模具澆注系統(tǒng)設(shè)計樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。澆注系統(tǒng)設(shè)計4646123II局部放大圖9-1澆注系統(tǒng)的組成1-主流道;2-一級分流道;3-拉料槽兼冷料井

4-冷料井;5-二級分流道;6–澆口59.1.1澆注系統(tǒng)的組成模具的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機

噴嘴開始到型腔入口為止的流動動通道,

它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注

系統(tǒng)兩大類型。普通流道澆注系統(tǒng)包括主

流道、分流道、冷料井和澆口組成。如圖

9-1所示。

9.1.2澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循如下原則:1.結(jié)合型腔的排位,應(yīng)注意以下三點:a.盡可能采用平衡式布置,以便熔融塑料能平衡地充填各型腔;b.型腔的布置和澆口的開設(shè)部位盡可能使模具在注塑過程中受力均勻;c.型腔的排列盡可能緊湊,減小模具外形尺寸。2.熱量損失和壓力損失要小a.選擇恰當(dāng)?shù)牧鞯澜孛?b.確定合理的流道尺寸;在一定范圍內(nèi),適當(dāng)采用較大尺寸的流道系統(tǒng),有助于降低流動阻力。但流道系統(tǒng)

上的壓力降較小的情況下,優(yōu)先采用較小的尺寸,一方面可減小流道系統(tǒng)的用料,

另一方面縮短冷卻時間。c.盡量減少彎折,表面粗糙度要低。3.澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的冷料,防止其進入型腔,影響塑件質(zhì)量;4.澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔各個角落,使型腔內(nèi)氣體能順利排出;5.防止制品出現(xiàn)缺陷;避免出現(xiàn)充填不足、縮痕、飛邊、熔接痕位置不理想、殘余應(yīng)力、翹曲變形、收

縮不勻等缺陷。6.澆口的設(shè)置力求獲得最好的制品外觀質(zhì)量澆口的設(shè)置應(yīng)避免在制品外觀形成烘印、蛇紋、縮孔等缺陷。7.澆口應(yīng)設(shè)置在較隱蔽的位置,且方便去除,確保澆口位置不影響外觀及與周圍零件

發(fā)生干涉。8.考慮在注塑時是否能自動操作9.考慮制品的后續(xù)工序,如在加工、裝配及管理上的需求,須將多個制品經(jīng)過流道連

成一體。9.2流道設(shè)計9.2.1主流道的設(shè)計(1)定義:

主流道是指緊接注塑機噴嘴到分流道為止的那一段流道,熔融塑料進入模具時首先

經(jīng)過它。一般地,要求主流道進口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合。(2)設(shè)計原則:

熱塑性塑料的主流道,一般由澆口套構(gòu)成,它可分為兩類:兩板模澆口套和三板模

澆口套。圖9-2噴嘴與澆口套裝配關(guān)系SR1ΦDSR2Φd澆口套注塑機噴嘴參照圖9-2,無論是哪一種澆口套,為了保證主流道內(nèi)的凝料可順利脫出,應(yīng)滿足:

D=d+(0.5圖9-2噴嘴與澆口套裝配關(guān)系SR1ΦDSR2Φd澆口套注塑機噴嘴R1=R2+(1~2)mm(2)其它相關(guān)尺寸詳見第十六章第四節(jié)。冷料井的設(shè)計(1)定義及作用:

冷料井是為除去因噴嘴與低溫模具接觸而

在料流前鋒產(chǎn)生的冷料進入型腔而設(shè)置。它一

般設(shè)置在主流道的末端,分流道較長時,分流道的末端也應(yīng)設(shè)冷料井。

(2)設(shè)計原則:

一般情況下,主流道冷料井圓柱體的直徑為6~12mm,其深度為6~10mm。對于大

型制品,冷料井的尺寸可適當(dāng)加大。對于分流道冷料井,其長度為(1~1.5)倍的流道直

徑。HdHdH1HdHdH1d圖9-3底部帶頂桿的冷料井DD由于第一種加工方便,故常采用。Z形拉料桿不宜多個同時使用,否則不易從拉料桿

上脫落澆注系統(tǒng)。如需使用多個Z形拉料桿,應(yīng)確保缺口的朝向一致。但對于在脫模時無法作橫向移動的制品,應(yīng)采用第二種和第三種拉料桿。根據(jù)塑料不同的延伸率選用不同深度的倒扣。若滿足:(D-d)/D1,則表示冷料井可強行脫出。其中1是塑料的延伸率。表9-1樹脂的延伸率(%)樹脂PSASABSPCPAPOMLDPEHDPERPVCSPVCPP10.511.5122531102b.推板推出的冷料井ΦDΦdΦdΦD圖9-4用于推板模的拉料桿123413561-前模;2–推板:3–拉料桿:4–型芯固定板:5–后模:6–頂塊這種拉料桿專用于膠件以推板或頂塊脫模的模具中。拉料桿的倒扣量可參照表9-1。

錐形頭拉料桿(圖9-4c所示)靠塑料的包緊力將ΦDΦdΦdΦD圖9-4用于推板模的拉料桿123413561-前模;2–推板:3–拉料桿:4–型芯固定板:5–后模:6–頂塊冷冷料井圖9-5無拉料桿冷料井c.無拉料桿的冷料井對于具有垂直分型面的的注射模,冷料井置于左右兩半模

的中心線上,當(dāng)開模時分型面左右分開,制品于前鋒冷料一起

拔出,冷料井不必設(shè)置拉料桿。見圖9-5。

d.分流道冷料井

一般采用圖9-6中所示的兩種形式:圖a所示的將冷料井做

在后模的深度方向;圖b所示的將分流道在分型面上延伸成為冷

料井。有關(guān)尺寸可參考圖9-6。11122ΦDH=(1~1.5)DΦDΦDL=(1~1.5)D圖9-6分流道冷料井1-主流道2-分流道冷料井

9.2.3分流道的設(shè)計

熔融塑料沿分流道流動時,要求它盡快的充滿型腔,流動中溫度降盡可能小,流動

阻力盡可能低。同時,應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。因此,在流道設(shè)計時,應(yīng)考慮:

(1)流道截面形狀的選用

較大的截面面積,有利于減少流道的流動阻力;較小的截面周長,有利于減少熔

融塑料的熱量散失。我們稱周長與截面面積的比值為比表面積(即流道表面積與其體積的比值),用它來衡量流道的流動效率。即比表面積越小,流動效率越高。表9-2表9-2不同截面形狀分流道的流動效率及散熱性能名稱圓形正六邊形U形正方形梯形半圓形矩形流道截面圖形及尺寸代號效率(P=S/L)值通用表示式

0.250D

0.217b

0.250d

0.250b

0.250d

0.153d

hb/20.167bb/40.100bb/60.071b截面面積S=πR2時的P值

0.250D

0.239D

0.228D

0.222D

0.220D

0.216D

hb/20.209Db/40.177Db/60.155D使截面面積S=πR2

時應(yīng)取的尺寸

D=2R

b=1.1D

d=0.912D

b=0.886D

d=0.879D

d=1.414D

hb/21.253Db/41.772Db/62.171D熱量損失最小小較小較大大更大最大從表9-2中,我們能夠看出相同截面面積流道的流動效率和熱量損失的排列順序.圓形截面的優(yōu)點是:比表面積最小,熱量不容易散失,阻力也小。缺點是:需同時開設(shè)在前、后模上,而且要互相吻合,故制造較困難。U形截面的流動效率低于圓形與正六邊形截面,但加工容易,又比圓形和正方形截面流道容易脫模,因此,U形截面分流道具有優(yōu)良的綜合性能。以上兩種截面形狀的流道應(yīng)優(yōu)先采用,其次,采用梯形截面。U形截面和梯形截面兩腰的斜度一般為5°~10°。ΦD3=

ΦD2-(0.5~1.0)ΦD1ΦD2R1R2Φd1R3HhΦD3R1HΦD2圖9-7三板模流道結(jié)構(gòu)及尺寸ΦD1(2)分流道的截面尺寸

分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)膠件的大小、壁厚、形狀與所用塑料的工藝性能、注射

速率及分流道的長度等因素來確定。對于我們現(xiàn)在常見(2.0~3.0)mm壁厚,ΦD3=

ΦD2-(0.5~1.0)ΦD1ΦD2R1R2Φd1R3HhΦD3R1HΦD2圖9-7三板模流道結(jié)構(gòu)及尺寸ΦD1在圖9-7的a圖中,HD1D2D3;d1大于澆口最小截面,一般取(1.5~2.0)mm

