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1、第七章 分型面的选择及浇注系统设计,.1 塑料模具分型面的选择 .2 浇注系统设计 .3 热流道注射模及浇注系统,.1 塑料模具分型面的选择,一、分型面的定义及表示方法,二、分型面的形状,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,1. 有利于塑件脱模,分型面要取在塑件的最大截面处,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,2.有利于保证塑件质量,分型面的选择也要有利于保证塑件的尺寸精度,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型面的选择原则,三、分型
2、面的选择原则,三、分型面的选择原则,分型面的选择,.2 浇注系统设计,高性能模具,一副高性能模具必须具备下列三个高性能系统的配合： 高性能充填系统 高性能保压系统 高性能冷卻系统,塑料模具的浇注系统,投影面积,注射成型件,7.2 浇注系统设计,二、浇注系统组成及各部分作用,主流道,分流道,浇口,流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。,三、浇注系统设计原则,从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果 如果保压不足，较薄的区域会比较厚的区域更快凝固 避免将浇口放在厚度突然变化处，以避免迟滞现象或是短射的发生,浇口置于产品最厚处,三、浇注系统设计原则,Weld line
3、s (熔接痕)/Meld Lines(混合线),熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响（特别是纤维增强树脂）,Weld line,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,三、浇注系统设计原则,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
4、差，表面的纹路也较不美观。,三、浇注系统设计原则,考虑分子配向性,如果产品为狭长形，从单侧进浇可提供单一方向的均匀塑流 虽然产品两端的体积收缩会不同，但是不会有翘曲变形的问题发生 分子配向方向不同通常会导致翘曲,三、浇注系统设计原则,从产品中央进浇,将浇口放置于产品中央可提供等长的流长 流长的大小会影响所需的注射压力 中央进浇使得各个方向的保压压力均匀，可避免不均匀的体积收缩,浇口的对称性,浇口对称可以避免产品翘曲变形 不对称的流长会导致某些区域先填满，甚至先凝固可能造成产品不均匀的体积收缩，而导致产品翘曲变形,四、主流道设计与制造,作用：是连接注射机喷嘴和模具的桥梁，是熔料进入型腔最先经过的
5、部位。,设计要点:,截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r,主流道穿过两块模板时应呈阶梯状，或采用浇口套,四、主流道设计与制造,定位环与浇口套的关系,四、主流道设计与制造,浇口套常采用标准件，材料取45钢，装配后的加工。,四、主流道设计与制造,五、分流道设计与制造,流道的截面形状会影响到塑料在流道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。,五、分流道设计与制造,五、分流道设计与制造,1.分流道的截面形状,矩形截面,流道效率与圆形相当，但面积却比圆形流道多出27%，增加了射出废料，而且会造成顶出力量增加的现象。,五、分流道设计与制造,1.分流道的截面形状,梯形截面,面积比圆形流道多出39%，更加
6、浪费，但是与圆形流道相比的唯一优点是制造简便。,五、分流道设计与制造,1.分流道的截面形状,U形截面,又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成，面积仅比圆形流道多出14%。,五、分流道设计与制造,五、分流道设计与制造,2.分流道的设计要点,制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。 成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。 流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。 使塑件和流道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。,五、分流道设计与制造,五、分流道设计与制造,3.分流道的尺寸设计,D=产品最壁+1.5mm B=1.25D,五、分
7、流道设计与制造,3.分流道的尺寸设计,流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。 流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。 因此流道直径应适合产品的重量或投影面积。,五、分流道设计与制造,2.分流道的尺寸设计,流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。 流道长度可以按如下经验公式计算:,D =,D分流道直径mm W产品质量g L流道长度mm,五、分流道设计与制造,4.分流道的布置,流道排列的原则,尽可能使熔融塑料从主
