注射成型模具设计(4.5)教材课件

14四月20251

4.5普通浇注系统的设计

2一、浇注系统概念浇注系统：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。分类：普通浇注系统：冷流道无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道14四月20254.5普通浇注系统的设计3二、浇注系统组成主流（浇）道分流（浇）道浇口14四月20254.5普通浇注系统的设计冷料穴4三、浇注系统设计原则14四月20254.5普通浇注系统的设计了解塑料的成型性能尽量避免或减少产生熔接痕有利于型腔中气体的排出防止细小型芯的变形和嵌件的位移尽量采用较短的流程充满型腔便于修整浇口以保证塑件外观质量结合型腔布局同时考虑，尽可能做到同步填充流动距离比的校核（P128）5三、浇注系统设计原则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14四月20254.5普通浇注系统的设计6

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14四月2025三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题4.5普通浇注系统的设计7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14四月2025三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题4.5普通浇注系统的设计8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。14四月2025三、浇注系统设计原则避免常见的充填问题4.5普通浇注系统的设计锥度2°～4°,对流动性差的塑料可取大一些

d1=d+0.5~1SR1=SR+1~2D1比D小10～20％浇口的截面积取分流道截面积的3～9％总是浇口套大！r=1～3？9四、浇注系统各部件设计1.主流道设计14四月2025分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井分流道冷料井2.冷料井的设计冷料穴也称冷料井，一般设在主流道和分流道的末端，其作用：存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成各种缺陷。。

1014四月2025四、浇注系统各部件设计

2.冷料井的设计根据冷料井不同，其构成主流道冷料井底部的零件也不同，常见的有拉料杆、推杆。（1）主流道冷料井1114四月20251）

钩形（Z形)拉料杆

1）钩形（Z形)拉料杆

1214四月2025（1）主流道冷料井2）球形头拉料杆1314四月2025（1）主流道冷料井3）菌形拉料杆1414四月20252）球形头拉料杆（1）主流道冷料井

4）圆锥形拉料杆圆锥头形

复式圆锥头形

1514四月2025（1）主流道冷料井

4）圆锥形拉料杆平头锥形拉料杆1614四月2025（1）主流道冷料井5）起拉料作用的冷料井

①带推杆推出的拉料穴倒扣深度（D-d）/2环槽深度（D-d）/21714四月2025小盲孔②不带推杆推出的拉料穴1814四月20255）起拉料作用的冷料井主流道衬套（浇口套）的结构——标准浇口套GB/T4169.19-2006主流道衬套与定位圈的装配方式1914四月20253.分流道设计

（1）影响分流道的设计因素

1）塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、内在质量及外观质量要求。

2）塑料的种类，亦即塑料的流动性、熔融温度与熔融温度区间、固化温度以及收缩率。

3）注射机的压力、加热温度及注射速度。

4）主流道及分流道的脱落方式。

5）型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。

2014四月2025（2）

分流道的设计原则

1）塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。

2）分流道的固化时间应稍后于塑件的固化时间，以利于压力的传递及保压。

3）保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔。

4）分流道的长度应尽可能短，其容积要小。

5）要便于加工及刀具选择。2114四月20253.分流道设计（3）分流道横截面形状的选择2214四月20253.分流道设计

（4）分流道横截面尺寸的确定方法方法1:部分塑料常用分流道横截面尺寸推荐范围塑料名称分流道横截面直径（mm)塑料名称分流道横截面直径（mm)ABS、AS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10聚乙烯1.6~9.5软聚氯乙烯3.5~10尼龙类1.6~9.5硬聚氯乙烯6.5~16聚甲醛3.5~10聚氨酯6.5~8.0丙烯酸塑料8~10热塑性聚酯3.5~8.0抗冲击丙烯酸塑料8~12.5聚苯醚6.5~10醋酸纤维素5~10聚砜6.5~10聚丙烯5~10离子聚合物2.4~10异质同晶体8~10聚苯硫醚6.5~132314四月2025方法2

对于质量小于200g，壁厚在3mm以下的塑件，可用下列经验公式确定分流道的当量直径。D---流道的当量直径（mm）；M---流经分流道的塑料熔体的质量（g）；L---分流道的长度（mm）2414四月2025（4）分流道横截面尺寸的确定方法方法3下级分流道的当量半径可取相邻的上级分流道当量半径的80％~90％。25

（5）分流道的长度的确定

分流道的长度与塑件的大小，型腔的布置、排列有关。

（6）分流道表面粗糙度

分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可设为Ra1.6。14四月2025（4）分流道横截面尺寸的确定方法（7）分流道与浇口的连接2614四月202527

