注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1頁/共57頁2023/4/16（4）冷料穴（cold-slugwell）一般位于主流道末端分型面動模一側(cè)，分流道較長時(shí)，在其末端也設(shè)有冷料穴。冷料穴主要用于收集噴嘴前端和熔體流動前鋒的冷料，避免冷料進(jìn)入型腔對塑件質(zhì)量造成影響。有時(shí)，在型腔最后充滿部位，為避免熔接縫對制品質(zhì)量的影響，也設(shè)置冷料穴，制品成形后切除。2澆注系統(tǒng)的功用澆注系統(tǒng)是用于將注射機(jī)料筒中塑化好的塑料熔體經(jīng)噴嘴平穩(wěn)的引入到模具型腔各部位，同時(shí)將注射壓力和保壓力均勻的傳遞到型腔各處，以獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。作用：1〉輸送熔體；2〉傳遞壓力。第2頁/共57頁2023/4/16主流道的設(shè)計(jì)

主流道是熔融塑料由注射機(jī)噴嘴噴出時(shí)最先經(jīng)過的部位，與注射機(jī)噴嘴同軸。因之與熔融塑料、注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸、碰撞，一般不直接開設(shè)在定模上，而是制成可拆卸的澆口套，用螺釘或配合形式固定在定模板上，主流道的基本結(jié)構(gòu)和安裝形式如圖4-2。第3頁/共57頁2023/4/16一、主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)采用α=3°～6°的圓錐孔以便取出澆口凝料（錐角太大注射速度緩慢，形成渦流）;錐孔內(nèi)壁粗糙Ra=0.63μm;

錐孔大端有1°～2°的過渡圓角（減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的流動阻力）當(dāng)與注射區(qū)直接接觸時(shí)，出料端端面直徑D盡量?。ㄌ?，型腔內(nèi)部反壓力太大，彈出）澆口套的凹球面與注射機(jī)噴嘴頭的凸球面吻合：Sr=SR+（0.5～1）mm（SR注射機(jī)噴嘴頭半徑）；

d=d1+(0.5～1)mm（d1注射機(jī)噴嘴頭內(nèi)徑）端面凹球面深度L2=3～5mm定位環(huán)外徑D1與注射機(jī)的定位孔間隙配合;定位環(huán)厚度L1=

5～10mm澆口套端面與定模相配合部分的平面高度一致澆口套長度L盡量短(L太大，壓力損失太大，物料降溫過大)。澆口套材質(zhì)為T8A淬硬處理,硬度應(yīng)小于注射機(jī)噴嘴硬度第4頁/共57頁2023/4/16注射模分流道的設(shè)計(jì)

分流道是主流道與澆口的中間連接部分，其作用是熔料分流和轉(zhuǎn)換方向。一、分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)截面積：滿足注射工藝的條件下盡量小分布：緊湊、對稱，盡量縮小成型區(qū)域總面積形狀：截面積與周長之比盡量大長度：盡量短；各型腔的分流道長度盡量相等轉(zhuǎn)向：次數(shù)盡量少且圓角過渡內(nèi)表面粗糙度：不必很光以使料流外層形成一層冷卻皮層保溫。Ra＝1.6um凝料脫出：當(dāng)分流道在定模側(cè)或較長時(shí)應(yīng)設(shè)拉料桿如圖4-5其他：應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局第5頁/共57頁2023/4/16分流道對熔體流動的阻力要小，在保證熔體順利充模要求的前提下，分流道的截面積與長度盡量取小值。分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)有圓角過渡，表面粗糙度Ra

=1.6~0.8為宜。（增大外層流動阻力，避免熔體流動時(shí)產(chǎn)生表面滑移，使中心層有較高的剪切速率）。分流道較長時(shí)，在其末端應(yīng)開設(shè)冷料穴，如圖15所示。第6頁/共57頁2023/4/16二、分流道的截面形狀（1）分流道的主要截面形狀：圓形截面分流道效率最高；根據(jù)塑件實(shí)際情況分流道直徑D可在4～8mm內(nèi)最好。制造麻煩，將分流道分設(shè)在模板兩側(cè)，對合時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)口現(xiàn)象。半圓形截面

