ch4.3浇口设计.ppt

1、第三节 浇注系统的设计,一概述 二普通浇注系统 三无流道浇注系统,一概述,浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。,浇注系统组成,主流道,分流道,二级分流道,三级分流道,浇口,塑件,冷料井,冷料井,浇注系统及塑件,1分类,普通浇注系统无流道浇注系统 浇注系统：主流道、分流道、浇口、冷料井 非限制性浇口：直接式浇口即直浇口（主流道型浇口） 限制型浇口：常见有十几种形式,浇注系统分类,普通浇注系统,无流道浇注系统,主流道,分流道,浇口,冷料井,非限制性浇口,限制型浇口,针点式浇口,潜伏式浇口,护耳式浇口,盘形浇口,圆环形浇口,轮辐式浇口,爪形浇口,搭接浇口,侧浇口,平缝式浇口,

2、扇形浇口,2设计原则,浇注系统设计的好坏对制品的性能、外观和成型难易程度影响很大。因此设计时应综合考虑以下几个原则： 塑料平稳，顺利地充满型腔各个部分，以保证型腔内气体排除干净。 流程要短以缩短充满型腔的时间，减少压力和热量损失。 浇注系统要少折弯，表面粗糙度小（主流道内壁0.63）以减小压力损失。 浇口位置选择应避免料流正面冲击型芯和嵌件。 浇注系统的尺寸应尽量小，以减少耗料。,二 普通浇注系统,1流动比计算 2主流道设计 3分流道设计 4冷料井和拉料杆的设计 5浇口设计,1流程比（Flow Length Ration)计算,定义：熔融塑料流路长度与厚度比值的总和 计算目的：确定浇口的位置和

3、数量。 B=L1/t1+L2/t2+Ln/tnB 式中：Li流程各段的长度（mm）； ti 流程各段的厚度（mm） 对大型塑件应计算流动面积比Ps Ps= t / A mm1 式中：Ps流动面积比（13104，1310-5) t 塑件厚度（mm） A塑件的表面积（mm2） 最大流动比和注射压力、塑料品种、厚度有关,由实践得出的几种塑料的流动比：,L流动长度 t塑件的壁厚,（1）主流道尺寸 圆锥形 24（一般） 36(流动性较差的塑料) ddo d=do（0.51） RR R=R+(23) L60应采用延伸式喷嘴 （2）主流道衬套 主流道衬套与定位环整体 主流道衬套与定位环分开,2主流道设计,浇

4、口套与定位环为组合式的,（3）主流道直径的确定：取决于主流道内熔体的剪切速率 一般 方法一：根据经验公式 式中： 熔体流动的剪切速率 s-1 qv熔体体积流量cm3/s 1 （注射机对塑料额定注射量的60%80%除于注射时间） qv =0.60.8V/t Rn流道有效半径(去除表面冷凝层) cm,方法二：另一经验公式 式中：D主流道大头直径mm Vj流经主流道的熔体体积cm3 K材料系数 K值 ：PS类 K=2.5 PE、PP K=4 PA K=5 PC K=1.5POM K=2.1 CA K=2.25,3分流道设计,（1）作用：过渡，转向 （2）要求： 融料尽快充满型腔的各个部分，热量，压力

5、损失小 一模多腔时应保证进料均衡,定模结构示意,动模结构示意,模概述,（3）断面形状和尺寸,（3）断面形状和尺寸,式中：D各级分流道的直径mm m流经该分流道的熔体质量g L流过m熔体的分流道长度mm 此式适于分流道直径在3.29.5mm ，对于HPVC、PMMA应增大25%；大多数塑料D在610之间，流动性差的可大到13mm。,一般建议的分流道直径,（4）分流道布置形式,平衡式：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸均对应相同，均衡进料，可同时充满各个型腔。,分流道布置形式, 非平衡式：从主流道到各个型腔的分流道长度不等，塑料进入型腔的时间有先后，称为非平衡分流道。 应对浇口尺寸

6、进行平衡修正，各浇口平衡值BGV应相等 式中 F浇口截面积（mm2） Lr流经流道长度（mm） Lg浇口长度（mm） 若各个塑件质量不一样则采用公式：,4冷料井和拉料杆的设计,（1）冷料井的作用：储存前锋冷料 拉料杆的作用：把主流道凝料从主流道衬套拉出，同时顶出浇注系统凝料 （2）分类：按冷料井、拉料杆按尖头部分结构不同可分为三大类： 带Z型拉料杆的冷料井 带球形头拉料杆的冷料井 无拉料杆的冷料井, 带Z型拉料杆的冷料井,拉料杆兼起顶杆作用，固定在顶出板上，开模时冷料被一齐拉出，取塑件时朝拉料钩的侧向稍许移动即可脱出。同类型的还有带顶杆的倒锥形冷料井和环形槽冷料井 倒锥形冷料井：分模时靠倒锥起

