《澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ppt課件

1、徐昌煜徐昌煜 Charles Hsu2003. 8. 11.模具設(shè)計(jì)合理化模具設(shè)計(jì)合理化模具設(shè)計(jì)合理化模具設(shè)計(jì)合理化試模和量產(chǎn)的成敗以及本錢的高低，80%決定於設(shè)計(jì)階段。 我們的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是讓設(shè)計(jì)部門擔(dān)負(fù)起試模和量產(chǎn)成敗的責(zé)任，設(shè)計(jì)人員要清楚的知道本人設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和模具是如何歷經(jīng)酸甜苦辣之途，才完成任務(wù)的，這樣設(shè)計(jì)程度才干不斷精進(jìn)。 設(shè)計(jì)人員也應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)將最新的更正設(shè)計(jì)反應(yīng)在設(shè)計(jì)圖面和文檔上，這樣知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)才干累積、分享和傳承。加工、鉗工和品管的責(zé)任是按圖施工和品管，並且反響設(shè)計(jì)合理化的意見。這樣經(jīng)年累月下來，一競爭力不斷增強(qiáng)的模具/注塑廠將脫穎而出，並且繼續(xù)領(lǐng)袖群倫。模具設(shè)計(jì)圖模具設(shè)計(jì)圖徐

2、昌煜： 製圖標(biāo)準(zhǔn)要及早訂定，並且不斷的合理化，這一標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)專業(yè)人員的官方語言(official language)，工程語言以簡明為要，這要靠大家不斷的探討更新，才干夠不斷精進(jìn)，當(dāng)精益求精成為模具廠的文化時(shí)，此一模具廠的脫穎而出，進(jìn)而登峰造極，必然是指日可待的了！建立圖面檢查點(diǎn)建立圖面檢查點(diǎn)蔡毓斌：每一個(gè)設(shè)計(jì)流程的結(jié)束，必須有一些根本的檢查項(xiàng)目，以確定該流程的設(shè)計(jì)合理。每一個(gè)設(shè)計(jì)流程，檢查重點(diǎn)最好能夠濃縮到四到五項(xiàng)最重要的關(guān)鍵點(diǎn)；如此不但能夠縮短檢查圖面的時(shí)間，還能夠讓非模具製作專業(yè)人員，也能夠很快的參與圖面的檢查。模具設(shè)計(jì)的流程模具設(shè)計(jì)的流程分模面設(shè)計(jì) (Parting Plane Des

3、ign)模座設(shè)計(jì) (Mold Base Design)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) (Filling System Design)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) (Cooling System Design)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) (Venting System Design)脫模系統(tǒng)設(shè)計(jì) (Ejecting System Design)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)Filling System Design徐徐 昌昌 煜煜Charles Hsu2003. 8. 13.澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)注道(主流道)Sprue主流道(分流道)Main Runner廢品(制件)Part澆口Gate冷料井Cold Slug Well支流道(次分流道)Branch

4、Runner產(chǎn)品(制件)設(shè)計(jì) (Part Design)模穴(型腔)設(shè)計(jì) (Cavity Design)澆口設(shè)計(jì) (Gate Design)流道設(shè)計(jì) (Runner Design)噴嘴設(shè)計(jì) (Nozzle Design)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程( (徐昌煜徐昌煜) ) 定位環(huán)尺寸大小能否合理 注口襯套選取能否合理 進(jìn)澆位置能否合理 流道直徑設(shè)計(jì)能否合理 澆口尺寸大小及方式能否合理澆注系統(tǒng)檢查點(diǎn)澆注系統(tǒng)檢查點(diǎn)(邱明正提供邱明正提供)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)蔡毓斌蔡毓斌 充填能否平衡可以 CAE 模擬檢視模穴(型腔)充填狀況 熔接線(熔接紋)位置能否恰當(dāng)，有無能夠利用改變澆口位

5、置，或者是添加部分壁厚，以防止熔接線(熔接紋)出現(xiàn)在重要外觀面或強(qiáng)度薄弱面上可以CAE 模擬預(yù)測熔接線(熔接紋)位置 澆口尺寸、方式和位置能否恰當(dāng)防止 Jetting 的發(fā)生澆口設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)Gate Design徐徐 昌昌 煜煜Charles Hsu2003. 8. 11.澆口數(shù)目澆口數(shù)目 在不超過塑流力所能及的流長/壁厚比的前題下，澆口的數(shù)目是越少越好 。每添加一個(gè)澆口，至少要添加一條熔接線(熔接痕)，同時(shí)還要添加一個(gè)澆口痕跡、較多的積風(fēng)(氣穴)以及流道的體積。Once a gate is added, one weld line, at least, one gate mark, more

