澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、塑膠模具設(shè)計(jì)原理澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),睿磊模具科技 2006.7 王華成,睿磊模具科技 2006.7 王華成,新睿磊模具科技 200911 李長(zhǎng)志,一.澆注系統(tǒng)的組成及功能 1.澆注系統(tǒng)由主流道和分流道,澆口及冷料穴組成. 2.澆注系統(tǒng)的功能就是將熔融的塑料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)的噴嘴,在高溫,高壓高速的狀態(tài)下通過(guò) 澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型. 3.設(shè)計(jì)的基本原則:就是在滿足制品質(zhì)量的同時(shí),還應(yīng)有利于提高成型的速度來(lái)縮短成型 的周期. 澆注系統(tǒng)由下示部分所構(gòu)成： (噴嘴)主流道分流道澆口(模穴)(排氣/溢料道) (註)適當(dāng)?shù)呐艢饧耙缌系涝O(shè)計(jì)，能防止缺料以及在工件上產(chǎn)生燒蝕的小點(diǎn)，並能形成完美的熔接(Weld Li

2、ne)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否適當(dāng)，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形週期。,1澆口套內(nèi)孔為圓錐形(2-6)，光潔度在Ra=1.60.8um錐度須適當(dāng)，太大造成壓力減少，產(chǎn)生濣流，易混進(jìn)空氣產(chǎn)生氣孔，錐度過(guò)小會(huì)使流速增大，造成注射困難 2澆口套口徑應(yīng)比機(jī)臺(tái)噴嘴孔徑大12mm，以免積存殘料，造成壓力下降，澆道易斷 3一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R=13mm)，以利于料流 4主流道與機(jī)臺(tái)噴嘴接觸處，設(shè)計(jì)成半球形凹坑，深度常取35mm特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大12mm，一般取R=1922mm之間，以防溢膠 5主流道盡量短，以減少冷料回收料，減少壓力和熱量損失 6主流道盡量避免拼塊結(jié)構(gòu)，以防塑

3、料進(jìn)入接縫，造成脫模困難 7為避免主流道與高溫塑料和射嘴反復(fù)接觸和碰撞造成損壞，一般澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工，并熱處理 8其形式有多種，可視不同模具結(jié)構(gòu)來(lái)選擇，一般會(huì)將其固定在模板上，以防生產(chǎn)中澆口套轉(zhuǎn)動(dòng)或被帶出,主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn),A角度從40-60之間,這里取44度,流道拐角處須加R1-2的圓角,防止拉斷,膠口件和母模人加工單邊0.25MM的段差3,防止產(chǎn)生倒鉤,a定位環(huán),注:適用于普通兩板模; d的取決于對(duì)應(yīng)的射出機(jī)臺(tái)規(guī)格,參考 ; 材質(zhì)采用S45C;,三:分流道的設(shè)計(jì). 1.分流道是連接主流道和澆口的通道. 1.設(shè)計(jì)分流道時(shí)應(yīng)考慮的因素. 1).制品的幾何形狀,肉厚,尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性,

4、功能和外在質(zhì)量的要求. 2).塑膠的種類,及塑膠的流動(dòng)性,熔融溫度,固化溫度及收縮率等. 3）分流道較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在末端設(shè)置冷料穴，以容納冷料和防止空氣進(jìn)入，而冷料穴上一般會(huì)設(shè)置拉料桿，以便于膠道脫模 4).主流道及分流道的拉料及脫落方式. 5).型腔的布置.澆口的位置及澆口的形式等. ）6流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量 。 ）7如分流道較多時(shí)，應(yīng)考慮加設(shè)分流錐，可避免熔融塑料直接沖擊型腔，也可避免塑料急轉(zhuǎn)彎使塑料平穩(wěn)過(guò)渡 ）8分流道一般采用平衡式方式分布，特殊情況可采用非平衡方式，要求各型腔同時(shí)均衡進(jìn)膠，排列緊湊，流程短，以減少模具尺寸 2.分流道的設(shè)計(jì)要求: 1).溫度及壓力

5、損失要小. 2).分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間,以利于壓力的傳遞. 3).從主澆道來(lái)的熔融塑料能均衡地以最短流和到過(guò)各澆口,並同時(shí)保證塑膠迅速均勻. 充滿各型腔。 4).在考慮型腔志分流道布置時(shí),最好使型腔和分澆道在分型上的總投影面積的幾何中心各鎖模力的中心重合。 5）分澆道一般只設(shè)在動(dòng)模或定模一邊。 6).便于刀具的加工. 3.分流道的截面 分流道的截面形狀經(jīng)常使用的有三種(如圖),U形梯形a=510。,平衡式分流道：澆口槽道的長(zhǎng)度及改變澆口的橫切面面積 相等,四:澆口的設(shè)計(jì) 1.定義澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道。它是分流道與塑件之間狹窄的部份也稱澆注系統(tǒng)最短小的部份 2.作用能使分流道

