塑料注射成型模具浇注系统设计

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 塑料注射成型模具浇注系统设计任务导入任务导入一一专业知识专业知识二二任务实施任务实施三任务导入任务导入一一任务：设计电流线圈架注射模具的浇注系统任务：设计电流线圈架注射模具的浇注系统型腔数目与分布型腔数目与分布分型面的类型与选择分型面的类型与选择注射模具浇注系统注射模具浇注系统设计注射模具浇注系统设计注射模具浇注系统完成任务完成任务1、型腔数目和分布、型腔数目和分布（1）型腔数目的确定）型腔数目的确定 1）单型腔）单型腔 2）多型腔）多型腔 根据经济性根据经济性 根据锁模力根据锁模力 根据制件精度根据制件

2、精度 根据注射量根据注射量（2）型腔分布的确定）型腔分布的确定专业知识专业知识二二 1）单型腔模具制件在模具中的位置）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）多型腔模具型腔的排布 平衡式排布：平衡式排布： 非平衡式排布：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，也叫合模面。分型面分型面（1）分型面的基本形式及表示方法平面平面斜面斜面阶梯面阶梯面曲面曲面（2）分型面选择的一般原则1 1、有利于脱模、有利于脱模2.2.有利于保证塑件质量有利于保证塑件质量3.3.有利于简化模具结构有利于简化模具结构4.4.有利于模具成型零件的

3、加工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塑

4、件的尺寸精度分型面的选择也要有利于保证塑件的尺寸精度 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

5、芯与开模方向一致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能系统的配合： 高性能充填充填系统 高性能保压保压系统 高性能冷卻冷卻系统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

6、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

7、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

8、口套定位环与浇口套的关系浇口套常采用标准件，材料取浇口套常采用标准件，材料取45钢，装配后的加工。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流道的截面形状会影响状会影响到塑料在到塑料在浇道浇道中的中的流流动以及流道动以及流道內部的熔融內部的熔融塑料塑料的的体积体积。1.1.分流道的截面形状分流道的截面形状圆形截面圆形截面优点：优点：流道形状效率较高，可达流道形状效率较高，可达0.25d0.25d。缺点：缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交

9、错而影响流动效率。造成流道交错而影响流动效率。 1.1.分流道的截面形状分流道的截面形状矩形截面矩形截面流道效率与圆形相当，但面积却流道效率与圆形相当，但面积却比比圆圆形流道多出形流道多出27%27%，增加了射出，增加了射出废料，而且会造成顶出力量增加废料，而且会造成顶出力量增加的现象。的现象。 1.1.分流道的截面形状分流道的截面形状梯形截面梯形截面面积比圆形流道多出面积比圆形流道多出39%39%，更加浪费，但是，更加浪费，但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。 1.1.分流道的截面形状分流道的截面形状u形截面形截面又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优

10、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点改良而成，面积仅比圆形流道多出14%14%。1.1.分流道的截面形状分流道的截面形状六角形截面六角形截面其面积仅为圆形流道其面积仅为圆形流道的的82%82%，是最理想的浇，是最理想的浇道，但是制造不易，道，但是制造不易，通常不考虑使用。通常不考虑使用。 2.2.分流道的设计要点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。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脂, , 流道截面要大一些。

11、流道截面要大一些。流道方向改变的拐角处流道方向改变的拐角处, , 应适当设置冷料穴。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。的中心重合。2.2.分流道的设计要点分流道的设计要点保证熔体迅速而均匀地充满型腔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要便于加工及刀具的选择每一节流道要比下一节流道大每一节流道要比下一节流道大10102020（d dd d10102020）3.3.分流道的尺寸设计分流道的尺寸设计d=d=产产品最品最壁壁+

