分型面浇注系统设计

当浇注系统和型腔断面尺寸各处不等时，流动比计算公式为
对于图中所示的直接浇口，流动比为
注意：当计算得到的流动比大于允许值时，这时就需要改变浇口位置，或者增加塑件厚度来减小流动比。防止产生充填不足的现象。
影响最大流动距离比的因素： 熔体的性质、温度和注射压力等，需要经过大量实验来确定。表6－1列出了部分塑料的注射压力与流动距离比。
图a为非平衡式布置：主流道到各型腔浇口分流道长度不同。 图b、c为平衡式布置：主流道到各型腔浇口分流道长度相同
多型腔的排列设计时应注意如下几点：
尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保塑件质量的均一和稳定。
型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以防止模具承受偏载而产生溢料现象。
02
尽量使型腔排列紧凑一些，以减小模具的外形尺寸。图7-2(b)的布局优于图(a)的布局，(b)的模板总面积小，可节省钢材，减轻模具质量。
梯形截面
优点是制造简便，且热量损失不大。 较常用
对壁厚小于3mm，质量200g以下的塑料制品，还可用如下经验公式确定梯形截面分流道尺寸
”
式中 m——制品质量 g； L——分流道的长度mm； h ——梯形高度mm。
01
按照经验，b可选择5 ～10mm
02
(该式计算的分流道b仅限于在3．2～9．5mm以内)
分流道表面粗糙度
六、浇口的设计
浇口：连接分流道与型腔之间的一段细短通道。
1
作用：调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等。
2
按浇口的结构特点，常用浇口有直接浇口、侧浇口、点浇口等等。
常用的有：圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等。
01
分流道设计中要减少在流道内的压力损失和热量损失，希望流道的表面积小。所以分流道形状应尽量使其比表面积小（流道表面积与其体积之比）。
02
Hale Waihona Puke 流道的截面尺寸过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。 流道的截面尺寸过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。
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。
在保证塑料良好成型的前提下，主流道L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，进而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定，一般取L≤60mm。
为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1~3mm。
由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此常将主流道制成可拆卸的主流道衬套 (浇口套)，便于用优质钢材加工和热处理。其类型有A型和B型[图6—3(a)]，其中A型衬套大端高出定模端面H=5~10 mm，起定位环作用，与注射机定位孔呈间隙配合(图6—2)。
采用这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。
图a小端为分型面
图b大端为分型面
6.2 普通浇注系统设计
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。 直浇口式浇注系统：主流道垂直于分型面 横浇口式浇注系统：主流道平行于分型面 分类： 普通浇注系统：冷流道 无流道凝料浇注系统：热流道浇注系统
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又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成，
优点是制造简便，且热量损失不大。 较常用
按照经验，b也可选择5 ～10mm内选取，半径R=0.5b,深度h=1.25R,斜角5 ～10度
U形截面
2.分流道的长度
分流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失, 同時也浪费材料。分流道长度一般在8～30mm之间。
1． 按注射机的最大注射量确定型腔数量n 根据式可得
式中 Vg(mg)——注射机最大注射量，cm3或g； Vj(mj)——浇注系统凝料量，cm3或g； Vn(mn)——单个塑件的容积或质量，cm3或g。
尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧
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芯与开模方向一致
使塑件尽量留在动模一侧
实例：灯罩模具设计
该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。
分型面的选择
在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。
6.1.2 分型面的选择
制品位置的合理选择-正确.swf:如图所示用短，粗实线标出分型面位置，箭头表示分离动作方向。
02
分型面:模具用以取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。
01
一、分型面的形式
平面 斜面
阶梯面 曲面 垂直分型面（瓣合分型面）
基本原则：必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具的基本原则。
01
有利于塑件脱模： 图(a)，由于凸模固定在定模，开模后塑件收缩包紧凸模使塑件留于定模，增加了脱模难度，使模具结构复杂。图(b)的形式就较为合理。
02
二、分型面的选择原则
图(a)，当塑件带有金属嵌件时，因嵌件不会因收缩而包紧型芯，型腔若仍设于定模，将使模件留在定模，使脱模困难，故应将型腔设在动模图(b)。
2.按注塑机的额定锁模力确定型腔数
式中 F——注射机的额定锁模力，N； p——塑料熔体对型腔的平均压力，MPa； 注射压力的80％， An——单个塑件的在分型面上的投影面积，mm2； Aj——浇注系统在分型面上的投影面积，mm2。
4．按经济性确定型腔数
根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具费用和成型加工费。
3．按制品的精度要求确定型腔数
生产经验认为，增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4％。
1
成型加工费为 式中 N——需要生产塑件的总数； Y——每小时注射成型加工费，元/h； t——成型周期。min
2
则得：
3
为使总成型加工费最小，令
4
总成型加工费为 X=Xm+Xj=nC1+C2+
二、塑件在模具中的位置
对于单型腔模具：塑件可以全部在动模、定模中也可以同时在动模和定模中。 对于多型腔模具：型腔的排列与浇注系统密切相关，设计时应综合考虑。 型腔排列应力求使每个型腔所受压力相等，以保证塑料熔体同时均匀地充填每一个型腔。
a
b
