澆注系統(tǒng)分型

1、1澆注系統(tǒng)的概念與作用澆注系統(tǒng)：指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動的通道。作用：使塑料熔體平穩(wěn)有序地充填到型腔中，以獲得組織致密，外形輪廓清晰的塑件。 2澆注系統(tǒng)的組成及設計基本原則澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口以及冷料井組成。 1.澆注系統(tǒng)的組成3（1）適應塑料的工藝性；（2）排氣良好；2.澆注系統(tǒng)設計的基本原則澆口設置不當，導致充模完成后，型腔底部有空氣。4（3）流程要短；（4）避免料流直沖型芯或嵌件；（5）修整方便、保證塑件外觀質(zhì)量；澆口尺寸較小，修整方便，不影響制件外觀質(zhì)量5（6）防止塑件變形；（7）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應盡量小，容積也應盡量少；（8）澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具

2、的軸線對稱。塑件的收縮變形：6三、普通澆注系統(tǒng)設計1.主流道的設計按主流道的軸線與分型面的關系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)；在直角式注射機中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。直澆注系統(tǒng)橫澆注系統(tǒng)7主流道一般位于模具中心線上，它與注射機噴嘴的軸線重合，利于澆注系統(tǒng)的對稱布置。主流道設計得比較粗大，如果主流道過大：塑料消耗增多，主流道過?。喝垠w流動阻力增大，壓力損失大，對充模不利。 8主流道尺寸必須恰當。通常對于黏度大的塑料或尺寸較大的塑件，主流道截面尺寸應設計得大一些；對于黏度小的塑料或尺寸較小的塑件，主流道截面尺寸設計

3、得小一些。直澆注系統(tǒng)主流道結構及尺寸參數(shù)見下圖：9為便于流道凝料的脫出，內(nèi)壁粗糙度Ra小于0.4m，主流道設計成圓錐形，其錐度=26，如果錐度過大，易發(fā)生渦流，錐度過小則流道凝料脫出困難10主流道小端直徑d一般取36mm（見表4-1），主流道的長度由定模座厚度確定，一般L不超過60mm，主流道大端與分流道相接處應有過渡圓角（通常r取13mm）以減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力。 表：主流道d值推見表11主流道小端直徑d比注射機噴嘴直徑d0大0.51mm，Rr+(0.51)mm，否則會出現(xiàn)主流道凝料拉出困難（具體原因見后幾幀）。12假設：主流道小端直徑d比注射機噴嘴直徑d0小，則主流道凝料拉出困難。13假設

4、：R r，則主流道凝料拉出困難甚至無法脫出。14正確情況：主流道小端直徑d比注射機噴嘴直徑d0大0.51mm，Rr+(0.51)mm。15當主流道經(jīng)過兩塊模板時，為了防止在模板結合面處溢料造成主流道凝料脫出困難，應盡量采用澆口套。當不宜采用澆口道時，應設計成階梯狀。162.分流道的設計分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體流動的通道。用于一模多腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）的場合。在分流道的設計時，應考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。17（1）分流道的截面形狀及尺寸為便于機械加工及凝料脫模，分流道一般設置在分型面上。常用的分流道截面形狀

5、如下圖所示：（a）為圓形截面形狀； （b）為梯形截面形狀； （c）為U形截面形狀；（d）為半圓形截面形狀； （e）為矩形截面形狀 18分流道截面形狀和尺寸應根據(jù)塑件的結構、分流道的長度、流道的效率（流道的截面積與周長的比值）、加工裝配的難易程度及精度等因素來確定。分流道截面形狀優(yōu) 點缺 點圓形截面圓形截面效率高、流動阻力小效率高、流動阻力小不易加工、難以保證不易加工、難以保證兩半圓對準兩半圓對準梯形截面梯形截面加工容易、各項性能均衡、被廣泛采用加工容易、各項性能均衡、被廣泛采用U U形截面形截面加工比較復雜、流動阻力較小加工比較復雜、流動阻力較小半圓形截面半圓形截面 加工比較容易加工比較容易效

6、率較低效率較低矩形截面矩形截面效率高（矩形長寬相效率高（矩形長寬相差不大時）差不大時）分流道凝料不易脫出、分流道凝料不易脫出、流動阻力大流動阻力大 對于梯形截面的分流道，如果塑件壁厚小于3mm、 質(zhì)量200g以下的塑件， 可采用下面的經(jīng)驗公式確定其截面大底邊寬度尺寸：19確定分流道截面尺寸大小時應注意：確定分流道截面尺寸大小時應注意：n若截面過大，不僅積存空氣會增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延若截面過大，不僅積存空氣會增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延 長冷卻時間；長冷卻時間；n若截面過小，會降低單位時間內(nèi)輸送的塑料熔體流量，使填充時間延長，常導致若截面過小，會降低單位時