效率比圓形差，加工起來簡單梯形截面

加工起來較為簡單，截面也利于物料的流動，最常用。D在4～8mm選擇。扁形截面（扁梯形）

扁形截面的分流道的流動情況變差，但分流道冷卻卻比以上形狀好很多。寬度和深度根據(jù)實(shí)際需要來定。第7頁/共57頁2023/4/16（2）分流道的斷面形狀選擇

據(jù)理論分析可知，等斷面積條件下，正方形的周長最長，圓形最短，其它形狀介于兩者之間。據(jù)此◎從增加傳熱面積考慮，熱固性塑料模具的分流道最好采用正方形，可提高傳熱面積。但流道凝料不易脫模。◎從減少散熱面積考慮，熱塑性塑料模具最好選用圓形截面分流道，可減少熱量損失?！驈慕档蛪毫p失考率，同等截面積時(shí)，圓形截面的周邊最短，其熔體流動阻力較小，壓力損失就小。分流道的截面形狀如圖14所示。第8頁/共57頁2023/4/16三、分流道的布局形式

分流道的布局取決于型腔的布局，兩者應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，相互制約。分流道和型腔的分布有兩種布局方式：（1）平衡式布局；（2）非平衡式布局。兩種方式各有特點(diǎn)，因此在實(shí)踐中都廣泛應(yīng)用。（1）平衡式分布的特點(diǎn)是:從主流道到各個(gè)型腔的分流道，其長度、截面尺寸及其形狀都完全相同，以保證各個(gè)型腔同時(shí)均衡進(jìn)料，同時(shí)注射完畢。即保證各型腔的熔體溫度、壓力、充模時(shí)間都相等。分流道無冷料穴有冷料穴，合理第9頁/共57頁2023/4/16平衡式分流道第10頁/共57頁2023/4/16平衡式分流道（Balanced）

（最常用）第11頁/共57頁2023/4/16（2）非平衡式分流道（non-Balanced）非平衡式布局的主要特點(diǎn)是，主流道至各型腔的分流道長度及熔體流程各不相同。致使各型腔的熔體充模時(shí)間不同，溫度分布與壓力傳遞不同，塑件質(zhì)量不一致。第12頁/共57頁2023/4/16實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)將不同尺寸大小的塑件放在同一模具中成形，如圖10所示。這對保證塑件質(zhì)量是不利的。應(yīng)盡量避免這種設(shè)計(jì)。第13頁/共57頁2023/4/16（3）單腔分流道

在單腔模具中，如果塑件在分型面上的投影面積是連續(xù)的，可以采用中心進(jìn)料的澆注方式，即不設(shè)置分流道，凝料從主流道流經(jīng)澆口直接進(jìn)入型腔。塑件在外形之間有一個(gè)足夠大的空心空間第14頁/共57頁2023/4/16

澆口是主流道、分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端，對保證塑件質(zhì)量具有重要作用。兩個(gè)功能：①對塑料熔體進(jìn)入型腔起著控制作用，使熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔，并在保壓過程中進(jìn)行補(bǔ)料以彌補(bǔ)由于塑件收縮而留出的空間。②當(dāng)注射壓力（保壓壓力）撤消后，封閉型腔，使型腔內(nèi)尚未冷卻固化的塑料熔體不致發(fā)生倒流（澆口截面積很小，冷卻速度大于塑件的冷卻速度）。1）澆口的種類及適用場合澆口的類型有十幾種，各類澆口都有其適用的場合。這里介紹常用的幾種類型。注射模具澆口的設(shè)計(jì)第15頁/共57頁2023/4/16一、澆口的基本類型（1）直澆口（directgate/spruegate）

