浇注系统设计

4.5 平衡布置流道尺寸计算
4.5.1 流道截面尺寸计算原则和计算方法
流道尺寸计算目的既保证熔体有适当的流动速率和压力损失， 又使流道的尺寸最小。 １.适当的剪切速率 主流道 5×103s-1 分流道 5×102s-1 矩形浇口 5×104s-1 点浇口 1×105s-1 2. 根据剪切速率的计算体积流率Q 圆形流道和浇口 矩形流道和浇口
孔的形式:

c直锥孔 d球形底锥孔
基本尺寸 浇口圆柱孔长度： Ｌ＝0.5~0.75mm 浇口直径常见为0.5~1.8mm，经验公式：
d nc4 A


.
32Q 10 5 s 1 3 d


式 c——壁厚系数，随塑件壁厚增加而增加，由表(3.3-2） 查得 Ａ——塑料件的表面积 一般15~25mm
分流道截面直径mm 4.8~9.5 1.6~9.5 1.6~9.5 3.5~10 5~10
塑料名称 PS PVC UPVC PU PET
分流道截面直径 mm 3.5~10 3.5~10 6.5~16 6.5~8 3.5~8
3. 冷料井与拉料杆
冷料井作用 贮存冷料 拉出或顶出凝料 冷料井设置方法 在主流道末端 也可在分流道转向处 迎着上游熔体 冷料井长度：1.5~2d

d=0.27m1/2L ¼


m——流经的熔体质量，g L——该分流道的长度，mm 上式适用于壁厚3mm以下，重量低于200g的塑件 分流道直径 一般为3~10mm 高粘度熔体为13～16mm 流道表面粗糙度 Ｒa＞0.63~1.6μm
塑料名称 ABS PE PA POM PP
T10钢，经淬火HRC50~55。
4.2.2 分流道设计
1. 截面形状 基本要求 截面大，比表面小， 易脱模，易加工。 截面形状 圆形 相同截面，比 表面最小，最多选用 半圆形 Ｕ形 方形 难脱模 梯形 易脱模，易加 工
2. 截面尺寸

圆分流道直径经验计算式

h=nt
（3.3-4)
式中 n—材料系数，在0.6~0.9 之间，随塑料的粘度增 加而增大,如表（3.3-1)。 t—塑件壁厚mm 浇口长度L L一般选0.5~1.5mm
浇口宽度W经验公式：
n A W 30

(3.3-5)
式中 A——型腔表面积， mm 浇口宽度W校核经验公式： [例]p177 . 6Q γ 10 4 s 1 Wh 2
3.浇注系统布置
（1）平衡式布置
排列方式： 圆周排列 较适宜圆形 塑件； Ｈ形排列 较适宜矩形 塑件。 特点：


到各型腔的分流道的长 度、形状和尺寸相等， 制品一致性好； 流道长，熔体压力降大， 浇注系统凝料多。
（2）非平衡式布置
优点： 流道短，凝料较少； 缺点：

４.扇形浇口
基本尺寸
浇口平均面积 S=Wh 浇口宽度 W2 =40mm 流道端深度 h1＝S/d 型腔端深度 h2＝S/W２ 浇口形状 为补偿压力损失，浇口深度中心 小两侧大 ，浇口深度从浇口到 型腔逐步变浅。 特点 优点：适合于大面积薄壁塑料件 缺点：浇口加工复杂

５.平缝型浇口
基本尺寸

深度经验公式

h=0.7nt≥0.25mm L ≥1.3mm W等于型腔宽度

浇口长度


浇口宽度
W

特点

优点：对平直度要求较高，表面不 允许有流痕的薄片状塑件。 缺点：凝料多。
６.点浇口
浇口基本形式： a与主流道直接 相通 b多点进料 点浇口引导圆锥
在考虑流程长度L的同时、还考虑厚度和宽度的影响，
用当量厚度tH。
b
i 1 n
Li tH
2
b
2Wt tH W t
式中 tH—— 当量厚度 W ——流程宽度，cm [b] ——允许物理流程比 无定形 [b]=320cm-1 结晶 [b]=500cm-1
流程比的计算举例
1.流程比校核
流程比B——指熔体在型腔内流动的最大距离与相应的
型腔厚度之比。
式中

