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1、项目6 分型面的确定与浇注系统的设计,一、 项目引入,本任务以成型灯座（如图1-1所示）和电池盒盖（如图5-1所示）为载体，训练学生合理选择选择分型面和设计浇注系统的能力。,图1-1 灯座二维图形,图5-1 电池盒盖,二、相关知识,（一）型腔数量的确定及布置,1型腔（cavity ）数量的确定,(1) 按注射机的最大注射量确定型腔数量。 式中 n 型腔数量； m 单个塑件的体积或质量， cm3 或 g ; mj 浇注系统凝量， cm3或 g ; k 注射机最大注射量利用系数，一般取 0.8 ; mn 注射机最大注射量，cm3 或 g ; (切记算出之数值不能四舍五入,只能取小),二、相关知识,
2、（一）型腔数量的确定及布置,1型腔（cavity ）数量的确定,(2) 按注射机的额定锁模力确定型腔数量。,式中 注射机的额定锁模力， N; A 单个塑件在模具分型面上的投影面积， mm2 ; Aj 浇注系统在模具分型面上的投影面积， mm2, ; p 塑料熔体对型腔的成型压力（ MPa ) 查表; 型腔压力一般是注射压力的3040 。注射压力大小见表 5-3,二、相关知识,（一）型腔数量的确定及布置,1型腔（cavity ）数量的确定,（3）按塑件的精度要求确定型腔的数目 实践证明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度约降低 4 。成型高精度塑件时，型腔不宜过多，通常不超过 4 腔，因为多型腔难以
3、使型腔的成型条件一致。,设塑件的典型尺寸（基本尺寸）为 L( mm ) ，塑件尺寸偏差为 (mm），单型腔时塑件可能达到的尺寸公差为 ( POM 为士 0.2 % , PA 为士0.3 % , PC 、 PVC 、 ABS 等非结晶形塑料为士0.05 % ) ，则有,对于高精度塑件，通常最多采用一模四腔。,二、相关知识,（一）型腔数量的确定及布置,1型腔（cavity ）数量的确定,（4） 按经济性确定型腔数目 式中 N 需要生产塑件的总数； Y 每小时注射成型加工费； t 成型周期； Cl 每一型腔的模具费用，元。 注：模具型腔数目必须取 中的最小值(切记算出之数值不能四舍五入,只能取小)，
4、 可供参考。若型腔数目接近 时，则表明可以取得较佳的经济效益。此外，还应注意模板尺寸、脱模结构、浇注系统、冷却系统等方面的限制。,二、相关知识,（一）型腔数量的确定及布置,2一模多腔模具的排列, 尽可能采用平衡式 型腔布置防止模具受偏载而出现溢料现象 尽可能使型腔排列得紧凑，以减小模具的外形尺寸型腔布置模板尺寸较小，容易加工,图6-1 型腔布置力求对称,图6-2 型腔布置力求紧凑,二、相关知识,（二）分型面,1分型面的形状,图6-4 分型面的不同形状,在图纸上表示分型面的方法是在分型面的延长面上画出一小段直线表示分型面的位置。为更清楚地表示出开模方向，可用箭头表示开模方向或模板可移动的方向。若
5、其中一方不动，另一方移动，用 符号表示；若双向移动，用 表示（如图6-4所示）。如果是多分型面，则用大写字母（如“AA”、“BB”、“CC”，也可用罗马数字）表示开模的前后顺序。,二、相关知识,（二）分型面,2分型面的选择原则,（1）分型面必须在塑件断面轮廓最大的地方，才能保证塑件顺利地从模腔中脱出。（2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量（4）分型面的选择应有利于模具的加工（5）分型面的选择应有利于排气（6）长型芯作主型芯，短型芯作侧型芯（7）投影面积大的作主分型面（8）采用机动式侧向分型抽芯机构时应尽量采用动模边侧向分型抽芯,二、相关知识,（三
6、）浇注系统,1普通浇注系统的组成及设计原则,（1）普通浇注系统的组成,浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等部分组成 浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。,二、相关知识,（三）浇注系统,1普通浇注系统的组成及设计原则,（2）浇注系统的设计原则,（1）首先应了解塑料熔体的流动行为（2）尽量避免或减少产生熔接痕（3）有利于型腔中气体的排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比的校核（7）修整方便，保证制品外观质量
