模具浇注系统设计样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。浇注系统设计4646123II局部放大图9-1浇注系统的组成1-主流道;2-一级分流道;3-拉料槽兼冷料井

4-冷料井;5-二级分流道;6–浇口59.1.1浇注系统的组成模具的浇注系统是指模具中从注塑机

喷嘴开始到型腔入口为止的流动动通道,

它可分为普通流道浇注系统和无流道浇注

系统两大类型。普通流道浇注系统包括主

流道、分流道、冷料井和浇口组成。如图

9-1所示。

9.1.2浇注系统设计时应遵循如下原则:1.结合型腔的排位,应注意以下三点:a.尽可能采用平衡式布置,以便熔融塑料能平衡地充填各型腔;b.型腔的布置和浇口的开设部位尽可能使模具在注塑过程中受力均匀;c.型腔的排列尽可能紧凑,减小模具外形尺寸。2.热量损失和压力损失要小a.选择恰当的流道截面;b.确定合理的流道尺寸;在一定范围内,适当采用较大尺寸的流道系统,有助于降低流动阻力。但流道系统

上的压力降较小的情况下,优先采用较小的尺寸,一方面可减小流道系统的用料,

另一方面缩短冷却时间。c.尽量减少弯折,表面粗糙度要低。3.浇注系统应能捕集温度较低的冷料,防止其进入型腔,影响塑件质量;4.浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落,使型腔内气体能顺利排出;5.防止制品出现缺陷;避免出现充填不足、缩痕、飞边、熔接痕位置不理想、残余应力、翘曲变形、收

缩不匀等缺陷。6.浇口的设置力求获得最好的制品外观质量浇口的设置应避免在制品外观形成烘印、蛇纹、缩孔等缺陷。7.浇口应设置在较隐蔽的位置,且方便去除,确保浇口位置不影响外观及与周围零件

发生干涉。8.考虑在注塑时是否能自动操作9.考虑制品的后续工序,如在加工、装配及管理上的需求,须将多个制品经过流道连

成一体。9.2流道设计9.2.1主流道的设计(1)定义:

主流道是指紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道,熔融塑料进入模具时首先

经过它。一般地,要求主流道进口处的位置应尽量与模具中心重合。(2)设计原则:

热塑性塑料的主流道,一般由浇口套构成,它可分为两类:两板模浇口套和三板模

浇口套。图9-2喷嘴与浇口套装配关系SR1ΦDSR2Φd浇口套注塑机喷嘴参照图9-2,无论是哪一种浇口套,为了保证主流道内的凝料可顺利脱出,应满足:

D=d+(0.5图9-2喷嘴与浇口套装配关系SR1ΦDSR2Φd浇口套注塑机喷嘴R1=R2+(1~2)mm(2)其它相关尺寸详见第十六章第四节。冷料井的设计(1)定义及作用:

冷料井是为除去因喷嘴与低温模具接触而

在料流前锋产生的冷料进入型腔而设置。它一

般设置在主流道的末端,分流道较长时,分流道的末端也应设冷料井。

(2)设计原则:

一般情况下,主流道冷料井圆柱体的直径为6~12mm,其深度为6~10mm。对于大

型制品,冷料井的尺寸可适当加大。对于分流道冷料井,其长度为(1~1.5)倍的流道直

径。HdHdH1HdHdH1d图9-3底部带顶杆的冷料井DD由于第一种加工方便,故常采用。Z形拉料杆不宜多个同时使用,否则不易从拉料杆

上脱落浇注系统。如需使用多个Z形拉料杆,应确保缺口的朝向一致。但对于在脱模时无法作横向移动的制品,应采用第二种和第三种拉料杆。根据塑料不同的延伸率选用不同深度的倒扣。若满足:(D-d)/D1,则表示冷料井可强行脱出。其中1是塑料的延伸率。表9-1树脂的延伸率(%)树脂PSASABSPCPAPOMLDPEHDPERPVCSPVCPP10.511.5122531102b.推板推出的冷料井ΦDΦdΦdΦD图9-4用于推板模的拉料杆123413561-前模;2–推板:3–拉料杆:4–型芯固定板:5–后模:6–顶块这种拉料杆专用于胶件以推板或顶块脱模的模具中。拉料杆的倒扣量可参照表9-1。

锥形头拉料杆(图9-4c所示)靠塑料的包紧力将ΦDΦdΦdΦD图9-4用于推板模的拉料杆123413561-前模;2–推板:3–拉料杆:4–型芯固定板:5–后模:6–顶块冷冷料井图9-5无拉料杆冷料井c.无拉料杆的冷料井对于具有垂直分型面的的注射模,冷料井置于左右两半模

