利于熔料保温。,4-3分流道的设计,分流道的设计要点凝料脱出：需考虑适当的顶出位置以避免成形品脱模变形。当分流道在定模侧或较长时，应在浇口附近或分流道交叉处设拉料杆，如图4-5其他：应考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间,4-3分流道的设计,4-3分流道的设计,分流道的截面设计原则截面形状及尺寸应根据塑件的材质、结构和分流的长度等因素确定。在选择时，要综合考虑压力损失、热效率（比表面积）、流动效率、加工难度等几方面因素。比表面积是流动表面积与体积之比。分流道的效率是截面积与截面周长之比。分流道的中心线应与浇口位于同一直线。原因：熔料在流动时，与模具接触的部分冷凝固化，起绝热作用，熔料仅在中心流动。,4-3分流道的设计,分流道的截面设计常用的截面形状有圆形、U形、梯形、半圆形、抛物线形、矩形等。,据理论分析，等断面积条件下，正方形的周长最长，圆形最短，其它形状介于两者之间。从增加传热面积考虑，热固性塑料模具的分流道最好采用正方形，可提高传热面积。但流道凝料不易脱模。从减少散热面积考虑，热塑性塑料模具最好选用圆形截面分流道，可减少热量损失。从降低压力损失考率，同等截面积时，圆形截面的周边最短，其熔体流动阻力较小，压力损失就小。,4-3分流道的设计,分流道的截面设计分流道的效率对额定的同一熔料的流量来说，必须使流动阻力和热损失达到最小。为了减少分流道内的压力损失和热损失，应使分流道内的通导截面积最大，而散发热量的内表面积最小。分流道效率=截面积S/截面周长L,4-3分流道的设计,分流道的截面设计圆形截面：相同截面积情况下，比表面积最小，熔料与模具的接触面积最小，压力、温度损失最小；效率最高（0.25D）；分流道直径一般在1.5-9.5mm之间。但分型面恰好在圆心上，没用拔模角度，脱模困难，应该进行局部改造；动、定模均需加工，制造成本较高。半圆形截面：比圆形截面要差些，效率不高（0.153D）同圆形截面相似，需要局部形状的改造，但加工相对简单梯形截面:热量损失、流动损失均不大，效率较高（0.195D）加工简单，内切圆型式时效果与圆形截面一样好，故常采用。扁梯形(矩形)截面：冷却较好但热量损失、物料流动情况较差U型截面：与梯形截面相似，分流道在分型面一侧，加工容易，且熔体的热量损失、流动损失均不大，效率较高，故常采用。,分流道的布局形式分流道的布局取决于型腔的布局，两者应统一协调，相互制约。单腔模具的分流道和型腔的布局无分流道有分流道多腔模具的分流道和型腔的分布有两种布局方式，其各有特点，因此在实践中都广泛应用。平衡式布局非平衡式布局,4-3分流道的设计,分流道的布局形式分流道的布局取决于型腔的布局，两者应统一协调，相互制约。多腔模具的分流道和型腔的分布平衡式布局主要特点从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面尺寸及其形状都完全相同，以保证各个型腔同时均衡进料，同时注射完毕。即保证各型腔的熔体温度、压力、充模时间都相等。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式分流道的布局取决于型腔的布局，两者应统一协调，相互制约。多腔模具的分流道和型腔的分布非平衡式布局主要特点主流道至各型腔的分流道长度及熔体流程各不相同。致使各型腔的熔体充模时间不同，温度分布与压力传递不同，塑件质量不一致。