注塑模具設計資料薈萃-注塑模模流設計的技術要領

模具技術２００４．Ｎｏ．６１７文章編號：１００１－４９３４（２００４）０６－００１７－０３注塑模模流設計的技術要領蔡宇紅（江西旅游商貿學院機電工程系，江西南昌３３０１０１）摘要：結合注塑模設計和生產的實際，重點介紹了注塑模模流設計在澆口數目、流動形態(tài)、澆口定位、熔接線位置、澆道設計等方面的技術要領。就是根據充填模穴時需要的壓力來決定澆口數目，在流動平衡的狀況下確定澆口位置、選擇澆口位置時，必須考慮充填過程的流動方式。為確保產品質量，應盡量減少澆口數目從而相應的減少熔接線的條數。熔接線及熔接線的位置，必須控制在最不影響成品品質的區(qū)域內。澆道是針對具體的產品，同時考慮以上諸多因素，有時甚至要在生產的實際中不斷改進而設計出的。關鍵詞：澆道；澆口；熔接線；注塑模中圖分類號：ＴＧ２４１文獻標識碼：ＢＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｓａｎｄａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌｇｉｓｔｓｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｏｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓ，ｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎ，ｇａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｅｌｄｌｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｒｕｎｎｅｒｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓｉｓｄｅｃｉｄｅｄｂｙｒｅｑｕｉｒｅｄｆｉｌｌｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｍｕｓｔｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｎｄｃｈｏｏｓｅｇａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｂａｌａｎｃｅｄｆｌｏｗ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇａｔｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄａｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｗｅｌｄｌｉｎｅｓ．Ｗｅｌｄｌｉｎｅｓｍｕｓｔｂｅｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｌｅａｓｔ．Ｒｕｎｎｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｐｒｏｄｕｃｔａｎｄｔｈｅａｂｏｖｅｆａｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｍｅｔｉｍｅｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｕｎｎｅｒ；ｇａｔｅ；ｗｅｌｄｌｉｎｅ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄ０引言注塑模模流是指塑膠原料在一定溫度和壓力澆口就是指澆道進入模穴間的通口。澆口數目會直接影響到模具成本、熔接線位置和強度。可以利用充填模穴時需要的壓力來決定澆口數目，只要有效的充填模穴，一般盡可能采取最少的澆口數目?，F(xiàn)在以一個長的四方形盒子為例，來說明澆口數目的選擇：當使用一澆口時需要很高的充填壓力，因此，必須適當增加澆口，但如果澆口數太多將可能造成不良的流動形態(tài)，即會使成品的中心部分過度充填，冷卻時由于中間部分的收縮率低于邊緣部分，將會使中心部分扭曲，因此澆口數目和位置非常重要。有時為了減作用下，通過澆道和澆口，在模穴內充填成形的動態(tài)過程。模流設計是模具設計和生產的關鍵，在模流設計過程中，必須充分考慮和科學分析影響模流的因素，即澆口數目、流動形態(tài)、澆口定位、熔接線位置及澆道設計等，從而掌握模流設計的技術要領。１澆口數目收稿日期：２００４－０５－３１作者簡介：蔡宇紅（１９６６￣），女，工程師。１８少熔接線數目，可適當減少澆口數目。在選擇澆口數目時，可將整個模穴部位分隔成幾個區(qū)間，分隔的原則如下：（１）每一個區(qū)間有相同的體積。（２）每一個區(qū)間有相同的壓力降，Ｐ１＝Ｐ２。（３）熔合線的位置必須在最不會影響成品外觀區(qū)域，如圖１所示。２流動形態(tài)模具設計的主要目的就是設計出平順的充填形態(tài)，也就是在充填過程中，原料流動方向不改變，且流動前端能夠保持直線狀態(tài)，使流動形成均一的方向性，而不是圓形。扇形澆口的充填方式是一種適用于平板形狀的，由于扇形澆口寬度大，可以設計得非常薄，而減少廢料和產品的后序加工，如圖２所示。雙邊多澆口的人工平衡充填方式，在中間部分容易產生氣流線，從而嚴重影響產品外觀，因此，當使用雙邊多澆口的人工平衡充填方式時，中間部分必須有排氣口，其方法是在中間加頂針或在分模面上做排氣口，可將注塑過程產生的氣流從模穴中的頂針或排氣口排出，如圖３所示。澆ＤｉｅａｎｄＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６２００４口在中心位置的熱澆道充填，或三板模的人工平衡充填方式，如圖４所示。