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（8）分流道的布置14四月202528

分流道的布置取决于型腔的布局。基本原则：排列紧凑，缩小模具尺寸；流道流程短，锁模力力求平衡。→分平衡式和非平衡式两类A、平衡式从主流道中心到每一个型腔，分流道（长度、形式、截面尺寸）对应相等，以达到均衡进料的目的。（8）分流道的布置14四月202529B、非平衡式从主流道中心到每一个型腔，分流道的长度各不相同，为了达到各个型腔均衡地同时充满，必须将浇口开成不同的尺寸。调节的方式相当复杂，同时补料？同时冻结？优点-----型腔数较多时可缩短流道总长度。（8）分流道的布置14四月2025304.浇口的设计浇口：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。14四月2025浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。314.浇口的设计（1）浇口的作用14四月2025主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。非限制性浇口——

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。限制性浇口——32（2）浇口的类型及特点A、直接浇口(Directgate/Spruegate)特性----①流动阻力小、料流速度快、补料时间长；②注射压力的直接作用→产生较大的残余压力，导致塑件翘曲变形、浇口裂纹；③浇口痕迹明显（修整费时）；④注射压力损失小。14四月202533A、直接浇口(Directgate/Spruegate)应用----①大多数用于注射成型大型厚壁、长流程、深型腔的塑件；②一些高粘度塑料、热敏性及流动性差的塑料（PC、PSU）；③对纵向和横向S有较大差异的塑料所成型的塑件不适宜（产生内应力和变形，PE、PP）；④单腔模。尺寸----仿主流道尺寸设计14四月202534B、侧浇口（Edgegate）特性---①于塑件侧面开设矩形或半圆形限制注入口（边缘浇口）；②可根据塑件的形状特点灵活地选择浇口的位置，以改善填充条件，加工容易，修整方便；③能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，即通过浇口（W、H）限制填充量，使浇口急速固化，防止注射压力损失（标准浇口）；④适于一模多件，↑生产率，↓FS耗量，去除方便；14四月202535B、侧浇口（Edgegate）14四月2025应用----

①普遍使用于中小型塑件的多腔成型模具；②对各种塑料较适应。可以看到塑件外表部位留有浇口痕迹；⑥易形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，壳形塑件排气不便；⑦注射压力损失大。36B、侧浇口（Edgegate）尺寸----

矩形浇口的大小，根据（L、W、H）而决定，它们对成型工艺影响各不相同：

L

影响压力下降程度，大致成正比；

W*H

影响流动性能（填充速度），

W↑，v↓，阻力↓；

H

影响浇口冷凝封结时间，越厚越长；

H=k*壁厚t(mm)W与H两者首先决定H，且W/H≈3/114四月202537C、重叠（搭接）浇口典型的浇口尺寸为：

厚度0.4至6.4mm﹐

宽度为1.6至12.7mm。

重叠浇口与侧浇口类似﹐浇口与成品侧壁或成品表面有重叠。14四月202538C、重叠（搭接）浇口14四月20251-主流道；2-分流道；3-侧浇口；4-塑件39D、扇形浇口（Fangate）特性----①侧浇口的变异形式；②面向型腔，沿进料方向截面宽度逐渐↑在与型腔接合处形成一长约1.0~1.3mm的台阶，熔料经台阶进入型腔；③进料在宽度方向得到更均匀的分配，↓塑件的内应力，克服了流纹及定向效应，↓带入空气的可能性，→最大限度地消除浇口附近的缺陷；

④去除困难，痕迹明显。14四月202540D、扇形浇口（Fangate）典型的浇口尺寸为﹕

厚度0.25至1.6mm﹐宽度6.4至25%的型腔侧壁的长度。应用----①适用于成型横向尺寸较大的薄片状塑件及平面面积较大的扁平塑件；②适用于注射除硬PVC以外的普通塑料。尺寸----浇口的截面积（W*H）≤流道的截面积保证料流的对接、连续。（进料口厚度的改进)14四月202541E、圆盘浇口

盘形浇口（Diskgate/Diaphragmgate）

圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形塑件。

此类型浇口适用同心﹑且尺寸的要求严格﹑及不容许有熔接痕生成的塑料制件。典型的浇口厚度是0.25至1.27mm。14四月202542F、环状浇口环形浇口（Ringgate）

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。典型的浇口厚度是0.25至1.6mm。14四月202543G、轮幅浇口（Spokegate）

又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。典型的浇口厚度是0.8至4.8mm﹐宽度为1.6至6.4mm缺点：可能会产生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圆。14四月202544G、轮幅浇口（Spokegate）14四月202545H、薄膜浇口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平缝浇口、平板浇口、薄片式浇口、宽薄浇口、膜状浇口特性----①侧浇口的变异形式；②料流通过特别开设的分流道（平行流道）得到均匀分配；③以较低的线速度呈平行流均匀而平稳地进入型腔；④↓塑件的内应力，↓因定向而产生的翘曲变形,↓气孔及缺料等缺陷；⑤成型后去浇口的后加工量大，↑成本，痕迹明显。14四月202546典型的浇口厚度是0.25至0.63mm﹐

