塑料成型工艺与模具设计_杨永顺__第五章浇注系统设计

1、第五章第五章 浇注系统与排气系统设计浇注系统与排气系统设计一、一、 浇注系统的概念浇注系统的概念二、二、 浇注系统的组成及设计原则浇注系统的组成及设计原则 三、三、 主流道设计主流道设计四、冷料井设计四、冷料井设计五、五、 分流道设计分流道设计 六、六、 浇口的类型和设计浇口的类型和设计 七、排气及进气结构设计七、排气及进气结构设计一、一、 浇注系统的概念浇注系统的概念 浇注系统是指模具浇注系统是指模具中从注射机喷嘴接触处中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体到型腔为止的塑料熔体的流动通道。的流动通道。 作作 用：用：1输送流体输送流体 2传递压力传递压力 注射模具浇注系统设计主流道主流道分

2、流道分流道浇口浇口主流道主流道(一次一次)分流道分流道二次分流道二次分流道（支流道）（支流道）浇口浇口二、浇注系统的组成及设计原则二、浇注系统的组成及设计原则 组成组成 普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料井普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成。四部分组成。注射模具浇注系统设计 浇注系统的设计原则浇注系统的设计原则1 考虑塑料的流动性，保证流体流动顺利、快、不紊乱。考虑塑料的流动性，保证流体流动顺利、快、不紊乱。2 避免熔体正面冲击小直径型芯或脆弱的金属镶件。避免熔体正面冲击小直径型芯或脆弱的金属镶件。3 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。一模多腔时，防止

3、大小相差悬殊的制件放一模内。4 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。5 流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。注射模具浇注系统设计注射模具浇注系统设计普通浇注凝料的去除普通浇注凝料的去除三、三、主流道设计主流道设计注射模具浇注系统设计 指喷嘴口起到分流道入口处止的一段，与喷嘴在指喷嘴口起到分流道入口处止的一段，与喷嘴在一轴线上，料流方向不改变。一轴线上，料流方向不改变。主流道设计分析主流道设计分析注射模具浇注系统设计锥度锥度26,对对流动性差的塑料流动性差的塑料可取大一些可取大一些 d

4、1=d+0.51SR1=SR+12D1比比D小小1020浇口的截面积取分流道浇口的截面积取分流道截面积的截面积的39总是浇口套大！总是浇口套大！r=13？主流道尺寸设计主流道尺寸设计注射模具浇注系统设计主流道衬套（浇口套）的结构主流道衬套（浇口套）的结构主流道衬套与定位圈的装配方式主流道衬套与定位圈的装配方式注射模具浇注系统设计主流道的两种形式主流道的两种形式注射模具浇注系统设计缩短主流道的方法缩短主流道的方法注射模具浇注系统设计分流道冷料井分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井主流道冷料井分流道冷料井分流道冷料井四、冷料井设计四、冷料井设计 冷料穴也称冷料井，冷料井一般设在主流道和分流道冷料穴

5、也称冷料井，冷料井一般设在主流道和分流道的末端，其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料的末端，其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料流流前锋的前锋的“冷料冷料”，防止，防止“冷料冷料”进入型腔而形成各种缺进入型腔而形成各种缺陷陷。 注射模具浇注系统设计 冷料井的设计冷料井的设计 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。也不同，常见的有拉料杆、推杆。1. 主流道冷料井主流道冷料井（1）钩形（）钩形（Z形形)拉料杆拉料杆 注射模具浇注系统设计图 与推杆匹配的冷料穴钩形（钩形（Z形形)拉料杆拉料杆 注射模具浇注系统

6、设计图 与推杆匹配的冷料穴（2）球头拉料杆）球头拉料杆 注射模具浇注系统设计球头拉料杆分析球头拉料杆分析注射模具浇注系统设计球头拉料杆分析球头拉料杆分析注射模具浇注系统设计球头拉料杆分析球头拉料杆分析 注射模具浇注系统设计（3）菌头拉料杆）菌头拉料杆 注射模具浇注系统设计 （4）圆锥形拉料杆）圆锥形拉料杆 圆锥圆锥头形头形 复式圆复式圆锥头形锥头形 注射模具浇注系统设计 圆锥形拉料杆分析圆锥形拉料杆分析 平头锥形平头锥形拉料杆拉料杆注射模具浇注系统设计2. 起拉料作用的冷料井起拉料作用的冷料井（1）带推杆推出的冷料穴）带推杆推出的冷料穴 倒扣深度倒扣深度（D-d）/2环槽深度环槽深度（D-d）

