第5章_澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)

1、5.15.1 模具特征概述模具特征概述5.2 5.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第5 5章章 澆注系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)澆注系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)5.3 5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 模具特征概述模具特征概述模具特征即型腔組件特征，是添加到模具元件中的一模具特征即型腔組件特征，是添加到模具元件中的一些組件級特征，可以分為兩類：些組件級特征，可以分為兩類：常規(guī)特征常規(guī)特征：添加到模具模型中用來促進(jìn)鑄模或鑄造進(jìn)：添加到模具模型中用來促進(jìn)鑄模或鑄造進(jìn)程的特定特征，包括實(shí)體特征、曲面特征、修飾特征和模程的特定特征，包括實(shí)體特征、曲面特征、修飾特征和模具特征（如側(cè)面影像、頂針孔、等高線、流道）等。具特征（如側(cè)

2、面影像、頂針孔、等高線、流道）等。用戶定義特征用戶定義特征：在零件模式中創(chuàng)建，通過修改其尺寸：在零件模式中創(chuàng)建，通過修改其尺寸和參照可以反復(fù)用于工件的通用結(jié)構(gòu)特征。此類特征主要和參照可以反復(fù)用于工件的通用結(jié)構(gòu)特征。此類特征主要用于在設(shè)計(jì)中調(diào)用，以提高效率。用于在設(shè)計(jì)中調(diào)用，以提高效率。5.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2.1 澆注系統(tǒng)的構(gòu)成澆注系統(tǒng)的構(gòu)成5.2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則5.2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法5.2.4 主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)頂蓋模具之主流道頂蓋模具之主流道5.2.5 分流道設(shè)計(jì)分流道設(shè)計(jì)頂蓋模具之分流道頂蓋模具之分流道5.2.6 澆口設(shè)

3、計(jì)澆口設(shè)計(jì)殼件、殼件、MP3后蓋模具后蓋模具5.2.1 澆注系統(tǒng)的構(gòu)成澆注系統(tǒng)的構(gòu)成 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是成型材料進(jìn)入模具型腔的通道。以注塑成是成型材料進(jìn)入模具型腔的通道。以注塑成型為例，熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴開始經(jīng)過主流道、分流道，型為例，熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴開始經(jīng)過主流道、分流道，然后通過澆口進(jìn)入模具型腔，最后固化成型得到塑料制品。然后通過澆口進(jìn)入模具型腔，最后固化成型得到塑料制品。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、冷料井和澆口組成主流道分流道次分流道澆口冷料井鑄件主流道主流道：從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起到分流道：從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段通道，是塑料熔體在進(jìn)入型腔的過程

4、中最先經(jīng)為止的一段通道，是塑料熔體在進(jìn)入型腔的過程中最先經(jīng)過的部位。過的部位。分流道分流道：主流道與澆口之間的一段通道，它是熔融塑：主流道與澆口之間的一段通道，它是熔融塑料從主流道流入型腔的過渡段，可以使塑料熔體的流向得料從主流道流入型腔的過渡段，可以使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。冷料井冷料井：又稱冷料穴，一般位于主流道的末端，用來：又稱冷料穴，一般位于主流道的末端，用來儲存料流前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而影響成型質(zhì)量儲存料流前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而影響成型質(zhì)量或堵塞澆口。冷料井的直徑稍大于主流道的大端直徑?；蚨氯麧部?。冷料井的直徑稍大于主流道的大端直徑。澆口澆口：熔融

5、塑料自分流道進(jìn)入型腔的一段狹窄通道，：熔融塑料自分流道進(jìn)入型腔的一段狹窄通道，其作用是使分流道輸送來的熔融塑料在進(jìn)入型腔時(shí)產(chǎn)生加其作用是使分流道輸送來的熔融塑料在進(jìn)入型腔時(shí)產(chǎn)生加速度，從而迅速充滿型腔。速度，從而迅速充滿型腔。5.2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，也是鑄件能否澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，也是鑄件能否順利成型的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)要遵照以下幾項(xiàng)原則。順利成型的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)要遵照以下幾項(xiàng)原則。（1）根據(jù)熔料特性和鑄件形狀，合理布置，確保流）根據(jù)熔料特性和鑄件形狀，合理布置，確保流量均勻，溫度和壓力分布均衡。量均勻，溫度和壓力分布均衡。