,4-3分流道的设计,4-3分流道的设计,型腔的布局型腔数的确定方法确定方法根据合同要求或根据客户提供的产量和生产计划确定单件产品所需时间月产量*(1+废品率)/月计划工作时间按成型机注射容量计算确定型腔数(成型机注射量*利用系数-浇注系统总体积)/制品体积按成型机的额定锁模力计算确定型腔数(成型机锁模力-浇注系统胀型力)/制品胀型力浇注系统胀型力成型压力*浇注系统分型面上的总投影面积制品胀型力胀型力成型压力*单个制品分型面上的投影面积根据塑件精度要求确定根据生产经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度降低4%成型高精度塑件时，型腔数目不宜过多，通常不超过4个。根据生产经济性忽略准备时间和试制费用的前提下单个制品模具费模具费/模具寿命（或塑件总产量）单个制品成型费(每小时成型加工费/成型周期)/型腔数,4-3分流道的设计,型腔的布局型腔数的确定方法应考虑的问题批量长期大批量适用多腔结构交货时间供货期集中、量大，适用多腔结构模具设计、制造难度成本客户能承受的程度制品结构制品较小适用多腔结构制品复杂或精度高适宜单腔结构制品成本凝料的重量成型设备吨位大小、设备利用率等,分流道的布局形式单腔分流道无分流道在单腔模具中，如果塑件在分型面上的投影面积是连续的，可以采用中心进料的浇注方式，即不设置分流道，凝料从主流道流经浇口直接进入型腔。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式单腔分流道有分流道内侧设置模具结构紧凑外侧设置,塑件在外形之间有一个足够大的空心空间,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布辐射式特点：易由于排列不紧凑，使成型区域面积较大，分流道较长；各腔基准位置不同，给加工和检查带来麻烦。,（a）分流道无冷料穴，冷料可能进入型腔；（b）比较合理，在分流道的末端设置冷料穴（c）最理想的布局，克服上述分流道分布过密的不足，省凝料，且制造方便（d）根据外形特点，采用辐射的布局，较为理想，排列紧凑，缩小了模体的面积,4-3分流道的设计,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布单排列式特点：模具结构相对简单，开放空间较多，常在需要对开侧抽芯的多腔模具采用。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布Y型特点：分流道端部没有冷料穴，需在流道交叉位置设置冷料井。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布X型特点：分流道端部没有冷料穴，需在流道交叉位置设置冷料井。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布H型最常用特点：型腔为4的偶数倍，排列紧凑，对称平衡，各型腔多在x、y方向变化，易于加工和检测；对冷料的设计应注意。,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具平衡式分布综合式灵活应用,分流道的布局形式多腔模具非平衡式特点：可缩短分流道的长度。由于浇口需做成不同尺寸，加工、调试比较麻烦，要求较高的塑件不宜采用。,将浇口做成不同尺寸。L1L2S1S2,4-3分流道的设计,4-3分流道的设计,分流道的布局形式多腔模具非平衡式不同尺寸大小的塑件放在同一模具中成形。这对保证塑件质量是不利的。应尽量避免这种设计。,4-3分流道的设计,分流道布局及型腔布置形式应注意的问题：尽可能采用平衡式布置；采用非平衡式布置时，必须注意流道和浇口的平衡。型腔的圆形排列所需的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工较麻烦。型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以防止模具承受偏载而产生溢料现象。