7、拉料杆作用，然后强制顶出 圆环槽冷料井：分模时靠侧凹起拉料杆作用，然后强制顶出。 后两种宜用于弹性较好的塑料成型，取主流道无需作横向移动，易实现自动化操作。,Z形拉料杆（冷料井）及其变异形式,带球形头拉料杆的冷料井,球形头拉料杆专用于制件以推板脱模的模具中 塑料进入冷料井包紧在拉料杆的球形头上，开模时即将凝料拉出。 固定在动模边型芯固定板上 不随顶出板移动 推板推动制件时把主流道凝料从球形头上硬刮下来 菌形拉料杆和锥形拉料杆为球形头拉料杆的变异形式 锥形拉料杆无储存冷料的作用，靠塑料收缩的包紧力将主流道拉住，可靠性不如其它两种。可通过减小锥度，增加锥面的粗糙度来增大摩擦力。但尖锥分流作用好，适

8、用于单型腔模成型带中心孔的制件，如齿轮。,球形头拉料杆（冷料井）及其变异形式,无拉料杆的冷料井,在主流道对面的动模上开一锥面凹坑 并在锥壁上平行于相对锥边钻一深度不大的小孔 分模时靠小孔的固定作用将主流道凝料拉出 顶出时，冷料头先沿小孔的轴线移动，然后被全部拔出 分流道续设计成S形或类似的带有挠性的形状,无拉料杆冷料井,定模,拉料穴,动模,分流道,5浇口设计：包括浇口数量、形式和位置,（1）数量的确定： 例：箱体件，PP塑料 L / t 240200 壁厚t3mm Lmax980mm 解：L / t980 / 3326.6 240200 n326.6 / 2402001.361.63 所以 n

9、2 取两个浇口,进料,（2）浇口形式的选择,非限制性浇口 限制性浇口,（3）浇口位置的选择,应注意的几条原则 融料流动能量损失最小 要有利于型腔内气体的排出 要避免造成塑件收缩变形 要尽量避免和减少塑件的熔接缝 要避免正面冲击型芯和嵌件 浇口的设置要不影响塑件的外观, 融料流动能量损失最小,A、融料流程最短 B、融料变向越少越好 C、浇口设在壁厚处 如果薄壁处先凝固，将影响熔料流动的距离，阻力大，将造成得不到补缩和凹陷，缩孔等一系列缺陷,融料流程最短,融料变向越少越好,浇口设在壁厚处, 要有利于型腔内气体的排出,若腔内的气体不能顺利排出，将造成制品的气泡，疏松，充模不满，熔接不牢或由于注射时，

10、气体被压缩产生高温，造成局部碳化烧焦。,A,B,A方案：料流很快充满圆周，封闭排气槽，且会在周围和顶部形成熔接缝，因而不合理 B方案：料流最后到达分型面，排气良好，合理。, 要避免造成塑件收缩变形,大型平板制件如果只采用一个浇口，可能出现翘曲变形，此时可以考虑采用四点或五点浇口，可有效防止翘曲。, 要尽量避免和减少塑件的熔接缝,为减少熔接痕数量，在融料的流程不长时，若无特殊要求，最好不要开设一个以上的浇口，但大型板状制件应兼顾内应力和翘曲变形问题。, 要避免正面冲击型芯和嵌件,小型芯,不合理,料流方向, 浇口的设置要不影响塑件的外观,A 方案,B 方案,三无流道浇注系统,1定义 2优缺点 3对

11、注射塑料的要求 4分类,返回目录,1定义,采用加热和绝热的方法，从注射机喷嘴起至型腔入口（浇口）为止，这段流道中央的融料一直保持熔融状态，开模时只取出塑件，不必取出浇注系统凝料。,2优缺点,优点： （1）同时节约工时（去凝料的工时） 缩短塑件的成型周期（3040） （2）节约材料 （3）容易实现自动化 （4）采用热流道有利于压力的传递，可减少注射压力以及锁模机构的吨位。 （5）降低成本（约16） 缺点： （1）模具结构相对复杂(需要控制流道和喷嘴温度)，成本昂贵，需大批大量生产 （2）不是所有塑料都适用,3对注射塑料的要求（非热敏性塑料）,（1）成型温度范围广 低温流动性好 高温热稳定性好 （

