第5章 浇注系统0.ppt

1、第五章注塑浇注系统，本章主要介绍浇注系统的构成和设定，包括主流路设定修订、分流路设定修订、冷料井和拉杆的合理匹配、流动比和流动面积的检查、浇注系统截面尺寸的定量修订计算的简易方法、浇口形式的选择和设定修订。 浇注系统是指在金属熔液从喷嘴出来到达型腔之前流经模具内的通路。 浇注系统分为通常流路的浇注系统和热流路浇注系统2种。 浇注系统与模具结构、充填过程、成型品质量、生产效率、操作安全、后续工序、技术改造、系统可靠性、力量平衡等诸多因素密切相关。 浇注系统的设置修订是注塑成型设置修订的重要环节。 浇注系统的确定过程是模具修订者高度重视的技术处理过程。 机械工学学院机械制造系，重点： 1，浇注系统

2、的设置修订原则。 2、浇注系统各部分的设定修订和制造。 难点： 1、闸门形式和位置的选择2、闸门和分流道类型的选择和设定修订。 5.1概述5.2分型面的选择5.3主流路设置5.4分流路设置5.5冷材井和拉杆合理匹配5.6流动比和流动面积比5.7浇口设置5.1概述，熔融塑料通过浇注系统流入模具型腔时，其流动过程大致如下5.1.1在流动过程、注塑过程中，当高温熔融塑料与低温模具流道接触时，塑料会迅速冷却，从而在模具流道的表面形成冷凝层。 由于热塑性材料的热传导率低，冷凝层起到保温芯部塑料的作用。 因此，此时流路中心的塑料仍然熔融。 在冷凝层薄的流路中，每单位时间流入型腔的塑料的体积比冷凝层的厚的流

3、路大。 因此，高压高速注射是容易使型腔充实的主要原因之一。 5.1.2浇注系统的作用、分类和构成，1浇注系统的作用和分类浇注系统的作用是将塑料熔体顺畅且顺序地填充到型腔中，在填充和凝固过程中将压力充分传递到各部位，得到组织紧密、外形清晰的塑料成型品。 通常的浇注系统有直浇道和流道两种，如图6-5、图6-6所示。 直浇道适用于立式注射成型机或卧式注射成型机，其主流路一般与脱模面垂直，而流道浇口仅适用于方型注射机，其主流路与分型面平行。 因此，构成2浇注系统的浇注系统一般由主流路、分流路、闸门和冷材孔四部分构成。 (1)主流路：从注射成型机的喷嘴与模具接触的部位到分流路的流路是熔融塑料进入模具时最

4、初通过的部位。 (2)分流路：在主流路和浇口之间的流路中，在熔融塑料从主流路流入型腔的过渡段中，可以顺利地转换塑料的流动。 在多腔型的分流路中，还起到向各腔分配塑料的作用。 (3)闸门：是分流路和模腔之间的狭窄部分，也是最短部分。 其作用是： (a )从分流路送来的熔融塑料进入型腔时产生加速度，能够迅速填满型腔；(b )成形后的浇口部的塑料首先凝结，封闭型腔，防止塑料逆流，降低型腔压力4 )冷材孔的设定订正：熔体前端这一区域内的温度相对较低，流动性能和成形性能差的熔体进入型腔时，容易产生不合格品。 因此，需要在主流路和分流路的延长线上设置能够收容冷却材料的井。 这口井的孔叫冷材孔。 冷料孔的作

5、用是储藏两次注射间隔产生的冷料头，防止冷料头进入型腔，成型品熔接不充分，影响成型品的质量，冷料头堵塞浇口，引起成型不满。冷却材料孔一般设置在主流路的末端，分流路长的情况下，在其末端也开冷却材料孔。5.1.3浇注系统的设置修正原则，1尾气可以良好地将熔融塑料顺利引导至型腔各深度，不产生涡流和湍流，可以顺利排出型腔内的气体。 2以流动短的成形和排气良好为前提，选择短的流动填充型腔。 然后，尽量减少弯曲，减少压力损失，缩短充填时间。 为了防止3芯和插件的变形，熔融塑料的正面不与直径小的芯和金属插件碰撞，防止芯的弯曲变形和插件的位移。 4、改装方便的浇口位置和形式应结合成型品的形状考虑，改装方便，不损

6、害成型品的外观和使用。 5如果工艺过长或需要打开两个或多个浇口，请注意防止零件翘曲变形。 6冷料孔或溢流槽是合理设置的，因为它会影响成型品的质量。 7浇注系统的截面积和长度除了满足上述要求以外，浇注系统的截面积和长度要尽量取较小的值，减少浇注系统占有的塑料量，减少回收材料。 5.2脱模面的确定(详见P124页表5.4 ) (1)保证成型品的外观品质要求。 (2)一旦确定了分型方向，将分型面修正为该方向的成型品外形的最大轮廓。 机电学院机械制造系，(3)尽量使脱模面的设置有利于成型品的脱模。 (4)在确保成型品精度的基础上，提高成型品的关键位置尺寸精度。 (5)尽量使分型面具有良好的加工工艺性。

