塑料模具设计第四周 第一讲(第四章)

1、第九周 第一讲目的和要求：了解注射模具浇注系统设计重点难点：注射模具浇注系统的组成，主流道、分流道、冷料穴、浇口的设计要点注射模具浇注系统设计注射模具浇注系统浇注系统。注射模具浇注系统的结构组成主流道、分流道、冷料穴、浇口书上图 4-33浇注系统各部件的设计主流道设计圆形横截面，有锥度，注射机喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）4-34主要设计要点：主流道与喷嘴对接处应设计半球形凹坑-机喷嘴直径大，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模；浇口套内壁表面粗糙度应加工到Ra0.8 顺利脱出主流道凝料；（湍流或涡流卷入空气）取值范围，取值公式（圆锥角正切。主流道大端呈圆角，半径范围，减小料流转向过渡阻力；（

2、塑料熔体温度下降过多，影响熔体顺利充型；浪费塑料材料，增加冷却时间）（嘴顺利进入。（嘴硬度，防止喷嘴被破坏）4-37 所示，（）主流道浇口套与定模座板采用过渡配合， 与定位圈（模具在注射机安装定位使用）配合采用间隙配合（较小。冷料穴的设计主流道冷料穴底部常做成曲折钩型或下凹的凹槽或倒锥形，使冷料穴建有穴底部的零件也不同，常见的有拉料杆、推杆。钩形（z 形）- z z 形拉料杆除了拉住和推出主流道凝料的作用外，还兼有冷料穴的作用（拉料杆与主流道底部有空间形拉料杆不宜全自动机构。一模多 z 形拉料杆其缺口朝向应保持一致否则不宜取出浇注系z 4-39、40、41球形拉料杆用于脱模板推出机构，如图4-

3、42.塑料进入冷料穴后，紧包实现主流道凝料自动脱落。还有一种菌形拉料杆。圆锥形拉料杆-拉料杆头部呈圆锥形，依靠塑料收缩的包紧力而将主流-（齿轮。缺点：小型塑件不便开设冷料穴。若塑件中心孔较大时，拉料杆头部可设计成平头圆锥形，再在其顶部开设凹槽（冷料穴）4-46。起拉料作用的冷料穴 带推杆推出的冷料穴分为圆锥形冷料穴和圆环形冷料穴。以上两 可根据塑料不同的伸长率来确定。只有满足 4-4PS 伸长率最小，属脆性材料，不宜采用与推杆匹配的冷料穴，而适于 z 形拉料杆匹配的冷料穴。 不带推杆推出的冷料穴4-48 所示。在主流道对面的动模板上S 性或类似的带有挠性的形状就可以使冷料头进行这种斜向移4-4

4、9 所示分流道冷料穴所示。分流道设计-分流道是主流道与浇口之间的通道。一般开在分型面上，起分流和转方向，是塑料熔体平稳充型，达到最佳成型效果。影响分流道的设计因素率；注射机的压力、加热温度及注射速度；主流道及分流道的脱落方式；型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。分流道的设计原则塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小；分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以便压力的传递和保压。保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔；分流道的长度应尽可能短，其容积要小；要便于加工及刀具选择分流道横截面形状的选择U 形和正六边形。横截面积大表面积小4-5.4-5 U 常见分流道的横截面积尺寸确定方法参考书上表 4-

5、6）分流道横截面尺寸的确定方法方法1因为各种塑料的流动性有差异，可根据塑料品种粗略估计分流道径。常见塑料的圆形横截面分流道直径推荐值见书表4-7200g3mm 以下的塑件，可用经验公式确定分流范围。对于流动性好的塑料PPPP，分流道很短时，其直径可相应减小。对于流动性差的塑料（HPV、P、PMMA，直径相应扩大。试验证明，对于多数塑料，分流道直径5-6mm 8mm 方法 2确定主流道尺寸后，分流道尺寸按主流道的 0.8-0.9 4-51 所示。如果是多级分流道，以此类推。初步确定分流道横截面尺寸后，在设计模具时还要按照分流道中的剪切速率对分流道尺寸进行校核。校核分流道剪切速率的步骤：确定分流道

