6第六章分型面的选择与浇注系统设计解析

6分型面的选择与浇注系统设计分型面的概念及表示方法——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称为分型面，也叫合模面。分型面6.1.1塑料制件在模具中的位置1.(1)根据注射机的额定锁模力确定型腔数目njFPAnA)(11ApApFnjn(2)根据注射机的最大注射量确定型腔数目mmmnjn)8.0(（3）根据制品精度确定型腔数目%4)1(ssLnL2425Lns2.根据经济性确定型腔数目01CnCXM)60(nytNXSSMXXX01)60(CnCnytNX0/dndX0)1)(60(12CnytN160CNytn模具费用为:注射成型费用为:总成型加工费用为:21.多型腔排列一般原则（1）从注射工艺角度需考虑以下几点：1)流动长度2)流道废料3)浇口位置4)进料平衡多型腔模具型腔的布局平衡布置：主流道到浇口流动长度相同非平衡布置：主流道到浇口流动长度不相同1分型面的形式6.1.3分型面的选择平直分型面垂直分型面倾斜分型面阶梯分型面曲面分型面2分型面的选择原则(1)符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;(2)分型线不影响塑件外观;(3)确保塑件留在动模一侧;(4)确保塑件质量;(5)分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹;(6)满足模具的锁紧要求;(7)合理安排浇注系统，特别是浇口位置;(8)有利于模具加工。分型面选择示例分型面选择示例分型面选择示例分型面选择示例分型面选择示例分型面选择示例分型面选择示例主流道分流道浇口浇注系统：从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。6.2普通浇注系统设计主流道(一次)分流道二次分流道（支流道）浇口6.2.1浇注系统的组成普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成。普通浇注凝料的去除6.6.2主流道设计1.主流道指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。1.主流道设计锥度2°～4°,对流动性差的塑料可取大一些d1=d+0.5~1SR1=SR+1~2D1比D小10～20％浇口的截面积取分流道截面积的3～9％总是浇口套大！r=1～3？1.主流道设计2、主流道衬套（浇口套）的结构3、主流道衬套与定位圈的装配方式6.2.3分流道设计分流道：主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道设计时应考虑：尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低。使塑料熔体以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。1．分流道的截面形状常用的有：圆形、梯形、U形和六边形等。流道设计中要减少在流道内的压力损失，则希望流道的截面积大；要减少传热损失，又希望流道的表面积小。流道的效率可用流道的截面积与周长的比值来表示，该比值大则流道的效率高。2.分流道的设计要点流道的直径过大：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。流道的直径过小：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。因此流道直径应考虑塑料流动性并适合产品的重量或投影面积。3.分流道的尺寸设计流道直径(mm)产品重量(g)49563758375以上1012大型流道直径(mm)投影面积(cm2)410以下6200850010120012大型L1=6~10mm，L2=3~6mm，L3=6~10mm。L的尺寸根据型腔的多少和型腔的大小而定。4.分流道的长度5.分流道的布置（1）平衡式分流道1)辐射式2)单排列式由于分流道中与模具接触的外层塑料快速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此表面粗糙度通常取Ra=1.6μm，这可增加对外层塑料熔体流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。