尽量使型腔排列紧凑，以减小模具外形尺寸，减轻模具重量。,4-3分流道的设计,分流道的尺寸计算分流道直径尺寸应根据塑件体积、壁厚、形状、工艺性能及分流道长度等因素确定。经验公式对于壁厚小于3mm，质量小于200g的塑件D=0.2654W1/2/L1/4式中：D分流道直径，mmW流经分流道的塑料量，gL分流道长度，mm黏度大的塑料按上式算出的D值乘以系数1.21.25,4-3分流道的设计,分流道的尺寸计算分流道直径尺寸应根据塑件体积、壁厚、形状、工艺性能及分流道长度等因素确定。经验公式,4-3分流道的设计,分流道的尺寸计算查表,4-3分流道的设计,分流道的尺寸计算查表,4-3分流道的设计,分流道末端冷料的处理分流道较长时，在其流向的末端应开设冷料穴,4-3分流道的设计,分流道与浇口的连接利于熔料流道,4-4浇口的设计,浇口(Gate)进料口概述浇口是一条横切面面积细小的短槽，是连接流道和型腔之间的熔体通道是浇注系统的终端关键部位浇口的形状、尺寸和位置对塑件的质量影响很大；浇口的截面积大小对塑料熔体的填充状态、保压补缩时间的调整影响很大。横切面面积所以要小，目的是要获得以下效果:1.模穴注不久,浇口即冷结.2.除水口简易.3.除水口完毕,仅留下少许迹4.使多个模穴的填料较易控制.5.减少填料过多现象,4-4浇口的设计,浇口（进料口）概述浇口的作用快速充型流速最快保压补缩保压过程中防止热料回流迅速冷却固化，封闭型腔使塑件易与浇注系统分离强度最低平衡进料多腔模具试模调整,4-4浇口的设计,浇口（进料口）概述浇口的分类根据浇口的截面积大小对塑料熔体的填充状态、保压补缩时间的调整能力非限制型浇口仅指直浇口，熔体从主流道直接注入型腔，又称主流道型浇口。限制型浇口分流道末端与型腔入口之间的一段长度极短，截面积很小的通道。当熔融的料流在高压下经过浇口时，因截面积小而流速加快，因摩擦作用而温度升高，黏度降低，流动性提高，有利于充满型腔。,4-4浇口的设计,浇口（进料口）概述浇口尺寸的确定一般根据经验设定考虑的基本要素：浇口的截面面积尽量大，而长度则尽量短，以减少塑料通过时的压力损失。浇口在流道中央，应细窄，以便容易冷结及防止过量塑料倒流。决定浇口最佳尺寸的因素：塑料特性、塑件结构（壁厚）、注胶量、熔解温度、模具温度浇口的尺寸截面积为分流道截面积的3-9长度1-1.5mm设计时先取较小的值，以便试模时逐渐调整修正,4-4浇口的设计,浇口（进料口）概述浇口平衡法适用于有大量模腔的模具，如果不能获得平衡的流道系统，有两种办法：改变浇口槽道的长度改变浇口的横切面面积。多种模腔有不同的投影面积时，浇口也需要平衡。这时，要决定浇口的大小，就要：先将其中一个浇口尺寸定出，求出它与其对应模腔体积相较的比率，并且把这个比率应用到其浇口与各对应模腔的比较上，便可相继求出各个浇口的尺寸。经过实际试制后，便可完成浇口的平衡操作。,4-4浇口的设计,浇口的基本类型浇口的设计与塑件的技术要求、形状、壁厚、成型性能及模具结构、注射工艺等因素有关，故类型很多。直接浇口盘形浇口分流式浇口轮辐式浇口爪型浇口点浇口侧浇口搭接式浇口环形浇口耳形浇口潜伏式浇口多级浇口,直浇口（directgate/spruegate）又称主流道型浇口、非限制性浇口。主流道直接进料，浇口尺寸较大，压力及热量损失较小；流程短，利于补缩；成型效果好。,4-4浇口的设计,直浇口为了防止冷料注入型腔，在不影响塑件使用的前提下，设置不明显冷料穴。D2t防止主流道冷却时间过长，影响注射效率。,4-4浇口的设计,直浇口只能用于成形单型腔模具适用于大型桶、盆、箱、TV后壳等类塑件。多用于热敏性及高粘度塑料。,优点：浇口截面积大，流动阻力小，用于成型深腔塑件、壁厚塑件等高黏度流动性差的壳类塑件。