6、 air traps and more runner volume will be added.在模穴(型腔)能夠如期充填的前提下，澆口的數(shù)目是愈少愈好。As long as the cavity is able to be filled, as expected, gates are the less the better.為了減少澆口的數(shù)目，每一澆口應(yīng)就塑流力所能及的流長/壁厚比之內(nèi)，找出可以涵蓋最大產(chǎn)品面積的進(jìn)澆位置。In order to reduce the number of gates, each gate shall be located at where the melt i

7、s able to cover maximum part area based on the largest melt flow length/thickness ratio .澆口數(shù)目澆口數(shù)目The Number of Gates The Number of Gates 澆口位置澆口位置 要防止充填不平衡的設(shè)計(jì)。充填平衡充填平衡就單模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿)於同一時(shí)間抵達(dá)模穴(型腔)各末端。就多模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿)於同一時(shí)間抵達(dá)各模穴(型腔)末端。充填平衡的設(shè)計(jì)，壓力、熔膠溫度以及體積收縮率分布均勻，品質(zhì)均一。充填平衡是塑膠射出成型產(chǎn)品和模具

8、設(shè)計(jì)最重要的原則之一。洗衣機(jī)圈板洗衣機(jī)圈板洗衣機(jī)圈板洗衣機(jī)圈板澆口位置澆口位置 要防止熔接線(熔接痕)發(fā)生在外觀和強(qiáng)度的敏感區(qū)域。DVD機(jī)前面板機(jī)前面板 DVD Player Front PanelABS修正設(shè)計(jì) Revised Design原始設(shè)計(jì) Original Design熔接線熔接線, DVD 機(jī)前面板機(jī)前面板 Weld Lines, DVD Player Front Panel原始設(shè)計(jì) Original Design修正設(shè)計(jì) Revised Design2.5 ID50 Long5.0 ID30 LongDVD機(jī)前面板機(jī)前面板 DVD Player Front Panel利用架橋的

9、方式改變利用架橋的方式改變 熔接線熔接線(熔接紋熔接紋)位置位置 產(chǎn)品的進(jìn)澆位置往往受限。 而熔接線(熔接紋) 位置則受限於澆口位置。 利用架橋的方式，可以在澆口位置固定下，改變?nèi)劢泳€(熔接紋)的位置。熔接線(熔接痕) - 蔡毓斌資料：ABS產(chǎn)品名稱：17 TFT LCD 前框額外添加的流道，成型後切除熔接線(熔接痕) - 蔡毓斌利用架橋的方式改變利用架橋的方式改變 熔接線熔接線( (熔接紋熔接紋) )位置位置添加壁厚架橋，成型後去除熔接線(熔接痕) - 蔡毓斌部分增厚，改變?nèi)劢泳€部分增厚，改變?nèi)劢泳€( (熔接紋熔接紋) )位置位置澆口尺寸澆口尺寸 採用以下公式計(jì)算並檢查澆口尺寸。矩形邊緣澆口

10、矩形邊緣澆口Rectangular Edge GateL = 0.5 0.75 mmW = 澆口寬度 ( mm ) gate width in mmA = 模穴外表積 ( mm ) surface area of cavity in mmn = 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVC22h = n th = 澆口厚度( gate thick. in mm )t = 產(chǎn)品壁厚( wall thick. in mm )WtLh30

11、AnW 扇形澆口扇形澆口 Fan GateL= 1.3mmW= w= 澆口寬度 mm gate width in mmA= 模穴外表積 mm surface area of cavity in mmn= 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick. in mmt= 產(chǎn)品壁厚 wall thick. in mm 22 30n h1 = n t h2 = wh1/D重疊式澆口重疊式澆口 Overlap G