又稱主流道型澆口，非限制性澆口；

主流道直接進(jìn)料，澆口尺寸較大，壓力及熱量損失較小。流程短，利于補(bǔ)縮。成型效果好。只能用于成形單型腔模具。適用于大型桶、盆、箱、TV后殼等類塑件。如圖17所示。多用于熱敏性及高粘度塑料。圖17直接澆口第16頁/共57頁2023/4/16

為了防止冷料注入型腔，在不影響塑件使用的前提下，設(shè)置不明顯冷料穴；

D小于等于2t，防止主流道冷卻時(shí)間過長，影響注射效率。優(yōu)點(diǎn)：★澆口截面積大，流動阻力小，用于成型深腔塑件、壁厚塑件等高黏度流動性差的殼類塑件?！锬＞呓Y(jié)構(gòu)簡單緊湊，流動渠道短，便于加工?！锉貉a(bǔ)縮作用強(qiáng)，易于完整成型?！镉欣谂艢饧跋劢雍?。缺點(diǎn)：●除去澆口凝料比較困難，塑件上有明顯痕跡。●澆口附近熔料冷卻慢，延長注射周期，影響成型效率?！袢菀桩a(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起塑件變形，或產(chǎn)生氣泡、開裂、縮孔等缺陷?！裰贿m用于單腔模具。第17頁/共57頁2023/4/16（2）盤形澆口

直接澆口的變通形式，它具有直接澆口結(jié)構(gòu)簡單、流動渠道短等特點(diǎn)。特別是它對主流道經(jīng)過限制后以圓盤壯的澆口形式進(jìn)入型腔，可使進(jìn)料均勻，在整個(gè)圓周上進(jìn)料的流速大致相同，空氣也容易排出，同時(shí)避免了熔接痕的產(chǎn)生，同時(shí)澆口凝料容易消除。其缺點(diǎn)是：盤形澆口與型腔形成密封的空間，在塑件脫模時(shí)，內(nèi)部會形成真空狀態(tài)，阻礙脫模，甚至?xí)鹚芗冃螕p壞，因此必須設(shè)置進(jìn)氣桿或進(jìn)氣槽等進(jìn)氣通道。第18頁/共57頁2023/4/16（3）分流式澆口

與盤形澆口相似，由于動模型芯頭部設(shè)有一圓錐體，起分流作用，如圖4-19特點(diǎn)：

與盤形澆口相似，由于圓錐的分流作用，使流道的拐角變小，從而料流更加順暢。分流錐除起分流作用外，還是塑件內(nèi)孔的型芯。型芯的直面要高出塑件0.5～1mm，保證內(nèi)孔的完整性。第19頁/共57頁2023/4/16（4）輪輻式澆口盤形澆口的變異，它是將盤形澆口的整個(gè)圓周改為輪輻式幾小段圓弧形進(jìn)料。澆口較小，易于消除澆口凝料?？朔撃ｋy問題。缺點(diǎn)：由于注射時(shí)是幾處進(jìn)料，易產(chǎn)生幾條拼合縫。第20頁/共57頁2023/4/16（5）爪形澆口

它是分流澆口和輪輻式澆口的變異形式。它在型芯頭部的圓錐體上或者主流道的內(nèi)壁上均勻的開設(shè)幾處澆口。具有分流澆口和輪輻式澆口的共有特點(diǎn)。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：型芯的頂端圓錐體深入定模內(nèi)，起對中定位作用，容易保證塑件內(nèi)孔與外形的同心度要求。適用于內(nèi)孔較小或有同心度要求的管狀塑件。容易產(chǎn)生拼合縫的問題。

