浇注系统与排气系统设计

2023/9/31§6-1浇注系统的组成及其设计原则

一、浇注系统的组成和作用四个部分分别如下：①主流道——熔体进入模具的通道②分流道——进行熔体流动方面的转换和熔体分配③浇口——连接流道与型腔之间的细短通道。有利于充模等，④冷料穴主流道末端及较长分流道的末端以免冷料堵塞浇口或影响制品内部质量。2023/9/322023/9/33二、浇注系统的设计原则

1．流程尽可能短（保证充模行程及强度的前提下）①减小压力、热量损失，缩短充模时间②减少塑料消耗2．保证平移充模并防止制品变形和翘曲。①浇口形式的选择大平面薄壁盒形件②浇口位置的选择2023/9/343．防止型芯变形和嵌件位移避免正面冲击小型芯或嵌件4．整修应尽可能地方便去凝料（不影响外观和使用性）5．与塑料品种相适应成型性、流动性合理选择位置2023/9/35三.浇注系统的流变学概念

（一）浇注系统的流变学方程假设塑料熔体流径浇注系统时服从牛顿流动规律，对圆形流道，近似有对矩形流道近似有

2023/9/36

说明了熔体体积流量不仅与L、R4或wh³有关，还与和有关，而且这些因素也相互影响。2023/9/37（二）流变参量的变化与选择

1．浇口断面尺寸R4或wh³↑→qv↑同时ηa↑qv↓

（浇口断面尺寸增大有个极限值）R4或wh³↓→qv↓但剪切速率↑→ηa↓qv↑

（当剪切速率达到极限值105，小浇口下限尺寸）不能太大或太小，物及必反2023/9/382．浇口长度浇口长度短，阻力小，流速大，qv↑ηa↓有利于成型，保压阶段的补缩所以长度取小值。2023/9/393．剪切速率的选择剪切速率大，对粘度影响小，质量稳定，故小浇口比大浇口好4．表观粘度的控制温升→粘度↓但到一定温度，影响甚小，没有实际意义提高剪切速率→降低表观粘度（实际意义）通过→增大注射压力减小浇口尺寸2023/9/310四.普通流道浇注系统

（左图立、卧；右图角式）2023/9/311§6-2主流道的设计一．常用结构形式①整体式：定位圈与主流道衬套（浇口套）一体各种变化形式很多，但只是形式上的变化，

②分体式（见下图）为什么采用分体式？（1）便于更换，易磨损（热的作用，反复接触碰撞）（2）便于选材、热处理

T8、T10热处理，HRC55左右；抛光Ra0.8~1.62023/9/3122023/9/313二．主流道尺寸

R>喷嘴球径1~2mm凹深h=2~5mmL尽可能短≤60mmd取4~8mm>喷嘴直径1~2(0.5~1)mmα取2°~6°流动性差的取大值（浪费料）主流道大端直径D（见下表）2023/9/3142023/9/315三．衬套的固定形式

衬套与定模板H7/m6

衬套与定位圈H9/f92023/9/316§6-2冷料穴的设计一．作用：贮冷料嘴筒的冷料头，前锋冷料二．开设位置①主流道对面的动模板，大于大端直径1mm左右②分流道末端

直接将分流道铣长即可2023/9/317三．常用结构形式2023/9/3182023/9/3192023/9/320§6-3

分流道设计分流道——主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向改变→获得平稳流态的过渡段。设计时应能满足良好的压力传递和保持理想填充状态，使熔体尽快流经分流道充满型腔，且流动过程中压力、热量损失尽可能小，能将熔体均衡地分配到各个型腔。2023/9/321一、设计注意事项：1．单腔模，一般无分流道，多腔则必有分流道2．分流道尽可能短，减小热、压力、塑料的损失3．分流道排布应尽可能平衡（从主流道下端到浇口间距离相等）4．分流道的形状2023/9/322效率：A/L（截面积/周长）之比，大说明面积大，压力损失小，L小，热损失小常用：①圆形：效率高，但加工困难②梯形：效率较高，加工易最常用2023/9/3235．分流道的尺寸查表确定数值（见下表）根据具体因素来确定数值——材料、流道长度，制品大小，综合考虑（经验公式等）见教材2023/9/3246．表面粗糙度避免将冷料带入型腔，具有合适的切变速率和剪切热较粗糙，Ra1.25~2.5µm，加大对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料凝固层固定。7．长分流道末端有冷料穴2023/9/325§6-4浇口的设计一、浇口的作用

连接流道与型腔间一段的短通道（关键部分）①浇口处先凝固，以阻止熔体回流②摩擦生热使充模容易③易于切除浇口尾料，二次加工方便④平衡进料（多型腔）2023/9/326二、浇口种类及其应用