7、/2注射模具浇注系统设计带推杆推出的冷料穴带推杆推出的冷料穴 注射模具浇注系统设计小盲孔小盲孔（2）不带推杆推出的拉料穴）不带推杆推出的拉料穴注射模具浇注系统设计不带推杆推出的不带推杆推出的冷料冷料穴穴注射模具浇注系统设计3. 分流道冷料井分流道冷料井 分流道冷料井一分流道冷料井一般采用两种形式：一般采用两种形式：一种是将冷料井开设在种是将冷料井开设在动模的深度方向，其动模的深度方向，其设计方式与主流道冷设计方式与主流道冷料井类似，另一种是料井类似，另一种是将分流道在分型面上将分流道在分型面上延伸成为冷料井延伸成为冷料井 。 注射模具浇注系统设计五、分流道设计五、分流道设计1. 影响分流道的设

8、计因素影响分流道的设计因素（1）制品的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、）制品的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、 内在质量及外观质量要求。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）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。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。）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。）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。）型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。 注射模具浇注系统设计2. 分流道的设计原则分

9、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。）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制品的固化时间，以利）分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利 于压力的传递及保压。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。）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。）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。）要便于加工及刀具选择。注射模具浇注系统设计3. 分流道横截面形状的选择分流道横截面形状的选择注射模具浇注系统设计表表4-6 常用的分流道的横截面形状及横截面尺寸常用的分流

10、道的横截面形状及横截面尺寸DHrBrH圆形横截圆形横截面分流道面分流道56（7）8（9）101112U形横截形横截面分流道面分流道67(8.5)10(11)12.513.5152.53(3.5)4(4.5)55.56梯形横截梯形横截面分流道面分流道56（7）8（9）1011121515(15)15(15)1515153.54(4.5)56（6.5）78注射模具浇注系统设计4. 分流道横截面尺寸的确定方法分流道横截面尺寸的确定方法（1）部分塑料常用分流道横截面尺寸推荐范围）部分塑料常用分流道横截面尺寸推荐范围 塑料名称塑料名称分流道横截面直径分流道横截面直径（mm)塑料名称塑料名称分流道横截面直

11、径分流道横截面直径（mm)ABS、AS4.89.5聚苯乙烯聚苯乙烯3.510聚乙烯聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯软聚氯乙烯3.510尼龙类尼龙类1.69.5硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯6.516聚甲醛聚甲醛3.510聚氨酯聚氨酯6.58.0丙烯酸塑料丙烯酸塑料810热塑性聚酯热塑性聚酯3.58.0抗冲击丙烯酸塑料抗冲击丙烯酸塑料812.5聚苯醚聚苯醚6.510醋酸纤维素醋酸纤维素510聚砜聚砜6.510聚丙烯聚丙烯510离子聚合物离子聚合物2.410异质同晶体异质同晶体810聚苯硫醚聚苯硫醚6.513注射模具浇注系统设计（2）公式计算）公式计算 对于质量小于对于质量小于200g200g，壁厚在，壁厚在3

12、mm3mm以下的塑件，可用下以下的塑件，可用下列经验公式确定分流道的当量直径。列经验公式确定分流道的当量直径。42654. 0LmDD D: : 是流道的当量直径（是流道的当量直径（mmmm）；）；m m: : 是流经分流道的速率熔体的质量（是流经分流道的速率熔体的质量（g g）L L: : 分流道的长度（分流道的长度（mmmm）注射模具浇注系统设计（3）公式法）公式法2DD)9 . 08 . 0(下级分流道的当量半径可下级分流道的当量半径可取相邻的上级分流道当量取相邻的上级分流道当量半径的半径的8090 。注射模具浇注系统设计 5. 分流道长度的确定分流道长度的确定 分流道的长度与塑件的大小

13、，型腔的布置、排列有关。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表面粗糙度 分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可设为分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可设为Ra1.252.5 。注射模具浇注系统设计7. 分流道与浇口的连接分流道与浇口的连接注射模具浇注系统设计8. 分流道的布置分流道的布置（1）平衡式分流道）平衡式分流道 辐射式辐射式 单排列式单排列式 注射模具浇注系统设计六、浇口的设计六、浇口的设计 1. 浇口的作用浇口的作用:浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，浇口的作用是使从流道流过来的塑料熔体以较快通道，浇

14、口的作用是使从流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速的凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。能迅速的凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。2. 浇口的类型及特点浇口的类型及特点 （1）直接浇口）直接浇口注射模具浇注系统设计（2）中心浇口）中心浇口 盘形浇口盘形浇口注射模具浇注系统设计 环形浇口环形浇口注射模具浇注系统设计 轮辐式浇口轮辐式浇口注射模具浇注系统设计 爪形浇口爪形浇口注射模具浇注系统设计（3）点浇口）点浇口 注射模具浇注系统设计（3）点浇口）点浇口 注射模具浇注系统设计（4）侧浇口）侧浇口 矩