盤形澆口、分流式澆口、輪輻式澆口和爪形澆口的共同特點(diǎn)是利用塑件固有的內(nèi)孔，從中心進(jìn)料的，所以有時(shí)候統(tǒng)稱為中心澆口。第21頁/共57頁2023/4/16圖19點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口時(shí)應(yīng)注意的問題：盡量縮短澆口長度以減少壓力損失必須采用三板式模具結(jié)構(gòu)以自動拉斷澆口凝料圖4-23不宜成型平薄塑件及不允許有變形的塑件成型大型制品時(shí)采用多點(diǎn)進(jìn)料形式圖4-24可局部加大澆口對面塑件壁厚并使之呈圓弧過渡以避免變形或開裂圖4-25第22頁/共57頁2023/4/16在成型大型制品時(shí)，采用單個(gè)的點(diǎn)澆口，由于流程過長，會造成熔接處料溫過低，熔接不牢，形成明顯的熔接痕，影響塑件的強(qiáng)度。同時(shí)，由于料溫的差異過大，會引起塑件的變形。采用圖4-24的多點(diǎn)進(jìn)料的形式，即可彌補(bǔ)以上的不足。第23頁/共57頁2023/4/16點(diǎn)澆口具有如下優(yōu)點(diǎn)：★模具設(shè)計(jì)時(shí)，對澆口位置的限制較少，可較自由地選擇進(jìn)料部位?！餄部诔叽缧?，熔體通過澆口時(shí)流速增加，產(chǎn)生摩擦熱使熔體溫度升高，粘度降低，有利于充模?！锼芗?nèi)應(yīng)力小，尤其澆口附近。★澆口痕跡小，不需修整，不影響塑件外觀★澆口小凍結(jié)快，縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。★既可用于單型腔模具，也可用于多型腔模具。多型腔模具中，點(diǎn)澆口能均衡各型腔的進(jìn)料速度?！稂c(diǎn)澆口模具，開模時(shí)可將澆口自動拉斷并與塑件分離，不需人工切斷。易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。點(diǎn)澆口缺點(diǎn)是：●不適用于粘度較高（PSU、PC、HPVC等）和粘度對剪切速率變化不敏感的塑料?！裥栌幂^高的注射壓力。因充模阻力大，壓力損失多?！癫贿m用于厚壁塑件成型，延長充模時(shí)間。澆口凝固快，不利于保壓補(bǔ)縮?！顸c(diǎn)澆口模具需兩個(gè)以上的分型面，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。第24頁/共57頁2023/4/16（7）側(cè)澆口（sidegate，edgegate）如圖18，側(cè)澆口是從塑件一側(cè)邊緣進(jìn)料，開設(shè)在主分型面上。澆口截面多用矩形或梯形。澆口加工方便，能比較準(zhǔn)確的控制尺寸；澆口去除方便，塑件上痕跡小。適用多種塑料及各種制品的單或多型腔模具。側(cè)澆口的應(yīng)用如圖18所示。圖18側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)形式第25頁/共57頁2023/4/16其特點(diǎn)：截面扁平，冷卻時(shí)間短，生產(chǎn)效率較高易去除澆注凝料而不影響塑件外觀可據(jù)塑件形狀特點(diǎn)靈活多樣選擇澆口位置因截面小，熔料受擠壓和剪切改善流動狀況，便于成型和保證制品質(zhì)量易加工，易調(diào)整尺寸使各型腔澆注平衡適用于一模多腔模具，提高生產(chǎn)效率應(yīng)注意的問題壓力損失大，需用較大的注射壓力或縮短澆口長度澆口位置的選擇和排氣措施應(yīng)盡量避免熔接痕、縮孔、氣泡等缺陷第26頁/共57頁2023/4/16（a）側(cè)面開的側(cè)澆口，注射時(shí)澆口處有較大的內(nèi)應(yīng)力可能出現(xiàn)塑料強(qiáng)度和變形的薄弱區(qū)，同時(shí)必然產(chǎn)生彎曲變形（b）側(cè)澆口從端面進(jìn)料，彎曲減少，但澆口寬度窄小，塑件易產(chǎn)生流動痕跡或產(chǎn)生氣泡等不良現(xiàn)象。