模具结构简单紧凑，流动渠道短，便于加工。保压补缩作用强，易于完整成型。有利于排气及消除熔接痕。,缺点：除去浇口凝料比较困难，塑件上有明显痕迹。浇口附近熔料冷却慢，延长注射周期，影响成型效率。容易产生内应力，引起塑件变形，或产生气泡、开裂、缩孔等缺陷。只适用于单腔模具。,4-4浇口的设计,盘形浇口直接浇口的变通形式，它具有直接浇口结构简单、流动渠道短等特点。适用于通孔较大的塑件优点：它对主流道经过限制后以圆盘状的浇口形式进入型腔，可使进料均匀，在整个圆周上进料的流速大致相同，内应力小，塑件尺寸稳定性高，不易产生熔接痕，塑件机械性能好；注射时排气良好，避免气泡、填充不满等缺陷；易于清除浇口凝料，塑件表面无明显痕迹缺点：形成密闭空间，脱模较难，甚至会引起塑件变形损坏，必须设置进气杆或进气槽等进气通道。,4-4浇口的设计,分流式浇口与盘形浇口相似，由于动模型芯头部设有一圆锥体，起分流作用，使流道的拐角变小，料流更加顺畅；还是塑件内孔的型芯。如图4-19。,4-4浇口的设计,优点：盘形浇口的优点；分流锥使料流更通畅，同时兼塑件内孔型芯缺点：只适于通孔较小的塑件；浇口痕迹在塑件端面型芯的直面要高出塑件0.51mm，保证内孔的完整性。,轮辐式浇口盘形浇口的变异，它是将盘形浇口的整个圆周改为轮辐式几小段圆弧形进料。优点：浇口较小，易于消除浇口凝料。克服了盘形浇口因形成真空塑件难脱模的问题。缺点：由于注射时是几处进料，易产生几条拼合缝，影响塑件强度。,4-4浇口的设计,爪形浇口它是分流浇口和轮辐式浇口的变异形式。它在型芯头部的圆锥体上或者主流道的内壁上均匀的开设几处浇口。适用于内孔较小或有同心度要求的管状塑件。优点：具有分流式和轮辐式浇口的共同特点；型芯顶端圆锥体伸入定模内起对中定位作用，易保证塑件内孔与外形同心度要求缺点：易产生熔接痕,盘形浇口、分流式浇口、轮辐式浇口和爪形浇口的共同特点是利用塑件固有的内孔，从中心进料的，所以有时候统称为中心浇口。,4-4浇口的设计,点浇口(pin-pointgate，pingate)点浇口又称针状浇口，较常用。用于流动性较好的塑料制品，如聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚苯乙烯、尼龙类的塑件。,最先用,改进,壁厚较薄塑件，免损伤塑件表面,一腔多模的点浇口形式,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,点浇口的设计,点浇口的结构,采用点浇口时应注意的问题：尽量缩短浇口长度以减少压力损失必须采用三板式模具结构以自动拉断浇口凝料图4-23不宜成型平薄塑件及不允许有变形的塑件成型大型制品时采用多点进料形式图4-24可局部加大浇口对面塑件壁厚并使之呈圆弧过渡以避免变形或开裂图4-25,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,点浇口,在成型大型制品时，采用单个的点浇口，由于流程过长，会造成熔接处料温过低，熔接不牢，形成明显的熔接痕，影响塑件的强度。同时，由于料温的差异过大，会引起塑件的变形。采用图4-24的多点进料的形式，即可弥补以上的不足。,4-4浇口的设计,点浇口,点浇口具有如下优点：模具设计时，对浇口位置的限制较少，可较自由地选择进料部位。浇口尺寸小，熔体通过浇口时流速增加，产生摩擦热使熔体温度升高，粘度降低，有利于充模。塑件内应力小，尤其浇口附近。浇口痕迹小，不需修整，不影响塑件外观浇口小冻结快，缩短成型周期，提高生产效率。既可用于单型腔模具，也可用于多型腔模具。多型腔模具中，点浇口能均衡各型腔的进料速度。点浇口模具，开模时可将浇口自动拉断并与塑件分离，不需人工切断。易于实现自动化生产。