有利于保温。但表壁不得凹凸不平，以免对分型和脱模不利。6分流道表面粗糙度6.2.4浇口的设计1、浇口的作用:浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，浇口的作用是使从流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速的凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。2.浇口的类型及特点（1）直接浇口直接浇口：塑料熔体经主流道直接进入型腔。仅适合于单型腔模。这种浇口由于尺寸大，流程短，流动阻力小，进料快，传递压力好，有利于补塑和排气。常用于成型大型、壁厚、长流程的塑件，及一些熔融粘度大的塑料。缺点：浇口处固化慢，成型周期长；残余应力大；浇口凝料切除后疤痕较大。（2）侧浇口1)矩形侧浇口一般开设在模具的分型面，从塑件的边缘进料，浇口截面形状一般为矩形深度h决定着浇口冷凝时间，浇口宽度b一般根据塑件的注射量来决定特点：形状简单、加工方便、调整容易；留有痕迹侧浇口和点浇口的推荐值塑件壁厚（mm)侧浇口横截面尺寸（mm）d（mm）l（mm）深度h宽度b0.8~0.5~1.00.8~1.31.00.8~2.40.5~1.50.8~2.42.4~3.21.5~2.22.4~3.33.2~6.42.2~2.43.3~6.41.0~3.02)扇形侧浇口扇形浇口：是一种宽度沿浇口方向逐渐增加呈扇形，而浇口的深度逐渐减少的侧浇口。是侧浇口的一种变异。在注射过程，由于浇口深度不断减小，使塑料熔体流动时在横向得到更均匀的分配，从而减少流纹和定向效应这种浇口比较适合于成型长条形或扁平而薄的塑件。3)薄片式侧浇口薄片式浇口：是侧浇口的另一种变异，浇口截面宽度很大（可与型腔宽度作成一体），深度很小。浇口的分配流道与型腔平行，其长度略大于型腔的宽度。薄片浇口使充模流动更为均匀，对有透明度和平直度要求，表面不允许有流痕的片状塑件比较适合。（3）中心浇口1）环形浇口分流道呈圆环布置，其截面为圆形或矩形，浇口为环形薄片。其特点是进料均匀，圆周上各处流速基本相等，排气容易，可避免和减少熔接痕。主要用于圆筒形或中间带孔的塑件成型。缺点：去除困难2）盘形浇口3）轮辐式浇口轮辐式浇口是将整个圆周进料改为几小段圆弧进料，这样冷凝料较少，去除方便，且还由于型芯上部得以定位而增加稳定性。缺点：增加了熔接痕，对塑件的强度和外观有一定的影响。其适用范围与圆环形浇口相似。4）爪形浇口爪形浇口是轮辐式浇口的一种变异，它是在型芯头部开设流道，分流道与浇口不在同一平面上，由于型芯顶端伸入定模内，起到定位作用，从而避免了弯曲偏移，保证了同轴度。所以这种浇口适用于内孔较小的管状塑件或同心度要求较高的塑件。（4）点浇口点浇口点浇口是截面形状小如针点的浇口。优点：1）由于浇口非常小，显著提高熔体的剪切速率，使熔体的粘度大为降低，有利于充模。这对于对剪切速率敏感的塑料熔体特别有效。如ABS、PS、AS等。2）熔体经过小浇口时由于剧烈的摩擦生热，熔体温度升高，熔体的粘度再次下降，使熔体的流动性更好。3）由于浇口很小，便于塑件与冷凝料的分离，有利于自动化生产；同时小浇口在塑件上留下的痕迹很小，有利于修整。4）由于点浇口模具多了一块分流道板，所以可以较自由选择浇口位置，对于大投影面积或易于变形的塑件，可采用多点进料以便于提高塑件的成型质量；而对于一模多腔的，易实现各型腔的平衡进料缺点：1）采用点浇口时，为了能取出浇注系统冷凝料，模具必须使用双分型面的结构或单分型面热流道结构，费用较高。2）不适合加工成型粘度高和对剪切速率不敏感的塑料熔体。3）不适合加工成型厚壁或壁厚不均匀的塑件成型。4）成型时需较高的注射压力。（5）潜伏式浇口潜伏浇口潜伏浇口是由点浇口演变而来，具有与点浇口类似的特点。不同的是潜伏浇口潜入分型面一侧，沿斜向进入型腔。开模时，能自动拉断浇口，而且浇口的位置可设在塑件的侧面、端面和背面等各隐蔽处、使塑件外表面无浇口痕迹。同时模具的结构可简化为单分型面结构。