ch4.3浇口设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 浇注系统的设计,一概述,二普通浇注系统,三无流道浇注系统,一概述,浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。,sprue,runner,gate,Cold-slug well,Work piece,浇注系统组成,主流道,分流道,二级分流道,三级分流道,浇口,塑件,冷料井,冷料井,浇注系统及塑件,1分类,普通浇注系统无流道浇注系统,浇注系统,：主流道、分流道、浇口、冷料井,非限制性浇口,：直接式浇口即直浇口（主流道型浇口）,限制型浇口：,常见有十几种形式,浇注系统分类,普通浇注系统,无流道浇注系统,主流道,分流道,浇口,冷料井,非限制性浇口,限制型浇口,针点式浇口,潜伏式浇口,护耳式浇口,盘形浇口,圆环形浇口,轮辐式浇口,爪形浇口,搭接浇口,侧浇口,平缝式浇口,扇形浇口,2设计原则,浇注系统设计的好坏对制品的性能、外观和成型难易程度影响很大。因此设计时应综合考虑以下几个原则：,塑料平稳，顺利地充满型腔各个部分，以保证型腔内气体排除干净。,流程要短以缩短充满型腔的时间，减少压力和热量损失。,浇注系统要少折弯，表面粗糙度小（主流道内壁0.63）以减小压力损失。,浇口位置选择应避免料流正面冲击型芯和嵌件。,浇注系统的尺寸应尽量小，以减少耗料。,二 普通浇注系统,1流动比计算,2,主流道设计,3,分流道设计,4冷料井和拉料杆的设计,5浇口设计,1流程比（,Flow Length Ration),计算,定义：熔融塑料流路长度与厚度比值的总和,计算目的：确定浇口的位置和数量。,B=L,1,/t,1,+L,2,/t,2,+L,n,/t,n,B,式中：,L,i,流程各段的长度（,mm）；,t,i,流程各段的厚度（,mm）,对大型塑件应计算流动面积比,P,s,P,s,=t/A mm,1,式中：,P,s,流动面积比（1310,4,，1310,-5,),t,塑件厚度（,mm）,A,塑件的表面积（,mm,2,）,最大流动比和注射压力、塑料品种、厚度有关,由实践得出的几种塑料的流动比：,塑料品种,注射压力(,MPa,),L/t,PP,120,280,PP,70,240200,PP,50,140100,PS,90,300280,PC,90,13090,L,流动长度,t,塑件的壁厚,（1）,主流道尺寸,圆锥形,24（,一般）,36(,流动性较差的塑料),dd,o,d=d,o,（0.51）,RR R=R+(23),L60,应采用延伸式喷嘴,（2）,主流道衬套,主流道衬套与定位环整体,主流道衬套与定位环分开,2,主流道设计,浇口套与定位环为组合式的,（3）主流道直径的确定：取决于主流道内熔体的剪切速率,一般,方法一：根据经验公式,式中：熔体流动的剪切速率,s,-1,q,v,熔体体积流量,cm,3,/s,1,（注射机对塑料额定注射量的60%80%除于注射时间）,q,v,=0.60.8V/t,R,n,流道有效半径(去除表面冷凝层),cm,方法二：另一经验公式,式中：,D,主流道大头直径,mm,V,j,流经主流道的熔体体积,cm,3,K,材料系数,K,值：,PS,类,K=2.5 PE、PP K=4 PA K=5,PC K=1.5POM K=2.1 CA