注塑模具设计资料荟萃-注塑模模流设计的技术要领

模具技术２００４．Ｎｏ．６１７文章编号：１００１－４９３４（２００４）０６－００１７－０３注塑模模流设计的技术要领蔡宇红（江西旅游商贸学院机电工程系，江西南昌３３０１０１）摘要：结合注塑模设计和生产的实际，重点介绍了注塑模模流设计在浇口数目、流动形态、浇口定位、熔接线位置、浇道设计等方面的技术要领。就是根据充填模穴时需要的压力来决定浇口数目，在流动平衡的状况下确定浇口位置、选择浇口位置时，必须考虑充填过程的流动方式。为确保产品质量，应尽量减少浇口数目从而相应的减少熔接线的条数。熔接线及熔接线的位置，必须控制在最不影响成品品质的区域内。浇道是针对具体的产品，同时考虑以上诸多因素，有时甚至要在生产的实际中不断改进而设计出的。关键词：浇道；浇口；熔接线；注塑模中图分类号：ＴＧ２４１文献标识码：ＢＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｓａｎｄａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌｇｉｓｔｓｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｏｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓ，ｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎ，ｇａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｅｌｄｌｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｒｕｎｎｅｒｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓｉｓｄｅｃｉｄｅｄｂｙｒｅｑｕｉｒｅｄｆｉｌｌｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｍｕｓｔｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｎｄｃｈｏｏｓｅｇａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｂａｌａｎｃｅｄｆｌｏｗ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｗｅｌｄｌｉｎｅｓ．Ｗｅｌｄｌｉｎｅｓｍｕｓｔｂｅｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｌｅａｓｔ．Ｒｕｎｎｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｐｒｏｄｕｃｔａｎｄｔｈｅａｂｏｖｅｆａｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｍｅｔｉｍｅｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｕｎｎｅｒ；ｇａｔｅ；ｗｅｌｄｌｉｎｅ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄ０引言注塑模模流是指塑胶原料在一定温度和压力浇口就是指浇道进入模穴间的通口。浇口数目会直接影响到模具成本、熔接线位置和强度。可以利用充填模穴时需要的压力来决定浇口数目，只要有效的充填模穴，一般尽可能采取最少的浇口数目。现在以一个长的四方形盒子为例，来说明浇口数目的选择：当使用一浇口时需要很高的充填压力，因此，必须适当增加浇口，但如果浇口数太多将可能造成不良的流动形态，即会使成品的中心部分过度充填，冷却时由于中间部分的收缩率低于边缘部分，将会使中心部分扭曲，因此浇口数目和位置非常重要。有时为了减作用下，通过浇道和浇口，在模穴内充填成形的动态过程。模流设计是模具设计和生产的关键，在模流设计过程中，必须充分考虑和科学分析影响模流的因素，即浇口数目、流动形态、浇口定位、熔接线位置及浇道设计等，从而掌握模流设计的技术要领。１浇口数目收稿日期：２００４－０５－３１作者简介：蔡宇红（１９６６￣），女，工程师。１８少熔接线数目，可适当减少浇口数目。在选择浇口数目时，可将整个模穴部位分隔成几个区间，分隔的原则如下：（１）每一个区间有相同的体积。（２）每一个区间有相同的压力降，Ｐ１＝Ｐ２。（３）熔合线的位置必须在最不会影响成品外观区域，如图１所示。２流动形态模具设计的主要目的就是设计出平顺的充填形态，也就是在充填过程中，原料流动方向不改变，且流动前端能够保持直线状态，使流动形成均一的方向性，而不是圆形。扇形浇口的充填方式是一种适用于平板形状的，由于扇形浇口宽度大，可以设计得非常薄，而减少废料和产品的后序加工，如图２所示。双边多浇口的人工平衡充填方式，在中间部分容易产生气流线，从而严重影响产品外观，因此，当使用双边多浇口的人工平衡充填方式时，中间部分必须有排气口，其方法是在中间加顶针或在分模面上做排气口，可将注塑过程产生的气流从模穴中的顶针或排气口排出，如图３所示。浇ＤｉｅａｎｄＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６２００４口在中心位置的热浇道充填，或三板模的人工平衡充填方式，如图４所示。