7、 如果设定模具的脱模面难以加工，则变更模具设定修正案(6)而可靠地合模，尽量减少成形品向合模后的脱模面的投影面积，(7)使模具具有良好的排气效果(8)侧方脱模或抽芯机构(9) 如果不能可靠地避开抽芯机构，则选择尽可能缩短侧方吸引距离的设定修正案(10 )，充分考虑毛刺(也称为毛刺)方向对成形品的质量的影响(11 )，必须尽可能地实现分型面上的力的平衡。 否则，如果较大的导柱、5.3主流路设置修订、5.3.1直浇道式主流路设置修订直浇道式主流路的截面直径过小，则熔体的流动过程中的冷却面积相对增大，热损失变大，粘度上升，压力损失增大，流动性降低，因此成形困难。 截面直径过大时，流路容积增大，塑料消

8、耗增加，冷却固化时间变长，生产率降低。 另外，如果主流路的截面积过大，塑料熔液的流动容易产生絮凝物和涡流，产品内部会产生气泡。 因此，需要适当地设定修正主流路的截面直径。 通常，主流路入口端的截面直径约为48mm，熔体流动性好，产品小的话，直径可以设定得小，相反必须设计得更大。表6-1推荐主街截面直径为参考用。 因此，(2)为了容易取出主流路凝固材料，主流路为圆锥形，锥角约为24。 流动性差的塑料最好是610。 (3)主流路出口端带圆角，圆角半径r约为0.33mm或0.125D2。 (4)主流路表壁的表面粗糙度必须小于Ra0.631.25um。 的双曲馀弦值。 (5)在保证产品成形的条件下，主

9、流道的长度应尽量缩短，减小压力损失和废弃物量。 主流路过长，塑料熔体的温度会降低，影响填充型。 通常，主流路的长度为60mm以下，(6)主流路的入口端与喷头的接触形成为与喷头的球面半径一致地凹陷的球面(图8 )。 否则容易泄漏，难以除去主流路的凝固材料。 通常，主流路入口端的凹陷的球面半径比喷嘴球面半径大12mm，凹陷的深度约为35mm。5.3.2主流浇道衬套的设定修改是由于注塑成型时主流浇道反复与高温塑料熔体和注塑成型机的喷嘴接触和冲突，因此一般不直接将主流浇道打开到固定模，而是单独将其嵌套，然后将该嵌套嵌入固定模，将该嵌套嵌入主流浇道衬套采用主流路衬套，不仅给主流路的加工和热处理、衬套自身

10、的选购件等作业带来很大便利，而且在主流路破损后也容易磨削和更换。 常用的主流路衬套有a、b两种(图9 )。 其中b型是为了防止衬套因塑料熔体的反压力而从固定模退出而特别设定的，使用时用固定在固定模上的定位环按压衬套大端阶梯即可。 另外，衬套的外径配合定位环的内孔设置，对于衬套的其他尺寸，可以根据情况修订或使用标准品。 修订主流路衬套时，(1)相对于小型注塑成型模具，主流路衬套和定位环可以一体设置修订，但多数情况下请注意分别设置修订。 (2)主流路衬套选用优质钢材(例如T8A等)，热处理后的硬度为5357HRC。 (3)衬套的长度与固定模对合部分的厚度一致，主流路出口的端面请勿突出到脱模面。 不

11、这样做的话，不仅会造成溢出，还会把模具压扁。 (4)衬套和固定模具的组合采用H7/m6。 3主流路衬套的固定形式，5.3 .定位环设定修正，定位环配合注塑成型机的固定板中心的定位孔，使主流路成为喷嘴和气缸的对，除了将定位环和主流路衬套设定为一体结构以外，单一的定位环形式可以参考图10和图11进行设定修正其中，图10是日本工业标准JISB5111-1964所规定的应用例，图11是具有特殊形状的定位环，能够应用于不同的情况。 返回图6-11特殊形状定位环适用图例()，设定、修正定位环时的注意事项： (1)在定位环和注射成型机的固定板的定位孔之间采用比较松的间隙嵌合，例如H11/h11或H11/b1