,h=d1,錐度及一般取2°~3°,應(yīng)盡可能大。為了減少拉料桿對流道的阻力,應(yīng)將

流道在拉料位置擴大,如圖9-7c所示;或?qū)⒗衔恢米鲈诹鞯劳瓢迳?如圖9-7d所。

在圖9-7的b圖中,HD1,錐度及一般取2°~3°,錐形流道的交接處尺寸相差

0.5~1.0mm,對拉料位置的要求與圖9-7a相同。

9.3澆口設(shè)計

澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,澆口的位置、類型及尺寸對膠件質(zhì)量影響很大。在

多數(shù)情況下,澆口是整個澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小的部分(除主流道型的直接澆口外)。

對于圓形流通截面,圓管兩端的壓力降為P,有以下關(guān)系式:

式中a------為熔融塑料的表觀粘度

L----圓形通道的長度

Q----熔融塑料單位時間的流量(cm3/sec)

R----圓管半徑

對于模具中常見的窄縫形流動通道,經(jīng)推導(dǎo)有

W----窄縫通道的寬度

H----窄縫通道的深度

8aLQ

P=式(9-1)

R4abc圖9–8直接式澆口8aLQ

P=式(9-1)

R4abc圖9–8直接式澆口8aLQ

P=式(9-2)

WH3HLW圖9-9側(cè)澆口優(yōu)點:1.)形狀簡單,加工方便,

2.)去處澆口較容易HLW圖9-9側(cè)澆口LHW圖9-10搭接式澆口參數(shù):1.)澆口寬度W為(1.5~5.0)mm,一般取W=2H。大膠件、

透明膠件可酌情加大;

2.)深度H為(0.5~1.5)mm。具體來說,對于常見的ABS、

HIPS,常取H=(0.4~0.6),其中為膠件基本壁厚;對于流動性能較差的PC、

PMMA,取H=(0.6~0.8);對于POM、PA來說,這些材料流道性能好,但凝固

速率也很快,收縮率較大,為了保證膠件獲得充分的保壓,防止出現(xiàn)縮痕、

皺紋等缺陷,建議澆口深度H=(0.6~0.8);對于PE、PP等材料來說,且小澆

口有利于熔體剪切變稀而降低粘度,澆口深度H=(0.4~0.5)。

應(yīng)用:1.)適用于各種形狀的膠件,但對于細而長的桶形膠件不以采用。

3.搭接式澆口

優(yōu)點:1.)它是側(cè)澆口的演變形式,具有側(cè)澆口的各種優(yōu)點;

2.)是典型的沖擊型澆口,可有效的防止塑料熔體的

噴射流動。

缺點:1.)不能實現(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)來選用。

應(yīng)用:適用于有表面質(zhì)量要求的平板形膠件。

4.針點澆口

優(yōu)點:1.)澆口位置選擇自由度大,

2.)澆口能與膠件自行分離,

3.)澆口痕跡小,

4.)澆口位置附近應(yīng)力小。

缺點:1.)注射壓力較大,

2.)一般須采用三板模結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

圖9-11針點澆口R1R2R3dLh參數(shù):1.)澆口直徑d一般為(0.8~1.5)mm,

2.)澆口長度L為(0.8~1.2)mm。

3.)為了便于澆口齊根拉斷,應(yīng)該給澆口做一

錐度,LHW圖9-10搭接式澆口圖9-11針點澆口R1R2R3dLhHWL圖9–12扇形澆口dH圖9-13潛伏式澆口AADAD0.8D圖9–14弧形澆口Φ2.5min*d圖9-16圓環(huán)形澆口ABL圖9-15護耳式澆口HW2.)無需對澆口位置進行另外處理:

3.)不會在膠件的外觀面產(chǎn)生澆口痕跡。

缺點:

1.)可能在表面出現(xiàn)烘印;

2.)加工較復(fù)雜;

3.)設(shè)計不合理容易折斷而堵塞澆口。

參數(shù):