12、1.5mm +1.5mm b=1.25db=1.25d 3.3.分流道的尺寸设计分流道的尺寸设计 流道的直流道的直径过径过大大：不仅：不仅浪浪费费材料材料, , 而且而且冷冷却时间增长却时间增长, , 成型成型周周期期也随也随之增之增长长, , 造成成本上的浪造成成本上的浪费费。 流道的直流道的直径过径过小小：材料的流材料的流动动阻力大阻力大, , 易造成充填不足易造成充填不足, , 或或者必者必须须增加射出增加射出压压力力才才能充填。能充填。 因此因此流道直流道直径应适合径应适合产产品的重量品的重量或或投影面投影面积积。流道直流道直径径(mm)(mm)产产品重量品重量(g)(g)495637

13、58375以上以上1012大型大型流道直流道直径径(mm)(mm)投影面投影面积积(cm(cm2 2) )410以下以下6200850010120012大型大型3.3.分流道的尺寸设计分流道的尺寸设计 流道流道长长度宜短度宜短, , 因因为长为长的流道不但的流道不但会会造成造成压压力力损损失失, ,不利不利于于生生产产性性, ,同時同時也也浪浪费费材料材料；但过但过短短, , 产产品的品的残余应残余应力增大力增大, , 并并且且容容易易产产生毛生毛边边。 流道流道长长度可以度可以按如下经验按如下经验公式公式计计算算: :d =d d分流道直徑分流道直徑mmmm w w产产品品质质量量g g l

14、 l流道長度流道長度mmmm4.4.分流道的布置分流道的布置v 流道排列的流道排列的原则原则 尽尽可能使熔融可能使熔融塑料从塑料从主流道到各主流道到各浇浇口的距口的距离离相等。相等。 使使型腔压型腔压力中心力中心尽尽可能可能与与注射注射机的机的中心重合。中心重合。v流道的流道的布布置置自然平衡自然平衡 人工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

15、.分流道制造要点（4 4）浇口的设计）浇口的设计浇口：浇口：连接分流道和型腔的桥梁连接分流道和型腔的桥梁, ,是浇注系是浇注系统中最薄弱最关键的环节。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。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。的变形和破裂。 狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离， 修整方便。修整方便。浇口作用浇口作用：浇浇口的口的位位置置、数数量量、形形状状、尺寸尺寸等是否等是否适宜适宜直接直接影影响响到到产产品外品外观观、尺

16、寸精度、尺寸精度、物理性能物理性能和成型效率。和成型效率。浇浇口口过过大大：浇：浇口周口周围产围产生生过过剩的剩的残余应残余应力力, ,导致产导致产品变品变形或破裂形或破裂, ,且且浇口浇口的去除加工困的去除加工困难等。难等。浇口过浇口过小小：易易造造成充填不足成充填不足( (短射短射) )、收、收缩缩凹陷、熔凹陷、熔接接痕痕等外等外观观上的缺陷上的缺陷, ,且成型收且成型收缩会缩会增大。增大。1 1）浇口的类型及特点）浇口的类型及特点直接直接浇浇口口直接直接浇浇口口广广泛泛应应用于用于单型腔单型腔模具模具缺点缺点：是去除是去除浇浇道后道后将在将在成型品表面留下成型品表面留下痕迹痕迹。侧浇侧浇

17、口口典型的典型的浇浇口尺寸口尺寸为：为：厚度厚度为为0.40.4至至6.4mm6.4mm，宽宽度度为为1.61.6至至12.7mm12.7mm。一般开设在分型面上，适合于一模多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。形件排气不便、易产生熔接痕。重重叠浇叠浇口口典型的典型的浇浇口尺寸口尺寸为：为：厚度厚度0.40.4至至6.4mm6.4mm宽度为宽度为1.61.6至至12.7mm12.7mm。重重叠浇叠浇口口与侧浇口类与侧浇口类似似浇浇口口与与成品成品侧侧壁壁或成品表面有重或成品表面有重叠叠。扇形扇形浇浇口口

