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1、塑料成型工艺及模具设计 主讲教师 钱应平 机械工程学院 第五章浇注系统与排气系统设计 一 浇注系统的概念二 浇注系统的组成及设计原则三 主流道设计四 冷料井设计五 分流道设计六 浇口的类型和设计七 排气及进气结构设计 一 浇注系统的概念浇注系统是指模具中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道 作用 1 输送流体 2 传递压力 注射模具浇注系统设计 二 浇注系统的组成及设计原则组成普通浇注系统一般由主流道 分流道 浇口和冷料井四部分组成 注射模具浇注系统设计 浇注系统的设计原则 1 考虑塑料的流动性 保证流体流动顺利 快 不紊乱 2 避免熔体正面冲击小直径型芯或脆弱的金属镶件 3 一模
2、多腔时 防止大小相差悬殊的制件放一模内 4 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定 5 流道的进程要短 以减少成型周期及减少废料 注射模具浇注系统设计 注射模具浇注系统设计 普通浇注凝料的去除 三 主流道设计 注射模具浇注系统设计 指喷嘴口起到分流道入口处止的一段 与喷嘴在一轴线上 料流方向不改变 主流道设计分析 注射模具浇注系统设计 锥度2 6 对流动性差的塑料可取大一些 d1 d 0 5 1 SR1 SR 1 2 D1比D小10 20 浇口的截面积取分流道截面积的3 9 总是浇口套大 r 1 3 主流道尺寸设计 注射模具浇注系统设计 主流道衬套 浇口套 的结构 主流道衬套与定位圈
3、的装配方式 注射模具浇注系统设计 主流道的两种形式 注射模具浇注系统设计 缩短主流道的方法 注射模具浇注系统设计 四 冷料井设计 冷料穴也称冷料井 冷料井一般设在主流道和分流道的末端 其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的 冷料 防止 冷料 进入型腔而形成各种缺陷 注射模具浇注系统设计 冷料井的设计根据冷料井不同 其构成主流道冷料井底部的零件也不同 常见的有拉料杆 推杆 1 主流道冷料井 1 钩形 Z形 拉料杆 注射模具浇注系统设计 图与推杆匹配的冷料穴 钩形 Z形 拉料杆 注射模具浇注系统设计 图与推杆匹配的冷料穴 2 球头拉料杆 注射模具浇注系统设计 球头拉料杆分析 注射模具浇
4、注系统设计 球头拉料杆分析 注射模具浇注系统设计 球头拉料杆分析 注射模具浇注系统设计 3 菌头拉料杆 注射模具浇注系统设计 4 圆锥形拉料杆 注射模具浇注系统设计 圆锥形拉料杆分析 注射模具浇注系统设计 2 起拉料作用的冷料井 1 带推杆推出的冷料穴 注射模具浇注系统设计 带推杆推出的冷料穴 注射模具浇注系统设计 小盲孔 2 不带推杆推出的拉料穴 注射模具浇注系统设计 不带推杆推出的冷料穴 注射模具浇注系统设计 3 分流道冷料井分流道冷料井一般采用两种形式 一种是将冷料井开设在动模的深度方向 其设计方式与主流道冷料井类似 另一种是将分流道在分型面上延伸成为冷料井 注射模具浇注系统设计 五 分
5、流道设计1 影响分流道的设计因素 1 制品的几何形状 壁厚 尺寸大小及尺寸的稳定性 内在质量及外观质量要求 2 塑料的种类 亦即塑料的流动性 熔融温度与熔融温度区间 固化温度以及收缩率 3 注射机的压力 加热温度及注射速度 4 主流道及分流道的脱落方式 5 型腔的布置 浇口位置及浇口形式的选择 注射模具浇注系统设计 2 分流道的设计原则 1 塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小 2 分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间 以利于压力的传递及保压 3 保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔 4 分流道的长度应尽可能短 其容积要小 5 要便于加工及刀具选择 注射模具浇注系统设计 3 分流道横截面形状
6、的选择 注射模具浇注系统设计 表4 6常用的分流道的横截面形状及横截面尺寸 注射模具浇注系统设计 4 分流道横截面尺寸的确定方法 1 部分塑料常用分流道横截面尺寸推荐范围 注射模具浇注系统设计 2 公式计算对于质量小于200g 壁厚在3mm以下的塑件 可用下列经验公式确定分流道的当量直径 D 是流道的当量直径 mm m 是流经分流道的速率熔体的质量 g L 分流道的长度 mm 注射模具浇注系统设计 3 公式法2 下级分流道的当量半径可取相邻的上级分流道当量半径的80 90 注射模具浇注系统设计 5 分流道长度的确定分流道的长度与塑件的大小 型腔的布置 排列有关 6 分流道表面粗糙度分流道的表面