6、（2）盡量縮短進(jìn)料流程，減少彎折，以降低熱量和）盡量縮短進(jìn)料流程，減少彎折，以降低熱量和壓力損失，減少充模時(shí)間。壓力損失，減少充模時(shí)間。（3）避免熔料正面沖擊小型芯和嵌件，防止其發(fā)生）避免熔料正面沖擊小型芯和嵌件，防止其發(fā)生變形和移位。變形和移位。（4）合理選擇澆口位置和形式，以利于熔料流動、）合理選擇澆口位置和形式，以利于熔料流動、型腔排氣和補(bǔ)料。型腔排氣和補(bǔ)料。（5）合理配置冷料井，以滿足鑄件的質(zhì)量要求。）合理配置冷料井，以滿足鑄件的質(zhì)量要求。（6）澆注系統(tǒng)的截面和長度（即體積）應(yīng)盡可能地）澆注系統(tǒng)的截面和長度（即體積）應(yīng)盡可能地小，以減少成型材料的用量。小，以減少成型材料的用量。（7）排

7、氣良好，能順利引導(dǎo)熔料到達(dá)型腔的各個(gè)部）排氣良好，能順利引導(dǎo)熔料到達(dá)型腔的各個(gè)部位，避免產(chǎn)生湍流和渦流。位，避免產(chǎn)生湍流和渦流。（8）確保澆注系統(tǒng)凝料脫出方便，易于鑄件分離或）確保澆注系統(tǒng)凝料脫出方便，易于鑄件分離或切除整修簡單，且無損外觀。切除整修簡單，且無損外觀。5.2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 在在Pro/E的模具設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以采用以下兩種方法的模具設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以采用以下兩種方法設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。方法1：在“模具”菜單管理器中依次選擇“特征”“型腔組件”“實(shí)體”“切減材料”菜單，打開“實(shí)體選項(xiàng)”菜單欄，利用各種實(shí)體選項(xiàng)創(chuàng)建澆注系統(tǒng)，例如常采用旋轉(zhuǎn)、拉伸等方式

8、切除材料以創(chuàng)建澆注系統(tǒng)的主流道和澆口方法2：在“模具”菜單管理器中依次選擇“特征”“型腔組件”菜單，彈出“模具特征”菜單欄，選擇“流道”菜單項(xiàng)，為澆注系統(tǒng)創(chuàng)建流道此外，也可直接選擇主菜單中的“插入”“流道”菜單，利用流道特征工具快速為澆注系統(tǒng)創(chuàng)建（分）流道5.2.4 主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)頂蓋模具之主流道頂蓋模具之主流道主流道主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位，是塑料熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位，它負(fù)責(zé)將注塑機(jī)噴嘴中的塑料熔體送入分流道或型腔。為它負(fù)責(zé)將注塑機(jī)噴嘴中的塑料熔體送入分流道或型腔。為便于塑料熔體向前流動和順利脫出塑料凝料，通常要將主便于塑料熔體向前流動和順利脫出塑料凝料

9、，通常要將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。流道設(shè)計(jì)成圓錐形。主流道常采用實(shí)體選項(xiàng)中的拉伸或旋轉(zhuǎn)工具，通過拉伸主流道橫截面或者旋轉(zhuǎn)主流道縱截面以切除材料的方式來創(chuàng)建此為頂蓋模具的主流道效果5.2.5 分流道設(shè)計(jì)分流道設(shè)計(jì)頂蓋模具之分流道頂蓋模具之分流道分流道分流道是主流道與澆口之間的連接部分，其截面形狀是主流道與澆口之間的連接部分，其截面形狀有多種，可以是圓形、半圓形、六角形、梯形和有多種，可以是圓形、半圓形、六角形、梯形和U形。形。圓形截面半圓形截面六角形截面梯形截面U形截面分流道常用的布置形式有兩種，即平衡式流道布局和分流道常用的布置形式有兩種，即平衡式流道布局和非平衡式流道布局。非平衡式流道布局。平衡