7、 （8）应考虑储存冷料的措施,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,1）尺寸 （mm） （mm） 内壁表面粗糙度一般为Ra0.8m； 主流道未端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半角r=13mm；主流道长度L60mm。定位圈高度H=510 mm,大型模具15 mm。注射机固定模板定位孔与模具定位圈取较松动的间隙配合h11/b11或0.1mm的小间隙,可拆卸的主流道衬套（俗称浇口套）内，衬套一般选用碳素工具钢如T8A、T10A等热处理要求5357HRC，衬套与定模板的配合可采用H7/m6或H7k6。可在此处增设局部镶块。 定位圈设计要易于加工、连接可靠并消除反压脱模现象。,图 主流道衬
8、套及其与注射机喷嘴的关系,（1）主流道设计,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,（2）冷料穴与拉料杆的设计,1）作用：用来储存前锋冷料，防止冷料进入型腔；分模时兼起拉凝料的作用。2）位置:主流道、分流道未端3）形状（与拉料杆对应）,一种是推杆形式的拉料杆，固定在推杆固定板上； 另一种是仅适于推件板脱模的拉料杆，固定在动模板上。,图6-15 卧式注射机用模具的冷料穴, 底部带有拉料杆的冷料穴,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,（2）冷料穴与拉料杆的设计, 底部带有推杆的冷料穴,图6-16 模具的冷料穴1制品 2螺纹型芯 3拉料杆 4推杆 5动模 6推件板, 底部无拉
9、料杆的冷料穴,图6-17 底部带有推杆的冷料穴,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,图6-19 分流道的截面形状,（3）分流道,）分流道的形状与尺寸,1）原则物料热量、压力损失尽可能小。均衡进料（同时充满，同时凝固）。,1）分流道断面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比（流道效率= ）小，以减小热量损失和压力损失；其形状顺序为：圆、正、梯、矩；还需考虑加工难度。,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,（3）分流道,表6-2常用分流道横截面及其尺寸 （mm）,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,布置形式,在多型腔模具中，分流道的布置有平衡式和非平
10、衡式两类,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计,（4）浇口的设计,浇口是浇注系统中最关键的部分，按对流体的约束作用,浇口的特征可分：,直接浇口（非限制性浇口或主流道浇口） 限制性浇口（点浇口、潜伏浇口、侧浇口、 扇形浇口等） 按位置：中心浇口、边缘浇口按形状：扇形、环形、盘形、轮辐式、薄片式、点浇口按特殊性：潜伏式、护耳式。按浇口宽度大小：窄浇口和宽浇口,浇口的形式及特点,浇口的形式及特点,浇口的形式及特点,d=0.51.5l=1.01.5,浇口的形式及特点,表6-4常用塑料所适应的浇口形式,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计, 浇口位置的选择原则,a浇口位置的设置应
11、使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少。b浇口位置的设置应避免熔体破裂。显的熔接痕。c应有利于排气和补缩。d避免塑件变形。e减少或避免产生熔接痕，提高熔接痕的强度。f应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响。g考虑塑件受力状况。h防止型芯变形。i校核流动比K。,二、相关知识,（三）浇注系统,2普通浇注系统设计, 浇口位置的选择原则,二、相关知识,（四）排气与引气系统设计,（1）危害 阻止快速充模，烧焦，造成气孔、组织疏松等缺陷（2）来源： 空气；原料中的水分；分解气体；添加剂挥发或化学反应所产生的气体。,（3)分布 最后充满的部位；分布在整个塑件上；从气泡的分布状况，可以判断气体的来源，从而选
12、择合理的排气部位。（4）排气方式注射模的排气方式：分型面; 配合间隙; 排气槽或排气孔; 烧结金属排气,1. 排气系统设计,二、相关知识,（四）排气与引气系统设计,2. 引气系统设计,是制品脱模的需要，其目的消除真空负压。常见的引气形式有： (1)镶拼式侧隙引气 (2)气阀式引气,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步 成型塑料制件灯座（如图1-1所示），结合项目5训练，继续完成以下内容： 确定型腔数及布置； 选择分型面； 设计浇注系统； 设计排气系统； 设计引气系统。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,1. 确定型腔数及布置 根据项目5初选螺杆式注射机，选择XSZY500型