12、ateW= w= 澆口寬度 mm gate width in mmA= 模穴外表積 mm surface area of cavity in mmn= 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick. in mm = nt澆口長度 land length in mm t= 產(chǎn)品壁厚 wall thick. in mm 22 30n L1 = 0.50.75L2 = h+( w/2 )凸片澆口凸片澆口 Ta

13、b GateL= 0.50.75mmW= w= 澆口寬度 mm gate width in mmA= 模穴外表積 mm surface area of cavity in mmn= 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick. in mm t= 產(chǎn)品壁厚 wall thick. in mm 2 230nh1 = n th2 = 0.9 t針點(diǎn)澆口針點(diǎn)澆口Pin GateL = 0.5 0.75 mmd

14、 = 澆口直徑( mm ) gate diameter in mmt = 產(chǎn)品壁厚( mm ) wall thick. in mmA = 模穴外表積 ( ) surface area of cavity inn = 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVCdLt4At n 0.2d2mm2mmd : 410h : 0.75 (t1.5)澆口井澆口井Dimple潛伏式澆口潛伏式澆口SubgateW= w= 澆口寬度 mm gate

15、 width in mmA= 模穴外表積 mm surface area of cavity in mmn= 資料常數(shù) material constant 0.6 for PE, PS 0.7 for POM, PP 0.75 for ABS 0.8 for CA, PMMA, PA , PC 0.9 for PVC澆口厚度 gate thick. in mm = ntt= 產(chǎn)品壁厚 wall thick. in mm 30n230 15 252下述防止噴流的對(duì)策至少擇一行之。採用多種對(duì)策並行，效果更為顯著。 澆口設(shè)計(jì)應(yīng)防噴流澆口設(shè)計(jì)應(yīng)防噴流噴流(Jetting)的定義:自一受限區(qū)域(例如噴嘴

16、或是澆口)，到一較厚和開闊的區(qū)域，構(gòu)成的彎曲摺疊似蛇的流痕。噴流噴流 Jetting噴流噴流 Jetting 模模 具具 1. 澆口位置要恰當(dāng)澆口位置要恰當(dāng)澆口位置不當(dāng)時(shí)，塑流在模穴澆口位置不當(dāng)時(shí)，塑流在模穴(型腔型腔)有自薄流有自薄流向厚的情形，假設(shè)薄厚斷差大，流速又快，向厚的情形，假設(shè)薄厚斷差大，流速又快，則流動(dòng)不穩(wěn)，能夠產(chǎn)生噴流。則流動(dòng)不穩(wěn)，能夠產(chǎn)生噴流。 2. 採用沖擊型澆口採用沖擊型澆口沖擊型澆口將進(jìn)澆的熔膠導(dǎo)向一金屬面，以沖擊型澆口將進(jìn)澆的熔膠導(dǎo)向一金屬面，以釋除應(yīng)力，可穩(wěn)定塑流，防止噴流。釋除應(yīng)力，可穩(wěn)定塑流，防止噴流。 重疊式重疊式澆口澆口(overlap gate)和潛伏式澆

17、口和潛伏式澆口(submarine gate)可設(shè)計(jì)成沖擊型澆口?？稍O(shè)計(jì)成沖擊型澆口。噴流噴流 Jetting運(yùn)用沖擊型澆口以防止噴流運(yùn)用沖擊型澆口以防止噴流差的Poor好的Good差的Poor好的Good運(yùn)用沖擊型澆口以防止噴流運(yùn)用沖擊型澆口以防止噴流3. 澆口至模穴(型腔)，斷面積不可忽然變大澆口至模穴(型腔)，斷面積忽然變大時(shí)，塑流不穩(wěn)，容易產(chǎn)生噴流。澆口至模穴(型腔)，斷面積應(yīng)逐漸變化，如突片(tab)澆口或是扇形(fan)澆口， 塑流得以平穩(wěn)過渡，噴流得以防止。薄厚比是澆口厚度對(duì)進(jìn)澆處模穴(型腔)厚之比，應(yīng)大於資料常數(shù)n。模模 具具噴流噴流 Jetting運(yùn)用凸片澆口以防止噴流運(yùn)用凸

