塑料模具設(shè)計(jì)第四周 第一講(第四章)

1、第九周 第一講目的和要求：了解注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)：注射模具澆注系統(tǒng)的組成，主流道、分流道、冷料穴、澆口的設(shè)計(jì)要點(diǎn)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模具澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)。注射模具澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成主流道、分流道、冷料穴、澆口書上圖 4-33澆注系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)圓形橫截面，有錐度，注射機(jī)噴嘴與模具的澆口套（主流道襯套）4-34主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)：主流道與噴嘴對(duì)接處應(yīng)設(shè)計(jì)半球形凹坑-機(jī)噴嘴直徑大，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模；澆口套內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)加工到Ra0.8 順利脫出主流道凝料；（湍流或渦流卷入空氣）取值范圍，取值公式（圓錐角正切。主流道大端呈圓角，半徑范圍，減小料流轉(zhuǎn)向過渡阻力；（

2、塑料熔體溫度下降過多，影響熔體順利充型；浪費(fèi)塑料材料，增加冷卻時(shí)間）（嘴順利進(jìn)入。（嘴硬度，防止噴嘴被破壞）4-37 所示，（）主流道澆口套與定模座板采用過渡配合， 與定位圈（模具在注射機(jī)安裝定位使用）配合采用間隙配合（較小。冷料穴的設(shè)計(jì)主流道冷料穴底部常做成曲折鉤型或下凹的凹槽或倒錐形，使冷料穴建有穴底部的零件也不同，常見的有拉料桿、推桿。鉤形（z 形）- z z 形拉料桿除了拉住和推出主流道凝料的作用外，還兼有冷料穴的作用（拉料桿與主流道底部有空間形拉料桿不宜全自動(dòng)機(jī)構(gòu)。一模多 z 形拉料桿其缺口朝向應(yīng)保持一致否則不宜取出澆注系z 4-39、40、41球形拉料桿用于脫模板推出機(jī)構(gòu)，如圖4-

3、42.塑料進(jìn)入冷料穴后，緊包實(shí)現(xiàn)主流道凝料自動(dòng)脫落。還有一種菌形拉料桿。圓錐形拉料桿-拉料桿頭部呈圓錐形，依靠塑料收縮的包緊力而將主流-（齒輪。缺點(diǎn)：小型塑件不便開設(shè)冷料穴。若塑件中心孔較大時(shí)，拉料桿頭部可設(shè)計(jì)成平頭圓錐形，再在其頂部開設(shè)凹槽（冷料穴）4-46。起拉料作用的冷料穴 帶推桿推出的冷料穴分為圓錐形冷料穴和圓環(huán)形冷料穴。以上兩 可根據(jù)塑料不同的伸長率來確定。只有滿足 4-4PS 伸長率最小，屬脆性材料，不宜采用與推桿匹配的冷料穴，而適于 z 形拉料桿匹配的冷料穴。 不帶推桿推出的冷料穴4-48 所示。在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上S 性或類似的帶有撓性的形狀就可以使冷料頭進(jìn)行這種斜向移4-4

4、9 所示分流道冷料穴所示。分流道設(shè)計(jì)-分流道是主流道與澆口之間的通道。一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)方向，是塑料熔體平穩(wěn)充型，達(dá)到最佳成型效果。影響分流道的設(shè)計(jì)因素率；注射機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度；主流道及分流道的脫落方式；型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇。分流道的設(shè)計(jì)原則塑料流經(jīng)分流道時(shí)的壓力損失及溫度損失要??；分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間，以便壓力的傳遞和保壓。保證塑料迅速而均勻地進(jìn)入各個(gè)型腔；分流道的長度應(yīng)盡可能短，其容積要?。灰阌诩庸ぜ暗毒哌x擇分流道橫截面形狀的選擇U 形和正六邊形。橫截面積大表面積小4-5.4-5 U 常見分流道的橫截面積尺寸確定方法參考書上表 4-

5、6）分流道橫截面尺寸的確定方法方法1因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，可根據(jù)塑料品種粗略估計(jì)分流道徑。常見塑料的圓形橫截面分流道直徑推薦值見書表4-7200g3mm 以下的塑件，可用經(jīng)驗(yàn)公式確定分流范圍。對(duì)于流動(dòng)性好的塑料PPPP，分流道很短時(shí)，其直徑可相應(yīng)減小。對(duì)于流動(dòng)性差的塑料（HPV、P、PMMA，直徑相應(yīng)擴(kuò)大。試驗(yàn)證明，對(duì)于多數(shù)塑料，分流道直徑5-6mm 8mm 方法 2確定主流道尺寸后，分流道尺寸按主流道的 0.8-0.9 4-51 所示。如果是多級(jí)分流道，以此類推。初步確定分流道橫截面尺寸后，在設(shè)計(jì)模具時(shí)還要按照分流道中的剪切速率對(duì)分流道尺寸進(jìn)行校核。校核分流道剪切速率的步驟：確定分流道

