注射模具浇注系统设计幻灯片.ppt
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1、注射模具浇注系统设计第1页,共57页,编辑于2022年,星期一1/10/2023(1)主流道()主流道(sprue)是连接注射机喷嘴与模具分流道之间的一段圆锥形通道,其作用是是连接注射机喷嘴与模具分流道之间的一段圆锥形通道,其作用是将塑料熔体从注射机喷嘴引入模具。(引料入模)将塑料熔体从注射机喷嘴引入模具。(引料入模)(2)分流道()分流道(runner)是主流道与浇口之间的料流通道。在多型腔或单型腔多浇口模是主流道与浇口之间的料流通道。在多型腔或单型腔多浇口模具中,分流道是将来自主流道的熔体均匀的分配至各型腔或同一型具中,分流道是将来自主流道的熔体均匀的分配至各型腔或同一型腔的各部位,并对熔
2、体进行分流和转向。按模具类型的不同,分流腔的各部位,并对熔体进行分流和转向。按模具类型的不同,分流道可分为一级或多级,有的模具没有分流道。道可分为一级或多级,有的模具没有分流道。(3)浇口()浇口(gate)分流道与型腔之间的一段截面狭小、长度很短的料流通道。熔体进分流道与型腔之间的一段截面狭小、长度很短的料流通道。熔体进入型腔的入口。是整个浇注系统的关键部分。入型腔的入口。是整个浇注系统的关键部分。第2页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10(4)冷料穴()冷料穴(cold-slug well)一般位于主流道末端分型面动模一侧,一般位于主流道末端分型面动模一侧,分流道较长时,
3、在其末端也分流道较长时,在其末端也设有冷料穴。设有冷料穴。冷料穴主要用于收集喷嘴前端和熔体流动前锋的冷冷料穴主要用于收集喷嘴前端和熔体流动前锋的冷料,避免冷料进入型腔对塑件质量造成影响。有时,在型腔最料,避免冷料进入型腔对塑件质量造成影响。有时,在型腔最后充满部位,为避免熔接缝对制品质量的影响,也设置冷料穴,后充满部位,为避免熔接缝对制品质量的影响,也设置冷料穴,制品成形后切除。制品成形后切除。2 浇注系统的功用浇注系统的功用 浇注系统是用于将注射机料筒中塑化好的塑料熔体经喷嘴浇注系统是用于将注射机料筒中塑化好的塑料熔体经喷嘴平稳的引入到模具型腔各部位,同时将注射压力和保压力均匀平稳的引入到模
4、具型腔各部位,同时将注射压力和保压力均匀的传递到型腔各处,以获得外观清晰,内在质量优良的塑件。的传递到型腔各处,以获得外观清晰,内在质量优良的塑件。作用:作用:1输送熔体;输送熔体;2传递压力。传递压力。第3页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10主流道的设计主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位,喷嘴喷出时最先经过的部位,与注射机喷嘴同轴。因之与与注射机喷嘴同轴。因之与熔融塑料、注射机喷嘴反复熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞,一般不直接开接触、碰撞,一般不直接开设在定模上,而是制成可拆设在定模上,而是制成可拆卸的浇口套,用螺钉
5、或配合卸的浇口套,用螺钉或配合形式固定在定模板上形式固定在定模板上,主流主流道的基本结构和安装形式如道的基本结构和安装形式如图图4-2。第4页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10一、主流道一、主流道设计设计要点要点v采用采用=3=366的的圆锥圆锥孔以便取出孔以便取出浇浇口凝料(口凝料(锥锥角太大注射速度角太大注射速度缓缓慢,形成慢,形成涡涡流流);锥锥孔内壁粗糙孔内壁粗糙Ra=0.63m;Ra=0.63m;锥锥孔大端有孔大端有1122的的过过渡渡圆圆角(角(减小料流减小料流转转向向时时的的流流动动阻力阻力)v当与注射区直接接触时,出料端端面直径当与注射区直接接触时,出料端端
