注塑模普通浇注系统设计

1.5mm。
浇口深度：
h = n ·t
式中 h—侧浇口深度，mm，中小型塑件常用h＝ 0.5~2mm．大约为制品最大壁厚的1/3~2/3； t—塑件壁厚(mm)； n—塑料材料系数．
浇口宽度：
Wn A 30
式中 W—浇口宽度(mm)； A—型腔表面积，即塑件外表面面积(mm2) n—塑料材料系数，
缺陷。
直接浇口一般是单型腔摸具，适用于成形深腔的壳形 和箱形塑件。
应用范围：用于加工热敏性及高粘度材料，成 型高质量的大型塑件。
直接浇口尺寸
直接浇口可参照主流道尺寸计算。
②侧浇口
应用范围：适用于各种塑料，可用于成形像板条之类的大面积 塑件。
优点：
1)侧浇口一般开设在模具的分型面上，截面形状为矩形。 容易加工，是广泛采用的一种浇口形式‘
⑥点浇口
优点：
①可大大提高塑料熔体剪切速率，表观粘度降低明显， 致使充模容易。这对PE、PP、PS和ABS等对剪切速 率敏感，即非牛顿指数愈小的熔体更加有效。
②熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高， 粘度再次下降，致使流动性再次提高。
③ 能正确控制补料时间，无倒流之虑，有利降低塑料件 特别是浇口附近的残余应力，提高了制品质量。
2)侧浇口可以根据塑件的形状特点和充ห้องสมุดไป่ตู้需要，灵活地 选择浇口位置。如框形或环形塑件可以设在外侧或内 侧。
3)侧浇口一般适用于多型腔模具，一模出多件，大大提 高劳动生产率。
4)去除浇口容易。
缺点：
1)压力损失大，保压补缩作用比直接浇口小。
2)对于壳形件不便排气。还容易产生熔接痕缺陷。
浇口尺寸：
深度h最为重要。h控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。 浇口宽度w的大小控制了熔体充模流量。 浇口长度L，只要结构强度允许．以短为好，一般L＝0.5～
②主流道大端呈圆角，其半径常取r＝1~3mm， 以减小料流转向过渡时的阻力。
③在保证塑件成型良好的情况下，主流通的长 度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且 增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注 射成型。
④为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢 出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主 流道对接处设计成半球形凹坑，其半径 r2=r1+1~2mm，其小端直径D=d+(0.5~1)mm， 凹坑深度常取3~4mm。
浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难 易程度影响很大。因此，浇注系统的设计是注 塑模具设计的重点，也是难点。
浇注系统设计原则
①浇注系统与塑料件一起在分型面上，应有压降、流量和温 度分布的均衡布置
②尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间； ③浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇形
流动补缩； ④避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移， ⑤浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑料件分离或切除整修
容易，且外观无损伤 ⑥熔合缝位置须合理安排，必要时配以冷料井或溢料槽； ⑦尽量减少浇注系统的用料量； ⑧浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有IT8级
以上精度。
3.3 普通流道浇注系统
（2）分流道直径
前提：分流道的剪切速率 ＝5×lO2 ～ 5×lO3 S－1。
d 0.27 m 4 L
式中 d—圆分流道直径、或各种截面分流道的当量直径，mm m—流经的塑料物料质量，g L—该分流道的长度，mm
此式适用壁厚3mm以下，小于200g的塑料件。对于高粘 度物料，如硬PVC和丙烯酸塑料，适当扩大25％。一般分 流道直径在3~10mm，高粘度物料可达13~16mm。
1.浇注系统组成 2.主流道的设计 3.分流道的设计 4.冷料井和拉料杆的设计 5.浇口设计 6.浇注系统的平衡
3.3普通流道浇注系统的设计
1.浇注系统组成
①主流道 ②分流道 ③浇口 ④冷料井
