分型面的选择与浇注系统设计.ppt

,第6章,分型面的选择与浇注系统设计,6.1分型面及其选择6.2普通浇注系统设计6.3热流道浇注系统6.4排气系统的设计,目录,6.1分型面及其选择,6.1.1塑件在模具中的位置6.1.2分型面的选择,型腔数目的确定,确定模具型腔数目时，应从以下几个方面考虑：1.塑件大小与设备的关系2.充分利用现有设备3.使塑件精度比较容易得到满足4.不使模具结构复杂化5.视塑件生产批量要求6.降低模具制造费用,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,.塑件大小与设备的关系,成型大或中型塑件时，一般采用单型腔。中、小型塑件的成型模具设计多个型腔。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,.充分利用现有设备,应优先考虑利用企业自己的生产资源，如成型设备，使生产更加经济。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,.使塑件精度比较容易得到满足,当塑件精度较高时，型腔过多:制品质量难以保证;模具加工费过高;对各个型腔的成型工艺条件控制的一致性愈差。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,.不使模具结构复杂化,对形状较复杂或精度较高的塑件，增加一个型腔，模具结构会变得复杂得多，模具制造成本也提高许多。考虑型腔数目要注意经济效益，不合算则予以避免。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,.考虑塑件生产批量大小,当塑件生产批量不大时，为了降低成本，常常设计单型腔模具。塑件生产批量较大或很大时，模具需达到完成相应任务的能力，常常设计多个型腔。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,6.降低模具制造费用,复杂、精密塑件，其模具每增加一型腔，加工成本增大的数量十分可观。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,1.根据注塑机的最大注射量来确定,式中V浇-浇注系统和溢边塑料的体积cm3；V件-一个塑料所需要的塑料体积cm3；K-设备公称注射量利用率k=0.80.85,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,2.根据注塑机的额定锁模力来确定,式中Fn-注塑机的额定锁模力；p-塑料熔体在型腔中的成型压力；Aj-浇注系统在分型面上的投影面积;A-单个塑件型腔在分型面上的投影面积。,6.1.1塑件在模具中的位置,型腔数目的确定,3.根据经济性来确定,总的成型加工费：,式中n-型腔数目；c1-每个型腔的模具加工费用；c2-与型腔数无关的加工费用;N-塑件的生产总数；Y-注射成型加工费（每小时）；t-成型周期。,成型加工费最小,6.1.1塑件在模具中的位置,塑件在模具中的位置,6.1.1塑件在模具中的位置,塑件在模具中的位置,多型腔模具的型腔排布,6.1.1塑件在模具中的位置,6.1.2分型面的选择,一、分型面的定义及表示方法,分型面模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。,注射模设计第一步：根据塑件结构特点选择分型面位置,二、分型面的形状,6.1.2分型面的选择,平面(水平)分型面,二、分型面的形状,6.1.2分型面的选择,曲面分型面,二、分型面的形状,阶梯分型面,6.1.2分型面的选择,二、分型面的形状,垂直分型面,6.1.2分型面的选择,塑件特征：长条形薄壁壳形件；交界面为曲面；多处有侧凹。,可选分型面位置：曲面边界（单选）,6.1.2分型面的选择,6.1.2分型面的选择,周转箱CAD图,6.1.2分型面的选择,6.1.2分型面的选择,凸模凹模,三、分型面的选择原则,基本原则：必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具的基本原则。,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,1.有利于塑件脱模（尽量使塑件在开模后留在动模一侧）,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,2.保证塑件的尺寸精度和表面质量,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,2.保证塑件的尺寸精度和表面质量,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,3.有利于模具加工,有利于模具制造的分型面位置,如果模具制造精度差，合模时会发生凹模与型芯碰撞而损坏,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,3.有利于模具加工,6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,4.有利于排气(尽可能将分型面与熔体流动的末端重合),6.1.2分型面的选择,三、分型面的选择原则,5.考虑对设备合模力的要求,尽量减少塑件在分型面上的投影面积,6.1.2分型面的选择,6.2普通浇注系统的设计,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则6.2.2主流道设计6.2.3分流道设计6.2.4浇口设计6.2.5冷料穴和拉料杆的设计,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道。