的中心线上,当开模时分型面左右分开,制品于前锋冷料一起

拔出,冷料井不必设置拉料杆。见图9-5。

d.分流道冷料井

一般采用图9-6中所示的两种形式:图a所示的将冷料井做

在后模的深度方向;图b所示的将分流道在分型面上延伸成为冷

料井。有关尺寸可参考图9-6。11122ΦDH=(1~1.5)DΦDΦDL=(1~1.5)D图9-6分流道冷料井1-主流道2-分流道冷料井

9.2.3分流道的设计

熔融塑料沿分流道流动时,要求它尽快的充满型腔,流动中温度降尽可能小,流动

阻力尽可能低。同时,应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。因此,在流道设计时,应考虑:

(1)流道截面形状的选用

较大的截面面积,有利于减少流道的流动阻力;较小的截面周长,有利于减少熔

融塑料的热量散失。我们称周长与截面面积的比值为比表面积(即流道表面积与其体积的比值),用它来衡量流道的流动效率。即比表面积越小,流动效率越高。表9-2表9-2不同截面形状分流道的流动效率及散热性能名称圆形正六边形U形正方形梯形半圆形矩形流道截面图形及尺寸代号效率(P=S/L)值通用表示式

0.250D

0.217b

0.250d

0.250b

0.250d

0.153d

hb/20.167bb/40.100bb/60.071b截面面积S=πR2时的P值

0.250D

0.239D

0.228D

0.222D

0.220D

0.216D

hb/20.209Db/40.177Db/60.155D使截面面积S=πR2

时应取的尺寸

D=2R

b=1.1D

d=0.912D

b=0.886D

d=0.879D

d=1.414D

hb/21.253Db/41.772Db/62.171D热量损失最小小较小较大大更大最大从表9-2中,我们能够看出相同截面面积流道的流动效率和热量损失的排列顺序.圆形截面的优点是:比表面积最小,热量不容易散失,阻力也小。缺点是:需同时开设在前、后模上,而且要互相吻合,故制造较困难。U形截面的流动效率低于圆形与正六边形截面,但加工容易,又比圆形和正方形截面流道容易脱模,因此,U形截面分流道具有优良的综合性能。以上两种截面形状的流道应优先采用,其次,采用梯形截面。U形截面和梯形截面两腰的斜度一般为5°~10°。ΦD3=

ΦD2-(0.5~1.0)ΦD1ΦD2R1R2Φd1R3HhΦD3R1HΦD2图9-7三板模流道结构及尺寸ΦD1(2)分流道的截面尺寸

分流道的截面尺寸应根据胶件的大小、壁厚、形状与所用塑料的工艺性能、注射

速率及分流道的长度等因素来确定。对于我们现在常见(2.0~3.0)mm壁厚,ΦD3=

ΦD2-(0.5~1.0)ΦD1ΦD2R1R2Φd1R3HhΦD3R1HΦD2图9-7三板模流道结构及尺寸ΦD1在图9-7的a图中,HD1D2D3;d1大于浇口最小截面,一般取(1.5~2.0)mm

,h=d1,锥度及一般取2°~3°,应尽可能大。为了减少拉料杆对流道的阻力,应将

流道在拉料位置扩大,如图9-7c所示;或将拉料位置做在流道推板上,如图9-7d所。

在图9-7的b图中,HD1,锥度及一般取2°~3°,锥形流道的交接处尺寸相差

0.5~1.0mm,对拉料位置的要求与图9-7a相同。

9.3浇口设计

浇口是浇注系统的关键部分,浇口的位置、类型及尺寸对胶件质量影响很大。在

多数情况下,浇口是整个浇注系统中断面尺寸最小的部分(除主流道型的直接浇口外)。

对于圆形流通截面,圆管两端的压力降为P,有以下关系式:

式中a------为熔融塑料的表观粘度

L----圆形通道的长度

Q----熔融塑料单位时间的流量(cm3/sec)

R----圆管半径

对于模具中常见的窄缝形流动通道,经推导有

W----窄缝通道的宽度

H----窄缝通道的深度

8aLQ

P=式(9-1)

R4abc图9–8直接式浇口8aLQ

P=式(9-1)

R4abc图9–8直接式浇口8aLQ

P=式(9-2)

WH3HLW图9-9侧浇口优点:1.)形状简单,加工方便,

2.)去处浇口较容易HLW图9-9侧浇口LHW图9-10搭接式浇口参数:1.)浇口宽度W为(1.5~5.0)mm,一般取W=2H。大胶件、

透明胶件可酌情加大;

2.)深度H为(0.5~1.5)mm。具体来说,对于常见的ABS、

HIPS,常取H=(0.4~0.6),其中为胶件基本壁厚;对于流动性能较差的PC、

PMMA,取H=(0.6~0.8);对于POM、PA来说,这些材料流道性能好,但凝固

速率也很快,收缩率较大,为了保证胶件获得充分的保压,防止出现缩痕、

皱纹等缺陷,建议浇口深度H=(0.6~0.8);对于PE、PP等材料来说,且小浇

口有利于熔体剪切变稀而降低粘度,浇口深度H=(0.4~0.5)。

应用:1.)适用于各种形状的胶件,但对于细而长的桶形胶件不以采用。

3.搭接式浇口

优点:1.)它是侧浇口的演变形式,具有侧浇口的各种优点;