①主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段 流道。它是塑料熔体首先经过的通道，且与注塑机喷 嘴在同一轴线。
各种塑料的允许 最小分流道尺寸 塑料种类 分流道尺寸d
PE.PA
1.6
PS.POM
3.2
PP.PC
4.8
PSF.PPO
6.4
ABS.SAN
7.8
PMMA
8.0
各种塑料的
分流道直径
塑料种类 ABS.AS
POM Acrylic PA-6,6
PC PP PE PPO PS PVC
分流道直径d 7.6~9.5 3.2~9.5 8.0~9.5 1.6~9.5 4.8~9.5 4.8~9.5 1.6~9.5 6.4~9.5 3.2~9.5 3.2~9.5
第3章 注射模塑成型
3.3 注塑模普通浇注系统设计
3.3 浇注系统设计
浇注系统是用来将注塑机喷嘴射出的塑料熔体 导向模具型腔的一种系统。
浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到 模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在 质量优 良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序， 压力损失小，热量散失少，排气条件 好，浇注 系统凝料易于与制品分离或切除。
侧浇口的改进形式，开设在塑料件断面的边缘。 优点：避免熔体从浇口射出，产生喷射现象。 适用范围：低粘度塑料
④扇形浇口
应用范围：应用大面积薄壁塑件
优点：焙融状的塑料流经过浇口时，在横向得 到更为均匀的分配，可降低塑件的内应力和减 少带入空气的可能性．避免塑件产生变形和气 泡。
缺点：沿塑件一侧壁有比较长的剪切痕，影响 塑件外表的美观；成形后去除浇口的工作量大， 增加了塑件成本。
①直接浇口 直接浇口又称为主流道型浇口或中心浇口。
直接浇口优点：
1)从注射机喷嘴来的焙融塑料直接通过浇口进入型 腔．所以，流程短，压力损失小，保压补缩作用强。
2)模具结构简单、成本低。 3)浇注系统耗料少。 直接浇口的缺点：
1)清除浇口不便。同时影响塑件表面美观。 2)浇口部位热量集中，内应力大，易产生气孔及缩孔等
优点：熔融态的塑料流流经浇口时以较低的速 度、平行均匀地流入型腔，降低了塑件的内应 力和带人空气的可能性，减少了因取向而产生 的翘曲变形。
缺点：成形后去除浇口的工作量大，增加了塑 件成本；沿塑件一侧壁有一比较长的剪切痕， 影响塑件外表的美观。
尺寸设计：
•浇口宽度等于或略大于型腔宽度 •浇口长度L≥1.3mm •浇口深度h≥0.25mm，其深度经 验公式为 h＝0.7t
（4）分流道系统分类
Ⅰ.分流道系统与塑件连接在一起，脱模后将其分离。 Ⅱ.分流道系统与塑件自动切断，然后分别脱出模具。 Ⅲ.分流道系统自动从塑件上切断，但仍保留在模具中。 根据分流道与浇口的分离情况，分为：
浇口系统
浇口系统
1.直接浇口（主流道浇口）
7.点浇口（带有反
Ⅰ
2.侧浇口 3.盘形浇口
向主流道） 8.无流道浇口
主流道衬套与定位环
主流道直径：
① 经验公式 大端直径
D
4V
•K
塑料
K
PS类 2.5
PE、PP 4
PA
5
式中 V－流经主流道的熔体体积，cm3 PC
1.5
K－因熔体材料而异的常数。 POM 2.1
CA
2.2
5
②根据主流道内熔体的剪切速率推算。
根据经验公式：
满足：一般主流道的剪切速率＝5×102～5×103S-1
缺点：同时在两半模上加工圆 形凹槽，难度大，费用高。
抛物线形截面
d = 1.25·t
优点：横截面近似于圆弧， 单边加工容易。
缺点：与圆形截面流道相 比，热损失大，冷凝料多。
梯形截面
d = 1.25·t
优点：可用来代替抛物线 截面。
缺点：与抛物线截面流道 相比，热损失大，冷凝料 多。
半圆形和矩形 应避免采用这种不利的流道截面
⑤由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复 接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸 的主流道衬套，以使选用优质钢材单独加工和 热处理。
注塑机喷嘴与主流道衬套接触方式
球面接触
尺寸： R0 + 1 ≤ RA dN + 1 ≤ dS
主流道衬套中心、定位环中心、注塑机喷嘴中 心，三心必须同心。
主流道衬套结构形式
其中： qV值为注塑机对该种塑料的额定注射量V 的60％~80％。
除以注射时间之值。
qv ( 0.6 ~ 0.8 )V t
3.分流道
分流道是主流道与浇口之间的通道， —般开设在分型 面上，起分流和转向的作用。
（1）截面形状
圆形截面
优点：S＝4／d，比表面积最 小，冷却速度最低，热量及摩 擦损失小，进料流道中心冷凝 慢，有利于保压。