（c）端面開三個(gè)側(cè)澆口，流動痕跡改善（d）采用平縫式澆口，比較理想；但為了清除澆口凝料和減少澆口痕跡，應(yīng)將澆口厚度做得薄一些。第27頁/共57頁2023/4/16（9）潛伏式澆口（tunnelgate，submarinegate）又稱隧道式或剪切澆口，因澆口與塑件分離是受到剪切作用。潛伏澆口可看作是點(diǎn)澆口的變異形式，不但具有點(diǎn)澆口的全部優(yōu)點(diǎn)，而且模具結(jié)構(gòu)簡單，不需復(fù)雜的三板式結(jié)構(gòu)。潛伏式澆口的基本結(jié)構(gòu)如圖20所示。圖20潛伏式澆口的結(jié)構(gòu)第28頁/共57頁2023/4/16潛伏式澆口的特點(diǎn)：位置選擇范圍廣?？蛇x擇塑件的外表面、側(cè)表面，又可是端面、背面。開模時(shí)即實(shí)現(xiàn)自動切斷澆口凝料，并提高注射效率。易實(shí)現(xiàn)自動化點(diǎn)澆口必須加以模板二次開模才能取出凝料。潛伏式澆口只用二板式一次開模即可，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低。專用的銑切工具，加工方便潛伏式澆口的幾種結(jié)構(gòu)形式如下幾種：（1）拉切式澆口（2）推切式澆口（3）復(fù)式澆口第29頁/共57頁2023/4/16分流道設(shè)在主分型面上，澆口潛入型腔板一側(cè)，斜向進(jìn)入型腔，也就是說，澆口是在塑件外表面進(jìn)料的。拉切式潛伏澆口凝料的切削過程是：開模時(shí)，模具從主分型面分型，塑件留在動模一側(cè)逐漸后移。在鉤料桿的作用下，分流道和澆口凝料被迫隨動模后移，這時(shí)，澆口前端的橢圓孔起刀刃的作用，將澆口凝料剪斷，澆口又迫使凝料產(chǎn)生彈性變形，與分流道和塑件一起被拉出定模，如圖（b）所示；頂出過程中頂桿和鉤料桿同時(shí)將業(yè)已分離的澆口凝料與塑件一起頂出，如（c）所示。第30頁/共57頁2023/4/16推切式潛伏澆口是將澆口放在動模的一側(cè)，如（a）；它是在開模塑體脫離型腔后，在頂桿頂出塑件的同時(shí)，分流道鉤料桿在頂出力的作用下強(qiáng)行將澆口凝料推斷頂出。（b）在塑件上不影響使用的地方設(shè)置護(hù)耳，且在護(hù)耳上采用潛伏式澆口；（c）另一種形式是將澆口安置在止轉(zhuǎn)推桿上，即在推桿的頂部側(cè)面銼一個(gè)長度適宜、2mm深的輔助澆道，底部與潛伏式澆口相通。第31頁/共57頁2023/4/16第32頁/共57頁2023/4/16二、澆口的設(shè)置原則1.不影響制件的外觀第33頁/共57頁2023/4/162.澆口不影響使用性能第34頁/共57頁2023/4/163.在保證塑件填充良好的基礎(chǔ)上，應(yīng)使熔料流程最短，料流變向最少，減少壓力損失第35頁/共57頁2023/4/164.應(yīng)盡量避免熔接痕第36頁/共57頁2023/4/165.減少塑件變形第37頁/共57頁2023/4/166.將澆口設(shè)在便于熔料流動的方向進(jìn)料第38頁/共57頁2023/4/167.當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，避免噴射現(xiàn)象，澆口位置應(yīng)選擇在壁厚處，有利于填料和補(bǔ)充8.澆口與分流道的連接處應(yīng)采用圓弧或斜面相接第39頁/共57頁2023/4/169.澆口的選擇應(yīng)有利于排氣10.澆口應(yīng)便于清除凝料11.澆口初始尺寸應(yīng)選擇較小的尺寸第40頁/共57頁2023/4/16實(shí)例分析第41頁/共57頁2023/4/16第42頁/