12、2）对压力敏感：不施压不流动，稍微施压即可流动 （3）热变形温度高：可以在较高的温度下脱模 PP、PE理想；ABS较差；PS、PA、PC不可,4分类,（1）绝热流道注射模 （2）加热流道注射模 （3）冷（温）流道模具热固性塑料,热塑性塑料,（1）绝热流道注射模,单型腔模井坑式喷嘴 注射机喷嘴和模具入口间装置主流道杯（蓄料坑） 中心部分保持流动状态 仅适用于操作周期较短的模具，即单型腔模具,多型腔的绝热流道模具 主流道、分流道特别粗大，分流道直径1630mm，甚至达到74mm 24mm的外层（冻结层），起绝热作用 常见的浇口有主流道型浇口和针点式浇口两种。,（2）加热流道注射模, 塑料层绝热的延

13、伸式喷嘴的模具,多型腔内加热式热流道模具（Hot drop）,针阀式浇口(Valve Gate),热流道板及其安装,热流道板安装,（3）冷（温）流道模具,用热水（油）使模具流道系统保持在较低温度，从而维持树脂流动性，适于热固性塑料。,非限制性浇口直接式浇口（Sprue Gate）,优点：流程短，阻力小，压力损失小；易于成型，易补缩；适合于任何塑料 缺点：尺寸大，固化时间长，延长了补料时间；难除去；浇口处易产生缩孔和应力。 适用于：大型长流程制件和厚大箱体件和壳体件。,限制性浇口, 针点式浇口 潜伏式浇口 护耳式浇口 盘形浇口 轮辐式浇口 爪形浇口 圆环型浇口 侧浇口 扇形浇口 平缝式浇口 重叠

14、式浇口（搭接式浇口） ,11, 针点式浇口（Pin Gate）,A.当制件尺寸较大时，可以从几点同时进料以缩短流程，加快进料流动阻力，减少翘曲变形。 B.薄壁件应加大浇口对面壁厚。 C.应用三板式双分型面模具 优点：速度快，温差小，熔接缝牢固，无浇口痕迹。 缺点：压力大，喷射现象严重（料流过程易产生折叠和蛇行）影响表面粗糙度。,Drop blue Gate, Yellow,点浇口及其尺寸,潜伏式浇口（Submarine Gate ）隧道式浇口或剪切浇口,具有针点式浇口的特点，进料部分一般选在制件侧面较隐蔽处，浇口潜入分型面下面，沿斜向进入型腔不会影响制品的美观。入口直径约为平均厚度的25%75

15、%,优点：具有针点式浇口的优点 缺点：韧性好的塑料不宜采用,香蕉形浇口(Cashew Gate),弯曲潜伏式浇口 加工困难,潜伏式浇口的设置位置,潜伏式浇口的尺寸, 护耳式浇口（分接式浇口、Tab Gate ）,塑料通过小浇口，摩擦生热，改善了流动性，然后冲击在凸出块对面的壁上，从而降低了速度并改变了流向，均匀进料。,优点：解决了小浇口的喷射现象。 缺点：突出的护耳作为工艺块在制件成型后应以切除，割除较困难；耗料。 常用于：聚碳酸脂，ABS和有机玻璃等塑料的成型。,护耳式浇口的结构, 盘形浇口（隔膜浇口、Diaphragm Gate）,优点：均匀进料，排气好，无熔接缝 缺点：浇口难去除，耗料（

16、常用冲切或车削去除浇口） 适用于：圆筒形制品或中间带孔的制品, 轮辐式浇口,类似于圆环形浇口，把整个圆周进料改成了几个小段圆弧进料。 优点：进料均匀，排气好，浇口去除方便，回头料少。 缺点：有熔接缝，对制件强度有一定影响。, 爪形浇口,轮辐式浇口的一种变形: 分流道与浇口不在一个平面内 优点：型芯顶端安装入定模内，避免了弯曲变形，同心度高。 缺点：制模较困难。 适用于：管状制件, 环型浇口（外圆环、Ring Gate ）,与盘形浇口相似 浇口设置在与圆筒形塑件同心的外侧 适用于薄壁长管形塑件，型芯可在两端固定 优点：排气好，无熔接缝 缺点：浇口去除困难，痕迹明显 不建议采用, 侧浇口（Edge Gate）,又叫边缘式浇口，一般开在分型面上，从制件边缘进料，典型的矩形断面浇口。约为产品厚度的50%75% 优点：制模容易, 扇形浇口（Fan Gate),侧浇口的变异形式，浇口沿进料方向逐渐变宽，厚度逐渐变薄，并在浇口处迅速减至最薄。宽阔的边缘浇口,适用于：宽度较大的薄片状