6、体积流量计算一次注射注入该模具中总的塑料熔体的体积V 总 = nV 塑 + V 浇4-8 V公 = V总/0.8计算分流道体积流量q 分 = （V 分 + V 塑）/t 分 = (3.3 q 分)/(R3)将计算得出的剪切速率与最佳剪切速率比较生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率在 500-5000 每秒之间，浇口剪切速率在 10000-100000 之间所成型的塑件质量较好。如果计算结果在上述范围（。 调整-q-R 的关系图。找出对应数据。-分流道的长度与塑件的大小，型腔的布置、排列有关。分流道表面粗糙度料熔体的阻力，使与其表面相接触的塑料熔体凝固形成绝热层，有利于塑料熔体的保温。

7、分流道与浇口的连接分流道与浇口的连接处应加工成斜面。并用用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动与充填。分流道的布置多型腔的模具中，分流道的布局形式很多。型腔的布局 分流道的布局,两者应统一协调，相互制约。型腔的布局和分流道的布局有平衡式和非平衡式两种。平衡式分布特点:及其形状都完全相同，保证了各型腔同时均衡进料，同时充满。辐射式5-45 。加工和划线还要极坐标，操作麻烦。若排列紧凑，采用辐射 式可缩小模体面积，较理想。单排列式适用于模，如图 4-55 模中，如斜导柱或斜滑块的抽芯模中，采用 S 形分流道简化模具结构和均衡进料（但分流道必须在定模一侧，便于流道凝料完整取出，不妨碍侧分型的移动。Y 形-

8、3 3 个型腔为一组按Y 4-56 所示。要在流道交叉处设一个钩料杆式的冷料穴布局就较好了X 形4 X 4-57所示H 形4 H 44-58 所示。特点：排列紧凑，对称平衡，尺寸都在模体的xy 上变化，易加工。综合型Y X H 4-59 所示。具体问题具体分析。非平衡式布置流道的距离不同；另一种是各个型腔的大小和流道长度都不同。如图 4-60 型腔同时均衡进料，必须将各个型腔点浇口做成不同大小的横截面或不同长度。浇口的设计浇口连接分流道与型腔间的细短通道，浇口的作用从分流道过来的塑料熔体以较快速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔量影响很大。注射成型时很多缺陷都是由于浇口设计不合理造成的

9、，必须重视浇口设计浇口的类型及特点按照浇口的形状、大小、位置不同浇口的形式也多种多样。直接浇口熔融塑料从主流道直接注入型腔的最普通浇口（主流道浇口、非限制性浇口料流经过浇口时不受任何限制。位置一般在模具中心，只适用于单腔的深腔塑件和大型塑件。它设在塑件的底部，如图 4-61 所示。浇口套突出型腔底面一小段距离。2 倍，以防止主流道冷却时间过长，影响注射效率。保压补缩作用强，易于完整成型；模具结构简单紧凑，流动通道短，便于加工。直接浇口缺。对于微观不允许有浇口痕迹的塑件，可将浇口设于塑件底部内表面（计开模后塑件留于定模，利用定模推出机构将塑件取出。中心浇口熔体从中心流向型腔。优点进料点对称，充型

10、均匀，能消除拼缝盘形浇口如图 4-62 筒形或中心带有比主流道直径大的孔的塑件成型。盘形浇口优点：盘形浇口在限制主流道以后以圆盘的形式进入型腔，使。环形浇口如图 4-63 轮辐式浇口-盘形浇口的变异。它将盘形浇口的整个圆周进料改为轮辐式几小段圆弧形进料，如图 4-64 所示. 体相同，根据情况选用。轮辐式浇口特点：盘形浇口的特点；浇口较小，易于消除浇口凝料，特期，模具温度偏低时，拼合缝尤其明显，影响塑件强度。爪形浇口主流道的内壁上均匀地开设几处浇口，其进料方式可采用端面进料或内孔侧壁进料，如图4-65 所示.爪形浇口特点：分流浇口和轮辐式浇口共有的特点；浇口较小，易于清产生拼合缝。盘形浇口、环