1.)澆口入水端直徑d為(Φ0.8~Φ1.2)mm,長(1.0~1.2)mm;

2.)A值為2.5D圖9-16圓環(huán)形澆口ABL圖9-15護耳式澆口HW弧形流道斜頂弧形流道斜頂膠件膠件(弧形流道截面)圖9-17斜頂式弧形澆口圖9-18澆口位置對熔接痕的影響圖9-19過渡澆口增加熔接痕牢度輔助流道熔接痕連成一線9.3.2圖9-18澆口位置對熔接痕的影響圖9-19過渡澆口增加熔接痕牢度輔助流道熔接痕連成一線圖9-20采用多澆口以增加熔接痕的牢度澆口位置圖9-20采用多澆口以增加熔接痕的牢度澆口位置2.防止長桿形膠件在注塑壓力的作用下發(fā)生變形;

見圖9-21,在方案(a)中,型芯在單側(cè)注塑壓力的沖擊下,會產(chǎn)生彎曲變形,從而導(dǎo)致

膠件變形。采用方案(b),從型芯的兩側(cè)平衡的進膠,可有效地消除以上缺陷。

圖9-21長桿形膠件的澆口布置方案圖9-21筆的兩種澆口設(shè)置方案比較圖9-20避免產(chǎn)生噴射的澆口布置圖9-19澆口位置的布置不影響裝配及外觀

圖9-21長桿形膠件的澆口布置方案圖9-21筆的兩種澆口設(shè)置方案比較圖9-20避免產(chǎn)生噴射的澆口布置圖9-19澆口位置的布置不影響裝配及外觀圖9-22澆口位置的布置不影響裝配及外觀3.避免影響零件之間的裝配或在外露表面留下痕跡;

如圖9-22(a)所示,為了不影響裝配,在按鍵的法蘭上做一缺口,澆口位置設(shè)在缺口

上,以防止裝配時與相關(guān)膠件發(fā)生干涉。如圖9-22(b)所示,澆口潛伏在膠件的骨位上,

一來澆口位置很隱蔽,二來沒有附加膠片,便與注塑時自動生產(chǎn)。

圖9-22澆口位置的布置不影響裝配及外觀4.防止出現(xiàn)蛇紋、烘印,應(yīng)采用沖擊型澆口或搭底式澆口;

熔融塑料從流道經(jīng)過小截面的澆口進入型腔時,

速度急劇升高,如果這時型腔里沒有阻力來降低熔

體速度,將產(chǎn)生噴射現(xiàn)象,如圖9-23(a)所示,輕

微時在膠口附近產(chǎn)生烘印,嚴重時會產(chǎn)生蛇紋。如

圖9-23(b)所示,若采用厚模搭底,熔融塑料將噴

到前模面上而受阻,從而改變方向,降低速度,均

勻地充填型腔。圖9-24(a)由于熔體進入型腔時沒有受到阻力,而在膠件的前端產(chǎn)生氣紋

;按9-24(b)改進后,以上缺陷可消除。

圖9-24噴射造成膠件的澆口附近烘印圖9-23避免產(chǎn)生噴射的澆口布置圖9-24噴射造成膠件的澆口附近烘印圖9-23避免產(chǎn)生噴射的澆口布置

5.為了便於流動及保壓,澆口應(yīng)設(shè)置在膠件壁厚較厚處

6.有利于排氣如圖9-25所示,一蓋形膠件,頂部較四周薄,采用側(cè)澆口,如圖(a),將會在頂部A

處形成困氣,導(dǎo)致熔接痕或燒焦。改進辦法如(b)圖,給頂面適當(dāng)加膠,這時仍有可能在側(cè)面位置A產(chǎn)生困氣;如按(c)圖所示,將澆口位置設(shè)于頂面,困氣現(xiàn)象可消除。

圖9-25澆口位置對排氣的影響(1)

A-熔接痕;紫色-流動方向圖9-25澆口位置對排氣的影響(1)

A-熔接痕;紫色-流動方向AA如圖9-26所示,若按(a)圖的方案進膠,預(yù)計將在位置A產(chǎn)生困氣,建議采用方案

(b),可有助于氣體排出型腔。圖9-26澆口位置對排氣的影響(