6、面直径D D尽量小(尽量小(太大,型腔内部反压力太大,弹出太大,型腔内部反压力太大,弹出)v浇口套的凹球面与注射机喷嘴头的凸球面吻合:浇口套的凹球面与注射机喷嘴头的凸球面吻合:Sr=SSr=SR R+(0.50.51 1)mmmm(S SR R注射机喷注射机喷嘴头半径嘴头半径););d=d1+(0.5d=d1+(0.51)mm1)mm(d1d1注射机喷嘴头内径)端面凹球面深度注射机喷嘴头内径)端面凹球面深度L2=3L2=35 mm5 mmv定位环外径定位环外径D D1 1与注射机的定位孔间隙配合与注射机的定位孔间隙配合;定位环厚度定位环厚度 L L1 1=5 510mm10mmv浇口套端面与定
7、模相配合部分的平面高度一致浇口套端面与定模相配合部分的平面高度一致v浇口套长度浇口套长度L L尽量短尽量短(L(L太大,压力损失太大,物料降温过大太大,压力损失太大,物料降温过大)。v浇口套材质为浇口套材质为T8AT8A淬硬处理淬硬处理,硬度应小于注射机喷嘴硬度硬度应小于注射机喷嘴硬度第5页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10注射模分流道的设计注射模分流道的设计 分流道是主流道与浇口的中间连接部分,其作用是分流道是主流道与浇口的中间连接部分,其作用是熔料分流和转换方向。熔料分流和转换方向。一、分流道的设计要点一、分流道的设计要点v截面积:满足注射工艺的条件下尽量小截面积:满足
8、注射工艺的条件下尽量小 v分布:紧凑、对称,尽量缩小成型区域总面积分布:紧凑、对称,尽量缩小成型区域总面积v形状:截面积与周长之比尽量大形状:截面积与周长之比尽量大 v长度:尽量短;各型腔的分流道长度尽量相等长度:尽量短;各型腔的分流道长度尽量相等v转向:次数尽量少且圆角过渡转向:次数尽量少且圆角过渡 v内表面粗糙度:不必很光以使料流外层形成一层内表面粗糙度:不必很光以使料流外层形成一层冷却皮层保温。冷却皮层保温。RaRa1.6um1.6umv凝料脱出:当分流道在定模侧或较长时应设拉料凝料脱出:当分流道在定模侧或较长时应设拉料杆杆 如图如图4-54-5 v其他:应考虑冷却系统的方式和布局其他:
9、应考虑冷却系统的方式和布局第6页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10分流道对熔体流动的阻力要小,在保证熔体顺利充模要求的前提下,分流道对熔体流动的阻力要小,在保证熔体顺利充模要求的前提下,分流道的截面积与长度尽量取小值。分流道转折处应有圆角过渡,分流道的截面积与长度尽量取小值。分流道转折处应有圆角过渡,表面粗糙度表面粗糙度Ra=1.6 0.8为宜。(增大外层流动阻力,避免熔体流动时为宜。(增大外层流动阻力,避免熔体流动时产生表面滑移,使中心层有较高的剪切速率)。产生表面滑移,使中心层有较高的剪切速率)。分流道较长时,在其末端应开设冷料穴,如图分流道较长时,在其末端应开设冷料穴
10、,如图15所示。所示。第7页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10二、分流道的截面形状二、分流道的截面形状 (1 1)分流道的主要截面形状:)分流道的主要截面形状:v圆形截面圆形截面 分流道效率最高;根据塑件实际情况分流道直径分流道效率最高;根据塑件实际情况分流道直径D可在可在48mm内内最好。制造麻烦,将分流道分设在模板两侧,对合时产生错口现最好。制造麻烦,将分流道分设在模板两侧,对合时产生错口现象。象。v半圆形截面半圆形截面 效率比圆形差,加工起来简单效率比圆形差,加工起来简单v梯形截面梯形截面 加工起来较为简单,截面也利于物料的流动,加工起来较为简单,截面也利于物料的流动