,点浇口缺点是：不适用于粘度较高（PSU、PC、HPVC等）和粘度对剪切速率变化不敏感的塑料。需用较高的注射压力。因充模阻力大，压力损失多。不适用于厚壁塑件成型，延长充模时间。浇口凝固快，不利于保压补缩。点浇口模具需两个以上的分型面，模具结构复杂，制造成本高。,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,侧浇口（sidegate/edgegate）最常用侧浇口是从塑件一侧边缘进料，开设在主分型面上。浇口截面多用矩形或梯形。浇口加工方便，能比较准确的控制尺寸；浇口去除方便，塑件上痕迹小。适用多种塑料及各种制品的单或多型腔模具。,侧浇口的特点：截面扁平，冷却时间短，生产效率较高易去除浇注凝料而不影响塑件外观可据塑件形状特点灵活多样选择浇口位置因截面小，熔料受挤压和剪切改善流动状况，便于成型和保证制品质量易加工，易调整尺寸使各型腔浇注平衡适用于一模多腔模具，提高生产效率应注意的问题压力损失大，需用较大的注射压力或缩短浇口长度浇口位置的选择和排气措施应尽量避免熔接痕、缩孔、气泡等缺陷,4-4浇口的设计,侧浇口的结构形式矩形侧浇口断面形状为矩形塑件侧面进料，也可根据情况端面进料扇形浇口平缝式浇口,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,侧浇口的结构形式矩形侧浇口,侧浇口的截面形状,4-4浇口的设计,侧浇口的结构形式矩形侧浇口,侧浇口的结构形式扇形浇口（fangate）矩形浇口的变异形式它在注射长条或扁平面薄的塑件方面得到广泛应用。,4-4浇口的设计,扇形浇口扇形浇口的尺寸形式,4-4浇口的设计,侧浇口的结构形式扇形浇口（fangate）矩形浇口的变异形式它在注射长条或扁平面薄的塑件方面得到广泛应用。,侧浇口的结构形式扇形浇口（fangate）特点：由于扇形浇口是进料方向逐渐变宽，而厚度逐渐减至最薄的形式渐渐展开的，使塑料在横向得到更均匀的分配，减少了流纹和定向效应，较低了塑件的内应力和避免了带入空气的可能性，从而防止塑件翘曲变形和气泡的产生。缺点：沿塑件有浇口痕迹，切除浇口工作量大，且影响塑件的美观。,4-4浇口的设计,浇口尺寸：h0.20.8mmL1.5mmb（0.751）B,侧浇口的结构形式平缝式浇口矩形浇口的变异形式适用于薄板状或长条状制品,4-4浇口的设计,特点：流速较低，平行状态进入型腔，降低了塑件的内应力，减少了因取向而产生的翘曲变形,平缝式浇口的形式,4-4浇口的设计,侧浇口的结构形式平缝式浇口矩形浇口的变异形式适用于薄板状或长条状制品,侧浇口浇口对料流的影响(a)侧面开的侧浇口，注射时浇口处有较大的内应力可能出现塑料强度和变形的薄弱区，同时必然产生弯曲变形(b)侧浇口从端面进料，弯曲减少，但浇口宽度窄小，塑件易产生流动痕迹或产生气泡等不良现象。(c)端面开三个侧浇口，流动痕迹改善(d)采用平缝式浇口，比较理想；但为了清除浇口凝料和减少浇口痕迹，应将浇口厚度做得薄一些。,4-4浇口的设计,侧浇口浇口位置对浇注状况的影响：（a）宽度方向变形不大，长度方向产生较大弯曲变形。（b）锁模力不平衡，引起模体，塑件厚薄不均匀。（c）虽然分流道稍长，锁模力平衡，较理想。,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,搭接浇口基本与侧浇口结构相同，也是开设在主分型面上，但浇口不是在塑件的侧边，而是在塑件的一个侧面（端面）。典型的冲击型浇口，可有效地防止塑料熔体的喷射流动。如成型条件不合适，会在浇口处产生表面凹坑，导致切除浇口比较困难，在塑件表面留下明显的浇口痕迹。,4-4浇口的设计,环形浇口沿塑件的整个圆周进料，可使熔料环绕型芯均匀进入型腔。