（6）护耳形浇口护耳浇口在型腔侧面开设耳槽，熔体经浇口后冲击在耳槽侧面，从而改变料流方向，且降低流速，平稳而均匀地进入型腔，防止了小浇口直接对型腔注射时产生喷射现象。此外，因耳槽能允许浇口周边产生缩孔，所以能减少因注射压力造成的过量填充，以及因冷却收缩造成的变形。缺点：成型时注射压力较高，成型后去处耳槽较麻烦。1）当分流道比较细长（≤6mm，200mm）以及流道中熔体的阻力和温度降都不可忽略的大、中型模具。将靠近主流道的浇口做大些，而靠近主流道的浇口做小些。6.2.5浇口位置选择与浇注系统的平衡当各型腔的二级分流道的长度和横截面积相同的情况下，可以借助以下经验公式(6-13)进行计算：2）避免引起熔体破裂现象方法：加大浇口尺寸降低流速采用冲击型浇口3）有利于型腔内气体的排出在浇口的位置确定后，应在型腔最后充满处或远离浇口的位置，开设排气槽或利用分型面、推杆间隙、镶件间隙或模内活动部件间隙进行排气。4）减少塑件熔接痕增加熔接强度4）减少塑件熔接痕增加熔接强度6）高分子取向对塑件性能的影响分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井分流道冷料井6.2.6冷料穴和拉料杆的设计冷料穴也称冷料井，冷料井一般设在主流道和分流道的末端，其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成各种缺陷。2.冷料井的设计根据冷料井不同，其构成主流道冷料井底部的零件也不同，常见的有拉料杆、推杆。（1）主流道冷料井1)钩形（Z形)拉料杆与推杆匹配的冷料穴1)钩形（Z形)拉料杆与推杆匹配的冷料穴2)球头拉料杆2)球头拉料杆2)球头拉料杆2)球头拉料杆2)菌头拉料杆4）起拉料作用的冷料井①带推杆推出的拉料穴倒扣深度（D-d）/2环槽深度（D-d）/24）起拉料作用的冷料井①带推杆推出的拉料穴型腔内气体的来源及危害型腔内气体的来源（1）原有的空气（2）树脂中释放的挥发性物质及水汽型腔内气体的危害6.4排气系统的设计1排气的几种方式1）利用模具分型面或配合间隙排气2）开设排气槽排气3）当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气。表4-14常用塑料排气槽深度塑料名称排气槽深度塑料名称排气槽深度聚乙烯（PE）0.02苯乙烯-丙烯腈（SAN）0.03聚丙烯（PP）0.01~0.02聚甲醛（POM）0.01~0.03聚苯乙烯（PS）0.02聚酰胺（PA）0.01苯乙烯-丁二烯（SB）0.03聚酰胺（含玻璃纤维）（PA）0.01~0.03ABS0.03聚碳酸酯（PC）0.01~0.03AS0.03聚碳酸酯（含玻璃纤维）（PC）0.05~0.07浇口的位置不同，排气槽的开设的位置也不同。几种引气方式塑件粘附型腔的情况较严重，开模时也应设置引气装置(尤其整体结构的深型腔)1.1.2.气阀式引气2.气阀式引气806.3热流道浇注系统概述：热流道浇注系统是注射模浇注系统的重要发展方向，它与普通浇注系统的区别在于不是不设浇注系统，而是浇注系统的不固化，从而避免产生浇注系统凝料赘物。优点：生产率高、成本降低、质量提高、操作简便。缺点：模具结构复杂、加工困难、成本偏高。热流道注射模对塑料的要求对温度不敏感，低温下易流动成型。对压力敏感，但在低压下易流动。热变形温度较高，可迅速从模具内顶出。分类：绝热式加热式816.3.1绝热流道模具的主流道和分流道都很粗大，模具不加热，主要靠料流的冷硬层绝热保持流道内塑料的熔融状态。一般可分为井坑式喷嘴和多型腔的绝热流道模具两种。一、井坑式喷嘴在注射机喷嘴和模具入口之间装置主流道杯，由于杯内的物料层较厚，而且被喷嘴和每次通过的塑料不断地加热，所以其中心部分保持流动状态，允许物料通过。由于浇口离热源喷嘴甚远，这种形式仅适用于操作周期较短（每分钟注射三次或三次以上）的模具。82改进井坑式喷嘴832多型腔的绝热流道模具又称绝热分流道模具。无论是主流道或分流道都做得特别粗大，其断面呈圆形。由于塑料的导热性甚差，因此流道内的塑料仅表层冻结，内芯保持熔融状态。但在停车后流道内的塑料即全部冻结。故在分流道的中心线上应设置能快速启闭的分型面，在下次开车前必须打开此分型面，并彻底清理全部凝料。流道内所有转弯交叉处都要圆滑过渡，减小流动的阻力。846.2加热流道在主流道或附近设有加热器，流