12、1。 (2)在小型模具中，定位环和定位孔的配合长度优选为810mm，在大型模具中优选为1015mm。 (3)在图6-10中，图a是最常用的定位环形式，图b是在固定模上安装定位环而不加工台阶孔，图c是用定位环按压a型主流路衬套，使衬套不从固定模脱离的结构(4)规格接近的注射成型机因制造商而异的情况较多，其上的定位孔不一致的情况较多，因此，为了提高模框的标准化程度，能够将定位环设为图11a、b所示的结构。 无论哪种结构，只要使与注射成型机的定位孔卡合的直径dj及与固定模的定位孔卡合的直径dm为共通或标准尺寸，就能够仅更换定位环而将同一模框适用于不同的注射成型机。 (5)在图11中，图c是用阶梯孔按

13、压a型主流路衬套的定位环构造，孔径Dh是需要与定位环直径Dh嵌合的图d、e所示的定位环构造，是为了使主流路衬套的更换变得容易，另外，也能够防止衬套在注射时后退5.3.2流道式主街、流道式主街与模具分型面平行，在分型面的一侧或两侧开设，仅适用于直角式注射成型模具。 横浇口式主流路的构造比较简单，其截面形状可以为圆形、半圆形、椭圆形、梯形，但椭圆形中使用最广泛。 流道式主流道末端可开冷料孔，深度约45mm，主流道表壁表面粗糙度必须小于Ra0.320.63m。 流道式主流路的尺寸的设定修订可以参考图12。 修订5.3分流路设置、5.3.1分流路时，(1)请注意分流路的排列尽量保持平衡。 (2)分流路

14、的截面形状可参照图13进行修正。圆形截面(图6-13a )的分流路的比表面积(流路表壁面积与容积之比)最小，塑料熔体的热难以发散，流动阻力也小，但需要在脱模面的两侧开设，而且上下两部分必须一致，因此加工困难的梯形截面(图6-13b )的由于熔体的散热和流动阻力也不大，所以最常用，其截面尺寸参照其他书籍，h=2/3b1、b2=3/4b1、b1的成形条件和u字截面(图6-13c )的分流路的优缺点与梯形大致相同，常用于小型制品，其截面尺寸半圆形截面(图6-13d )和矩形截面(图6-13e )的分流路，由于比表面积大，一般不太使用。 (3)分流路的尺寸取决于产品的壁厚、体积、形状的复杂性以及所使用

15、的塑料的性能等因素，具体的结构可以参考图14进行修改。 大型产品的h值越大越好，角越小越好，分流路的长度Lf一般在830mm之间，可以根据型腔的数量适当地延长，但如果不小于8mm，则会给修磨带来困难。 (4)分流路的表壁的表面粗糙度不要过小，冷材料一般要达到Ra1.252.5m，以免被带入型腔内(5)分流通道设置修改较长时，必须在其末端留有冷却孔，以防止前向冷却材料堵塞闸门或进入型腔，影响填充不足或产品的熔接强度。 (6)修改分流通道时，应将热损失和流动阻力作为主要矛盾来考虑，只有在保证塑料熔体在充分的压力和合理的温度下满足型腔时，才能尽量减小分流通道的截面积和长度，减少原材料消耗。 5.3.

16、2多腔模具浇注系统的流动平衡，对多腔模具的基本要求是，各腔同时满足，各腔的压力相同，确保各腔所成形的成形品的尺寸、性能一致。 据介绍，根据型腔不同，熔体压力相差6.9MPa时，收缩率相差0.50.75以上。 多腔模具浇注系统的流动平衡的目的是达到上述要求。 分为以下两种情况。 (1)各型腔的成型品相同时，这种情况的生产最多，各型腔是相同的成型品(形状、大小、厚度完全相同)，用于小成型品的大量生产。 型腔分布与浇注系统的平衡有以下两种方式。 1流路平衡：是指，相对于主流路以一定的布局分布的各腔是从主流路到各腔的分流路、栅极，其长度、截面形状和尺寸完全相同，即到各腔的流路完全相同。 如果每个流动分

17、支路径的加工误差较小，则可以同时填充每个型腔，保证压力相同。 如图15所示。 二熔体压降平衡由于腔数过多或模具整体的构造受到限制，因此有时难以采用上述各流动分支路平衡方法。 此时，到达各腔的分流路的截面形状和截面的大小可以相同，但长度不同，进入各腔的栅极截面的大小也不同(参照图16 )。 针对该设定修正方案，通过调节各模腔的浇口截面的大小，从主道流过不同长度的旁路道，通过截面大小不同的各模腔的浇口产生相同的电压降，同时满足各模腔。 目前，还没有确定各模腔浇口截面尺寸的正确修正方法，主要是在试制后修正浇口尺寸。 根据实际经验，(1)型腔越远，闸门越大。 分流路较长，截面尺寸小，熔体流向远处的模腔时会发生较大的压力降和温度降，特别是对压力降和温度降敏感的塑料，模腔越远，浇口截面积越大，保证各模腔同时得到满足。(2)型腔越远，浇口越小。 这似乎不符合一般规律，但生产的实际证明确实存在。