5、分型面选择应有利于排气
应尽可能使分型面与料流末端重合，这样才有利于排气。图 (b)。
分型面的位置要有利于模具的排气
分型面选择应便于模具零件的加工
图(a)采用一垂直于开模运动方向的平面作为分型面，凸模零件加工不便，而改用倾斜分型面[图(b)]，则使凸模便于加工。
练习：
尽可能的避免侧向分型或者抽芯
塑件外形较简单，而内形带有较多的孔或复杂的孔时，塑件成型收缩将包紧在型芯上，型腔设于动模不如设于定模脱模方便，后者仅需采用简单的推板脱模机构便可使塑件脱模。
01
对带有侧凹或侧孔的塑件，应尽可能将侧型芯置于动模部分，以避免在定模内抽芯。
同时应使侧抽芯的抽拔距离尽量短。
02
分型面应尽可能选择在不影响外观的部位（保证表面质量）
在确定大型或薄壁塑料制件的浇口位置时，塑料熔体可能因其流动距离过长或流动阻力太大而无法充满型腔。因此模具设计时，还应考虑塑料所允许的最大流动距离比(简称流动比)。
02
最大流动距离比：
6、流动比校核
式中 Φ——流动比；
n——流动路径的总段数。
Li——流动路径各段长度，mm；
ti——流动路径各段的型腔厚度，mm；
6.1 分型面及其选择
分型面：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。
一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面。分型面可能垂直、平行、倾斜于合模方向。
主分型面：脱模时取出塑件的分型面。
辅助分型面：其他的分型面。
6.1.1 塑件在模具中的位置
一、型腔数目的确定 常用确定型腔数目的方法如下：
2、尽量避免出现熔接痕
3、有利于型腔排气 浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分，使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出，避免因气阻产生凹陷等缺陷。
4、防止型芯变形和嵌件位移
5、应尽量减短流程
尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失
d
H
指熔体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度之比。
01
一、浇注系统概念
二、浇注系统组成
浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、尺寸精度和成形周期。
三、浇注系统设计原则
温度、剪切速率对粘度的影响十分重要，设计的浇注系统 一定要适应于所用塑料原材料的成型性能，保证成型塑件 的质量。
1、了解塑料的成型性能：了解被成型的塑料熔体的流动性、
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。
分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝痕迹，分型面最好不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。带有球面的塑件，若采用图 (a)的形式将有损塑件外观，改用图(b)的形式则较为合理。
图示塑件，D和d两表面有同轴度要求。选择分型面应尽可能使D与d同置于动模成型，图(b)。若分型面选择图(a)所示，D与d分别在动模与定模内成型，由于合模误差不利于保证其同轴度要求。
当浇口套与塑料接触面很大时，受到模腔内塑料的反压增大，易退出模具，这时可设计成图6—3(b)右侧所示结构，将定位环与衬套分开设计。使用时，用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。
五、分流道设计
分流道：主流道与浇口之间的通道。
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。
分流道设计时应考虑：尽量减小在流道内的压力损失和热量损失。
分型面的选择应保证塑件尺寸精度
1
2
要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等
分型面Ⅰ、Ⅱ哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求？
图中塑件为双联齿轮，要求大小齿轮的直径与其轴孔有良好的同心度，为实现此要求，应将大小齿轮凹模和型芯均设在动模边，故图a合理，图b不合理。
a
b
图中所示塑件成型模具的分型面若按a中的确定，塑件最大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸，提高精度较困难，若按b所示确定，易保证成型高精度。
四、主流道设计
①主流道通常设计成圆锥形，其锥角α=2~4˚，对流动性较差的塑料可取α=3~6˚，便于凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.63μm。
②为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+(1~2)mm，其小端直径d1=d2+(0.5~1)mm。凹坑深度取h=3~5mm(图6-2)。
注射模：动模、定模（由导向机构导向和定位）
01
分型面: 成型后，塑件由动、定模接合面之间取出
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浇注系统：熔融塑料从注射机喷嘴到模具型腔所流经的通道。分为普通浇注系统和热流道浇注系统。
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通常浇注系统的分流道开设在分型面上，所以分型面的选择与浇注系统的设计密切相关，在设计时应同时考虑。
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第六章 分型面的选择与浇注系统设计
实际设计中分流道长度常按类比法确定。
流道排列的原则 尽可能使流程短，平衡布置（从主流道到各浇口的距离相等）。 排列尽可能紧凑，缩小模板尺寸。 流道的布置方式 平衡式 非平衡式 不平衡 平衡 3.分流道的布置
分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度通常取Ra=1．6 μm，这可增加外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却成皮层，形成绝热层，有利于保温。
型腔数
根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力，得 F≥p(nAn+Aj)
成型高精度制品时，型腔数不宜过多，通常推荐不超过4腔，因为多型腔难于使各型腔的成型条件均匀一致。
模具费用为 Xm=nC1+C2 式中 C1——每一型腔的模具费用； C2——与型腔数无关的费用。
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1.分流道的截面形状与尺寸
圆形截面
圆形截面分流道直径可按表中经验数据选择。其中分流道长度短取较小值，否则，取较大值 对流动性很好的聚乙烯PE和尼龙PA，当圆形分流道很短时，分流道可小到2mm左右； 对于流动性差的塑料，如聚碳酸酯PC、丙烯酸类，分流道直径接近10 mm。 多数塑料的分流道直径在5～6mm左右变动。