第4章 普通注射模具42、43

4．2分型面的选择分型面的定义及表示方法——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1．分型面的形式注射模有的只有一个分型面，有的有多个分型面。在多个分型面的模具中，将脱模时取出塑件的那个分型面称为主分型面。分型面的形状如图4-10所示。图(a)为平直分型面；图(b)为倾斜分型面；图(c)为阶梯分型面；图(d)为曲面分型面；图(e)为瓣合分型面，也称垂直分型面。图4-10分型面的形式由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较以选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则。(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处塑件在动、定模的方位确定后，其分型面应选在塑件外形的最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。2．分型面的设计原则(2)分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模图4-11分型面对脱模的影响(3)分型面的选择应保证塑件的精度要求图4-12分型面对塑件精度影响(4)分型面的选择应满足塑件的外观质量要求图4-13分型面对塑件外观质量的影响要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等(5)分型面的选择要便于模具的加工制造图4-14分型面对模具制造的影响分型面的选择要有利于简化模具结构尽可能的避免侧向分型或者抽芯尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧塑件不止有一个抽芯的时候，在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致使塑件尽量留在动模一侧(6)分型面的选择应有利于排气图4-15分型面对排气效果的影响尽量减少塑件在分型面上的投影面积实例：灯罩模具设计分型面的选择：该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图1。选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具结构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度。其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图2。采用这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。图1图2分型面位置和形状的选择注射模设计第一步：根据塑件结构特点选择分型面位置塑件特征：内孔带螺纹的盖形件；外圆面带直槽防滑装饰纹；外圆带有一定的锥度。可选分型面位置：A-A或B-B；合理应在B-B。塑件特征：长条形薄壁壳形件；交界面为曲面；多处有侧凹。可选分型面位置：曲面边界（单选）塑件特征：薄壁复杂壳形件，有公共底面；尺寸较大，有近似对称面；多向有侧凹。可选分型面位置：近似对称面A-A或公共底面B-B分型面选择原则：1、塑件的最大轮廓面位置依据该原则：分型面可以有3个选择，一个平面和两个曲面，哪个更合理？分型面选择原则：2、模具尽可能少用或不用侧抽芯机构4．3浇注系统设计4．3．1浇注系统的组成与作用1．浇注系统的组成注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止流动的通道。图4-16所示为卧式注射机用模具的普通浇注系统。图4-17所示为角式注射机用模具的普通浇注系统。它们都由主流道、分流道、浇口、冷料穴几部分组成。主浇道分浇道浇口流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。图4-16卧式注射机用模具的浇注系统1一主流道衬套2一主流道3一冷料穴4一分流道5一浇口6一塑件图4-17角式注射机用模具的浇注系统1一镶块2一主流道3一分流道4一浇口5一型腔6一冷料穴2．浇注系统的作用浇注系统的作用是：将熔体平稳地引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落；使型腔内的气体顺利地排除；在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分地把压力传到型腔各部位，以获得组织致密，外形清晰、尺寸稳定的塑料制品。浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两类。4．3．2浇注系统设计的基本原则1．充分了解塑料的工艺特性，分析浇注系统对塑料熔体流动的影响，以及在充填、保压、补缩和倒流各阶段中，型腔内塑料的温度、压力变化情况，以便设计出适合塑料工艺特性的理想的浇注系统，保证塑料制品的质量。2．应根据塑料制品的结构形状、尺寸、壁厚和技术要求，确定浇注系统的结构形式、浇口的数量和位置。3．浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。浇注系统与型腔的布置应尽量减少模具尺寸，以节约模具材料。要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题)尽量避免出现熔接痕熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重）。熔接痕尽量避免过度保压和保压不足保持压力的设定是为使树脂在冷却的过程中不致产生回流，且能继续补充因树脂冷却收缩而不足的空间，而得到最佳的模具复制效果。保持压力设定过高，易造成毛边、过度充填浇口附近的应力集中等不良现象，保持压力设定过低，又易造成收缩太大、尺寸不安定等现象。当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。保压不足时会导致：1.凹陷；2.气泡；3.收缩率增加；4.成形品尺寸变小；5.尺寸的波动性变大；6.由于熔胶回流导致内层配向。尽量减少流向杂乱流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度减小塑料用量和模具尺寸尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失尽可能做到同步填充一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。