7、間內(nèi)輸送的塑料熔體流量，使填充時間延長，常導致 塑件出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。塑件出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。常用塑料的分流道直徑：20（2）分流道的長度分流道要盡可能短，且少彎折，以減少塑料、壓力和熱量的損失。若分流道設計得比較長時，其末端應留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進入模腔。（3）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度一般取1.6m左右，要求較低，這樣有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定及得到適當?shù)睦鋮s皮厚度，以保證塑料熔體具有適宜的剪切速率和剪切熱，同時，冷卻皮層能夠起到保溫的作用。 21（4）分流道的布置在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類：平衡式布置： 特點：分流道到各型腔澆口

8、的長度、斷面形狀、尺寸都相同。 要求：各對應部位的尺寸相等。 優(yōu)點：可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔，使成型的塑件力學性能基本一致。 缺點：分流道比較長。 22非平衡式布置： 特點：分流道到各型腔澆口長度不相等的布置。 優(yōu)點：適應于型腔數(shù)量較多的模具，使模具結構緊湊。 缺點：塑料進入各型腔有先有后，不利于均衡送料。為達到同時充滿型腔的目 的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模中要多次修改才能實現(xiàn)。 23（5）分流道設計要點 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應以圓弧過渡。 分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。 分流道的位置可單獨開

9、設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在 動、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過渡（見下一幀）。 24分流道與澆口的連接方式 ：25澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的最短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。3.3.澆口的設計澆口的設計26熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止注射機螺桿（或柱塞）后退時熔體向分流道回流。熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。易于切除澆口余料，二次加工方便。對于多型腔模具，澆口能用來平衡進料，對于多澆口單型腔模具，澆口不僅可以用來平衡進料，還可以用來控制熔合紋在塑

10、件中的位置。（1）澆口的作用27澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，截面積為分流道斷面積的3%9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口的長度為11.5mm。注意：在設計澆口時，往往先取較小的尺寸值，以便在試模時逐步加以修正。28在注射模設計中常用的澆口形式有如下幾種：（2）澆口的類型直接澆口直接澆口又稱中心澆口、主流道澆口，這種澆口由主流道直接進料，故熔體的壓力損失小，成型容易，因此適用于任何塑料，常用于成型大而深的塑件。缺點：澆口處固化慢，故注射成型周期長，容易產(chǎn)生殘余應力，澆口處易出現(xiàn)裂紋或翹曲變形，澆口凝料切除后有明顯疤痕。其尺寸受塑料種類和塑件質(zhì)量的影響，也與注射機噴嘴尺寸有關。 29側(cè)澆口側(cè)澆口又

11、稱邊緣澆口，一般開設在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口固化時間，側(cè)澆口截面形狀簡單，加工容易，主要用于中小型塑件的多型腔模具，對各種塑料的成型適應性較強。缺點：澆口痕跡存在，注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。30側(cè)澆口的尺寸計算的經(jīng)驗公式如下：通常，側(cè)澆口的厚度為0.51.5mm，寬度為1.55.0mm，長度為1.52.5mm；對大型復雜的塑件，側(cè)澆口的厚度為2.02.5mm（為塑件厚度的0.70.8倍），寬度為7.010.0mm，澆口長度為2.03.0mm。 31扇形澆口扇形澆口是矩形側(cè)澆口的一種變異形式

12、。在成型大平面板狀及薄壁塑件時，宜采用扇形澆口。在扇形澆口的整個長度上，沿進料方向截面寬度逐漸變大，為保持斷面積處處相等，澆口的截面厚度逐漸減小。32膜狀澆口用于成型管狀塑件及平板狀塑件，其特點是將澆口的厚度減薄，而把澆口的寬度同塑件的寬度做成一致。采用這類澆口，塑料熔體在充模時進料均勻，各處料流速度大致相同，模腔內(nèi)氣體易排出，避免了使用側(cè)澆口時容易在塑件上產(chǎn)生的熔接痕。缺點：澆口去除較困難，澆口痕跡明顯。33點澆口又稱針點澆口或橄欖形澆口，是一種在塑件中央開設澆口時使用的圓形限制性澆口，由于澆口前后兩端存在較大的壓力差，能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導致熔體的表觀黏度

13、下降，流動性增加，利于充模。常用于成型各種殼類、盒類的熱塑性塑件。優(yōu)點：澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動化操作；缺點：由于澆口的截面積小，流動阻力大，需提高注射壓力，只宜于成型流動性好的熱塑性塑料，在模具結構上需增加一個分型面，即雙分型面，以便澆口凝料取出。34點澆口的截面為圓形，直徑d常為0.51.8mm。它也可用下面經(jīng)驗公式計算：澆口長度l常為0.52.0mm，錐角1為1230。采用點澆口在成型薄壁塑件時，易在點澆口附近處產(chǎn)生變形甚至開裂。為了改善這一情況，在不影響使用的前提下，可將澆口對面的壁厚增加并以圓弧R過渡，此處圓弧還有儲存冷料的作用。35潛伏澆口又稱剪切澆口，由點