13、号，注射机主要技术参数如表5-4所示。（1）按注射机的最大注射量确定型腔数n1,式中：,最大注射量的利用系数，一般取0.8；mmax注射机的最大注射量，cm3； mj浇注系统及飞边体积或质量，cm3；mi单个塑件的体积或质量，cm3。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,1. 确定型腔数及布置 （2) 按注射机的锁模力大小确定型腔数n2,式中：,F0注射机的额定锁模力；p塑料熔体对型腔的平均成型压力，p=39.2 MPa，见表5-3；A单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2；Aj浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2。,结合项目5分析结论：大型薄壁塑件、深腔类塑件、需三向或四向长
14、距离抽芯塑件等，为保证塑件成型，通常只能采用一模一腔。 所以成型塑料制件灯座模具的型腔数量我们选用一模一腔，型腔布置在模具的中间，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,2选择分型面,图6-39 分型面的选择,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,3浇注系统的设计,（1）主流道设计 根据项目5计算结果（如表5-4所示）可得XSZY500型注射机喷嘴的有关尺寸。 喷嘴球半径：R=18mm，喷嘴孔直径：d=5mm。 根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0(12) mm， d=d0+0.5mm。 取主流道球面半径：R=20mm。 取主流道的小端直
15、径：d0=5.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角为=26，表面粗糙度Ra0.4 m，抛光时沿轴向进行，以便于浇注系统凝料从其中顺利拔出。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3mm的圆弧过渡。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,3浇注系统的设计,（2）分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积比较大，塑件原料选用黏度较大的PC，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。本项目从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形
16、的分流道。查新编塑料模具设计手册得分流道半径R=6mm，分流道长度取决于浇口位置，末端延伸一部分起冷料穴作用。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,3浇注系统的设计,（3）浇口设计, 浇口形式的选择。,综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口（多点进料）形式。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,3浇注系统的设计,（3）浇口设计,图6-40 点浇口尺寸, 进料位置的确定。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。 浇口尺寸的确定。,查表6-3可知点浇口尺寸要求，依次设计浇口尺寸点浇口直径d=1.2mm，长度l=1.
17、5mm，内圆锥锥角1=6，内圆锥与浇口过渡处R=2mm。依次设计浇口尺寸如图6-40所示。,三、项目实施,（一）基本训练灯座模具设计初步,4排气和引气系统设计 由于该塑件整体较薄，排气量较小，同时，采用点浇口模具结构，属于中小型模具，可利用分型面间隙排气。塑件中部有4个高2.2mm，长11mm的内凸台，需采用抽芯机构，底部有22mm、12mm 3个通孔，因此可以利用推杆、活动型芯、活动镶件与模板的配合间隙进行排气，其配合间隙不能超过0.04mm，一般为0.030.04mm。 该塑件虽然属于薄壳深腔类塑件，但塑件底部有22mm、12mm 3个通孔，在开模及脱模过程中不会形成真空负压现象，因此不需要设计引气系统。,三、项目实施,（二）能力强化训练电池盒盖模具设计初步 成型塑料制件电池盒盖（如图5-1所示），结合项目5训练，继续完成以下内容： 确定型腔数及布置； 选择分型面； 设计浇注系统； 设计排气系统； 设计引气系统。,