如無法達成平衡，可用抑流設計或肋部方式，修改產品尺寸，以改善平衡狀況。也就是在模穴內設計流動肋部（增加厚度），如圖５所示，或抑流設計（減少厚度）來控制流動速率及流動方向，如圖６所示。對于流動肋部或抑流的設計，當對一個四方形盒子進行充填時，最方便的方式就是將澆口設在頂面的中心位置上，但這種方式所制出的成品，會因不同的方向性，產生的壓力不同而呈現(xiàn)非平衡流動形態(tài)。由于中心部分過分充填，冷卻時中心部分收縮率低于邊緣部分，因而造成翹曲現(xiàn)象，但可以經過改變成品某些部分的厚度來改善。采用流動肋部的設計方法會增加原料的使用量，同時也會增加澆口附近的冷卻時間，其缺點是非常容易引起因為冷卻時間不同而造成的翹曲現(xiàn)象，優(yōu)點是可以減少澆口附近的應力、降低射出壓力及得到較佳的流動平衡，這些優(yōu)點也能防（細、長、?。┊a品，是確保流動前端保持直線形模具技術２００４．Ｎｏ．６止翹曲發(fā)生。反之，采用抑流設計可以節(jié)省原料的使用量，不會改變澆口附近的冷卻時間。這兩種設計方法，必須根據應力及壓力狀況而定，有時兩者并用可能是最好的方法，例如增加主要流動路徑的厚度而減少其它部位的厚度。在流動肋部或抑流的設計應用方式中，可以使流動前端由圓形變?yōu)樗姆叫危@樣所有的流動路徑可以同時到達邊緣，不會有不同壓力及翹曲的現(xiàn)象發(fā)生。３澆口定位澆口位置的設計必須根據流動平衡的原則，確保充填時模穴內部原料的每個流動路徑，都能保持相同的時間和壓力。根據這個原則，也可以判斷出理想的澆口數目和位置。圖７是充填Ｕ形模穴時的幾種澆口位置選擇方法，第一種可以充填，但流動路徑太長，需要較大的充填壓力；第二種雖流動路徑相同，但進澆方向與充填流動路徑相反，充填效果不佳；第三種進澆方向與充填流動路徑方向一致，并且能保持相同的時間和壓力，達到所要求的產品品質。對于柵欄型的產品，圖８是某種機殼在充填過程中，很容易產生流動前端呈曲線形狀，從而１９造成部分充填過度，使產品邊緣最后充填，甚至出現(xiàn)邊緣無法充填的現(xiàn)象。為避免這種情況，必須改變進澆口位置，使流動前端成直線狀，來達到理想的充填效果。因此，澆口位置的選定，是達成圓滿設計的主要因素之一。４熔接線位置熔接線就是模穴內不同分割區(qū)域的塑膠充填物相熔交接而形成的界線。在有些情況下，熔接線的位置必須有所限制，決定熔接線位置的方式為：（１）將模穴分割成數個區(qū)間，區(qū)間相接的部分就是熔接線的位置，但必須注意熔接線絕對不可以穿過有限制的區(qū)域。（２）分析并決定每個區(qū)間的壓力。（３）設計澆道系統(tǒng)，使各區(qū)間及其相對澆道的總壓力均相同。當成品需要使用兩個或兩個以上的澆口充填時，模穴必分割成數個區(qū)間，區(qū)間分割自然，因為區(qū)間相接的部分就是熔接線的位置，每一個區(qū)間可視同一個完整的模穴，其次必須考慮澆道系統(tǒng)的設計，控制澆道尺寸，使得各區(qū)間及其相對澆道的總壓力均相同，這些熔接線的位置就可以確定。在實際生產中，成品因澆口數目多而產生熔接線，容易影響產品的表面質量，因此有時為了減少熔接線的產生，可以采取減少進澆口數目來減少熔接線的條數，或改變進澆口的位置來改變熔接線的位置。５澆道設計澆道是重要的流動控制裝置。澆道系統(tǒng)常常被認為只是將原料灌入模穴的通道，但是在模流設計中，澆道的設計要求非常嚴格，因為必須考慮澆口的位置及充填壓力的大小，以確定澆道尺寸，從而控制充填形態(tài)。澆道的設計與充填形態(tài)、熔合線位置等有很大關系。（下轉第３８頁）３８（４）雙引導線加工，關鍵是兩引導線的建立，及保持引導線的方向性，如圖１２所示。ＤｉｅａｎｄＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６２００４（５）此外，還可采用單引導線加工，高速等高加工，綜合上述方法并進行比較，加工類似工件，插銑方法（平行加工，雙引導線加工）運算時間較短，加工效果較好，等高環(huán)繞加工的運算時間較長，加工效果不如前者。參考文獻：［１］戴向國，劉雪梅，于復生．Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲＣＡＭ技術基本教程［Ｍ］．北京：人民郵電出版社，２００２．［２］王睿．Ｍａｓｔｅｒｃａｍ９實用教程［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，２００３．☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆★☆（上接第１９頁）例如在同一模穴中，有兩個或兩個以上的澆口時，在充填過程中，容易產生逆流效應，可能會從離豎澆口遠的澆口先進料，待料填滿模穴后，再經由離豎澆口近的澆口逆流（圖９），并在近澆口處逐漸產生熔接線，為了避免這一現(xiàn)象發(fā)生，應盡量使其進澆口壓力相同，必須改變澆道的設計，如圖１０所示。產生毛邊溢料現(xiàn)象，當根據流動平衡原則設計新的澆道系統(tǒng)時，即將進入小產品的澆道尺寸改小時，由于所有的模穴都有相同的壓力及時間，可防止過度充填發(fā)生，而且成品重量也相對減少，并且可以得到品質良好的成品，如圖１１所示。當設計小型成品時應采用自然平衡的澆道系統(tǒng)，其方法是用小尺寸的澆道來造成高壓力降，以提高模具穩(wěn)定性，這樣還能節(jié)省澆道所浪費的原料。對一模多穴產品的澆道系統(tǒng)進行分析，當料剛從豎澆口進入時，澆道處于低壓狀態(tài)，當充滿澆道系統(tǒng)后，開始充填模穴，此時壓力開始上升，但當澆道系統(tǒng)壓力上升之時，離豎澆口近的模穴無法充填，因為此時離豎澆口近的模穴的進澆口的料已經凍結，產生滯流效應，使模穴充填不