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1、第六章 塑料注射模具设计,6-1 塑件在模具中的位置6-2 塑料模具的分类6-3 注射模具与注射机的关系6-4 浇注系统的设计6-5 成型零件结构设计6-6 导向机构设计6-7 推出机构设计6-8 抽芯机构设计6-9 加热和冷却装置的设计6-10 塑料注射模具设计实例,6-4 浇注系统的设计,一、浇注系统的组成二、浇注系统设计的原则三、主流道的设计四、分流道的设计五、浇口的设计六、冷料穴的设计七、排溢系统的设计八、热流道浇注系统,6-4 浇注系统的设计一、浇注系统的组成,普通流道浇注系统和热流道浇注系统主流道（进料口）分流道浇口冷料穴排气槽,BACK,6-4 浇注系统的设计二、设计原则,1.要
2、能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。,尽量减少停滞现象,6-4 浇注系统的设计二、设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。,尽量避免出现熔接痕,6-4 浇注系统的设计二、设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),尽量避免过度保压和保压不足,当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。,保压不足,过度保压,6
3、-4 浇注系统的设计二、设计原则,1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题),尽量减少流向杂乱,流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。,6-4 浇注系统的设计二、设计原则,2.尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度,减小塑料用量和模具尺寸,尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失,3.尽可能做到同步填充,一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。,6-4 浇注系统的设计三、主流道设计,主流道的作用主流道设计的基本要点浇口套结构形式浇口套尺寸浇口套材料,主流道的作用连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁熔融塑料进入模具最先经过的地方主流道的大小影响塑料进
4、入型腔的速度和充模时间,BACK,主流道（浇口套）设计的基本要点内孔呈圆锥形，锥度26；其进口直径d应比注射机喷嘴直径d1大12mm;浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，一般为0.53mm；浇口套与注射机喷嘴接触处的球面的圆弧度必须吻合。浇口套的长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失；,浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.60.8m，保证料流顺利，易脱模；浇口套不能作成拼块结构，以免塑料进入接缝处，脱模困难；浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具；浇口套部位要有冷却措施。,BACK,R=r+0
5、.51mm,浇口套的结构形式浇口套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；（c)将二者设计成两个零件，然后配合固定在模板上。用于中、大型模具。,固定形式：1定模底板 2 浇口套 3定位圈 4定模板,BACK,浇口套的尺寸参见教材114页表5-2浇口套材料常用材料为45#钢、T8A、T10A等淬火硬度HRC5358,BACK,6-4 浇注系统的设计四、分流道设计,1 分流道的作用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；其基本作用是在压力损失最小的条件下，通过截面积的变化和流向变换，平稳地将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇
6、口处充模；同时分流道内残留的塑料最少，以减少冷料的回收。,2 分流道的形状及尺寸圆形截面推荐值参见教材116页表5-3梯形截面：U形截面：H1=1.25R1 R1=0.5B,3 分流道设计的基本要点（1）在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面应尽量小，长度尽量短；（2）较长的分流道应在末端开设冷料穴；（3）在多型腔注射模具中，各分流道的长度均应一致，长度应尽量缩短；主流道的截面积应大于各分流道截面积的总和；（4）当分流道开设在定模的侧边，并从浇口处延伸很长时，要加设分流道拉料杆；,(5)分流道的表面粗糙度要求达到Ra1.6m;(6)设计分流道时,应先取较小的尺寸,以便试模后根据实际情况进
7、行修正;(7)多型腔注射模具的分流道的布局取决于型腔布局，要保持相对平衡；(8)如果分流道较多时，应加设分流锥。,BACK,6-4 浇注系统的设计五、浇口的设计,1 浇口的作用 浇口是分流道和型腔之间的连接部分，除直接浇口外，它是浇注系统中截面积最小的部分，但确是关键部分。浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两种。非限制性浇口起着引料、进料的作用；限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使塑料熔体产生加速度，提高剪切速率，迅速而均衡地充满型腔；另一方面改善熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满。同时起着封闭型腔，防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与制品分离的作用。,2 浇口的类型（
