塑料注射成型工艺与模具设计.ppt

1、百金买骏马，千金买美人； 万金买高爵，何处买青春？ 屈原,模块一 塑料注射成型工艺与模具设计,课题5 塑料注射成型模具浇注系统设计,任务导入,一,任务：设计电流线圈架注射模具的浇注系统,型腔数目与分布,分型面的类型与选择,注射模具浇注系统,设计注射模具浇注系统,完成任务,1、型腔数目和分布 （1）型腔数目的确定 1）单型腔 2）多型腔 根据经济性 根据锁模力 根据制件精度 根据注射量 （2）型腔分布的确定,专业知识,二,1）单型腔模具制件在模具中的位置 2）多型腔模具型腔的排布 平衡式排布： 非平衡式排布：,2、分型面的类型与选择, 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

2、，也叫合模面。,分型面,（1）分型面的基本形式及表示方法,平面,斜面,阶梯面,曲面,（2）分型面选择的一般原则,1、有利于脱模,2.有利于保证塑件质量,3.有利于简化模具结构,4.有利于模具成型零件的加工,有利于塑件脱模,分型面要取在塑件的最大截面处,有利于保证塑件质量,分型面的选择要满足塑件表面质量的要求,有利于保证塑件质量,分型面的位置要有利于模具的排气,有利于保证塑件质量,尽量减少塑件在分型面上的投影面积,有利于保证塑件质量,要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等,有利于保证塑件质量,分型面、哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求？,有利于保证塑件质量,分型面的选择也要有利于保证

3、塑件的尺寸精度,有利于保证塑件质量,分型面的选择要满足塑件的使用要求,有利于保证塑件质量,要考虑飞边在塑件上的位置,分型面的选择要有利于简化模具结构,尽可能的避免侧向分型或者抽芯,分型面的选择要有利于简化模具结构,尽可能的避免侧向分型或者抽芯,尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧,分型面的选择要有利于简化模具结构,塑件不止有一个抽芯的时候，在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致,分型面的选择要有利于简化模具结构,使塑件尽量留在动模一侧,分型面的选择要有利于简化模具结构,要有利于模具成型零件的加工,斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容易加工,高性能模具,一副高性能模具必须具备下列三个高性

4、能系统的配合： 高性能充填系统 高性能保压系统 高性能冷卻系统,3、塑料注射成型模具浇注系统,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,（1）浇注系统的组成与作用,主浇道,分浇道,浇口,流道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。,浇注系统设计的基本原则,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

5、多。,尽量减少停滞现象,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,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,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。,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

6、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夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。,（2）主流道的设计,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。,设计要点:,截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r,主浇道穿过两块模板时应呈阶梯状，或采用浇口套,定位环与浇口套的关系,浇口套常采用标准件，材料取45钢，装配后的加工。,（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,分流道的尺寸设计,分流道的布置,分流道的设计要点,流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內

7、部的熔融塑料的体积。,1.分流道的截面形状,圆形截面,优点：流道形状效率较高，可达0.25D。,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。,1.分流道的截面形状,矩形截面,流道效率与圆形相当，但面积却比圆形流道多出27%，增加了射出废料，而且会造成顶出力量增加的现象。,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。,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%。,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

8、不易，通常不考虑使用。,2.分流道的设计要点,制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。 成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。 流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。 使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。,2.分流道的设计要点,保证熔体迅速而均匀地充满型腔 分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小 要便于加工及刀具的选择 每一节流道要比下一节流道大1020（Dd1020）,3.分流道的尺寸设计,D=产品最壁+1.5mm B=1.25D,3.分流道的尺寸设计,流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之

9、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。 因此流道直径应适合产品的重量或投影面积。,3.分流道的尺寸设计,流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短, 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mm W产品质量g L流道長度mm,4.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,自然平衡 人工平衡,不平衡,自然平衡,人工平衡,4.3普通浇注系统的

10、设计,五、分流道设计与制造,4.分流道的布置,4.3普通浇注系统的设计,五、分流道设计与制造,5.分流道制造要点,4.3普通浇注系统的设计,五、分流道设计与制造,圆弧铣刀加工，要保证位置度,划线、立铣、研磨（Ra1.6m）,划线、立铣、研磨（Ra1.6m）,5.分流道制造要点,（4）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。,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：,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

11、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。,1）浇口的类型及特点,直接浇口,直接浇口广泛应用于单型腔模具 缺点：是去除浇道后将在成型品表面留下痕迹。,侧浇口,典型的浇口尺寸为：厚度为0.4至6.4mm，宽度为1.6至12.7mm。,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。,重叠浇口,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

12、。,扇形浇口,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。,圆盘浇口,圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形制品。 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品。,典型的浇口厚度是0.25至1.27mm。,环状浇口,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。 典型的浇口厚度是0.25至1.6mm。,轮幅浇口,轮幅浇口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。 缺点：可能会产生熔接痕而且不可能制造出完善的真圆。 典型的浇口厚度是0.8至4.8mm宽度为1.6至6.4mm

13、。,平缝式浇口,与环状浇口类似但用于平直边缘的塑件。 薄膜浇口适用于既平坦及大面积、且翘曲要保持最小的设计。 典型的浇口厚度是0.25至0.63mm其长度必须短 大約0.63mm。,护耳式浇口,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。 凸片浇口广泛应用于PC SAN和ABS等树脂的成型。,凸片的最小宽度为6.4mm最小厚度为型腔深度的75%。,点状浇口,适合于多型腔、三板两开式模具，开模时点浇口自动脱落。,利用推板切断点浇口凝料,浇口小压力损失大，需要较高的注射压力。,潜伏式浇口,浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。

14、,2）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。 防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。,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,防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。,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。,流动比不够时，考虑多个浇口。,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。,（5）冷料穴与拉料杆设计,作用：贮存冷料，拉出凝料。,1.带钩形拉料杆的冷料穴,2.带球头拉料杆的冷料穴,3.无拉料杆冷料穴,4.拉料杆的组合形式,主流道拉料杆组合,4.拉料杆的组合形式,分流道拉料杆组合,5.拉料杆的技术要求,拉料杆材料：T8A或T10A 热处理：头部HRC5055 配合： 拉料杆与推件板：H9/f9