6、輸送過(guò)來(lái)的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度形成理想的流態(tài)順序并速速地充滿型腔同時(shí)還起著封閉型腔防止熔料倒流的作用并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離 3.設(shè)計(jì)澆口因考慮的因素 澆口的設(shè)計(jì)主要包括截面形狀及尺寸,澆口位置的選擇.影響澆口設(shè)計(jì)的因素包括; 1).制品的形狀,大小,肉厚,尺寸精度,外觀質(zhì)量和功能質(zhì)量等. 2).塑膠的種類(包括成型溫度,流動(dòng)性,收縮率,和有無(wú)添加填充物等 3).還有加工,脫模及清除澆口的難易程度等. 2.澆口大小的確定 1).澆口的尺寸宜小不宜大,在確定澆口尺寸時(shí),可以先定小一點(diǎn),然后根據(jù)試模狀況再進(jìn)行修改,從而使各模穴均勻填充. 2).小澆口可以增加射料的速度,增加剪切熱,有利于

7、填充,另外,小澆口的固化較快,不會(huì)過(guò)量的補(bǔ)縮,從而降低制品的內(nèi)應(yīng)力.且易去除,疤痕較小. 3).但有些肉厚的制品,澆口也不能太小,否則容易產(chǎn)生不飽模等不良. 所以具體大小的確定,要根據(jù)不同的情況來(lái)具體確定,一般.潛伏澆口或點(diǎn)澆口和牛角 澆口我們可以先取0.5-0.8mm之間.普通澆口一般選深度0.30-0.50mm.寬度1.5-3.0mm之間 4.澆口位置的確定 設(shè)計(jì)模具澆口時(shí),澆口位置的確定也是至關(guān)重要的,有些產(chǎn)品客戶對(duì)GATE的位置已有要求,但有時(shí)客戶沒(méi)有明確要求的情況下,就要我們自己根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定了,即使客戶要求了,自己也要確認(rèn)以下和不合理,如不合理,還要跟客戶或產(chǎn)發(fā)人員檢討,可否設(shè)變,在確

8、定澆口的位置時(shí),我們要遵循以下幾個(gè)方面: 1).應(yīng)設(shè)在制品的最大壁厚處,使塑膠由肉厚的地方流向肉薄的地方. 產(chǎn)生蛇紋.(如圖) 2).要防止在澆口處產(chǎn)生噴射而,噴流是指料流從一受限區(qū)域倒一開(kāi)闊區(qū)域而產(chǎn)生噴射形成的蛇形流痕,差的,差的,差的,好的,3).要考慮制品的尺寸要求,及制品的收縮變形的方向性. 4).要考慮去除澆口的方便性,并對(duì)外觀的影響要盡量的小 ）5澆口位置應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體排出 6）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度 7）澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔型蕊嵌件擠壓變形。 8).在產(chǎn)品比較復(fù)雜的情況下,在澆口的位置確定以后,一定要請(qǐng)模流分析工程師對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)澆狀況進(jìn)行分

9、析,看模流的填充狀況和變形度是否滿足要求,當(dāng)然.模流分析軟件只能是提供參考,設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)也很重要.,1)直接進(jìn)澆 是一種最簡(jiǎn)單的澆口,也是一種最原始的澆口,它本身就是主流道. 優(yōu)點(diǎn) 直接進(jìn)澆由于熔融塑料由澆口直接進(jìn)入型腔,所以壓力損失很小， 制作簡(jiǎn)單 。填充比較容易,并對(duì)各種塑膠都適用. 缺點(diǎn) （1）直接澆口的截面比較大,澆道的固化時(shí)間比較長(zhǎng),雖然有足夠的時(shí)間補(bǔ)料,但制品的內(nèi)應(yīng)力大 (2) 需人工剪除澆口(流道)； (3) 表面會(huì)留下明顯澆口疤痕。,.澆口的種類,3.澆口的種類,應(yīng)用：(1)可用于大而深的桶形膠件，對(duì)于淺平的膠件，由于收縮及應(yīng)力的原因，容易 產(chǎn)生翹曲變形。,(2)對(duì)于外觀不允許