8、1）直接浇口（2）侧浇口（3）扇形浇口（4）环形浇口（5）盘形浇口（6）点浇口（7）潜伏浇口,直接浇口,又称中心浇口、主流道型浇口或非限制性浇口熔体直接由主流道进入型腔，流动阻力小，速度快，补缩时间长，压力损失小，有利排气注射压力直接作用在塑件上，进料处残余应力大，易导致翘曲变形，浇口痕迹较明显适用于单型腔、深腔壳形和箱形等大型塑料制品,侧浇口,又称边缘浇口，国外称之为标准浇口一般开设在分型面上，截面形状一般多为矩形狭缝（也有半圆形）这类浇口加工容易，修整方便，可灵活地选择进料位置普遍使用于中小型塑料件的多型腔模具但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且压力损失大，对深型腔件排气不
9、便,扇形浇口,从分流道到型腔方向的宽度逐渐增加呈扇形的侧浇口适用于成型横向尺寸较大的薄片状塑件或平面面积较大的扁平塑件浇口的断面积不能大于分流道的断面积,环形浇口,环形浇口主要用来成型圆筒形塑件，开设在塑件的外侧充模时进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出避免使用侧浇口时容易在塑件上产生的熔接痕浇口去除较难，浇口痕迹明显,盘形浇口,盘形浇口类似于环形浇口，它与环形浇口的区别在于开设在塑件的内侧其特点与环形浇口基本相同,点浇口,又称为针点式浇口、橄榄形浇口或菱形浇口，其尺寸很小浇口前后两端存在较大的压力差，有效增大熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加
10、适用于薄壁塑件以及聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料的成型去除浇口后残留痕迹小，但压力损失大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面，以便浇口凝料脱模,潜伏浇口,潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口演变而来分流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处熔体通过型腔侧面斜向注入型腔，塑件外表不受损伤浇口制造困难,3 浇口设计的基本要求（1）浇口应开设在制品断面较厚的部位，保证充模安全；（2）浇口位置的选择，应使塑料充模流程最短，减少压力损失，利于排除型腔内气体；（3）浇口位置的选择，应防止在制品表面产生拼缝线，特别是圆环或筒形制品，应在浇口对面的熔料结合处开设冷料穴；（4）浇口位置应远离细长
11、型芯；（5）对大型或扁平制品，为防止翘曲、变形和缺料，可采用多点型浇口；,（6）尽量开在不影响外观的部位，如制品的边缘或底部；（7）浇口尺寸的大小应取决于制品的尺寸、几何形状、结构和塑料性能；（8）设计多型腔注射模具时，结合流道平衡并考虑浇口的平衡，应作到熔融塑料同时均匀充满型腔；（9）为了在开模时从浇口套内拉出凝料，一般在冷料穴的尽端设置拉料杆，拉料杆的直径等于浇口内孔大端的直径，以便钩住冷料。,BACK,6-4 浇注系统的设计六、冷料穴的设计,在注射机完成一次注射循环的间隔期，在喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口末端的动模上开设一洞穴或者在流道的末端
12、开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。冷料穴除了具有容纳冷料的作用以外，同时还具有在开模时将主流道和分流道的冷凝料钩住，将其保留在动模一侧，便于脱模的功能。并不是所有的注射模具都需开冷料穴，有时由于性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料穴。,BACK,6-4 浇注系统的设计七、排溢系统的设计,1 排溢系统的必要性形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷；气体受压、体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹）；积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。2 四种排气方式（1）利用配合间隙排气（2）在分型面上开设排气槽（3）利用排气塞排气（4）强制性排气,BACK,6
13、-4 浇注系统的设计八、热流道浇注系统,热流道又叫无流道。它的含义可从以下两方面来理解：在浇注系统中取消了流道，使熔融的塑料直接由注射机喷嘴经过粗而短的进料口到达浇口，然后进入型腔。靠塑料本身的热量使进料口中的塑料保持熔融状态。在模具浇注系统中仍然有流道，只不过这种流道比通常的流道大，或者采用喷嘴式流道，而且这种流道还采用内部或外部加热的方法保温，使流道中的塑料始终保持熔融状态。,热流道注射模具的优点：缩短成型周期，提高生产效率；减少材料消耗，没有冷料；因严格控制了温度，有利于提高制品质量，减少了废品热流道有利于压力传递，从而可以降低注射压力；缩短开模行程，有利于保护模具，延长了模具使用寿命。
14、,缺点：模具结构复杂要求严格控制温度，需装有温度控制装置制造成本高不适宜于小批量生产 应用较多的是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料制品,热流道的形式：（一）绝热流道 1 井式喷嘴 2 多型腔绝热流道（二）加热流道 1 延伸喷嘴 2 半绝热流道 3 多型腔热流道 4 二级喷嘴 5 阀式浇口热流道,BACK,又称绝热主流道，是结构最简单的绝热流道，适用于单形腔注射模。,空气,是最简单的加热流道,喷嘴球面与模具留有不大的间隙,是介于绝热流道和加热流道之间的一种流道。常用的有带加热探针或加热器的两种注射间歇时间延长到23min,模内设有一块可用加热器加热的热流道板,铍铜合金或其它导热好的材料制作二级喷嘴,在注射和保压阶段，浇口处的阀针9开启，熔体通过二级喷嘴和阀针进入模腔，保压结束后，阀针关闭，模腔内的塑料不能倒流，二级喷嘴内的塑料也不能流涎。,又称绝热分流道，有直接浇口式和点浇口式两种。,固化绝热层,空气,分流道板,思考与练习,1 普通流道浇注系统的组成？各部分的作用？常用浇口有哪几种类型？各适合应用于何种制品上？何谓冷料穴？有何作用？模具设计排溢系统的必要性？,