6、體積流量計(jì)算一次注射注入該模具中總的塑料熔體的體積V 總 = nV 塑 + V 澆4-8 V公 = V總/0.8計(jì)算分流道體積流量q 分 = （V 分 + V 塑）/t 分 = (3.3 q 分)/(R3)將計(jì)算得出的剪切速率與最佳剪切速率比較生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率在 500-5000 每秒之間，澆口剪切速率在 10000-100000 之間所成型的塑件質(zhì)量較好。如果計(jì)算結(jié)果在上述范圍（。 調(diào)整-q-R 的關(guān)系圖。找出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。-分流道的長度與塑件的大小，型腔的布置、排列有關(guān)。分流道表面粗糙度料熔體的阻力，使與其表面相接觸的塑料熔體凝固形成絕熱層，有利于塑料熔體的保溫。

7、分流道與澆口的連接分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面。并用用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動(dòng)與充填。分流道的布置多型腔的模具中，分流道的布局形式很多。型腔的布局 分流道的布局,兩者應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，相互制約。型腔的布局和分流道的布局有平衡式和非平衡式兩種。平衡式分布特點(diǎn):及其形狀都完全相同，保證了各型腔同時(shí)均衡進(jìn)料，同時(shí)充滿。輻射式5-45 。加工和劃線還要極坐標(biāo)，操作麻煩。若排列緊湊，采用輻射 式可縮小模體面積，較理想。單排列式適用于模，如圖 4-55 模中，如斜導(dǎo)柱或斜滑塊的抽芯模中，采用 S 形分流道簡化模具結(jié)構(gòu)和均衡進(jìn)料（但分流道必須在定模一側(cè)，便于流道凝料完整取出，不妨礙側(cè)分型的移動(dòng)。Y 形-

8、3 3 個(gè)型腔為一組按Y 4-56 所示。要在流道交叉處設(shè)一個(gè)鉤料桿式的冷料穴布局就較好了X 形4 X 4-57所示H 形4 H 44-58 所示。特點(diǎn)：排列緊湊，對(duì)稱平衡，尺寸都在模體的xy 上變化，易加工。綜合型Y X H 4-59 所示。具體問題具體分析。非平衡式布置流道的距離不同；另一種是各個(gè)型腔的大小和流道長度都不同。如圖 4-60 型腔同時(shí)均衡進(jìn)料，必須將各個(gè)型腔點(diǎn)澆口做成不同大小的橫截面或不同長度。澆口的設(shè)計(jì)澆口連接分流道與型腔間的細(xì)短通道，澆口的作用從分流道過來的塑料熔體以較快速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔量影響很大。注射成型時(shí)很多缺陷都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理造成的

9、，必須重視澆口設(shè)計(jì)澆口的類型及特點(diǎn)按照澆口的形狀、大小、位置不同澆口的形式也多種多樣。直接澆口熔融塑料從主流道直接注入型腔的最普通澆口（主流道澆口、非限制性澆口料流經(jīng)過澆口時(shí)不受任何限制。位置一般在模具中心，只適用于單腔的深腔塑件和大型塑件。它設(shè)在塑件的底部，如圖 4-61 所示。澆口套突出型腔底面一小段距離。2 倍，以防止主流道冷卻時(shí)間過長，影響注射效率。保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，易于完整成型；模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，流動(dòng)通道短，便于加工。直接澆口缺。對(duì)于微觀不允許有澆口痕跡的塑件，可將澆口設(shè)于塑件底部內(nèi)表面（計(jì)開模后塑件留于定模，利用定模推出機(jī)構(gòu)將塑件取出。中心澆口熔體從中心流向型腔。優(yōu)點(diǎn)進(jìn)料點(diǎn)對(duì)稱，充型

10、均勻，能消除拼縫盤形澆口如圖 4-62 筒形或中心帶有比主流道直徑大的孔的塑件成型。盤形澆口優(yōu)點(diǎn)：盤形澆口在限制主流道以后以圓盤的形式進(jìn)入型腔，使。環(huán)形澆口如圖 4-63 輪輻式澆口-盤形澆口的變異。它將盤形澆口的整個(gè)圓周進(jìn)料改為輪輻式幾小段圓弧形進(jìn)料，如圖 4-64 所示. 體相同，根據(jù)情況選用。輪輻式澆口特點(diǎn)：盤形澆口的特點(diǎn)；澆口較小，易于消除澆口凝料，特期，模具溫度偏低時(shí)，拼合縫尤其明顯，影響塑件強(qiáng)度。爪形澆口主流道的內(nèi)壁上均勻地開設(shè)幾處澆口，其進(jìn)料方式可采用端面進(jìn)料或內(nèi)孔側(cè)壁進(jìn)料，如圖4-65 所示.爪形澆口特點(diǎn)：分流澆口和輪輻式澆口共有的特點(diǎn)；澆口較小，易于清產(chǎn)生拼合縫。盤形澆口、環(huán)

