流道系统
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模具3.3.5 浇口设计
如前所述,浇口设计是模具浇注系统设计的重要内容之一。
浇口设计主要解决以下问题:
⏹浇口形式
⏹结构尺寸
⏹进浇位臵
为解决好这些问题,我们必须了解浇口种类及其结构、尺寸对成型过程的影响。
模具1、浇口类型及其对成型过程的影响
塑料熔体从流
道进入型腔的最后
关口就是浇口,是
浇注系统末端与型
塑件
腔连接的通道。
按其断面尺寸
大小浇口可分为两
种类型:大浇口和
小浇口
浇口
大浇口
截面积等于或大于流道截面积,对充模流动及保压过程无明显影响,又称为非限制性浇口。
大浇口断面尺寸大、流动阻力小,有利于物料和压力传递,适用于大型、长流程、厚壁制品和高粘度物料的成型。但浇口凝封慢,浇口处易产生因倒流或过度保压导致的制品缺陷。另外,浇口尺寸大,去除料把困难,去除料把后的残留痕迹大,易对制品外观和使用造成影响。
小浇口
截面积比流道小的多(通常只有分流道截面积的3%~9%),其微小的尺寸变化对充模速度、补料时间、料流状态、压力降等都有着明显的影响,故称为限制性浇口。
小浇口断面尺寸小,流动阻力大、压降大,有利于多型腔均衡成型;而且还可使物料流经时的剪切速率大幅度提高,对假塑性熔体有切力变稀和升温作用。
同时,浇口尺寸小,易凝封,可控制补料时间、限制倒流,缩短成型周期。
另外,浇口尺寸小,有利于浇道凝料与制品自动分离,易实现自动化生产;浇口痕迹小,易修整,浇口位臵可灵活设臵。
2、常用浇口形式及特点
注射模常用浇口主要有侧浇口、点浇口和直接浇口三种基本形式,以及若干种衍生形式。
其中除直接浇口为大浇口外其余均为小浇口,分述如下:
①直接浇口
直接浇口实际上就是流
浇口道以自身断面形状尺寸直接
与型腔相连。
最常用的直接浇口为主
流道型浇口。浇口断面为与
主流道大端等径的圆形,是
目前应用较多的唯一一种大
浇口。
直接浇口浇注系统结构尺寸、设计思路与前述主流道设计基本一致,大端直径取浇口处塑件厚度的2倍左右为宜。
直接浇口用于普通浇注系统时,仅适用于单腔模,主要用于成型大型、长流程、厚壁制品或高粘度物料的模具。
在热流道多腔模中,由于其尺寸大、凝封慢的特点,可有效避免因浇口冻结导致浇注系统失效,应用相对较多(后述)。
②侧浇口
侧浇口,又称边缘浇口,因其通常开设在型腔侧边(制品边缘)而得名。常用结构尺寸为:
h = 0.5~2mm
b = 1.5~5mm
L = 0.5~1.5mm
这是一种广泛应用于单分型面多腔模普通浇注系统的浇口形式,适用于各种塑料。
侧浇口属于小浇口,具有小浇口的一般特性。
这种浇口的最大优点是易于加工和修整,可协调封凝时间与充模速率之间的关系。可通过设定浇口深度h,控制封凝时间,深度h确定后可通过调整浇口宽度b,改变浇口截面积控制充模速率。
侧浇口位于制件边缘,容易切除,去除料把后的浇口痕迹小,对制品外观质量影响小。
侧浇口与分流道断面形状尺寸差异较大,连接处要求尽可能平滑过度(下图),避免死角滞料、影响充模流动的稳定性。
设计侧浇口时可根据型腔结构尺寸和物料特性按下面的经验公式计算截面尺寸,浇口长度则宜短不宜长。式中:h -浇口深度,mm ;w -浇口宽度,mm ;δ-制件厚度,mm ;A -型腔表面积(制件外表面积),mm 2;k -塑料材料系数(参见表3.3-a )
计算结果需满足流经浇口的熔体剪切速率要
求
(Q 为要求的充模速率)
1
42
106-≥=s wh
Q γ δ⋅=k h 30
A k w =
材料PE
PS
POM
PC
PP
CA
PMMA
PA
PVC
材料系数k0.60.70.80.9表3.3-a 塑料材料系数k
③点浇口
点浇口,又称针点浇口,因形状似针刺小孔而得名。
点浇口是典型的小浇口(限制性浇口)具有小浇口的一般特性,如:剪切速率高,切力变稀和升温作用明显、浇口附近物料取向度高;流动阻力大,压力降大;封凝快,不倒流;料把与制品连接强度低,可自行拉断,浇口痕迹小等等。
点浇口结构如图所示:中间一段小圆孔为浇口;上面的小锥度大孔,为点浇口的引导孔,是最后一级分流道末端;下面的大锥度小孔,为保护制品而设,避免拉断浇口时伤及制品表面。
点浇口结构形式及常用尺寸分述如下:۞单腔模单点浇口
用于单腔模单点(中
心点)进浇模具。
其料把形似橄榄,又
叫菱形浇口或橄榄形浇口。
۞多点进浇点浇口
用于需多点进浇的大制品单腔模和多腔模浇注系统。
点浇口直径d 常用值为φ0.5~1.8mm ,具体取值可根据型腔结构尺寸和物料特性按下面的经验公式计算式中:d -点浇口直径,mm ;A -型腔表面积(由该浇口供料的制件外表面积),mm 2;k -塑料材料系数(参见表3.3-a );C -与塑件壁厚有关的系数(见表3-3-2)。
浇口尺寸应满足流经浇口的熔体剪切速率(Q 为要求的充模速率)
浇口长度L 取值0.5~0.75mm 。
4A
C k d ⋅⋅=1
53
1032-≥=s d
Q πγ