15、形侧浇口矩形侧浇口 注射模具浇注系统设计矩形侧浇口的基本尺寸矩形侧浇口的基本尺寸 塑料塑料壁厚壁厚t/mm塑件复杂性塑件复杂性厚度厚度h/mm宽度宽度b/mm长度长度L/mm聚乙烯聚乙烯10h0.72复杂复杂0.5-0.6聚丙烯聚丙烯1.5-3简单简单0.6-0.9复杂复杂0.6-0.8聚苯乙烯聚苯乙烯3简单简单0.8-1.1复杂复杂0.8-1.0有机玻璃有机玻璃3简单简单1.2-1.5复杂复杂1.0-1.4聚碳酸脂聚碳酸脂10h0.72注射模具浇注系统设计 扇形侧浇口扇形侧浇口注射模具浇注系统设计 薄片式侧浇口薄片式侧浇口 注射模具浇注系统设计（5）潜伏式浇口）潜伏式浇口 注射模具浇注系统设

16、计（6）护耳形浇口）护耳形浇口 注射模具浇注系统设计侧浇口和点浇口的推荐值侧浇口和点浇口的推荐值 塑件壁厚塑件壁厚（mm)侧浇口横截面尺寸（侧浇口横截面尺寸（mm）d（mm）l（mm）深度深度 h宽度宽度 b6mm，200mm）以及流道中）以及流道中熔体的阻力和温度降都不可忽略的大、中型模具。将靠熔体的阻力和温度降都不可忽略的大、中型模具。将靠近主流道的浇口做大些，而靠近主流道的浇口做小些近主流道的浇口做大些，而靠近主流道的浇口做小些 。注射模具浇注系统设计 3）当各型腔的二级分流道的长度和横截面积相同的情）当各型腔的二级分流道的长度和横截面积相同的情况下，可以借助以下经验公式况下，可以借助以

17、下经验公式(4-19)进行计算：进行计算： alSk 注射模具浇注系统设计3. 浇口的设计原则浇口的设计原则（1）避免引起熔体破裂现象）避免引起熔体破裂现象注射模具浇注系统设计（2）有利于塑料熔体补缩）有利于塑料熔体补缩注射模具浇注系统设计（3）有利于熔体流动）有利于熔体流动注射模具浇注系统设计（4）有利于型腔内气体的排出）有利于型腔内气体的排出注射模具浇注系统设计（5）减少塑件熔接痕增加熔接强度）减少塑件熔接痕增加熔接强度注射模具浇注系统设计（5）减少塑件熔接痕增加熔接强度）减少塑件熔接痕增加熔接强度注射模具浇注系统设计（5）减少塑件熔接痕增加熔接强度）减少塑件熔接痕增加熔接强度增加流道，增

18、加流道，成型后切除成型后切除注射模具浇注系统设计（5）减少塑件熔接痕增加熔接强度）减少塑件熔接痕增加熔接强度注射模具浇注系统设计（6）防止料流将型芯或嵌件挤压变形）防止料流将型芯或嵌件挤压变形 注射模具浇注系统设计（7）高分子取向对塑件性能的影响）高分子取向对塑件性能的影响注射模具浇注系统设计（8）保证流动比在允许范围内）保证流动比在允许范围内 niiitLK1232111tLLtLK554433221112tLtLtLtLtLK注射模具浇注系统设计（8）保证流动比在允许范围内）保证流动比在允许范围内 常用塑料的允许流动比范围塑料名称塑料名称注射压力注射压力（MPa)L/t塑料名称塑料名称注射

19、压力注射压力（MPa)L/t聚乙烯聚乙烯150250280硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯130130170聚乙烯聚乙烯60100140硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯90100140聚丙烯聚丙烯120280硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯7070110聚丙烯聚丙烯70200240软聚氯乙烯软聚氯乙烯90200280聚苯乙烯聚苯乙烯90280300软聚氯乙烯软聚氯乙烯70100240聚酰胺聚酰胺90200360聚碳酸酯聚碳酸酯130120180聚甲醛聚甲醛100110210聚碳酸酯聚碳酸酯9090130注射模具浇注系统设计4. 浇口位置选择浇口位置选择实例实例注射模具浇注系统设计4. 浇口位置选择浇口位置选择实例实例注射模具浇注

20、系统设计4. 浇口位置选择浇口位置选择实例实例注射模具浇注系统设计1.1.型腔内气体的来源及危害型腔内气体的来源及危害型腔内气体的来源型腔内气体的来源:（1）原有的空气）原有的空气（2）树脂中释放的挥发性物质及水汽）树脂中释放的挥发性物质及水汽型腔内气体的危害型腔内气体的危害:排气及进气结构设计2.2.排气的几种方式排气的几种方式1) .利用模具分型面或配合间隙排气利用模具分型面或配合间隙排气 排气及进气结构设计2). 开设排气槽排气开设排气槽排气 排气及进气结构设计3). 当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌排气的推杆或可活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气 。排气及进气结构设计3.3.排