K=2.25,3,分流道设计,（1）作用：过渡，转向,（2）要求：,融料尽快充满型腔的各个部分，热量，压力损失小,一模多腔时应保证进料均衡,定模,结构示意,动模,结构示意,模概述,（3）断面形状和尺寸,形状,特 性,热量损失,加工性,流动阻力,选用情况,圆形,小,难,小,常用,梯形,较小,易,较小,最常用,半圆形,较大,易,较大,不常用,矩形,大,易,大,一般不用,抛物线形（,U）,比梯形小,易,较小,常用,（3）断面形状和尺寸,式中：,D,各级分流道的直径,mm,m,流经该分流道的熔体质量,g,L,流过,m,熔体的分流道长度,mm,此式适于分流道直径在3.29.5,mm，,对于,HPVC、PMMA,应增大25%；大多数塑料,D,在610之间，流动性差的可大到13,mm。,梯形,L（,长边）,4 6(7)8(9)10 12,H（,高）,3 4(5)5.5(6)7 8,圆形,D,4 6(7)8(9)10 12,一般建议的分流道直径,（4）,分流道布置形式,平衡式：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸均对应相同，均衡进料，可同时充满各个型腔。,分流道布置形式,非平衡式：从主流道到各个型腔的分流道长度不等，塑料进入型腔的时间有先后，称为非平衡分流道。,应对浇口尺寸进行平衡修正，各浇口平衡值,BGV,应相等,式中,F,浇口截面积（,mm,2,）,L,r,流经流道长度（,mm）,L,g,浇口长度（,mm）,若各个塑件质量不一样则采用公式：,4冷料井和拉料杆的设计,（1）冷料井的作用：储存前锋冷料,拉料杆的作用：把主流道凝料从主流道衬套拉出，同时顶出浇注系统凝料,（2）分类：按冷料井、拉料杆按尖头部分结构不同可分为三大类：,带,Z,型拉料杆的冷料井,带球形头拉料杆的冷料井,无拉料杆的冷料井,带,Z,型拉料杆的冷料井,拉料杆兼起顶杆作用，固定在顶出板上，开模时冷料被一齐拉出，取塑件时朝拉料钩的侧向稍许移动即可脱出。同类型的还有带顶杆的倒锥形冷料井和环形槽冷料井,倒锥形冷料井：分模时靠倒锥起拉料杆作用，然后强制顶出,圆环槽冷料井：分模时靠侧凹起拉料杆作用，然后强制顶出。,后两种宜用于弹性较好的塑料成型，取主流道无需作横向移动，易实现自动化操作。,Z,形拉料杆（冷料井）及其变异形式,带球形头拉料杆的冷料井,球形头拉料杆,专用于制件以,推板脱模,的模具中,塑料进入冷料井包紧在拉料杆的球形头上，开模时即将凝料拉出。,固定在动模边型芯固定板上,不随顶出板移动,推板推动制件时把主流道凝料从球形头上硬刮下来,菌形拉料杆,和,锥形拉料杆,为球形头拉料杆的变异形式,锥形拉料杆无储存冷料的作用，靠塑料收缩的包紧力将主流道拉住，可靠性不如其它两种。可通过减小锥度，增加锥面的粗糙度来增大摩擦力。但尖锥分流作用好，适用于单型腔模成型带中心孔的制件，如齿轮。,球形头拉料杆（冷料井）及其变异形式,无拉料杆的冷料井,在主流道对面的动模上开一锥面凹坑,并在锥壁上平行于相对锥边钻一深度不大的小孔,分模时靠小孔的固定作用将主流道凝料拉出,顶出时，冷料头先沿小孔的轴线移动，然后被全部拔出,分流道续设计成,S,形或类似的带有挠性的形状,无拉料杆冷料井,定模,拉料穴,动模,分流道,5浇口设计：包括浇口数量,、,形式和位置,（1）数量的确定：,例：箱体件，,PP,塑料,L/t 240200,壁厚,t3mm L,max,980mm,解：,L/t980/3326.6 