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塑胶模具设计原理浇注系统的设计睿磊模具科技2006.7王华成睿磊模具科技2006.7王华成一.浇注系统的组成及功能1.浇注系统由主流道和分流道,浇口及冷料穴组成.2.浇注系统的功能就是将熔融的塑料经过注塑机的喷嘴,在高温,高压高速的状态下通过浇注系统进入模具型腔成型.3.设计的基本原则:就是在满足制品质量的同时,还应有利于提高成型的速度来缩短成型的周期.浇注系統由下示部分所構成：(噴嘴)主流道分流道澆口(模穴)(排氣/溢料道)(註)適當的排氣及溢料道設計，能防止缺料以及在工件上產生燒蝕的小點，並能形成完美的熔接(WeldLine)。浇注系統的設計是否適當，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形週期。1浇口套内孔为圆锥形(2--6∘)，光洁度在Ra=1.6—0.8um．锥度须适当，太大造成压力减少，产生濣流，易混进空气产生气孔，锥度过小会使流速增大，造成注射困难．2浇口套口径应比机台喷嘴孔径大1—2mm，以免积存残料，造成压力下降，浇道易断．3一般在浇口套大端设置倒圆角(R=1—3mm)，以利于料流．4主流道与机台喷嘴接触处，设计成半球形凹坑，深度常取3—5mm．特别注意浇口套半径比注嘴半径大1—2mm，一般取R=19—22mm之间，以防溢胶．5主流道尽量短，以减少冷料回收料，减少压力和热量损失．6主流道尽量避免拼块结构，以防塑料进入接缝，造成脱模困难．7为避免主流道与高温塑料和射嘴反复接触和碰撞造成损坏，一般浇口套选用优质钢材加工，并热处理．8其形式有多种，可视不同模具结构来选择，一般会将其固定在模板上，以防生产中浇口套转动或被带出．主流道设计要点A角度从40-60之间,这里取44度流道拐角处须加R1-2的圆角,防止拉断胶口件和母模人加工单边0.25MM的段差3,防止产生倒钩a定位环dAd110042.57012052.59015065110注:适用于普通两板模;d的取决于对应的射出机台规格,参考射出机台规格表;材质采用S45C;三:分流道的设计.1.分流道是连接主流道和浇口的通道.1.设计分流道时应考虑的因素.1).制品的几何形状,肉厚,尺寸大小及尺寸的稳定性,功能和外在质量的要求.2).塑胶的种类,及塑胶的流动性,熔融温度,固化温度及收缩率等.3）分流道较长时，应在末端设置冷料穴，以容纳冷料和防止空气进入，而冷料穴上一般会设置拉料杆，以便于胶道脱模4).主流道及分流道的拉料及脱落方式.5).型腔的布置.浇口的位置及浇口的形式等.）6流道设计时应先取较小尺寸，以便于试模后有修正余量。）7如分流道较多时，应考虑加设分流锥，可避免熔融塑料直接冲击型腔，也可避免塑料急转弯使塑料平稳过渡．）8分流道一般采用平衡式方式分布，特殊情况可采用非平衡方式，要求各型腔同时均衡进胶，排列紧凑，流程短，以减少模具尺寸．2.分流道的设计要求:1).温度及压力损失要小.2).分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间,以利于压力的传递.3).從主澆道來的熔融塑料能均衡地以最短流和到過各澆口,並同時保证塑胶迅速均匀.充滿各型腔。4).在考慮型腔志分流道布置時,最好使型腔和分澆道在分型上的總投影面積的幾何中心各鎖模力的中心重合。5）分澆道一般只設在動模或定模一邊。6).便于刀具的加工.3.分流道的截面分流道的截面形状经常使用的有三种(如图)U形﹐梯形﹐a=5~10°。