11、,最常用最常用。D在在48mm选择。选择。v扁形截面(扁梯形)扁形截面(扁梯形)扁形截面的分流道的流动情况变差,但分流道冷却却比以上形状扁形截面的分流道的流动情况变差,但分流道冷却却比以上形状好很多。宽度和深度根据实际需要来定。好很多。宽度和深度根据实际需要来定。第8页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10(2)分流道的断面形状选择)分流道的断面形状选择 据理论分析可知,等断面积条件下,正方形的周长最长,圆形最短,其据理论分析可知,等断面积条件下,正方形的周长最长,圆形最短,其它形状介于两者之间。据此它形状介于两者之间。据此 从增加传热面积考虑,热固性塑料模具的分流道最好采用正
12、方形,可提高传热面积。但从增加传热面积考虑,热固性塑料模具的分流道最好采用正方形,可提高传热面积。但流道凝料不易脱模。流道凝料不易脱模。从减少散热面积考虑,热塑性塑料模具最好选用圆形截面分流道,可减少热量从减少散热面积考虑,热塑性塑料模具最好选用圆形截面分流道,可减少热量损失。损失。从降低压力损失考率,同等截面积时,圆形截面的周边最短,其熔体流动从降低压力损失考率,同等截面积时,圆形截面的周边最短,其熔体流动阻力较小,压力损失就小。阻力较小,压力损失就小。分流道的截面形状如图分流道的截面形状如图14所示。所示。第9页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10v三、分流道的布局形式三
13、、分流道的布局形式 分流道的布局取决于型腔的布局,两者应统一协调,相互制约。分流道的布局取决于型腔的布局,两者应统一协调,相互制约。分流道和型腔的分布有两种布局方式分流道和型腔的分布有两种布局方式:(:(1)平衡式布局;(平衡式布局;(2)非平衡式布局。两种方式)非平衡式布局。两种方式各有特点,因此在实践中都广泛应用。各有特点,因此在实践中都广泛应用。(1)平衡式分布的特点是平衡式分布的特点是:从主流道到各个型腔的分流道,其长度、截面尺寸及其形状都完从主流道到各个型腔的分流道,其长度、截面尺寸及其形状都完全相同,以保证各个型腔同时均衡进料,同时注射完毕。即保证各型腔的熔体温度、全相同,以保证各
14、个型腔同时均衡进料,同时注射完毕。即保证各型腔的熔体温度、压力、充模时间都相等。压力、充模时间都相等。分流道无冷分流道无冷料穴料穴有冷料穴,有冷料穴,合理合理第10页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10平衡式分流道平衡式分流道第11页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10平衡式分流道平衡式分流道(Balanced)(最常用最常用)第12页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10(2)非平衡式分流道)非平衡式分流道(non-Balanced)非平衡式布局的主要特点是,主流道至各型腔的分流道长度及熔体流程各不相非平衡式布局的主要特点是,主流道至各型腔
15、的分流道长度及熔体流程各不相同。致使各型腔的熔体充模时间不同,温度分布与压力传递不同,塑件质量不同。致使各型腔的熔体充模时间不同,温度分布与压力传递不同,塑件质量不一致。一致。第13页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10实际生产中有时将不同尺寸大小的塑件放在同一模具中成形,如实际生产中有时将不同尺寸大小的塑件放在同一模具中成形,如图图10所示。这对保证塑件质量是不利的。应尽量避免这种设计。所示。这对保证塑件质量是不利的。应尽量避免这种设计。第14页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10(3)单腔分流道)单腔分流道 在单腔模具中,如果塑件在分型面上的投影面积是连