作用：使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。,浇注系统的组成：1.主流道2.分流道3.浇口4.冷却穴,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,主浇道,分浇道,浇口,浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。,尽量减少停滞现象,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。,尽量避免出现熔接痕,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),尽量避免过度保压和保压不足,当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。,保压不足,过度保压,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),尽量减少流向杂乱,流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,浇注系统设计原则,2.尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度,减小塑料用量和模具尺寸,尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失,3.尽可能做到同步填充,一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能够同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。,6.2.1浇注系统的组成及其设计原则,6.2.2主流道设计,作用：是连接注射机喷嘴和模具的桥梁，是熔料进入型腔最先经过的部位。,一般都不将主流道直接开在定模板上，而是将其单独设在一个衬套中，然后将衬套镶入模板内，此衬套称为浇口套。,6.2.2主流道设计,6.2.2主流道设计,主流道的设计事项：,主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成球面凹坑。,6.2.2主流道设计,主流道的设计事项：,主流道的锥角取24，对流性差的塑料可增加大到6左右。,6.2.2主流道设计,主流道的设计事项：,主流道表壁的表面粗糙度取Ra=0.80.4主流道出口端应与分流道之间呈圆滑过渡，过渡角R为0.33mm。,6.2.2主流道设计,主流道的设计事项：,浇口套与定模板之间的连接力必须足够。一种用螺钉来固定定位圈，定位圈压紧浇口套的形式，一种是注塑机固定模板压住定位圈,从而压紧浇口套的形式。,6.2.2主流道设计,6.2.3分流道设计,作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔。,分流道的截面形状会影响到塑料在流道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。,1.分流道的截面形状,6.2.3分流道设计,1.分流道的截面形状,圆形截面,优点：比表面积最小,阻力小，压力损失小。,缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。,6.2.3分流道设计,1.分流道的截面形状,矩形截面,比表面积较大，热量及压力损失大。,6.2.3分流道设计,1.分流道的截面形状,梯形截面,面积比圆形流道多出39%，更加浪费，但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。,6.2.3分流道设计,1.分流道的截面形状,U形截面,又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成，面积仅比圆形流道多出14%，单边加工方便。,6.2.3分流道设计,1.分流道的截面形状,六角形截面,其面积仅为圆形流道的82%，是最理想的浇道，但是制造不易，通常不考虑使用。,6.2.3分流道设计,2.分流道的尺寸设计,D=产品最大壁厚+1.5mm,B=5-10mmR=0.5Bh=1.25R,B=5-10mmh=2/3B,2.分流道的尺寸设计,流道的直径过大：浪费材料；冷却时间增长，造成成本上的浪费。流道的直径过小：材料的流动阻力大，易造成充填不足,或者必须增加射出压力才能充填。流道直径应适合产品的重量或投影面积。,6.2.3分流道设计,2.分流道的尺寸设计,流道长度宜短:长的流道会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；过短,产品的残余应力增大,并且容易产生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算:,D=,D分流道直徑mmW产品质量gL流道長度mm,6.2.3分流道设计,3.分流道的布置,流道排列的原则,尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。,流道的布置,不平衡,自然平衡,人工平衡,3.分流道的布置,6.2.3分流道设计,6.2.4浇口设计,浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。,熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。,浇口作用：,1.浇口的作用,1.浇口的作用,浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。,浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。,浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,直接浇口,优点：流程短、流动阻力小、补缩作用强等。缺点：去除困难，遗留痕迹明显；残余应力大。应用：大中型深腔壳形或筒形塑件、高粘度塑料只适用单型腔模具,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,侧浇口,典型的浇口尺寸为：深度：0.22.0mm宽度：1.55.0mm长度：0.82.0mm,一般开设在分型面上，适合于一模多腔，浇口去除方便；但压力损失大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,侧浇口,变异形式,扇形浇口,薄片浇口,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,环形浇口,使用环状浇口熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动然后熔料向下流动充填模具。优点：进料均匀，流速大致相同，空气容易顺序排出，同时避免了侧浇口的型芯对面的熔结痕。主要用于圆筒形制品的成型,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,轮幅浇口,优点：浇口容易去除、节省材料。缺点：增加熔接痕。应用：底部有大孔的圆筒形或壳形塑件,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,点浇口,适合于多型腔、三板两开式模具，开模时点浇口自动脱落。,缺点：浇口小压力损失大，需要较高的注射压力。,应用：适用剪切稀化作用强的塑料成型；不利于流动性差及热敏性塑料成型；不利于成型平薄易变形及形状复杂塑件,各种形式及尺寸设计：P104：图6.20,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,潜伏式浇口,浇口呈一定角度与型腔相连，开模时浇口自动切断。,主要用于表面质量要求较高的塑件成型；不宜用于强韧性塑料。,6.2.4浇口设计,2.浇口的类型及特点,爪形浇口,分流道与浇口不在同一个平面内,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,一个好的浇口可以使塑料快速均匀及更好的单方向性流动并且有着合适的浇口凝固时间。,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,考虑分子定向的影响,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,减少熔接痕提高熔接强度,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,减少熔接痕提高熔接强度,浇口数量和位置对熔接痕的影响,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,减少熔接痕提高熔接强度,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩(浇口开设在塑件壁厚处),不推荐,推荐,6.2.4浇口设计,3.浇口位置的选择,浇口位置要有利于排气,浇口的位置应该有利于排气，否则会造成短射烧焦或在浇口处产生高的压力。,6.2.4浇口设计,浇注系统类型选择依据,依据一：进浇口位置，便于充模、排气，外观好顶部进料：点浇口侧面进料：侧浇口、潜伏式、轮辐式、扇形、护耳形,依据二：型腔数一模一腔：直浇道、单点浇口、轮辐式浇口（侧浇口）一模多腔：侧浇口、潜伏式浇口、多点浇口,依据三：塑件结构特点和精度要求深罩形件：顶部直浇口或点浇口、潜伏式浇口浅罩形件：直浇口、点浇口、侧浇口、内侧潜伏式浇口扁平件：多点浇口、侧浇口、扇形浇口,依据四：塑件材质(P106表6.2)透明料（PC、PMMA、PS、AS）：扇形浇口、平缝式浇口、环形浇口、极少点浇口高黏度料、玻纤增强料（PC、PA66、PVC）：直浇口、护耳式浇口、大尺寸侧浇口ABS料：点浇口、侧浇口、潜伏式浇口,依据五：成型设备类型角式注射机：以侧浇口为主,浇注系统类型选择依据,6.2.5冷料穴与拉料杆设计,作用：贮存冷料，拉出凝料。,冷却穴一般设在主流道的末端,在动模一侧。,1.带钩形拉料杆的冷料穴,6.2.5冷料穴与拉料杆设计,2.带球头拉料杆的冷料穴,6.2.5冷料穴与拉料杆设计,6.3热流道浇注系统,热流道浇注系统亦称无流道浇注系统，在整个生产过程中，浇注系统内的塑料始终处于熔融状态，压力损失小，可以对多点浇口，多型腔模具及大型塑件实现低压注射。这种浇注系统没有浇注系统凝料，实现无废料加工，省去了去除浇口的工序，可节约人力，物力。,热（无）流道浇注系统分为绝热流道和加热流道,6.3热流道浇注系统,一、绝热流道,模具的主流道和分流道都很粗大，模具不加热，主要靠料流的冷硬层绝热保持流道内塑料的熔融状态。,6.3热流道浇注系统,一、绝热流道,1.井式喷嘴,又称绝热主流道，在喷嘴与模具入口间加有主流道杯（井坑），适用于单型腔模具。,6.3热流道浇注系统,一、绝热流道,1.井式喷嘴,井坑内塑料冷凝可能性大，只适用于操作周期短的情况（大于次/分钟）。,6.3热流道浇注系统,2.主流道型浇口绝热流道,一模多腔，对整个流道(主流道和分流道)绝热(流道粗大),尽量减小件与件与型腔板的接触面积缺点：塑件上带有一小段浇口凝料待后序处理,一、绝热流道,6.3热流道浇注系统,一、绝热流道,3.点浇口绝热流道,优点：开模时塑料易从浇口处断开缺点：浇口处易冷凝再次开机前要打开锁链清理流道凝料,6.3热流道浇注系统,二、加热流道,模具内设加热器，使浇注系统塑料一直保持熔融状态,模具不受塑件成型周期的限制,停机