平衡式分流道：浇口槽道的长度及改变浇口的横切面面积相等四:浇口的设计1.定義﹕澆口又稱進料口或內流道。它是分流道與塑件之間狹窄的部份﹐也稱澆注系統最短小的部份﹔2.作用﹕能使分流道輸送過來的熔融塑料的流速產生加速度﹐形成理想的流態﹐順序﹐并速速地充滿型腔﹐同時還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用﹐并在成型后便于使澆口與塑件分離3.设计浇口因考虑的因素浇口的设计主要包括截面形状及尺寸,浇口位置的选择.影响浇口设计的因素包括;1).制品的形状,大小,肉厚,尺寸精度,外观质量和功能质量等.2).塑胶的种类(包括成型温度,流动性,收缩率,和有无添加填充物等3).还有加工,脱模及清除浇口的难易程度等.2.浇口大小的确定1).浇口的尺寸宜小不宜大,在确定浇口尺寸时,可以先定小一点,然后根据试模状况再进行修改,从而使各模穴均匀填充.2).小浇口可以增加射料的速度,增加剪切热,有利于填充,另外,小浇口的固化较快,不会过量的补缩,从而降低制品的内应力.且易去除,疤痕较小.3).但有些肉厚的制品,浇口也不能太小,否则容易产生不饱模等不良.所以具体大小的确定,要根据不同的情况来具体确定,一般.潜伏浇口或点浇口和牛角浇口我们可以先取0.5-0.8mm之间.普通浇口一般选深度0.30-0.50mm.宽度1.5-3.0mm之间4.浇口位置的确定设计模具浇口时,浇口位置的确定也是至关重要的,有些产品客户对GATE的位置已有要求,但有时客户没有明确要求的情况下,就要我们自己根据经验定了,即使客户要求了,自己也要确认以下和不合理,如不合理,还要跟客户或产发人员检讨,可否设变在确定浇口的位置时,我们要遵循以下几个方面:1).应设在制品的最大壁厚处,使塑胶由肉厚的地方流向肉薄的地方.产生蛇纹.(如图)2).要防止在浇口处产生喷射而喷流是指料流从一受限区域倒一开阔区域而产生喷射形成的蛇形流痕差的差的差的好的3).要考虑制品的尺寸要求,及制品的收缩变形的方向性.4).要考虑去除浇口的方便性,并对外观的影响要尽量的小）5澆口位置應有利于型腔內气體排出6）澆口位置的選擇應減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度7）澆口位置的選擇應防止料流將型腔﹐型蕊﹐嵌件擠壓變形。8).在产品比较复杂的情况下,在浇口的位置确定以后,一定要请模流分析工程师对产品的进浇状况进行分析,看模流的填充状况和变形度是否满足要求,当然.模流分析软件只能是提供参考,设计师的经验也很重要.1)直接进浇是一种最简单的浇口,也是一种最原始的浇口,它本身就是主流道.优点直接进浇由于熔融塑料由浇口直接进入型腔,所以压力损失很小，制作简单。填充比较容易,并对各种塑胶都适用.缺点（1）直接浇口的截面比较大,浇道的固化时间比较长,虽然有足够的时间补料,但制品的内应力大(2)需人工剪除浇口(流道)；(3)表面会留下明显浇口疤痕。.浇口的种类3.浇口的种类应用：(1)可用于大而深的桶形胶件，对于浅平的胶件，由于收缩及应力的原因，容易产生翘曲变形。(2)对于外观不允许浇口痕迹的胶件，可将浇口设于胶件内表面，如图9-8c所示。这种设计方式，开模后胶件留于前模，利用二次顶出机构(图中未示出)将胶件顶出2).侧浇口也称普通浇口,优点:形状比较简单,加工方便,在非平衡的流道上修正浇口也比较容易,适用各种塑胶.缺点:制品和浇口不能自行分离,产品会有痕迹,且对细长的桶形制品不宜采用下图是侧浇口的典型结构,其中:L一般取0.8-2mm之间,H主要根据制品的最大肉厚确定,一般在肉厚额1/3—1/2之间通常取0.5-1.5mm,B通常取1.5-3MM2).