注塑模的流道和浇口的设计文献综述.doc

注塑模的流道和浇口的设计文献综述 姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指导老师：注塑模的流道和浇口的设计文献综述摘要：流道和浇口设计不合理，则出模产品会出现空洞缩水凹陷气孔等缺陷，从而降低出模产品的机械性能断裂延伸率和冲击性能成型后产品尺寸变差较大，致使影响产品性能。浇口直接影响注塑制品的外观、变形、成型收缩率及强度, 如果选用不当,容易使注塑制品产生缺料、熔接痕、缩孔、浇口白斑、翘曲、变脆及降解等缺陷。根据注塑制品的不同特点,探讨了11种浇口形式的优缺点,进一步阐述了选用浇口类型与位置的方法及原则。关键词：流道 浇口 注塑模具 注塑制品 设计环节引言流道和浇口设计是设计注塑模具的重要环节，其设计位置形状决定出模产品的质量物理性能等除此之外，流道浇口的合理布置对提高材料利用率，改善注塑工艺性等方面也有十分关键的作用。浇口亦称进料口, 是连接分流道与型腔熔体的通道。浇口选择恰当与否直接关系到注塑制品能否完好、 高质量地注射成型。浇口设计包括浇口截面形状与尺寸的确定和浇口位置的选择。关于浇口截面形状及尺寸的确定, 很多教科书都有提及, 这里不再重复。 浇口位置对熔体流动前沿的形状和保压压力的效果都起着决定性的作用, 因此也决定了注塑制品的强度和其它性能。对于影响确定浇口位置的因素来说, 包括制品的形状、 大小、 壁厚、 尺寸精度、 外观质量及力学性能等。此外, 还应考虑浇口的加工、 脱模及清除浇口的难易程度。正确的浇口位置可以避。免出现那些可以预见的问题。一、主流道设计1. 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为3.54mm。2.主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为20，所以唧咀的为R21。 图 (1) 3. 主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为120mm，内径35mm。具体固定形式如下图所示：图 (2) 二、分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。1. 主分流道的形状及尺寸主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：（式1）（式2）式中B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L分流道的长度（mm）H梯形的高度（mm）梯形的侧面斜角a常取50150，在应用式（式1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.29.5mm范围内才合理。本电动机绝缘胶架的体积为3221.7324mm3，质量大约4g，分流道的长度预计设计成140mm长，且有4个型腔，所以：取B为8mm取H为5mm梯形小底边宽度取6mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成100。另外由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板），分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。实际加工时实，常用两种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一各小型号。如下图所示：图 (3) 2. 主分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长140mm。3. 副分流道的设计副分流道中的主分流道以下的两个土字形的流道副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边20，其最底部直径为6mm，水平方向上下两层流道的直径为4mm，这些都是根据经验取值，其总长度为38.15mm。2. 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）3. 分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。三、浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。1. 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图（4）所示。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为4的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。图 (4) 2. 浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1) 尽量缩短流动距离。2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。3) 必须尽量减少熔接痕。4) 应有利于型腔中气体排出。5) 考虑分子定向影响。6) 避免产生喷射和蠕动。7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8) 注意对外观质量的影响。根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计两个进浇点如图（5）和图（6）所示，进浇点1的分流道开在行位上，进浇点2的分流道开在后模模仁上。图 (5) 图 (6) 四、浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。五、冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。结语浇口的设计与位置的选择恰当与否, 直接关系到塑料制品能否被完好、 高质量地注射成型。浇口的形式和开设的位置不仅会对塑料制品的成型性能及成型质量有很大影响, 而且还会影响到模具的整体结构。因此, 合理地选择浇口形式和开设位置是提高塑料制品质量的一个重要环节。选择浇口形式和位置时, 需要根据塑料制品的结构、 工艺特征和成型质量要求, 并分析塑料原材料的工艺特性、 塑料熔体在型腔内的流动状态及成型的工艺条件综合加以考虑。参考文献： 1 蒋继宏, 王效岳. 注塑模具典型结构 100例 M . 北 京: 中国轻工业出版社, 2000 2 王文广, 田宝善, 田雁晨. 塑料注射 模具设计技巧 与实例 M .北京: 化学工业出版社, 2004 3 林师沛译. 热塑性塑料注塑原理. 北京 : 轻工业出版社 ,1998. 4 朱勇. 低膨胀 PP 2R 复合体系协同效应分析J . 塑料科技 ,2003 ( 1) :20 - 23 5 李金良, 龙玲. 注塑制品的翘曲变形分析. C AD /C AM 与制造业信息化, 2003( 7 ): 43 6 王新宇 ,漆宗能 ,王佛松. 聚合物2 层状硅酸盐纳米复合材料制备及应用J . 工程塑料应用 ,1999 ,27 ( 2) :1 - 3. 7 陈万林. 实用塑料注射模设计与制 造 M . 北京: 机械出版社,2 000