2.)是典型的冲击型浇口,可有效的防止塑料熔体的

喷射流动。

缺点:1.)不能实现浇口和胶件的自行分离;

2.)容易留下明显的浇口疤痕。

参数:可参照侧浇口的参数来选用。

应用:适用于有表面质量要求的平板形胶件。

4.针点浇口

优点:1.)浇口位置选择自由度大,

2.)浇口能与胶件自行分离,

3.)浇口痕迹小,

4.)浇口位置附近应力小。

缺点:1.)注射压力较大,

2.)一般须采用三板模结构,结构较复杂。

图9-11针点浇口R1R2R3dLh参数:1.)浇口直径d一般为(0.8~1.5)mm,

2.)浇口长度L为(0.8~1.2)mm。

3.)为了便于浇口齐根拉断,应该给浇口做一

锥度,LHW图9-10搭接式浇口图9-11针点浇口R1R2R3dLhHWL图9–12扇形浇口dH图9-13潜伏式浇口AADAD0.8D图9–14弧形浇口Φ2.5min*d图9-16圆环形浇口ABL图9-15护耳式浇口HW2.)无需对浇口位置进行另外处理:

3.)不会在胶件的外观面产生浇口痕迹。

缺点:

1.)可能在表面出现烘印;

2.)加工较复杂;

3.)设计不合理容易折断而堵塞浇口。

参数:

1.)浇口入水端直径d为(Φ0.8~Φ1.2)mm,长(1.0~1.2)mm;

2.)A值为2.5D图9-16圆环形浇口ABL图9-15护耳式浇口HW弧形流道斜顶弧形流道斜顶胶件胶件(弧形流道截面)图9-17斜顶式弧形浇口图9-18浇口位置对熔接痕的影响图9-19过渡浇口增加熔接痕牢度辅助流道熔接痕连成一线9.3.2图9-18浇口位置对熔接痕的影响图9-19过渡浇口增加熔接痕牢度辅助流道熔接痕连成一线图9-20采用多浇口以增加熔接痕的牢度浇口位置图9-20采用多浇口以增加熔接痕的牢度浇口位置2.防止长杆形胶件在注塑压力的作用下发生变形;

见图9-21,在方案(a)中,型芯在单侧注塑压力的冲击下,会产生弯曲变形,从而导致

胶件变形。采用方案(b),从型芯的两侧平衡的进胶,可有效地消除以上缺陷。

图9-21长杆形胶件的浇口布置方案图9-21笔的两种浇口设置方案比较图9-20避免产生喷射的浇口布置图9-19浇口位置的布置不影响装配及外观

图9-21长杆形胶件的浇口布置方案图9-21笔的两种浇口设置方案比较图9-20避免产生喷射的浇口布置图9-19浇口位置的布置不影响装配及外观图9-22浇口位置的布置不影响装配及外观3.避免影响零件之间的装配或在外露表面留下痕迹;

如图9-22(a)所示,为了不影响装配,在按键的法兰上做一缺口,浇口位置设在缺口

上,以防止装配时与相关胶件发生干涉。如图9-22(b)所示,浇口潜伏在胶件的骨位上,

一来浇口位置很隐蔽,二来没有附加胶片,便与注塑时自动生产。

图9-22浇口位置的布置不影响装配及外观4.防止出现蛇纹、烘印,应采用冲击型浇口或搭底式浇口;

熔融塑料从流道经过小截面的浇口进入型腔时,

速度急剧升高,如果这时型腔里没有阻力来降低熔

体速度,将产生喷射现象,如图9-23(a)所示,轻

微时在胶口附近产生烘印,严重时会产生蛇纹。如

图9-23(b)所示,若采用厚模搭底,熔融塑料将喷

到前模面上而受阻,从而改变方向,降低速度,均

匀地充填型腔。图9-24(a)由于熔体进入型腔时没有受到阻力,而在胶件的前端产生气纹

;按9-24(b)改进后,以上缺陷可消除。

图9-24喷射造成胶件的浇口附近烘印图9-23避免产生喷射的浇口布置图9-24喷射造成胶件的浇口附近烘印图9-23避免产生喷射的浇口布置

5.为了便於流动及保压,浇口应设置在胶件壁厚较厚处

6.有利于排气如图9-25所示,一盖形胶件,顶部较四周薄,采用侧浇口,如图(a),将会在顶部A

处形成困气,导致熔接痕或烧焦。改进办法如(b)图,给顶面适当加胶,这时仍有可能在侧面位置A产生困气;如按(c)图所示,将浇口位置设于顶面,困气现象可消除。

图9-25浇口位置对排气的影响(1)

A-熔接痕;紫色-流动方向图9-25浇口位置对排气的影响(1)

A-熔接痕;紫色-流动方向AA如图9-26所示,若按(a)图的方案进胶,预计将在位置A产生困气,建议采用方案

(b),可有助于气体排出型腔。图9-26浇口位置对排气的影响(