外环形浇口内环形浇口,4-4浇口的设计,环形浇口特点：流程较短，充模状态好，排气好，可减少拼缝痕迹。但去除浇口凝料较麻烦。适用于细长的薄壁管状塑件,4-4浇口的设计,耳形浇口：又称为分接式浇口,4-4浇口的设计,耳形浇口：从分流道来的熔体，通过浇口进入耳槽，然后由耳槽再进入型腔。当塑件宽度很大时，也可以使用多个护耳。熔体经过浇口时由于摩擦而使其温度升高，有利于熔体的流动。熔体再经过与浇口成直角的耳槽，冲击到耳槽对面的壁上从而降低了流速，改变了流向，形成平滑的料流而均匀地进入型腔，不致造成涡流，保证了塑件的外观质量。由于浇口离塑件较远，浇口处残余应力不致直接影响塑件，但这种浇口去除比较麻烦。它主要应用于聚碳酸酯、ABS、有机玻璃、硬聚氯乙烯等塑料，对应力敏感的塑料，可减少成型时浇口处的残余应力，防止浇口处破裂，有利于提高料温。,4-4浇口的设计,耳形浇口：护耳宽度B等于分流道的直径长L2为宽B的1.5倍厚H1为塑件壁厚的0.9倍左右浇口厚度H薄于护耳的厚度H1，宽b为1.53.5mm，浇口长度L1一般在1.5mm以下,潜伏式浇口（tunnelgate，submarinegate）又称隧道式或剪切浇口，因浇口与塑件分离是受到剪切作用。潜伏浇口可看作是点浇口的变异形式，不但具有点浇口的全部优点，而且模具结构简单，不需复杂的三板式结构。,潜伏式浇口的结构,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异分流道一部分位于分型面上，另一部分呈倾斜状潜伏在分型面的下方或上方塑件的侧面或里面，点浇口进料。潜伏浇口采用圆形或椭圆形截面，浇口直径d取为0.81.5mml取为2.04.0mm，l1取塑件壁厚的0.60.8倍，h为23mm锥角与分流道中心线的夹角一般取为3060,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异设计潜伏式浇口时应注意的问题浇口应选用较小的尺寸注意注射材料的选择结构形式：拉切式；推切式；复式；弯钩式,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异拉切式,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异拉切式分流道设在主分型面上，浇口潜入型腔板一侧，斜向进入型腔，也就是说，浇口是在塑件外表面进料的。拉切式潜伏浇口凝料的切削过程是：开模时，模具从主分型面分型，塑件留在动模一侧逐渐后移。在钩料杆的作用下，分流道和浇口凝料被迫随动模后移，这时，浇口前端的椭圆孔起刀刃的作用，将浇口凝料剪断，浇口又迫使凝料产生弹性变形，与分流道和塑件一起被拉出定模，如图（b）所示；顶出过程中顶杆和钩料杆同时将业已分离的浇口凝料与塑件一起顶出，如（c）所示。,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异推切式,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异推切式潜伏浇口分流道设在主分型面上，浇口潜入动模的一侧，斜向进入型腔，一般来说，浇口是在塑件内表面进料。推切式潜伏浇口凝料的切削过程是：浇口放在动模的一侧，如（a）。在开模塑体脱离型腔后，在顶杆顶出塑件的同时，分流道钩料杆在顶出力的作用下强行将浇口凝料推断顶出。在塑件上不影响使用的地方设置护耳，且在护耳上采用潜伏式浇口，如（b）；另一种形式是将浇口安置在止转推杆上，即在推杆的顶部侧面锉一个长度适宜、2mm深的辅助浇道，底部与潜伏式浇口相通，如（c）。,4-4浇口的设计,潜伏式浇口复式,潜伏式浇口弯钩式FLASH,4-4浇口的设计,潜伏式浇口点浇口的变异潜伏式浇口的特点：点浇口的一切优点位置选择范围广。