11、形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口的共同特点都是利用塑件固有的内孔，从中心进料的中心浇口。点浇口针点浇口，较常用，通常用于流动性较好的塑料制品，如聚乙烯、 聚丙烯、4-66 所示.对于壁薄的塑件，点浇口与塑件直径有范围。点浇口的优点：当熔体通过点浇口时，有很高的剪切速率和摩擦，产生热量，点浇口的缺点：注射压力损失较大，多数情况必须采用三角模结构，其面积结构比较复杂，成型周期长，流道与制品的比例较大（废料较多）图 4-67侧浇口成型各种形状的塑件。常见的侧浇口有矩形侧浇口、扇形侧浇口、薄片式侧浇口。矩形侧浇口横截面是矩形，如图4-68 所示。矩形侧浇口可从外侧或内侧（使模具结构紧凑，降低制模成本）进料

12、。浇口两侧做成斜面，方便浇口脱模。表4-9 矩形侧浇口的基本尺寸。扇形侧浇口4-69 型宽度较大的薄片状塑件及流动性能较差的、透明塑件，如PCPMMA 等。扇形侧浇口的薄片式侧浇口-矩形侧浇口的演变，适用于薄板状或长条状制品，如图4-70 所示。塑料熔体流过薄片式侧浇口时，以较低的流速，呈平稳状态，均匀地注入型腔。降低了塑件的内应力，减少了因取向而产生的翘曲变形。一般侧浇口采用直接从侧壁进料，也可采用搭接式进料，如图 4-71 所示。采用搭接一般应用于有表面质量要求的平板形塑件。侧浇口的优点： 侧浇口多为扁平状，大大缩短浇口的冷却时间，缩短成型周期； 易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观；

13、 可根据塑件的形状特点，灵活多样地选择浇口位置； 侧浇口的横截面积较小，熔体注入型腔前受到挤压和剪切而再次加热，改善流动状况，便于成型，降低制品的表面粗糙度，减少浇口附近的残余应力，避免变形、开裂及流动纹的出现； 浇口设在分型面上，且浇口横截面形状简单，容易加工，并能随时调整浇口的尺寸，较为方便地达到各型腔的浇口平衡，改善注射条件； 适用于一模多腔的模具，提高注射效率。设计侧浇口应注意的问题：起到减小注射压力损失的作用；气措施上予以考虑解决。潜伏式浇口点浇口的演变，其方式大致与点浇口相同。其结构形式可分为推切式浇口、拉切式浇口、弯钩式浇口，如图 4-72 推切式浇口、拉切式浇口应有足够的距离让

14、浇口变形而脱离型腔。潜伏式浇口除具有点浇口的优点外，还具有以下特点： 潜伏式浇口的位置选择范围更广，既可选择在塑件的外表面、侧表面， 又可选在端面、背面。由于浇口横截面积较小，所以不会损伤塑件的外表面； 在开模时即可实现自动切断浇口凝料，提高注射效率，省去后加工工序带来的麻烦，容易实现生产自动化； 潜伏式浇口不必像点浇口那样必须另加一模板二次开模才能取出凝料， 而是只用二板式一次开模即可，使模具结构简单，降低模具造价； 潜伏式浇口有专用的铣切工具，加工方便，在多型腔的模具中得到广泛应用。由于潜伏式浇口凝料在脱模时必须有较大幅度的弹性变形，因此浇口应选择较小尺、HIPS 、PBT PC、PS 等脆性大的材料，以防止弧形流道