如无法达成平衡，可用抑流设计或肋部方式，修改产品尺寸，以改善平衡状况。也就是在模穴内设计流动肋部（增加厚度），如图５所示，或抑流设计（减少厚度）来控制流动速率及流动方向，如图６所示。对于流动肋部或抑流的设计，当对一个四方形盒子进行充填时，最方便的方式就是将浇口设在顶面的中心位置上，但这种方式所制出的成品，会因不同的方向性，产生的压力不同而呈现非平衡流动形态。由于中心部分过分充填，冷却时中心部分收缩率低于边缘部分，因而造成翘曲现象，但可以经过改变成品某些部分的厚度来改善。采用流动肋部的设计方法会增加原料的使用量，同时也会增加浇口附近的冷却时间，其缺点是非常容易引起因为冷却时间不同而造成的翘曲现象，优点是可以减少浇口附近的应力、降低射出压力及得到较佳的流动平衡，这些优点也能防（细、长、薄）产品，是确保流动前端保持直线形模具技术２００４．Ｎｏ．６止翘曲发生。反之，采用抑流设计可以节省原料的使用量，不会改变浇口附近的冷却时间。这两种设计方法，必须根据应力及压力状况而定，有时两者并用可能是最好的方法，例如增加主要流动路径的厚度而减少其它部位的厚度。在流动肋部或抑流的设计应用方式中，可以使流动前端由圆形变为四方形，这样所有的流动路径可以同时到达边缘，不会有不同压力及翘曲的现象发生。３浇口定位浇口位置的设计必须根据流动平衡的原则，确保充填时模穴内部原料的每个流动路径，都能保持相同的时间和压力。根据这个原则，也可以判断出理想的浇口数目和位置。图７是充填Ｕ形模穴时的几种浇口位置选择方法，第一种可以充填，但流动路径太长，需要较大的充填压力；第二种虽流动路径相同，但进浇方向与充填流动路径相反，充填效果不佳；第三种进浇方向与充填流动路径方向一致，并且能保持相同的时间和压力，达到所要求的产品品质。对于栅栏型的产品，图８是某种机壳在充填过程中，很容易产生流动前端呈曲线形状，从而１９造成部分充填过度，使产品边缘最后充填，甚至出现边缘无法充填的现象。为避免这种情况，必须改变进浇口位置，使流动前端成直线状，来达到理想的充填效果。因此，浇口位置的选定，是达成圆满设计的主要因素之一。４熔接线位置熔接线就是模穴内不同分割区域的塑胶充填物相熔交接而形成的界线。在有些情况下，熔接线的位置必须有所限制，决定熔接线位置的方式为：（１）将模穴分割成数个区间，区间相接的部分就是熔接线的位置，但必须注意熔接线绝对不可以穿过有限制的区域。（２）分析并决定每个区间的压力。（３）设计浇道系统，使各区间及其相对浇道的总压力均相同。当成品需要使用两个或两个以上的浇口充填时，模穴必分割成数个区间，区间分割自然，因为区间相接的部分就是熔接线的位置，每一个区间可视同一个完整的模穴，其次必须考虑浇道系统的设计，控制浇道尺寸，使得各区间及其相对浇道的总压力均相同，这些熔接线的位置就可以确定。在实际生产中，成品因浇口数目多而产生熔接线，容易影响产品的表面质量，因此有时为了减少熔接线的产生，可以采取减少进浇口数目来减少熔接线的条数，或改变进浇口的位置来改变熔接线的位置。５浇道设计浇道是重要的流动控制装置。浇道系统常常被认为只是将原料灌入模穴的通道，但是在模流设计中，浇道的设计要求非常严格，因为必须考虑浇口的位置及充填压力的大小，以确定浇道尺寸，从而控制充填形态。浇道的设计与充填形态、熔合线位置等有很大关系。（下转第３８页）３８（４）双引导线加工，关键是两引导线的建立，及保持引导线的方向性，如图１２所示。ＤｉｅａｎｄＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６２００４（５）此外，还可采用单引导线加工，高速等高加工，综合上述方法并进行比较，加工类似工件，插铣方法（平行加工，双引导线加工）运算时间较短，加工效果较好，等高环绕加工的运算时间较长，加工效果不如前者。参考文献：［１］戴向国，刘雪梅，于复生．Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲＣＡＭ技术基本教程［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００２．［２］王睿．Ｍａｓｔｅｒｃａｍ９实用教程［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３．☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆（上接第１９页）例如在同一模穴中，有两个或两个以上的浇口时，在充填过程中，容易产生逆流效应，可能会从离竖浇口远的浇口先进料，待料填满模穴后，再经由离竖浇口近的浇口逆流（图９），并在近浇口处逐渐产生熔接线，为了避免这一现象发生，应尽量使其进浇口压力相同，必须改变浇道的设计，如图１０所示。产生毛边溢料现象，当根据流动平衡原则设计新的浇道系统时，即将进入小产品的浇道尺寸改小时，由于所有的模穴都有相同的压力及时间，可防止过度充填发生，而且成品重量也相对减少，并且可以得到品质良好的成品，如图１１所示。当设计小型成品时应采用自然平衡的浇道系统，其方法是用小尺寸的浇道来造成高压力降，以提高模具稳定性，这样还能节省浇道所浪费的原料。对一模多穴产品的浇道系统进行分析，当料刚从竖浇口进入时，浇道处于低压状态，当充满浇道系统后，开始充填模穴，此时压力开始上升，但当浇道系统压力上升之时，离竖浇口近的模穴无法充填，因为此时离竖浇口近的模穴的进浇口的料已经冻结，产生滞流效应，使模穴充填不