10、澆口痕跡的膠件，可將澆口設(shè)于膠件內(nèi)表面，如圖9-8c所示。這種設(shè)計(jì)方式，開(kāi)模后膠件留于前模，利用二次頂出機(jī)構(gòu)(圖中未示出)將膠件頂出,2).側(cè)澆口 也稱普通澆口, 優(yōu)點(diǎn):形狀比較簡(jiǎn)單,加工方便,在非平衡的流道上修正澆口也比較容易,適用各種塑膠. 缺點(diǎn):1）制品和澆口不能自行分離,產(chǎn)品會(huì)有痕跡,且對(duì)細(xì)長(zhǎng)的桶形制品不宜采用， 2.)膠件易留下澆口痕跡。 下圖是側(cè)澆口的典型結(jié)構(gòu),其中: L一般取0.8-2mm之間,H主要根據(jù)制品的最大肉厚確定,一般在肉厚額1/31/2之間 通常取0.5-1.5mm,B通常取1.5-3MM,搭接式澆口,優(yōu)點(diǎn)：1.)它是側(cè)澆口的演變形式，具有側(cè)澆口的各種優(yōu)點(diǎn)； 2.)是

11、典型的沖擊型澆口，可有效的防止塑料熔體的噴射流動(dòng) 缺點(diǎn)：1.)不能實(shí)現(xiàn)澆口和膠件的自行分離； 2.)容易留下明顯的澆口疤痕。,參數(shù)：可參照側(cè)澆口的參數(shù)來(lái)選用。應(yīng)用：適用于有表面質(zhì)量要求的平板形膠件,扇形澆口,扇形澆口 他是側(cè)澆口的一種變形形式,它可以降低制品的內(nèi)應(yīng)力,主要適用于平板形制品及淺的 盒形或殼形制品,下圖是其典型結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù),優(yōu)點(diǎn)：1.)熔融塑料流經(jīng)澆口時(shí)，在橫向得到 更加均勻的分配，降低膠件應(yīng)力； 2.)減少空氣進(jìn)入型腔的可能，避免產(chǎn)生銀絲、 氣泡等缺陷。缺點(diǎn)：1.)澆口與膠件不能自行分離， 2.)膠件邊緣有較長(zhǎng)的澆口痕跡，須用工具才能 將澆口加工平整。,h=0.251.5mm

12、澆口寬度b=L/4(最小不小於8mm),扇形澆口,4)凸耳式澆口 主要用于高透明的平板形制品,或要求變形很小的產(chǎn)品,如背光板.其作用是熔融塑膠 進(jìn)入護(hù)耳是由于摩擦熱而改善其流動(dòng)性,當(dāng)料流沖到護(hù)耳側(cè)璧時(shí)使流速降低并改變流 向,從而平穩(wěn)的進(jìn)入型腔,其設(shè)計(jì)參數(shù)如下圖,凸耳式澆口,10.5”顯板示器背光,點(diǎn)進(jìn)澆 優(yōu)點(diǎn):幾乎應(yīng)用于各種形式的制品,點(diǎn)澆口的位置的選擇有較大的自由度,澆口附近的 殘余應(yīng)力較小,能自行拉斷且留下很小的痕跡,尤其適用于圓通型,盒形盒殼形制品,對(duì)于 較大的制品,可以設(shè)置多個(gè)點(diǎn)進(jìn)澆,以減小其曲翹變形. 缺點(diǎn):注塑壓力的損失比較大,多數(shù)要采用三板模結(jié)構(gòu),模具結(jié)構(gòu)澆為復(fù)雜.,潛進(jìn)澆 實(shí)際

13、上是點(diǎn)澆口的一種變形,幾乎適用于所有的塑膠的注塑成型.其被廣泛采用的原因 是因?yàn)樗泻芏圊r明的特點(diǎn) 設(shè)置比較靈活,可以在制品的內(nèi)外表面很多地方開(kāi)設(shè) 可以自動(dòng)切斷脫落,并且留下的痕跡較小 它有點(diǎn)澆口的特點(diǎn),但模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,對(duì)提高生產(chǎn)效率,減低成本有利. 加工不是很復(fù)雜,用放電加工或一般的機(jī)械加工即可. 缺點(diǎn)：從澆口位置到型腔壓力損失較大 下圖是潛澆口的設(shè)計(jì)形式和參數(shù): L1一般取8MM以上,H取2.0-5.0之間,推切式潛伏澆口,拉切式潛伏澆口,二次流道式,9).牛角進(jìn)澆 牛角進(jìn)澆是潛伏澆口的一種變形,因其有很多特出的優(yōu)點(diǎn)（ 1.)澆口和膠件可自動(dòng)分離； 2.)無(wú)需對(duì)澆口位置進(jìn)行另外處理： 3.)不會(huì)在膠件的外觀面產(chǎn)生澆口痕跡 ）,因而運(yùn)用越來(lái)越廣泛.特別 適用于制品的外表面不允許有任何不良痕跡的模具.如手機(jī)外殼,充電器等 但牛角進(jìn)澆不適用于較脆的塑膠,如PS,AS,PMMA等,且加工比較復(fù)雜,這些都限制了 它的使用范圍,牛角澆口的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)如下: L=L1+L2 ,L1至