可选择塑件的外表面、侧表面，又可是端面、背面。开模时即实现自动切断浇口凝料，并提高注射效率。易实现自动化潜伏式浇口只用二板式一次开模即可，结构简单，造价低。点浇口必须加以模板二次开模才能取出凝料。专用的铣切工具，加工方便,4-4浇口的设计,多级浇口,4-4浇口的设计,4-4浇口的设计,浇口的选择：按塑料品种选择浇口按制品大小和结构复杂性选择浇口按制品质量选择浇口,4-4浇口的设计,浇口的选择：按塑料品种选择浇口塑料品种不同，熔体黏度不同，而且成型的温度区间不同，要求的浇口形式也不同。黏度低、流动性好的塑料适合小截面浇口流动性一般，但黏度对摩擦发热敏感的塑料也适合小截面浇口黏度大、流动性差、注射压力要求高的塑料适合大截面浇口高黏度塑料采用大浇口因补料时间长而引起浇口处应力集中，可采用护耳浇口浇注。,4-4浇口的设计,浇口的选择：按制品大小和结构复杂性选择浇口深腔型桶形和管状形浅腔型盒形、罩形、壳形盒和筒形平板型按制品质量选择浇口制品表面质量要求高的选择点浇口、侧浇口、潜伏浇口和爪形浇口等小截面浇口浇注质量要求高的扁平形状制品适合扇形浇口和薄片浇口浇注强度要求高的管状制品选择内环形浇口浇注。,4-4浇口的设计,决定浇口位置的考虑：浇口的位置必须满足塑件的各方面要求；注入型腔各部份的塑料应尽量平均；注入模具的塑料，在注射过程的各阶段，都应保持统一而稳定的流动前线；应考虑可能出现焦痕、气泡、凹穴、成型不足及喷料等情况；应尽量使除水口的操作容易进行，最好是自动操作；浇口的位置应与各方面配合。,浇口的设计要点浇口位置应考虑产品功能与外观要求，如浇口痕迹、熔接痕。浇口还应远离制品未来受力位置（如轴承处），以避免残留应力。,4-4浇口的设计,浇口的设计要点浇口应放置于制品壁厚最大处。如果可能的话，尽量将浇口放置在制品中央。并考虑到对称性。,4-4浇口的设计,浇口的设计要点浇口应避免正对较大型腔,4-4浇口的设计,浇口的设计要点浇口位置应避免熔体产生喷射流动浇口位置与尺寸的设计应该避免喷射流现象，加大浇口或者改善浇口位置使熔料冲击模壁，可以改善喷射流现象。注射充模时，如果熔体产生喷射流动，往往是在小断面的浇口对着一个空旷的型腔所引起。如图：,浇口位置不当产生的喷射流,4-4浇口的设计,改变浇口位置避免喷射流动,4-4浇口的设计,图(a)的情况属于小浇口面对空旷型腔，高速充模的熔体通过小浇口后，流动通道的突然扩大，使熔体通过浇口时被拉伸，产生急速的弹性恢复，致使熔体呈现蛇状地高速向前蠕动，射向浇口对面的型腔壁面。当熔体通过浇口时所受到的剪切速率超过某一临界值后，会引起熔体破裂，严重影响充模状态与塑件质量。喷射充模完全改变了型腔填充顺序，不是由近及远地逐渐扩展推进流动而是先射向浇口的远端，造成熔料由远及近的折叠堆积，使塑件表面产生波纹状流痕或熔合不良的折痕，同时也阻碍了型腔的顺利排气。图(b)所示的浇口位置，避免了熔体的喷射流动。（也称冲击型浇口）,浇口的设计要点浇口位置应有利于充模流动、补料和排气。对于结构上不对称和壁厚不均匀的塑件，浇口位置的选择应使熔体进入型腔的阻力较小，熔体到达型腔不同部位的流程差较小，压力均衡，熔体充模流动容易，使塑件密度分布均匀，减少不同部位的收缩差。从易于补料的角度考虑，壁厚不均的塑件，应将浇口设在壁厚较大的部位。薄壁部位冻结较快，不易补料。,a)制件周边厚，顶部薄，侧壁先充满，顶部发生积气成气穴。b）顶部厚，周边薄，浇口对面最后充满，流程长，制件密度、收缩不均。c）顶部中心进料，利于充模和补料、排气。,如图：浇口位置对流动、排气和补缩的影响,4-4浇口的设计,浇口位置应有利于充模流动：（a）、（b）分别是底部有横筋和底部装饰作用的散热片的塑件。A处顺着横筋走向设置浇口，使熔料流畅。