4．3．3普通浇注系统的设计1．主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常设计在模具的浇口套中，如图4-18所示。为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为2～6°，小端直径d比注射机喷嘴直径大0．5～1mm。由于小端的前面是球面，其深度为3～5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求浇口套球面半径比喷嘴球面半径大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra≤0．8μm。浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度53～57HRC。图4-19浇口套的形式图4-20浇口套的固定形式2．分流道的设计⑴分流道的形状与尺寸分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积(流道表面积与其体积之比)小，在温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式，如图4-21所示。圆形截面的比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，在制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及U形截面分流道加工较容易，且热量损失与压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工，其表面积比梯形和U形截面分流道略大，在设计中也有采用；矩形截面分流道因其比表面积较大，且流动阻力也大，故在设计中不常采用。图4-21分流道截面形状圆形截面优点：流道形状效率较高，可达0.25D。缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。矩形截面流道效率与圆形相当，但面积却比圆形流道多出27%，增加了射出废料，而且会造成顶出力量增加的现象。梯形截面面积比圆形流道多出39%，更加浪费，但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。U形截面又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成，面积仅比圆形流道多出14%。梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定式中b——梯形大底边宽度，mm；m——塑件的质量，g；L——分流道的长度，mm；h——梯形的高度，mm。梯形的侧面斜角α常取5～10°，底部以圆角相连。上式适用塑件壁厚在3．2mm以下，塑件质量小于200g情况，且计算结果b应在3．2～9．5mm范围内才合理。按照经验，根据成型条件不同，b也可在5～10mm内选取。U形截面分流道的宽度b也可在5～10mm内选取，半径R=0．5b，深度h=1．25R，斜角α=5～10°。42654.0Lmbbh32⑵分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况，分道流可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道。分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。图4-22所示为分流道长度的设计参数尺寸，其中L1=6～10mm，L2=3～6mm，L的尺寸根据型腔的多少和型腔的大小而定。图4-22分流道长度⑶分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1．6μm左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。⑷分流道在分型面上的布置形式图4-23多型腔模具型腔的排布八型腔对称分流道3．浇口的设计浇口：连接分流道和型腔的桥梁是浇注系统中最薄弱最关键的环节。熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便。浇口的作用浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。浇口大小对塑件的影响浇口适中浇口太小浇口太大⑴浇口的类型、特点及应用直接浇口流道直接进入型腔，流程短、进料快、流动阻力小、传递压力好，保压补缩作用强，有利于排气和消除熔接痕。同时浇注系统耗料少，模具结构简单而紧凑，制造方便，因此应用广泛。但去除浇口不便，制品上有明显的浇口痕迹，浇口部位热量集中，型腔封口迟、内应力大、易生成气孔和缩孔等缺陷。采用直接浇口的模具为单型腔模具，适用于成型深腔的壳形或箱形制品，不宜用于成型平薄或容易变形的制品。图4-24直接浇口②中心浇口图4-25中心浇口1一浇口2一制品3一型芯中心浇口是直接浇口的变异形式，熔体直接从中心流向型腔。③侧浇口图4-26侧浇口图4-27侧浇口的变异形式④点浇口图4-28点浇口的典型结构⑤潜伏式浇口图4-29潜伏式浇口⑥护耳浇口图4-30护耳浇口1—制品2—护耳3—主流道4—分流道5—浇口(2)浇口位置选择原则①避免制品上产生缺陷图4-31熔体喷射造成制品的缺陷②浇口开设的位置应有利于熔体流动和补缩图4-32浇口位置对制品收缩的影响③浇口位置应设在熔体流动时能量损失最小的部位图4-33浇口位置对填充的影响④浇口位置应有利于型腔内气体的排出图4-34浇口位置对排气的影响⑤避免塑料制品产生熔接痕图4-35浇口数量对熔接痕数量的影响图4-36设置多浇口以减小变形图4-37开设溢料槽以增加熔接强度图4-38齿轮类制品的浇口位置图4-39浇口位置与熔接痕的方位⑥防止料流将型芯或嵌件挤压变形图4-40改变浇口位置防止型芯变形⑦浇口位置的选择应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响图4-41浇口设置对定向作用的影响1一盖2一铰链3一盒浇口位置选择浇口位置选择浇口位置选择4．冷料穴和拉料杆的设计冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的1～1．5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。图4-42常用冷料穴和拉料杆的形式1一主流道2一冷料穴3一拉料杆4一推杆5一脱模板6一推块4.3.4排气