14、澆口演變而來。這類澆口的分流道位于分型面上，而澆口本身設在模具內(nèi)的隱蔽處，塑料熔體通過型腔側(cè)面斜向注入型腔，因而塑件外表不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面美觀效果（見a圖）。若要避免澆口痕跡，可在推桿上開設二次澆口，使二次澆口的末端與塑件內(nèi)壁相通（見b圖）。36護耳澆口又稱分接式澆口。由矩形澆口和耳槽組成，耳槽的截面和水平面積均比較大，在耳槽前部的矩形小澆口能使熔體因摩擦發(fā)熱而使溫度升高，熔體在沖擊耳槽壁后，能調(diào)整流動方向，平衡地注入型腔，因而塑件成型后殘余應力小；另外依靠耳槽，能允許周邊產(chǎn)生收縮，所以能減小因注射壓力造成的過量充填以及因冷卻收縮所產(chǎn)生的變形。這種澆口適用于如聚氯乙烯、聚

15、碳酸酯等熱穩(wěn)定性差、黏度高的塑料的注射成型。37澆口位置對塑件的成型性能和質(zhì)量影響很大，合理選擇澆口位置是設計澆注系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。在確定澆口位置時，應注意如下幾點：（3）澆口的位置盡量縮短流動距離 澆口位置的設置應保證塑料熔體迅速和均勻地充填型腔，盡量縮短熔體的流動距離，這對大型塑件更為重要。38澆口應開設在塑件壁最厚處 當塑件的壁厚相差較大時，若將澆口開設在塑件的薄壁處，這時塑料熔體進入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，以致影響了塑料熔體的流動距離，難以保證其充滿整個型腔；另外從補縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最后固化的地方，因液態(tài)體積收縮難以得到補縮而形成表面凹陷或真空

16、泡。因此，一般澆口的位置應開設在塑件壁最厚處。39盡量避免塑件出現(xiàn)熔合紋40避免在塑件承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口塑件的澆口附近強度較弱，只能承受一般的拉伸力，而無法承受彎曲和沖擊力。澆口應開設在不影響型芯穩(wěn)定性的部位見右圖：41澆口應開設在不影響塑件外觀的部位澆口的設置應避免熔體斷裂當小澆口正對著寬度和厚度很大的模腔時，高速料流通過澆口時會受到很高的剪切應力，而產(chǎn)生噴射和蛇形流等熔體斷裂現(xiàn)象；若采用如圖(b)所示的搭接澆口， 澆口正對著型腔壁或型芯的位置，使高速料流沖擊在型腔壁或型芯上，從而降低熔體流速，改變流向，使熔體均勻地填充型腔。42冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末

17、端。作用：聚集料流前鋒的 “冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。尺寸：冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑；長度約為主流道大端直徑。 4.冷料井設計43常用冷料井與拉料桿形式：底部帶有推桿的冷料井 底部帶有拉料桿的冷料井 44四、排氣和引氣系統(tǒng)的設計 排溢：指排出充模時熔體中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)應包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型部分的排溢，通常排溢是指成型部分的排溢。塑料熔體充模過程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，考慮排氣是很必要的。一般是在塑料充填的同時，必須將氣體排出模外

18、。否則，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的高溫，引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強度降低，甚至阻礙塑料填充等。1.排溢系統(tǒng)設計45多數(shù)情況下可利用模具分型面或模具零件間的配合間隙排氣，可不另開排氣槽。如圖所示：46如果利用間隙來排溢不能滿足要求，則需另開排氣槽。如圖所示：47如型腔最后充填的部位（排氣點）不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動型芯時，可在型腔上鑲嵌燒結金屬塊或設置排氣桿排氣，如圖所示：48一些大型深腔殼形塑件，注射成型后，整個型腔由塑料填滿，型腔內(nèi)氣體被排出，此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構成真空。當塑件脫模時，由于受到大氣壓力的作用，造成脫模困難，如采用強行脫模，勢必使塑件發(fā)生變形或損壞，影響塑件質(zhì)量。因此必須加設引氣裝置。2.引氣設計49常見的引氣形式有：（1）鑲拼式側(cè)隙引氣，見圖(a)（2）氣閥式引氣，分為：彈簧氣閥式見圖(b)、 (c) 推桿氣閥式見圖(d)50彈簧氣閥式引氣1：51彈簧氣閥式引氣2：52分型及其基本形式 為了塑件的脫模和安放嵌件的需要，模具型腔由兩部分或更多部分組成，這些可 分離部分的接觸表面即稱為分型面。 一副塑料模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上分型面。分型面可能是垂直于合模 方向或傾斜于合模方向，也可能是平行于合模方向。 合模方向通常是指上模與下模、動模與定模閉合的方向。53平