7、不必很光滑 表面粗糙度可设为Ra1 25 2 5 注射模具浇注系统设计 7 分流道与浇口的连接 注射模具浇注系统设计 8 分流道的布置 1 平衡式分流道 辐射式 单排列式 注射模具浇注系统设计 六 浇口的设计1 浇口的作用 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道 浇口的作用是使从流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔 型腔充满后 浇口部分的熔体能迅速的凝固而封闭浇口 防止型腔内的熔体倒流 2 浇口的类型及特点 1 直接浇口 注射模具浇注系统设计 2 中心浇口 盘形浇口 注射模具浇注系统设计 环形浇口 注射模具浇注系统设计 轮辐式浇口 注射模具浇注系统设计 爪形浇口 注射模具浇注系统设
8、计 3 点浇口 注射模具浇注系统设计 3 点浇口 注射模具浇注系统设计 4 侧浇口 矩形侧浇口 注射模具浇注系统设计 矩形侧浇口的基本尺寸 注射模具浇注系统设计 扇形侧浇口 注射模具浇注系统设计 薄片式侧浇口 注射模具浇注系统设计 5 潜伏式浇口 注射模具浇注系统设计 6 护耳形浇口 注射模具浇注系统设计 侧浇口和点浇口的推荐值 注射模具浇注系统设计 保证平衡进料浇口尺寸计算举例1 当分流道横截面大且流程短 6mm 200mm 的中 小型模具 靠近主流道的浇口做得大些 而远离主流道的浇口做得小些 或使靠近主流道的浇口长度长一些 而远离主流道的浇口长度短一些 注射模具浇注系统设计 2 当分流道比
9、较细长 6mm 200mm 以及流道中熔体的阻力和温度降都不可忽略的大 中型模具 将靠近主流道的浇口做大些 而靠近主流道的浇口做小些 注射模具浇注系统设计 3 当各型腔的二级分流道的长度和横截面积相同的情况下 可以借助以下经验公式 4 19 进行计算 注射模具浇注系统设计 3 浇口的设计原则 1 避免引起熔体破裂现象 注射模具浇注系统设计 2 有利于塑料熔体补缩 注射模具浇注系统设计 3 有利于熔体流动 注射模具浇注系统设计 4 有利于型腔内气体的排出 注射模具浇注系统设计 5 减少塑件熔接痕增加熔接强度 注射模具浇注系统设计 5 减少塑件熔接痕增加熔接强度 注射模具浇注系统设计 5 减少塑件
10、熔接痕增加熔接强度 增加流道 成型后切除 注射模具浇注系统设计 5 减少塑件熔接痕增加熔接强度 注射模具浇注系统设计 6 防止料流将型芯或嵌件挤压变形 注射模具浇注系统设计 7 高分子取向对塑件性能的影响 注射模具浇注系统设计 8 保证流动比在允许范围内 注射模具浇注系统设计 8 保证流动比在允许范围内 常用塑料的允许流动比范围 注射模具浇注系统设计 4 浇口位置选择实例 注射模具浇注系统设计 4 浇口位置选择实例 注射模具浇注系统设计 4 浇口位置选择实例 注射模具浇注系统设计 1 型腔内气体的来源及危害型腔内气体的来源 1 原有的空气 2 树脂中释放的挥发性物质及水汽型腔内气体的危害 排气
11、及进气结构设计 2 排气的几种方式1 利用模具分型面或配合间隙排气 排气及进气结构设计 2 开设排气槽排气 排气及进气结构设计 3 当型腔最后充填部位不在分型面上 其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时 可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块 多孔性合金块 以供排气 排气及进气结构设计 3 排气结构的设计原则 排气及进气结构设计 3 排气结构的设计原则 表4 14常用塑料排气槽深度 排气及进气结构设计 浇口的位置不同 排气槽的开设的位置也不同 排气及进气结构设计 4 几种引气方式塑件粘附型腔的情况较严重 开模时也应设置引气装置 尤其整体结构的深型腔 1 镶拼式侧隙引气 排气及进气结构设计 4 几种引气方式1 镶拼式侧隙引气 排气及进气结构设计 2 尤其整体结构 镶拼式侧隙引气 排气及进气结构设计 2 尤其整体结构1 镶拼式侧隙引气 排气及进气结构设计 3 气阀式引气 排气及进气结构设计 3 气阀式引气 排气及进气结构设计