其长度必须短﹐大約0.63mm。H、薄膜浇口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平缝浇口、平板浇口、薄片式浇口、宽薄浇口、膜状浇口应用----①成型大面积的扁平塑件；②能最有效地把PE等一类平板状塑件的变形控制到最小限度；③适用于注射除硬PVC以外的普通塑料。14四月202547I、护耳式浇口（Tabegate）

翼状浇口、耳式浇口、调整片式浇口、分接式浇口

通常应用于平板状且薄的成型品﹐以降低型腔內的剪应力。

浇口周围产生的高剪切应力局限于辅助凸片﹐而凸片将在射出成型后去除。

凸片浇口广泛主要适用于PVC、PC、ABS、PMMA等热稳定性差、熔融粘度高的塑料；因这类塑料成型需较高的注射压力，易引起变形，为了↓浇口附近的残余应力，↓变形。14四月202548I、护耳式浇口（Tabegate）

翼状浇口、耳式浇口、调整片式浇口、分接式浇口护耳长度一般取15～20mm，宽度约为长度的一半，厚度可为浇口处模腔厚度的75%～80%，护耳纵向中心线与塑件边缘的间距不大于150mm，护耳与护耳的间距不大于300mm；侧浇口位于护耳侧面的中央，其长度和宽度按常规选取，但厚度可等于护耳厚度的80%或完全相等。

14四月20251-分流道；2-侧浇口；3-护耳；4-主流道；5-一次分流道；6-二次分流道49J、点状浇口（Pin---pointgate）14四月2025点浇口针点浇口小浇口针浇口橄榄形或菱形浇口

50特性----①尺寸很小的直接浇口的特殊形式；②料流通过时，压力差↑→↑↑剪切速率，产生较大的剪切热，→粘度↓，流动性↑，利于填充；③去除容易，痕迹小，自动拉断，利于自动化操作；④压力损失↑，收缩↑，易变形；⑤浇口附近变形小，多腔时易取得浇口平衡；⑥三板式双PL（定模部分），以便浇口凝料脱模，须设置流道取出装置，对于注射机的最大开模距离及流道板的流道取出空间应↑。14四月2025J、点状浇口（Pin---pointgate）51应用----①适用于粘度随剪切速率变化而明显改变的塑料（PE、PP、PS等）；②粘度较低的塑件、薄壁塑件；③对成型流动性差及热敏性塑料不利；④对平薄易变形及形状复杂的塑件不利；⑤对投影面积大或易变形的塑件→多针点式浇口能取得理想的结果。（缩短流程，加快进料速度，降低流动阻力，减少翘曲变形）14四月2025J、点状浇口（Pin---pointgate）52d=0.5~1.6mm（最大不超过2.0mm）经验公式

式中，d为点浇口直径，mm；δ为塑件在浇口处的壁厚，mm；A为型腔表面积，mm2。14四月2025J、点状浇口（Pin---pointgate）

5314四月2025K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口54K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口特性----

①由点浇口演变而来，具备点浇口的特点；②分流道位于PL面，而其本身设在模具内的隐蔽处，料流通过型腔侧面斜向注入；③塑件外表面不受损伤，不致影响其美观效果（浇口痕迹）及表面质量；④成一定斜向角度与型腔相联→斜切刃口→（剪切力）自动切断浇口→不需进行浇口处理⑤推出时需用较强的冲击力；⑥能采用二板式模具。14四月202555K、潜伏式浇口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切浇口（Shearinggate）、隧道式浇口应用----对于过于强韧的塑料不宜采用(如PS)尺寸----圆形或椭圆形截面、椭圆锥面，参考点浇口设计。14四月202556（3）浇口的设计原则

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。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。14四月202557（3）浇口的设计原则防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。14四月202558对称的浇口可以防止翘曲浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩不推荐推荐14四月2025（3）浇口的设计原则59防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。14四月2025（3）浇口的设计原则60

流动比不够时，考虑多个浇口。浇口位置要有利于排气以避免包风。

浇口的位置应该有利于包风的排除，否则会造成短射﹑烧焦﹑或在浇口处产生高的压力。14四月2025（3）浇口的设计原则61浇口的位置应尽可能避免熔接痕的产生。如果实在无法避免，应使它们不处于功能区、负载区、外观区。14四月2025（3）浇口的设计原则6214四月20256314四月202564高分子取向对塑件性能的影响14四月2025（3）浇口的设计原则65（4）浇口平衡多型腔的浇口平衡当采用非平衡式布置的FS或者同模生产不同塑件时，须对浇口的尺寸加以调整，以达到FS的平衡，即保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。

浇口尺寸的平衡调整可以通过粗略估算和试模来完成。14四月202566A、计算思路