16、续的,可以采用中心进料在单腔模具中,如果塑件在分型面上的投影面积是连续的,可以采用中心进料的浇注方式,即不设置分流道,凝料从主流道流经浇口直接进入型腔。的浇注方式,即不设置分流道,凝料从主流道流经浇口直接进入型腔。塑件在外形之间有一个足够大的空心空间塑件在外形之间有一个足够大的空心空间第15页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10 浇口是主流道、分流道与型腔之间的连接部分,即浇注系统的终端,浇口是主流道、分流道与型腔之间的连接部分,即浇注系统的终端,对保证塑件质量具有重要作用。对保证塑件质量具有重要作用。两个功能:两个功能:对塑料熔体进入型腔起着控制作用,使熔融塑料以最快的速度
17、进入并充对塑料熔体进入型腔起着控制作用,使熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔,并在保压过程中进行补料以弥补由于塑件收缩而留出的空间。满型腔,并在保压过程中进行补料以弥补由于塑件收缩而留出的空间。当注射压力(保压压力)撤消后,封闭型腔,使型腔内尚未冷却固当注射压力(保压压力)撤消后,封闭型腔,使型腔内尚未冷却固化的塑料熔体不致发生倒流(化的塑料熔体不致发生倒流(浇口截面积很小,冷却速度大于塑件的冷却浇口截面积很小,冷却速度大于塑件的冷却速度速度)。)。1)浇口的种类及适用场合)浇口的种类及适用场合 浇口的类型有十几种,各类浇口都有其适用的场合。这里介绍常用的浇口的类型有十几种,各类浇口都有其适用
18、的场合。这里介绍常用的几种类型。几种类型。注射模具浇口的设计注射模具浇口的设计第16页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10一、浇口的基本类型一、浇口的基本类型(1)直浇口(直浇口(direct gate/sprue gate)又称主流道型浇口,非限制性浇口;又称主流道型浇口,非限制性浇口;主流道直接进料,浇口尺寸较大,压力及热量损失较小。流程短,利主流道直接进料,浇口尺寸较大,压力及热量损失较小。流程短,利于补缩。成型效果好。只能用于成形单型腔模具。适用于大型桶、盆、于补缩。成型效果好。只能用于成形单型腔模具。适用于大型桶、盆、箱、箱、TV后壳等类塑件。如图后壳等类塑件。如图
19、17所示。多用于热敏性及高粘度塑料。所示。多用于热敏性及高粘度塑料。图图17 直接浇口直接浇口第17页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10 为了防止冷料注入型腔,在不影响塑件使用的前提下,设为了防止冷料注入型腔,在不影响塑件使用的前提下,设置不明显冷料穴;置不明显冷料穴;D小于等于小于等于2t,防止主流道冷却时间过长,影响注,防止主流道冷却时间过长,影响注射效率。射效率。优点:优点:浇口截面积大,流动阻浇口截面积大,流动阻力小,用于成型深腔塑件、力小,用于成型深腔塑件、壁厚塑件等高黏度流动性壁厚塑件等高黏度流动性差的壳类塑件。差的壳类塑件。模具结构简单紧凑,流模具结构简单紧凑
20、,流动渠道短,便于加工。动渠道短,便于加工。保压补缩作用强,易于完保压补缩作用强,易于完整成型。整成型。有利于排气及消除熔接有利于排气及消除熔接痕。痕。缺点:缺点:除去浇口凝料比较困难,除去浇口凝料比较困难,塑件上有明显痕迹。塑件上有明显痕迹。浇口附近熔料冷却慢,延长浇口附近熔料冷却慢,延长注射周期,影响成型效率。注射周期,影响成型效率。容易产生内应力,引起塑容易产生内应力,引起塑件变形,或产生气泡、开裂、件变形,或产生气泡、开裂、缩孔等缺陷。缩孔等缺陷。只适用于单腔模具。只适用于单腔模具。第18页,共57页,编辑于2022年,星期一2023/1/10(2)盘形浇口)盘形浇口 直接浇口的变通形
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