②分流道 指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功 能是使熔体过渡和转向型腔模具中分流道是为了缩短 流程。多型腔注射模中分流道中为了分配物料，通常 由分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。
③浇口 指分流道末端苟模腔入口之间狭窄且短小的一段 通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内， 并有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。
①卧式或立式注射机用模具的冷料井
②90°角式注射机用模具的冷料井
（2）拉料杆冷料井
①顶出杆成型的“拉料”冷料井
②拉料杆成型的“拉料”冷料井
③凹坑拉料冷料井
5.浇口的设计
浇口是连接分流道和型腔或塑件的桥梁，使塑 料熔体进入型腔的阀门，是整个浇注系统的关 键部位，也是最薄点。
（1）浇口形式
（3）分流道布置
平衡式布置
非平衡式布置
浇注系统无论是平衡式或非平衡式布置，型腔均应与 模板中心对称，使型腔和流道的投影中心与注射机锁 模力中心重合，避免注射时产生附加的倾侧力矩。
分流道表面粗糙度，常取Ra＞0.63～1.6μm。以增大 外层流动阻力，避免熔流表面滑移，便中心层具有较 高剪切速率。
多浇口
点浇口在成型大型薄壁塑件应用时，可采用多只点浇口
浇口尺寸：
浇口直径：
对一般粘度的热塑性塑料，可按塑件平均壁厚 选择点浇口尺寸。
点浇口直径，mm
玻璃纤维增强聚酯和聚甲醛塑料的点浇口尺寸
成形件壁厚 <3.2 3.2～6.4
最后，须用流经侧浇口熔体剪切速率
＝
6Q Wh 2
≥104s-1校核
例题：
有一PS矩形盒，底平面150x130mm，高50mm，壁厚 t＝1.3mm。试设计矩形侧浇口。
解：浇口长度以短为好，取L＝0.5mm.
查表 n=0.6.
浇口深度h=nt=0.6×1.3＝0.8mm.
塑件外表面面积A＝150×130＋2（150×50）＋2 （130×50）＝47500mm2.
④冷料并 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其 功用为“捕捉”和贮存熔料前锋的冷料。冷料并也经 常起拉勾流道凝料的作用。
2.主流道的设计
主流道设计要点：
①为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考 虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形．其 锥角为2°～4°，对流动性差的塑料，也可取 3 °～6 ° ，过大会造成流速减但易成涡流。 内壁粗糙度为Ra0.63μm。
尺寸设计
长度L＝0.7～2.0mm
平均深度 h=nt 平均宽度 W n A
30
流道直径 d 0.27 m 4 L
截面积 S=hW
浇口始端深度 h1=S/d 型腔端深度 h2=S/W2 浇口型腔端宽度 W2=20mm
⑤平缝型浇口
应用范围:有透明度和平直度要求，表面不允许有流痕的 片状塑料件。
得
W n A ＝0.6 47500 ＝4.5mm
30
30
验证：
塑件体积 V=A·t=475×0.13≈61.8cm3.
设计充模时间 1.6s.
则
Q=V/t=61.8/1.6=38.6cm3/s.
因此
＝W6hQ2
＝
6 38.6 0.45（0.08）2
＝8.04
104
104
s -1
③重叠式浇口
4.环形浇口
Ⅲ 9.叠式模具浇口
5.潜伏式浇口
10.绝热流道
Ⅱ 6.点式浇口（用于三板式模
11.热流道
具）
4.冷料井与拉料杆的设计
作用：用来储藏注射间隔期间喷嘴前端的冷料，防止 冷料进入型腔而影响塑件的质量。
冷料井有两种，一种是纯为“捕捉”或贮存冷料之用； 另一种是还兼有拉或顶出凝料功用。
（1）．冷料井 设置在主流道末端或各分流道转向位置，甚至在塑件 型腔末端也设置冷料井。冷料井应设置在熔料流动方 向的转折位置，并迎着上游的熔流。其长度通常为挠 道直径d的1.5～2倍。
④能缩短成型周期，提高生产效率。 ⑤有利于浇口与制品的自动分离，便于实现塑料件生产
过程的自动化。 ⑥浇口痕迹小，容易修整。 ⑦在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，改善了塑
料件质量。 ⑧能较自由地选择浇口位置。
缺点：
①必须采用双分型面的模具结构； ③不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体 ②不适合厚壁塑料件成型； ④要求采用较高的注射压力。