10、式流道布局平衡式流道布局：分流道到各型腔澆口的距離相等，且截面形狀和尺寸都完全相同，以保證各型腔均衡成型，適用于對精度要求較高的制品非平衡式流道布局非平衡式流道布局：分流道到各型腔的距離不相等，由于熔料到達(dá)各型腔的時(shí)間不相同，制品的尺寸和性能會有所差異，適用于對精度要求不高的制品，通常為了縮短流道長度，減少彎折和變向，方便模具加工制造而采用此種布局形式頂蓋模具中的分流道5.2.6 澆口設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)殼件、殼件、MP3后蓋模具后蓋模具澆口澆口是連接分流道和型腔的一段細(xì)短通道，是澆注系是連接分流道和型腔的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。除作為料流通道外，還具有對料流加速、統(tǒng)的關(guān)鍵部位。除作為料流

11、通道外，還具有對料流加速、防止熔體倒流以及控制補(bǔ)料時(shí)間等作用。防止熔體倒流以及控制補(bǔ)料時(shí)間等作用。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的性能和質(zhì)量具有很澆口的形狀、位置和尺寸對制品的性能和質(zhì)量具有很大的影響。常見的大的影響。常見的澆口形式澆口形式有直澆口、環(huán)形澆口、輪輻澆有直澆口、環(huán)形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、矩形側(cè)澆口、扇形澆口、膜狀澆口、點(diǎn)澆口、爪形澆口、矩形側(cè)澆口、扇形澆口、膜狀澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳式澆口等?？?、潛伏式澆口、護(hù)耳式澆口等。直澆口直澆口：熔體從主流道直接進(jìn)入型腔，又稱主流道型澆口或中心澆口環(huán)形澆口環(huán)形澆口：對型腔采取圓環(huán)形進(jìn)料方式的澆口，其特點(diǎn)是進(jìn)料均勻，圓周上各處的流速

12、大致相同，空氣容易排出輪輻澆口輪輻澆口：在環(huán)形澆口的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，將整個(gè)圓周進(jìn)料改為數(shù)小段圓弧進(jìn)料爪形澆口爪形澆口：和輪輻澆口的區(qū)別僅在于分流道與澆口不在一個(gè)平面內(nèi)，它不是通過圓弧，而是通過沿圓周的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)入型腔，類似爪形矩形側(cè)澆口矩形側(cè)澆口：位于模具的一側(cè)，一般開設(shè)在分型面上，從制品的一側(cè)進(jìn)料扇形澆口扇形澆口：沿澆口方向的寬度逐漸增大、厚度逐漸減小的呈扇形的一種特殊的側(cè)澆口膜狀澆口膜狀澆口：將澆口的寬度做成和制品的寬度一致，而把澆口的厚度減薄，又稱平縫澆口或薄片澆口點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口：一種尺寸很小的圓形截面澆口，又稱針點(diǎn)式澆口，廣泛用于成型各種殼和盒類制品潛伏式澆口潛伏式澆口：分流道設(shè)置在分型面

13、上，而澆口像隧道一樣潛入到分型面下方的定模板或動模板上，使熔體沿傾斜方向注入型腔，又稱隧道式澆口或剪切式澆口護(hù)耳式澆口護(hù)耳式澆口：由矩形澆口和耳槽組成，從分流道而來的熔料通過澆口進(jìn)入耳槽，再經(jīng)耳槽進(jìn)入型腔頂蓋模具中的矩形側(cè)澆口殼件模具中的點(diǎn)澆口MP3后殼模具中的潛伏式澆口綜合實(shí)例綜合實(shí)例1 設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì)壓鑄模具軸承蓋軸承蓋模具模具關(guān)于此模具的設(shè)計(jì)方法，請參考本書配套光盤中的“綜合實(shí)例1 設(shè)計(jì)壓鑄模具軸承蓋模具.avi”視頻文件5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.3.1 冷卻系統(tǒng)概述冷卻系統(tǒng)概述5.3.2 模板冷卻水線模板冷卻水線頂蓋模具之水線頂蓋模具之水線5.3.3 型腔冷卻水線型腔冷卻水