18、片澆口以防止噴流Avoid Jetting by Using Tab Gate電話透明上蓋電話透明上蓋澆口 - 蔡毓斌模仁模仁( (型腔嵌件型腔嵌件) )配置配置與凸片澆口與凸片澆口澆口 - 蔡毓斌背光板背光板10.4 背光板 一模兩穴(腔) by Toshiba扇型澆口Fan Gate扇形澆口Fan Gate澆口 - 蔡毓斌14 背光板 一模兩穴(腔) by JSW澆口尺寸確認(rèn)澆口尺寸確認(rèn) 以CAE確認(rèn)澆口尺寸能否得當(dāng)。 假設(shè)剪切速率或剪切應(yīng)力超過許容值，應(yīng)當(dāng)採取相應(yīng)對(duì)策。剪切速率剪切速率Shear Rate剪剪 切切 應(yīng)應(yīng) 力力shear stress黏黏 度度viscosity剪剪 切切

19、 速速 率率shear rate剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力Shear Stress流道設(shè)計(jì)流道設(shè)計(jì)Runner Design徐徐 昌昌 煜煜Charles Hsu2003. 8. 12. 定位環(huán)尺寸大小能否合理 注口襯套選取能否合理 進(jìn)澆位置能否合理 流道直徑設(shè)計(jì)能否合理 澆口尺寸大小及方式能否合理澆注系統(tǒng)檢查點(diǎn)澆注系統(tǒng)檢查點(diǎn)(邱明正提供邱明正提供)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)蔡毓斌蔡毓斌 充填能否平衡可以 CAE 模擬檢視模穴(型腔)充填狀況 熔接線(熔接紋)位置能否恰當(dāng)，有無能夠利用改變澆口位置，或者是添加部分壁厚，以防止熔接線(熔接紋)出現(xiàn)在重要外觀面或強(qiáng)度薄弱面上可以CAE 模擬預(yù)測熔接

20、線(熔接紋)位置 澆口尺寸、方式和位置能否恰當(dāng)防止 Jetting 的發(fā)生流道配置流道配置 Runner Layout Runner Layout 流道配置要考慮壓力的平衡，以防模板因接受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。流道配置流道配置 Runner Layout Runner Layout 流道配置和尺寸流道配置和尺寸Runner Layout and DimensionsRunner Layout and Dimensions 要防止充填不平衡的設(shè)計(jì)。充填平衡充填平衡就單模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿)於同一時(shí)間抵達(dá)模穴(型腔)各末端。就多模穴(型腔)而言，充填平衡意味著熔膠波前(前沿

21、)於同一時(shí)間抵達(dá)各模穴(型腔)末端。充填平衡的設(shè)計(jì)，壓力、熔膠溫度以及體積收縮率分布均勻，品質(zhì)均一。充填平衡是塑膠射出成型產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)最重要的原則之一。充填平衡充填平衡Flow Balance 自然平衡流道 Natural Balanced Runner充填平衡- 蔡毓斌人工平衡流道 Artificial Balanced Runner隨身碟飾板充填平衡充填平衡Flow Balance 模穴模穴( (型腔型腔) )配置配置充填平衡- 蔡毓斌模穴模穴(型腔型腔)充填平衡充填平衡塑料：ABS注塑機(jī)噸數(shù)：80 Ton分析軟體：Moldflow C-MOLD 2000.1充填平衡- 蔡毓斌問題充填不

22、平衡的設(shè)計(jì)使得制件收縮不一致，呵斥裝配上的困擾解決方式借助CAE ，調(diào)整流道直徑，直到充填平衡為止。 制件收縮一致，變形減少50%。平衡家族模之塑流平衡家族模之塑流 Balance Flows In Family Mold水力直徑水力直徑 Hydraulic DiameterPADH4Where is the hydraulic diameter 水力直徑 A is the cross-sectional area of the flow 流路斷面積 P is the wetted perimeter 濕周長HD0.8862D0.9116D0.9523DDDH=斷面形狀DP LSP LH10o

23、R=H/2P LSSP L在不同剖面形狀，一樣斷面積下之變化Various runner profiles, based on the same cross-sectional area水力直徑水力直徑 Hydraulic Diameter0.7090D0.8356D0.8642D0.8771DDH=斷面形狀10oHHP LDR=D/2P LS2SP LS4SP L在不同剖面形狀，一樣斷面積下之變化Various runner profiles, based on the same cross-sectional area水力直徑水力直徑 Hydraulic Diameter流道直徑流道直徑