B处进料，则由于容量受到层层阻隔，使熔流紊乱，影响塑件质量和强度。,4-4浇口的设计,浇口的设计要点减小制件翘曲变形注射成型时，在充模、补料和倒流阶段都会造成大分子流动方向变形取向，熔体冻结时分子的变形也被冻结在制品中，变形部分形成制品内应力，取向造成各方向收缩率不均匀，以至引起制品内应力和翘曲变形。一般沿取向方向收缩率大于非取向方向；沿取向方向的制品强度高于垂直取方向,结晶性塑料这种差异尤其明显。,对于大型平板形制件，若采用一个中心浇口或一个侧浇口，都会造成制件的翘曲变形。如图所示。若改用多个点浇口或薄膜浇口，则可有效地克服或改善翘曲变形。,4-4浇口的设计,塑件变形的原因很多，是一个复杂的问题。（a）单点进料引起塑件弯曲、翘曲、扭曲等现象，特别是平板的塑件。（b）多点进料可以减少变形。,4-4浇口的设计,（a）在周边的直边处进料，容易引起直边的变形；（b）在较为坚实的拐角处进料，使直框塑件的变形大大减弱,4-4浇口的设计,浇口的设计要点浇口位置应使分子取向对塑件性能有利大分子取向塑件的力学性能和收缩率产生各向异性。,PP铰链盒浇口位置,4-4浇口的设计,浇口位置选择，应使分子取向有利于塑件性能的提高。如图所示。成形时可采用在盒底靠近铰链处设两个点浇口，熔体经铰链流向盒盖。熔体分子在铰链处产生较高的取向度，增大了该处材料的抗弯折疲劳性能，从而延长了铰链的使用寿命。如PP材料铰链，使用时可弯折达7107以上而无损坏痕迹。,浇口的设计要点浇口位置及数量应利于避免或减少熔接痕，增加熔接痕强度Flash熔接痕是制品成型过程中，两股以上料流前锋熔体汇合时，因前锋面上熔体温度下降，未能很好的熔合，在熔体汇合处的制品表面上形成的接缝痕迹。熔接痕导致塑件强度降低，影响制品的使用性能。对于大部分塑料而言，熔接痕区域的强度降低约20%左右；若材料中添加玻纤则降低6070%以上，随玻纤含量及长径比(AspectRatio)的提高，熔接强度减弱的情况更加明显。塑件结构、浇口位置和数量决定着熔接痕的数量及位置。塑件结构越复杂，浇口数量越多，熔接痕就越多。因此在熔体流程或成形面积不太大时，不应开设多个浇口。,4-4浇口的设计,浇口位置对熔接痕的影响,强度影响很大,强度影响较小,4-4浇口的设计,浇口位置与数量不同对熔接痕的影响,4-4浇口的设计,浇口位置与数量不同对熔接痕的影响,4-4浇口的设计,（a）、（b）的进料方式可能形成漩涡现象，产生熔接痕气泡等缺陷；（c）采用扇形进行方式可以防止。,4-4浇口的设计,（a）易产生熔接痕；（b）设置了排气槽，改善；（c）切向进料的方式（d）如果塑件有较高圆柱度要求，最好。,（a）、（b）采用轮辐式形式，由于多股进料容易产生料流紊乱或者多处熔接不良现象；（c）采用盘形浇口全面进料，可增加熔接的牢固程度。,4-4浇口的设计,（a）料流紊乱，熔接不良；（b）料流顺畅，排气好。,4-4浇口的设计,浇口的设计要点浇口位置应防止型芯变形和嵌件位移。,4-4浇口的设计,对有细长型芯或带有嵌件的制品，应避免浇口进料时对型芯或嵌件产生直接冲击，造成型芯变形、折断或嵌件移位，给塑件脱模或成形质量造成损害。尤其单侧进料的侧浇口。如图所示。（a）浇口对着两个型芯间隔进料，熔体对型芯产生向外的推力，使型芯变形，中间壁厚加大，两侧壁厚减小，塑件脱模困难。（b）为冲击式浇口，可防止型芯变形。,浇口的设计要点考虑流动距离比（flow-distanceratio）确定大型塑件的浇口位置时，应考虑成形材料的流程比，以保证熔体能充满型腔各部位。模流程过长，熔体压力损失增大，流动前沿压力不足，温度降低过多，导致塑件密度低，收缩率偏大，甚至填充不满。塑件壁厚越大，熔体所能达到的最大流动距离也相应增大。不同材料在相同壁厚下的流动距离是不同的。如PP