14、線5.3.4 型芯冷卻水線型芯冷卻水線套管模具套管模具5.3.1 冷卻系統(tǒng)概述冷卻系統(tǒng)概述高溫熔料在模腔內(nèi)凝固會釋放大量的熱量，為迅速排高溫熔料在模腔內(nèi)凝固會釋放大量的熱量，為迅速排出熱量，就需要為模具設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，來加速模具冷卻，出熱量，就需要為模具設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，來加速模具冷卻，促使產(chǎn)品快速成型。模具冷卻的常用方法是在模具中開設(shè)促使產(chǎn)品快速成型。模具冷卻的常用方法是在模具中開設(shè)冷卻水道，利用循環(huán)流動的冷卻水帶走模具的熱量。冷卻水道，利用循環(huán)流動的冷卻水帶走模具的熱量。在在Pro/E中，模具的冷卻水道又稱中，模具的冷卻水道又稱水線水線，它采用熱容，它采用熱容量大、成本低且容易制取的冷水作為冷卻

15、介質(zhì)，其設(shè)計(jì)是量大、成本低且容易制取的冷水作為冷卻介質(zhì)，其設(shè)計(jì)是否合理直接影響到制品的成型效率和成型質(zhì)量。否合理直接影響到制品的成型效率和成型質(zhì)量。在“模具”菜單管理器中依次選擇“特征”“型腔組件”菜單，彈出“模具特征”菜單欄，選擇“等高線”菜單，將打開“等高線”對話框利用“等高線”對話框可以通過指定冷卻水道的直徑、草繪冷卻水道的路徑、指定末端條件和相交零件來創(chuàng)建冷卻水線水線5.3.2 模板冷卻水線模板冷卻水線頂蓋模具之水線頂蓋模具之水線模板冷卻水線模板冷卻水線是指直接在模板上開設(shè)的冷卻水線，主要適用于一些小型的模具。此種冷卻水線通常采用簡單的直通式設(shè)計(jì)或平面回路式設(shè)計(jì)在模板上開設(shè)冷卻水線時(shí)，

16、要盡量使水線靠近型腔表面或圍繞型腔，這樣可以使制品冷卻均勻。此為頂蓋模具中的冷卻水線5.3.3 型腔冷卻水線型腔冷卻水線型腔冷卻水線型腔冷卻水線是指在型腔元件上開設(shè)的冷卻水線，其是指在型腔元件上開設(shè)的冷卻水線，其設(shè)計(jì)方式與模具的結(jié)構(gòu)和尺寸具有很大關(guān)系。設(shè)計(jì)方式與模具的結(jié)構(gòu)和尺寸具有很大關(guān)系。型腔冷卻水線的設(shè)計(jì)方法和模板冷卻水線基本相同5.3.4 型芯冷卻水線型芯冷卻水線套管模具套管模具型芯冷卻水線型芯冷卻水線是指為模具的型芯開設(shè)的冷卻水線。由是指為模具的型芯開設(shè)的冷卻水線。由于在成型過程中，型芯總是被高溫熔料包圍著，因此需要于在成型過程中，型芯總是被高溫熔料包圍著，因此需要為其設(shè)計(jì)冷卻水線，利

17、用循環(huán)流動的冷卻水來控制型芯的為其設(shè)計(jì)冷卻水線，利用循環(huán)流動的冷卻水來控制型芯的溫度，以達(dá)到為模具散熱的目的。溫度，以達(dá)到為模具散熱的目的。型芯的結(jié)構(gòu)和尺寸在很大程度上決定了型芯冷卻水線型芯的結(jié)構(gòu)和尺寸在很大程度上決定了型芯冷卻水線的設(shè)計(jì)方式。對于比較短的型芯，可以直接在型芯的下部的設(shè)計(jì)方式。對于比較短的型芯，可以直接在型芯的下部開設(shè)平面式水線回路；對于中等長度的型芯，可以在型芯開設(shè)平面式水線回路；對于中等長度的型芯，可以在型芯的底端面開設(shè)冷卻水槽回路。的底端面開設(shè)冷卻水槽回路。對于比較長的型芯，可以采用以下三種水線設(shè)計(jì)方式。對于比較長的型芯，可以采用以下三種水線設(shè)計(jì)方式。隔板式隔板式：平行于型芯軸線的冷卻水線（即隔板導(dǎo)流式水線）與底部的橫向水線（即主冷卻水線）垂直，并構(gòu)成冷卻回路，用隔板將豎直冷卻水線隔成兩條半圓形水道，讓冷卻水從主冷卻水線流入隔板的一側(cè)，并從頂端處