11、形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口的共同特點(diǎn)都是利用塑件固有的內(nèi)孔，從中心進(jìn)料的中心澆口。點(diǎn)澆口針點(diǎn)澆口，較常用，通常用于流動(dòng)性較好的塑料制品，如聚乙烯、 聚丙烯、4-66 所示.對(duì)于壁薄的塑件，點(diǎn)澆口與塑件直徑有范圍。點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)熔體通過點(diǎn)澆口時(shí)，有很高的剪切速率和摩擦，產(chǎn)生熱量，點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)：注射壓力損失較大，多數(shù)情況必須采用三角模結(jié)構(gòu)，其面積結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成型周期長，流道與制品的比例較大（廢料較多）圖 4-67側(cè)澆口成型各種形狀的塑件。常見的側(cè)澆口有矩形側(cè)澆口、扇形側(cè)澆口、薄片式側(cè)澆口。矩形側(cè)澆口橫截面是矩形，如圖4-68 所示。矩形側(cè)澆口可從外側(cè)或內(nèi)側(cè)（使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低制模成本）進(jìn)料

12、。澆口兩側(cè)做成斜面，方便澆口脫模。表4-9 矩形側(cè)澆口的基本尺寸。扇形側(cè)澆口4-69 型寬度較大的薄片狀塑件及流動(dòng)性能較差的、透明塑件，如PCPMMA 等。扇形側(cè)澆口的薄片式側(cè)澆口-矩形側(cè)澆口的演變，適用于薄板狀或長條狀制品，如圖4-70 所示。塑料熔體流過薄片式側(cè)澆口時(shí)，以較低的流速，呈平穩(wěn)狀態(tài)，均勻地注入型腔。降低了塑件的內(nèi)應(yīng)力，減少了因取向而產(chǎn)生的翹曲變形。一般側(cè)澆口采用直接從側(cè)壁進(jìn)料，也可采用搭接式進(jìn)料，如圖 4-71 所示。采用搭接一般應(yīng)用于有表面質(zhì)量要求的平板形塑件。側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn)： 側(cè)澆口多為扁平狀，大大縮短澆口的冷卻時(shí)間，縮短成型周期； 易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀；

13、 可根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，靈活多樣地選擇澆口位置； 側(cè)澆口的橫截面積較小，熔體注入型腔前受到擠壓和剪切而再次加熱，改善流動(dòng)狀況，便于成型，降低制品的表面粗糙度，減少澆口附近的殘余應(yīng)力，避免變形、開裂及流動(dòng)紋的出現(xiàn)； 澆口設(shè)在分型面上，且澆口橫截面形狀簡單，容易加工，并能隨時(shí)調(diào)整澆口的尺寸，較為方便地達(dá)到各型腔的澆口平衡，改善注射條件； 適用于一模多腔的模具，提高注射效率。設(shè)計(jì)側(cè)澆口應(yīng)注意的問題：起到減小注射壓力損失的作用；氣措施上予以考慮解決。潛伏式澆口點(diǎn)澆口的演變，其方式大致與點(diǎn)澆口相同。其結(jié)構(gòu)形式可分為推切式澆口、拉切式澆口、彎鉤式澆口，如圖 4-72 推切式澆口、拉切式澆口應(yīng)有足夠的距離讓

14、澆口變形而脫離型腔。潛伏式澆口除具有點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)： 潛伏式澆口的位置選擇范圍更廣，既可選擇在塑件的外表面、側(cè)表面， 又可選在端面、背面。由于澆口橫截面積較小，所以不會(huì)損傷塑件的外表面； 在開模時(shí)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷澆口凝料，提高注射效率，省去后加工工序帶來的麻煩，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化； 潛伏式澆口不必像點(diǎn)澆口那樣必須另加一模板二次開模才能取出凝料， 而是只用二板式一次開模即可，使模具結(jié)構(gòu)簡單，降低模具造價(jià)； 潛伏式澆口有專用的銑切工具，加工方便，在多型腔的模具中得到廣泛應(yīng)用。由于潛伏式澆口凝料在脫模時(shí)必須有較大幅度的彈性變形，因此澆口應(yīng)選擇較小尺、HIPS 、PBT PC、PS 等脆性大的材料，以防止弧形流道