Li B B i 1 t i
n


Li——各段流各的长度，mm ti——流程各段和厚度，mm [B]——允许流程比，由表3.3-3确定，在100：1~250： 1之间，粘度大，B值小。
2.物理流程比校核
１.直接浇口



基本尺寸： 浇口与塑件连接处的直径约 为塑料件厚度的2倍。 特点： 优点：没分流道，流程短， 压力损失小，散热少，有利 于补缩。 缺点：浇口痕迹大，单型腔。 适合范围： 高粘度塑料。 大型厚壁而高的塑料件。
２.侧浇口
基本尺寸 浇口深度经验公式


到各型腔的分流道的 长度不等；制品一致 性差。
注意！
型腔布置要与模板中心对称。型腔和流道投影 中心与锁模中心重合，避免侧向作用力。
4.2 流道系统设计
4.2.1 主流道设计




d＝喷嘴孔径＋1mm R＝喷嘴球面半径＋(２~３)mm α＝20~40 主流道内壁粗糙度≤0.8μ m H＝(1/3~2/5)R L＝模板厚－H (≤50mm)
3. 减少塑件翘曲变形
塑件翘曲变形的程度与浇口的类型、位置及数量是否恰当
密切相关 例一：圆筒塑料件，分别用侧浇口、点浇口、内孔轮辐式浇
口和圆盘式浇口的形状变化
例二：浇口对矩形塑料板变形的影响
一般离浇口越近熔体密度和取向越大。 当用平缝浇口、点浇口、单侧浇口和两侧点浇口时
例三：圆形塑料薄片变形
第四章 注射模浇注系统设计
学习目的与要求 了解普通浇注系统功能和浇口形式及其设计方 法，掌握注塑料模浇注系统的尺寸计算。
主要内容
4.1 浇注系统的组成与设计原则 4.2 流道系统设计 4.3 浇口设计
4.4 浇口平衡
4.5 平衡布置流道尺寸计算
4.1 浇注系统的组成和设计原则
浇口平衡值计算

式中wenku.baidu.com
BGV
Sg Lg Lr

Sg——浇口截面积，mm2 Lg——浇口长度，mm Lt——浇口到主流道之间的分流道距离，mm
浇口截面积与流道截面积St的关系 Sg=0.07~0.09St 浇口宽度W与深度h的关系 W=3~5h
[例](p190) 如下图所示，采用矩形侧浇口，浇口长度
点浇口引导部分长度
优点：



大大提高剪切速率，对牛顿指数小的PE、PP、PS和 ABS等熔体，使其表观粘度大大降低； 缩短注模时间和成型周期； 有利于塑件与流道凝料分离； 浇口痕迹小，易修整。
缺点：



必须采用三板模； 要求较高的注射压力； 不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料； 不适合厚壁塑件。
其它浇口
小结
1、浇注系统、其组成及作用 2、浇注系统的分流道一般在分型面上 3、浇注系统平衡式布置与非平衡式布置的特
点 4、主流道的锥度、比表面积和衬套 5、分流道的截面形状、尺寸 6、冷料井拉料杆的作用和设置方法 7、浇口的形式、尺寸
4.3.2 浇口位置的选择
4.3.2.1. 要求有合理的充模流程

如厚1.5mm，直径100mm的PP圆薄片，采用中心浇口 时，出现翘曲。 一般用扇形浇口或多点浇口。
例四：对有金属嵌件的制品
利用取向、收缩包紧塑件，注意收缩引起开裂
4. 防止型芯变形
4.4 浇口平衡
4.4.1 非平衡布置的相同多型腔的浇口平衡 使熔体向各型腔充模工艺条件一致是致关重要的问题。 基本要求： 通过平衡值（BGV）计算，所有浇口的BGV相等； 各型腔的充模同时结束,除点浇口外，靠近主流道的浇口 的截面积要小些，较远的浇口要大一些。
浇注系统——是熔体从注塑机喷嘴到模具型腔
所经过的一个完整输送通道。 浇注系统作用: 输送熔体，传质、传压和传 热。 1. 组成和作用