240200,n326.6/2402001.361.63,所以,n2,取两个浇口,进料,（2）浇口形式的选择,非限制性浇口,限制性浇口,（3）浇口位置的选择,应注意的几条原则,融料流动能量损失最小,要有利于型腔内气体的排出,要避免造成塑件收缩变形,要尽量避免和减少塑件的熔接缝,要避免正面冲击型芯和嵌件,浇口的设置要不影响塑件的外观,融料流动能量损失最小,A、,融料流程最短,B、,融料变向越少越好,C、,浇口设在壁厚处,如果薄壁处先凝固，将影响熔料流动的距离，阻力大，将造成得不到补缩和凹陷，缩孔等一系列缺陷,融料流程最短,融料变向越少越好,浇口设在壁厚处,要有利于型腔内气体的排出,若腔内的气体不能顺利排出，将造成制品的气泡，疏松，充模不满，熔接不牢或由于注射时，气体被压缩产生高温，造成局部碳化烧焦。,A,B,A,方案：料流很快充满圆周，封闭排气槽，且会在周围和顶部形成熔接缝，因而不合理,B,方案：料流最后到达分型面，排气良好，合理。,要避免造成塑件收缩变形,大型平板制件如果只采用一个浇口，可能出现翘曲变形，此时可以考虑采用四点或五点浇口，可有效防止翘曲。,要尽量避免和减少塑件的熔接缝,为减少熔接痕数量，在融料的流程不长时，若无特殊要求，最好不要开设一个以上的浇口，但大型板状制件应兼顾内应力和翘曲变形问题。,要避免正面冲击型芯和嵌件,小型芯,不合理,料流方向,浇口的设置要不影响塑件的外观,A,方案,B,方案,三无流道浇注系统,1定义,2优缺点,3对注射塑料的要求,4分类,返回目录,1定义,采用,加热和绝热,的方法，从注射机喷嘴起至型腔入口（浇口）为止，这段流道中央的融料一直保持熔融状态，开模时只取出塑件，不必取出浇注系统凝料。,2优缺点,优点,：,（1）同时节约工时（去凝料的工时）,缩短塑件的成型周期（3040）,（2）节约材料,（3）容易实现自动化,（4）采用热流道有利于压力的传递，可减少注射压力以及锁模机构的吨位。,（5）降低成本（约16）,缺点：,（1）模具结构相对复杂(需要控制流道和喷嘴温度)，成本昂贵，需大批大量生产,（2）不是所有塑料都适用,3对注射塑料的要求,（非热敏性塑料）,（1）成型温度范围广,低温流动性好,高温热稳定性好,（2）对压力敏感：不施压不流动，稍微施压即可流动,（3）热变形温度高：可以在较高的温度下脱模,PP、PE,理想；,ABS,较差；,PS、PA、PC,不可,4分类,（1）绝热流道注射模,（2）加热流道注射模,（3）冷（温）流道模具热固性塑料,热塑性塑料,（1）绝热流道注射模,单型腔模井坑式喷嘴,注射机喷嘴和模具入口间装置主流道杯（蓄料坑）,中心部分保持流动状态,仅适用于操作周期较短的模具，即单型腔模具,多型腔的绝热流道模具,主流道、分流道特别粗大，分流道直径1630,mm，,甚至达到74,mm,24mm,的外层（冻结层），起绝热作用,常见的浇口有主流道型浇口和针点式浇口两种。,（2）加热流道注射模,塑料层绝热的延伸式喷嘴的模具,多型腔内加热式热流道模具,（,Hot drop,）,Gate geometry varies widely depending on drop style and usage,Flow channel,针阀式浇口,(,Valve Gate),Valve pin,热流道板及其安装,热流道板安装,（3）冷（温）流道模具,用热水（油）使模具流道系统保持在较低温度，从而维持树脂流动性，适于热固性塑料。,非,限制性浇口直接式浇口（,Sprue,Gate,）,优点,：流程短，阻力小，压力损失小；易于成型，易补缩；适合于任何塑料,缺点,：尺寸大，固化时间长，延长了补料时间；难除去；浇口处易产生缩孔和应力。