侧浇口也称普通浇口,优点:形状比较简单,加工方便,在非平衡的流道上修正浇口也比较容易,适用各种塑胶.缺点:1）制品和浇口不能自行分离,产品会有痕迹,且对细长的桶形制品不宜采用，2.)胶件易留下浇口痕迹。下图是侧浇口的典型结构,其中:L一般取0.8-2mm之间,H主要根据制品的最大肉厚确定,一般在肉厚额1/3—1/2之间通常取0.5-1.5mm,B通常取1.5-3MM小型模具大型模具L0.5~0.81~1.5h1/3~1/2TOR0.5~1.5b1~2b≧3搭接式浇口优点：1.)它是侧浇口的演变形式，具有侧浇口的各种优点；2.)是典型的冲击型浇口，可有效的防止塑料熔体的喷射流动缺点：1.)不能实现浇口和胶件的自行分离；2.)容易留下明显的浇口疤痕。参数：可参照侧浇口的参数来选用。应用：适用于有表面质量要求的平板形胶件LHW图9-10搭接式浇口扇形浇口扇形浇口他是侧浇口的一种变形形式,它可以降低制品的内应力,主要适用于平板形制品及浅的盒形或壳形制品,下图是其典型结构和设计参数优点：1.)熔融塑料流经浇口时，在横向得到更加均匀的分配，降低胶件应力；2.)减少空气进入型腔的可能，避免产生银丝、气泡等缺陷。缺点：1.)浇口与胶件不能自行分离，2.)胶件边缘有较长的浇口痕迹，须用工具才能将浇口加工平整。h=0.25~1.5mm澆口寬度b=L/4(最小不小於8mm)扇形浇口4)凸耳式浇口主要用于高透明的平板形制品,或要求变形很小的产品,如背光板.其作用是熔融塑胶进入护耳是由于摩擦热而改善其流动性,当料流冲到护耳侧璧时使流速降低并改变流向,从而平稳的进入型腔,其设计参数如下图凸耳式浇口10.5”显板示器背光点进浇优点:几乎应用于各种形式的制品,点浇口的位置的选择有较大的自由度,浇口附近的残余应力较小,能自行拉断且留下很小的痕迹,尤其适用于圆通型,盒形盒壳形制品,对于较大的制品,可以设置多个点进浇,以减小其曲翘变形.缺点:注塑压力的损失比较大,多数要采用三板模结构,模具结构浇为复杂.潜进浇实际上是点浇口的一种变形,几乎适用于所有的塑胶的注塑成型.其被广泛采用的原因是因为它有很多鲜明的特点设置比较灵活,可以在制品的内外表面很多地方开设可以自动切断脱落,并且留下的痕迹较小它有点浇口的特点,但模具结构较简单,对提高生产效率,减低成本有利.加工不是很复杂,用放电加工或一般的机械加工即可.缺点：从浇口位置到型腔压力损失较大下图是潜浇口的设计形式和参数:L1一般取8MM以上,H取2.0-5.0之间推切式潜伏浇口拉切式潜伏浇口二次流道式9).牛角进浇牛角进浇是潜伏浇口的一种变形,因其有很多特出的优点（1.)浇口和胶件可自动分离；2.)无需对浇口位置进行另外处理：3.)不会在胶件的外观面产生浇口痕迹）,因而运用越来越广泛.特别适用于制品的外表面不允许有任何不良痕迹的模具.如手机外壳,充电器等但牛角进浇不适用于较脆的塑胶,如PS,AS,PMMA等,且加工比较复杂,这些都限制了它的使用范围,牛角浇口的基本结构和设计参数如下:L=L1+L2,L1至少取8MMAD0.8D图9–14弧形浇口Φ2.5min*d1.)浇口入水端直径d为(Φ0.8~Φ1.2)mm，长(1.0~1.2)mm；2.)A值为2.5D左右；3.)Φ2.5min*是指从大端0.8D逐渐过渡到小端Φ2.5。香蕉形流道:L=2.5d&15;L1+L2顶出行程;牛角隧道式浇口的顶出过程冷胶井1.2.4.1功用冷胶井的作用是储存冻胶,防止在注射时将冷料注入型腔,造成缺陷.1.2.4.2注意事项所有流道尽头要有冷胶料约1-1/2D.如下图:所有胶井应有排气.