18、典型的典型的浇口浇口尺寸尺寸为为厚度厚度0.250.25至至1.6mm1.6mm宽宽度度6.46.4至至25%25%的的型腔侧壁型腔侧壁的的长长度。度。圆盘浇圆盘浇口口圆盘浇圆盘浇口口经经常用于成型內常用于成型內侧侧有有开开口的口的圆圆柱柱体体或或圆圆形制品。形制品。此此类类型型浇口适浇口适用同心用同心且尺寸的要求且尺寸的要求严严格格及不容及不容许许有有熔接痕熔接痕生成的生成的塑料塑料制品。制品。典型的典型的浇浇口厚度是口厚度是0.250.25至至1.27mm1.27mm。环状浇环状浇口口使用使用环状浇环状浇口口熔料熔料自由地沿著自由地沿著环状浇环状浇口中心部分流口中心部分流动动然后熔然后熔料

19、料向下流向下流动动充填模具。充填模具。典型的典型的浇浇口厚度是口厚度是0.250.25至至1.6mm1.6mm。轮轮幅幅浇浇口口轮轮幅幅浇浇口又口又称为称为四四点浇点浇口或是十字口或是十字浇浇口。口。此此种浇种浇口口适适用于管用于管状塑料状塑料制品制品，且且浇浇口口容易去除和容易去除和节节省材料。省材料。缺缺点：点：可能可能会产会产生生熔接痕熔接痕而且不可能而且不可能制造出完善的真制造出完善的真圆圆。典型的典型的浇浇口厚度是口厚度是0.80.8至至4.8mm4.8mm宽宽度度为为1.61.6至至6.4mm6.4mm。平缝式浇平缝式浇口口与环状浇口类似与环状浇口类似但用于平直边缘的塑件。但用于平

20、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。设计。典型的浇口厚度典型的浇口厚度是是0.250.25至至0.63mm0.63mm其长度必须短其长度必须短大約大約0.63mm0.63mm。护耳式浇护耳式浇口口通常应用于平板状且薄的成型品通常应用于平板状且薄的成型品以降低型腔內的剪应力。以降低型腔內的剪应力。浇浇口口周围产周围产生的高剪切生的高剪切应应力局限于力局限于辅辅助凸片助凸片而凸片而凸片将将在射出成型后去除。在射出成型后去除。凸片凸片浇浇口口广泛应广泛应用于用于pcpcsansan和和absabs等等树脂树脂的成型。的成

21、型。凸片的最小宽度为凸片的最小宽度为6.4mm6.4mm最最小厚度为型腔深度的小厚度为型腔深度的75%75%。点状浇点状浇口口适合于多型腔、三板两开式模具，适合于多型腔、三板两开式模具，开模时点浇口自动脱落。开模时点浇口自动脱落。利用推板切断点浇口凝料利用推板切断点浇口凝料浇口小压力损失大，需要较高浇口小压力损失大，需要较高的注射压力。的注射压力。潜伏式浇潜伏式浇口口浇口开在型芯一侧，开模浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。时浇口自动切断。2 2）浇口的设计原则）浇口的设计原则 一一个个好的好的浇浇口可以使塑口可以使塑料料快速快速均均匀匀及更好的及更好的单单方方向性流向性流动动并且有并且有着

22、着合合适适的的浇浇口凝固口凝固时间。时间。防止浇口处产生喷射现象而在充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。填过程中产生波纹状痕迹。防止办法防止办法：加大浇口尺寸或采用冲：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。击型浇口。对称对称的的浇浇口可以防止口可以防止翘曲翘曲浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩。浇口的位置要有利于熔体的流动和补缩。不推荐不推荐推荐推荐防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。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浇口位置要有利于排气以避免包包风风。 浇浇口的位置口的位置应该应该有利有利于包于包风风的排除的排除，否否则会则会造造成短射成短射烧烧焦焦或在或在浇浇口口处产处产生高的生高的压压力力。流流动动比不比不够时，够时，考考虑虑多多个浇口。个浇口。浇浇口的位置口的位置应尽应尽可能避免可能避免熔接痕熔接痕的的产产生生。如果如果实在无法实在