,适用于,：大型长流程制件和厚大箱体件和壳体件。,限制性浇口,针点式浇口,潜伏式浇口,护耳式浇口,盘形浇口,轮辐式浇口,爪形浇口,圆环型浇口,侧浇口,扇形浇口,平缝式浇口,重叠式浇口（搭接式浇口）,11,针点式浇口（,Pin Gate,）,A.,当制件尺寸较大时，可以从几点同时进料以缩短流程，加快进料流动阻力，减少翘曲变形。,B.,薄壁件应加大浇口对面壁厚。,C.,应用三板式双分型面模具,优点：速度快，温差小，熔接缝牢固，无浇口痕迹。,缺点：压力大，喷射现象严重（料流过程易产生折叠和蛇行）影响表面粗糙度。,Drop blue,Gate,Yellow,点浇口及其尺寸,潜伏式浇口（,Submarine Gate,）隧道式浇口或剪切浇口,具有针点式浇口的特点，进料部分一般选在制件侧面较隐蔽处，浇口潜入分型面下面，沿斜向进入型腔不会影响制品的美观。入口直径约为平均厚度的25%75%,优点：具有针点式浇口的优点,缺点：韧性好的塑料不宜采用,Parting Line,香蕉形浇口,(,Cashew Gate),弯曲潜伏式浇口,加工困难,潜伏式浇口的设置位置,潜伏式浇口的尺寸,护耳式浇口（分接式浇口、,Tab Gate,）,塑料通过小浇口，摩擦生热，改善了流动性，然后冲击在凸出块对面的壁上，从而降低了速度并改变了流向，均匀进料。,Gate,Tab,优点,：解决了小浇口的喷射现象。,缺点,：突出的护耳作为工艺块在制件成型后应以切除，割除较困难；耗料。,常用于,：聚碳酸脂，,ABS,和有机玻璃等塑料的成型。,护耳式浇口的结构,盘形浇口（隔膜浇口、,Diaphragm Gate,）,优点：均匀进料，排气好，无熔接缝,缺点：浇口难去除，耗料（常用冲切或车削去除浇口）,适用于：圆筒形制品或中间带孔的制品,轮辐式浇口,类似于圆环形浇口，把整个圆周进料改成了几个小段圆弧进料。,优点：进料均匀，排气好，浇口去除方便，回头料少。,缺点：有熔接缝，对制件强度有一定影响。,爪形浇口,轮辐式浇口的一种变形:分流道与浇口不在一个平面内,优点：型芯顶端安装入定模内，避免了弯曲变形，同心度高。,缺点：制模较困难。,适用于：管状制件,环型浇口（外圆环、,Ring Gate,）,与盘形浇口相似,浇口设置在与圆筒形塑件同心的外侧,适用于薄壁长管形塑件，型芯可在两端固定,优点：排气好，无熔接缝,缺点：浇口去除困难，痕迹明显,不建议采用,侧浇口（,Edge Gate,）,又叫边缘式浇口，一般开在分型面上，从制件边缘进料，典型的矩形断面浇口。约为产品,厚度,的,50%75%,优点：制模容易,扇形浇口（,Fan Gate),侧浇口的变异形式，浇口沿进料方向逐渐变宽，厚度逐渐变薄，并在浇口处迅速减至最薄。宽阔的边缘浇口,适用于：宽度较大的薄片状制品。,薄膜浇口（平缝式浇口、,Flash Gate,）,又称薄片式浇口，浇口比较薄（0.250.65,mm），,宽度大，为浇口边型腔宽的1/4至此边的全宽，浇口台阶长0.65,mm,优点,：料流均匀分配，减少内应力，减少因取向而产生的翘曲。,缺点,：成型后浇口加工量大，加大了产品成本。,重叠式浇口（搭接式浇口）,基本与侧浇口相同，但浇口不是在型腔的侧边，而是在型腔的一个侧面（属冲击型浇口，可有效防止喷射流动）成型不当会在浇口处产生表面凹坑，且浇口切除较困难，痕迹明显。,11,浇口进料方向,ANY QUESTIONS?,