主流道 分流道 冷料井 浇口
2. 设计原则
（1）浇注系统的分流道一


般在分型面上； （2）流程尽可能短，降低 压力和温度损失，缩短充模 时间； （3）尽量减少浇注系统的 体积； （4）浇口的大小的位置的 选择，力求层流，有利于排 气； （5）系统要均衡布置。
4.3.2.2 要求有合理的充模流动状态
1. 避免喷射和蛇
形流动 增大浇口，降低 速率； 改变浇口位置， 利用熔体冲撞形 腔内壁或型芯， 形成逐步扩展推 进。
2. 有利于排气和补缩
将浇口布置在厚壁处，有利于充模流动、排气和补缩，
图a塑件周边厚度过大，会使周壁先充满，在顶部形成 气泡。
1 2 t t主 t 浇 3 3

最后用表3.3-5校核拟定的t不能小于最短的注射时间。
5.恰当的流道压力降

[ΔPt ] = po－ Δpe－ Δpc


式中 po——调用的注射压力 Δ pc ——型腔压力降，一般大于20Mpa，查表3-3-6 Δ pe ——注射压力在注射装置中的损失压降 Δ pe（螺杆）=10~20Mpa （3.1-6) Δ pe（柱塞）=30Mpa + (0.1~0.2) po (3.1-9)
Lg=103mm，流道截面为圆形，直径为5mm。
4.4.2 非平衡布置的大小不同的多型 腔的浇口平衡
用近似公式

各型腔填充质量不同时ＢＧＶ与填充量成正比。
Sga
ma mb

Lga L ta Sga Lgb L tb Sgb Sgb Lga L ta Lgb L tb
式中 m1、m2——分别为a、b型腔的填充量，g Sga、Sgb——分别为a、b型腔的浇口截面积，（mm）2 Lra、 Lrb——分别为到a、b型腔的分流道长度，mm Lga、 Lgb——分别为a、b型腔的浇口长度，mm 浇口截面积与流道截面积的关系 Sg=0.07~0.09St 浇口宽度W与深度h的关系 W=3~5h

Q

4
R
3
.
Wh 2 . Q 6
3. 由适当的γ和Q查γ-Q-Rn曲线求得当量半径
4.流道截面当量半径计算



2 A2 Rn 3 L
Ｒn——假想的圆形流道的当量半径，cm L——实际流道截面的周边长,cm A——实际流道截面积， cm2
5.充模时间t的计算 用流过该段起始截面的熔体体积V和体积流量Q，代入 t=V/Q，分别计算通过主流道和的浇口的时间t主和t浇。 算得充模时间为
（1）顶出杆成型的冷料井

Z型 倒锥 圆环槽
（2）拉料杆成型的冷料井

球头 圆锥头
（3）凹坑拉料冷料井 主流道凹坑 分流道凹坑

可自动将塑件与凝料分 开
4.3 浇口设计
4.3.1 浇口的形式和尺寸 直接浇口 侧浇口 重叠式浇口 扇形浇口 平缝型浇口 点浇口 其它浇口
图6-20（a)直浇口
改善流程比的方法
当出现流程比过大，充模困难时，可采取下列
方法改进： 1）改变浇口位置； 2）增加浇口数目； 3）改善塑件设计。
3.熔流等时线校核

预测充模过程熔合缝的位置和走向
举例：
图2.3-24表明中心直浇口流程短，料流末端在分型面上，排气容
易； 图2.3-25表明侧浇口流程长，温降大，排气难，熔合缝强率差。

比表面积

S=4（D+d）/（D2+d2） 比面积增大，热能损耗大。 D由L和α 计算或经验公式计算 V——流经主流道的熔体体积， cm3 K——经验常数，如PS类取 2.5,PP取4。（见p173）

D
4V （3.3-2） K
主流道衬套与定位环的形式 小型模主流道衬套与定位环可为一体，衬套用T8或
侧浇口特点：

开设在分型面上，模具结构简单。 塑料件浇口痕迹小。 深度h控制浇口畅通开放时间和补缩作用 浇口宽度控制熔体充模流量
侧浇口对成型的控制作用

３.重叠式浇口


基本尺寸 深度h、宽度W、长度L1 按侧浇口方法计算 重叠长度计算 L２＝h＋Ｗ／２ 特点 优点：避免充模时在型 腔中产生喷射现象，使 熔体有序推进。 适用范围：适用于低粘 度塑料和大型腔。