1.直接浇口（中心浇口）

①优缺点

压力损失小，充模容易固化慢，成型时间长，易使制品变形浇口去除较难，残痕大2023/9/327②应用适合于成型大而深的制品（开冷料井，以补缩及添冷料）③尺寸：依塑料品种和制品大小查表（仿主流道）（见下表）2023/9/3282.矩形侧浇口一般开在模具分型面上①优缺点·浇口位置灵活·形状简单，易加工·不能自动与制品分离，制品外表有残痕②应用中小型制品，多型腔2023/9/329③尺寸设计·经验公式

t——制品壁厚（mm）A——制品外表面积（mm²）n——与塑料品种有关的系数（见上表）·经验数值厚度h：0.5~1.5mm影响固化宽度w：1.5~5.0mm长度L：1.5~2.5mm设计时根据经验先取小值，留修磨量2023/9/3303.扇形浇口

矩形侧浇口的变异形式

宽度加宽，厚度变小①优缺点宽度方向分配料流均匀，使制品中产生应力很小避免制品上的流纹和取向缺点：加工困难②应用：大平面板状及薄壁制品2023/9/331③尺寸计算

长度为1.3~6.0mm，前部有1mm的平台阶2023/9/3324.膜状浇口

（平面浇口或缝隙浇口）

①适合于成型管状及平板制品②浇口残痕较大③长取l＝0.75~1mm

厚取h＝0.7ntn——与塑料品种有关的系数（见前表）

t——制品壁厚2023/9/3335.点浇口（针状浇口）①优缺点·降低塑料的表观粘度，提高料温，便于充模·浇口位置灵活，浇口附近变形小·截面尺寸小，开模时可自动拉断，浇口残痕小，易实现生产自动化缺点：需要大注射压力，浇口冻结固化快，不利于补缩模具费用高——三板式双分型面或二板式热流道2023/9/334②适用

（图c阻力小、含玻纤塑料；图d利于补料）

适合于注射成型流动性好的热塑性塑料，广泛应用于单腔、多腔或多浇口的注射模中。③尺寸设计

d=0.206t—制品壁厚；A—制品外表面积常取：浇口直径d=0.5~1.8mm浇口长度l=0.5~2mm2023/9/335【注】成型薄壁制品时，在点浇口附近易产生变形甚至开裂，故在不影响使用前提下将浇口对面壁厚增加，并以圆弧过渡。（见下图）2023/9/3366.潜伏式浇口

①可自动切断（二板式）②不影响制品美观模具单分型面（二板式）③尺寸参照点浇口，与分型面夹角α＝30~55°

分流道顶端与制品留h＝2~3mm2023/9/3377.护耳浇口矩形浇口和耳槽组成。熔体经浇口后冲击耳槽侧面，改变料流方向，降低流速，平稳均匀进入型腔，防止小浇口对型腔注射时产生喷射现象。主要用于流动性较差的塑料。如：PC、PMMA、HPVC等。缺点：注射压力较高，成型后去除耳槽较麻烦。2023/9/338[注]常用塑料所适应浇口形式2023/9/339三、浇口的位置

1.避免引起熔体破裂2023/9/3402.设置在塑件最大壁厚处

料流从厚壁流向薄壁，以保证压力有效地从厚壁传递到薄壁处，有利补塑，防止产生缩孔和凹痕。3.有利于排气2023/9/3414.有利于减少熔接痕和提高熔接痕强度2023/9/3422023/9/3435.防止型芯变形2023/9/3446.考虑塑件的收缩变形及分子取向2023/9/3457.考虑塑件外观

8.避开承载部位2023/9/346四、流动比的校核

验证在压力、温度确定的条件下，熔体所能流动的最大距离是否在允许范围内。（大型塑件）流动比的概念：塑料熔体在型腔内流动的最大流程与其厚度之比。流动比的计算2023/9/3472023/9/3482023/9/349§6-5浇注系统的平衡进料

一、一模多腔的平衡1．平衡式浇注系统型腔相同，分流道到浇口的形状、长度、冷却条件等完全相同。2023/9/3502．非平衡式浇注系统型腔相同距离不同（型腔至主流道）型腔不同距离不同2023/9/351根据浇口平衡系数来计算

AG—浇口截面积（mm²）LR—主流道中心至浇口流动通道的长度（mm）LG

—浇口的长度（mm）给定一个AG

，求出K，再根据K求其它的AG

→确定w、h。2023/9/3522023/9/3532023/9/3542023/9/355二、一模一腔多浇口浇注系统的平衡1．平衡浇口以减小制品变形平衡注射有利于减小制品的变形2023/9/3562．平衡浇口有利于均匀进料A、B两浇口处均匀进料，改善熔体流动的不平衡性2023/9/3573．平衡浇口以控制熔合纹的位置如箱形制品，材料PA6，设计六种浇口设置方案（见下图）2023/9/3582023/9/359§6-6排气结构设计一、排气结构的作用将成型时产生的气体及时排出模腔，避免制品形成气孔、接缝、表面轮廓不清等缺陷。2023/9/360二、排气方式1.利用分型面排气（下图a）2.利用配合间隙排气（下图b、c、d、e）3.开设排气槽（下图f）4.利用排气销排气（P100图6.40）5.强制性排气——设排气杆或真空泵抽气2023/9/3612023/9/362三、排气槽的形状1．绝大多数模具都可自然排气2．需开排气槽时，试模后开小于0.05mm深的排气槽，不可太深，否则会严重溢料；宽1