24、採用以下公式計(jì)算並檢查流道直徑。流道尺寸設(shè)計(jì)流道尺寸設(shè)計(jì) (1) Runner Sizing (1)D : 流道直徑 ( mm ) runner diameter in mmW: 下游塑膠分量 ( g ) downstream plastic weight L : 流道長度 ( mm ) runner length in mmDWL3.74流道尺寸設(shè)計(jì)流道尺寸設(shè)計(jì)(2) Runner Sizing (2)流道尺寸設(shè)計(jì)流道尺寸設(shè)計(jì)(3) Runner Sizing (3)mmDgcmcmcmgWmmLLWD38. 214.144102 . 0/9 . 0307 . 31223114111鎢鋼球刀

25、鎢鋼球刀(mm)(2(mm)(2刃刃) )( (楊尚霖提供楊尚霖提供) )半徑柄徑刃長全長R0.54250R0.754350R14450R1.254550R1.54650R24850R2.561050R361250R481660R5102075R6122475球刀選擇球刀選擇算出的 是2.38mm，可供選擇的鎢鋼球刀 (2刃) 半徑有1mm 和 1.25mm，其直徑分別為2mm 和 2.5mm?？蛇x半徑是1.25mm的鎢鋼球刀 。1D流道尺寸設(shè)計(jì)流道尺寸設(shè)計(jì)(4) Runner Sizing (4)mmDgggcmcmcmgWWmmLLWD32. 454.28213. 014.142425.

26、03/9 . 0807 . 3222312242222.5 / 2.5 / 球刀選擇球刀選擇算出的 是4.32mm，可供選擇的鎢鋼球刀 (2刃) 半徑有2mm 和 2.5mm，其直徑分別為4mm 和5mm?？蛇x半徑是2.5mm的鎢鋼球刀。2D改良型梯形流道改良型梯形流道HHSSHSL508. 010cos2210cosHHSWSW088. 0508. 010sin10sin10sinH/2 (L)改良型梯形流道改良型梯形流道5432654321AAAAandAAAAAAA2221349. 0294360160HHRA22022. 022088. 022HHHHWA222088. 0022. 0

27、44HHA26508. 02508. 0222HHHHSA22621945. 0508. 0088. 0349. 04HHAAAA改良型梯形流道改良型梯形流道SWArcP41HRArc396.123601601HHHSW596.0508.0088.0mmDHmmDH533.4338.22211HHHP780.3596.04396.1HHHPADH780.3945.0442改良型梯形流道改良型梯形流道比較圓形流道截面積(AR)與改良型梯形流道截面積(AT)。假設(shè)圓形流道的直徑與改良型梯形流道的高度相等。Comparing the cross-sectional area of full-roun

28、d runner(AR) and the one of modified trapezoidal (AT),when the diameter of the round runner and the height of the trapezoidal runner are the same. %38.20785. 0785. 0945. 0945. 0945. 0785. 042222RRTTRAAADHADDA改良型梯形流道改良型梯形流道換言之，改良型梯形流道所運(yùn)用的資料比圓形流道的資料多了20.38%。In other words，modified trapezoidal runner u

29、ses 20.38% more material than full-round runner does.改良型梯形流道改良型梯形流道冷料井冷料井Cold Slug WellCold Slug Well 流道末端應(yīng)如後圖設(shè)置冷料井，防止冷料進(jìn)入模穴(型腔)或堵塞澆口。冷料井設(shè)計(jì)冷料井設(shè)計(jì)Cold Slug Well Design2d支流道(次分流道)Secondary runnerd主流道(分流道)Primary runner澆口 Gate模穴(型腔)Cavity冷料井冷料井冷料井Cold Slug WellCold Slug Well冷料井冷料井Cold Slug WellCold Slug Well 拉料桿不可阻檔冷料衝進(jìn)冷料井。冷料井設(shè)計(jì)冷料井設(shè)計(jì)Cold Slug Well Design倒椎度冷料井注道(主流道)拉料桿Reverse taper cold slug-well sprue pullerZ型冷料井注道(主流道)拉料桿 Z - taper cold slug-well sprue puller溝型冷料井注道(主流道)拉料桿Grooved cold slug-well sprue puller冷料井設(shè)計(jì)冷料井設(shè)計(jì)Cold Slug Well Design注道注道( (主流道主流道) )SprueSprue