8、流道到各浇口的距离相等。 使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。,流道的布置,自然平衡 人工平衡,不平衡,自然平衡,人工平衡,五、分流道设计与制造,流动平衡,自然平衡流道系统 在喷嘴和所有的模腔之间的距离和状况相同 所有模腔在相同的时间相同的压力下完成充填 人工平衡流道系统 以不同的流道尺寸使所有模腔在相同的时间相同的压力下完成充填,4.分流道的布置,五、分流道设计与制造,5.分流道制造要点,五、分流道设计与制造,圆弧铣刀加工，要保证位置精度,划线、立铣、研磨（Ra1.6m）,划线、立铣、研磨（Ra1.6m）,5.分流道制造要点,五、分流道设计与制造,六、冷料穴与拉料杆设计,作用：贮存冷料，
9、拉出凝料。,1.带钩形拉料杆的冷料穴,六、冷料穴与拉料杆设计,2.带球头拉料杆的冷料穴,六、冷料穴与拉料杆设计,3.无拉料杆冷料穴,六、冷料穴与拉料杆设计,六、冷料穴与拉料杆设计,七、浇口的设计及制造,七、浇口的设计及制造,1.浇口的作用,浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。,浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。,浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。,七、浇口的设计及制造,2.浇口的类型及特点,直接浇口,直接浇口广泛应用于单型腔模具 缺点：是去除浇口
10、后将在成型品表面留下痕迹。,七、浇口的设计及制造,侧浇口,2.浇口的类型及特点,典型的浇口尺寸为：厚度为0.4至6.4mm，宽度为1.6至12.7mm。,一般开设在分型面上，适合于一模多腔，浇口去除方便；但压力损失大、壳形件排气不便、易产生熔接痕。,七、浇口的设计及制造,重叠浇口,2.浇口的类型及特点,典型的浇口尺寸为：厚度0.4至6.4mm宽度为1.6至12.7mm。,重叠浇口与侧浇口类似浇口与成品侧壁或成品表面有重叠。,七、浇口的设计及制造,扇形浇口,2.浇口的类型及特点,典型的浇口尺寸为厚度0.25至1.6mm宽度6.4至25%的型腔侧壁的长度。,七、浇口的设计及制造,圆盘浇口,2.浇口
11、的类型及特点,圆盘浇口经常用于成型內侧有开口的圆柱体或圆形制品。 此类型浇口适用同心且尺寸的要求严格及不容许有熔接痕生成的塑料制品。,典型的浇口厚度是0.25至1.27mm。,七、浇口的设计及制造,环状浇口,2.浇口的类型及特点,使用环状浇口熔料自由地沿著环状浇口中心部分流动然后熔料向下流动充填模具。 典型的浇口厚度是0.25至1.6mm。,七、浇口的设计及制造,轮幅浇口,2.浇口的类型及特点,轮幅浇口又称为四点浇口或是十字浇口。此种浇口适用于管状塑料制品，且浇口容易去除和节省材料。 缺点：可能会产生熔接痕而且不可能制造出完善的真圆。 典型的浇口厚度是0.8至4.8mm宽度为1.6至6.4mm
12、。,七、浇口的设计及制造,薄膜浇口,2.浇口的类型及特点,与环状浇口类似但用于平直边缘的塑件。 适用于既平坦及大面积、且翘曲要保持最小的设计。 典型的浇口厚度是0.25-0.63mm其长度必须短 約0.63mm,七、浇口的设计及制造,护耳式浇口,2.浇口的类型及特点,通常应用于平板状且薄的成型品以降低型腔內的剪应力。,浇口周围产生的高剪切应力局限于辅助凸片而凸片将在射出成型后去除。 凸片浇口广泛应用于PCSAN和ABS等树脂的成型。,凸片的最小宽度为6.4mm最小厚度为型腔深度的75%。,七、浇口的设计及制造,点状浇口,2.浇口的类型及特点,适合于多型腔、三板两开式模具，开模时点浇口自动脱落。
13、,利用推板切断点浇口凝料,浇口小压力损失大，需要较高的注射压力。,七、浇口的设计及制造,七、浇口的设计及制造,潜伏式浇口,2.浇口的类型及特点,浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。,潜伏式浇口模具,3.浇口的计算,4.浇口的设计原则,一个好的浇口可以使塑料快速均匀及更好的单方向性流动并且有着合适的浇口凝固时间。,防止浇口处产生喷射现象而在充填过程中产生波纹状痕迹。 防止办法：加大浇口尺寸或采用冲击型浇口。,七、浇口的设计及制造,喷射(蛇纹 ),重迭浇口或潜式浇口以避免喷射流,搭接或扇形浇口以避免喷射流,七、浇口的设计及制造,4.浇口的设计原则,防止熔体直接冲击细长型芯或嵌件。,七、浇口的设计
14、及制造,七、浇口的设计及制造,七、浇口的设计及制造,4.浇口的设计原则,流动比不够时，考虑多个浇口。,浇口的位置应尽可能避免熔接痕的产生。如果实在无法避免，应使它们不处于功能区、负载区、外观区。,八、排气系统设计,1.排气系统的设计,利用模具分型面和配合间隙自然排气 排气间隙以不产生溢料为限，通常为0.03-0.05mm,利用烧结金属块排气：通气孔直径D不宜太大。,八、排气系统设计,1.排气系统的设计,排气槽排气：适用于较大塑件或成型过程中有大量气体产生的情况,排气槽应开在型腔最后填充部位 排气槽不应正对操作工人,八、排气系统设计,顶针排气,1.排气系统的设计,顶部视图,侧视图,0.04mm,
15、可以用铣床、磨床加工 顶针孔 + 0.01mm,八、排气系统设计,八、排气系统设计,2.引气系统的设计,大型深壳形塑件包紧型芯形成真空，难以脱模，需要引气装置。,镶拼式侧隙引气 气阀引气,浇口位置选择,浇口位置选择,浇口位置选择,本节重点、难点 热流道注射模的总体结构 热流道系统的设计,.3 热流道注射模及浇注系统,1、热流道注射模特点,压力损失小，可低压注射，同时有利于压力传递、提高塑件质量； 有利于实现自动化生产,提高生产率、降低成本 基本上实现了无废料加工，节约塑料原料 模具结构复杂、制造成本高，适用于质量要求高、生产批量大的塑件成型,对温度不敏感，低温下易流动成型，高温下热稳定性好 对
16、压力敏感，但在低压下易流动 热变形温度较高，可迅速从模具内顶出 热传导性能好 比热容小，塑料既易熔融又易凝固 具备上述要求的塑料有PE、PP、PS、PVC、ABS、POM等,2、热流道注射模对塑料的要求,1）绝热流道注射模 2）加热流道注射模,3、热流道注射模结构特点,井坑式喷嘴:喷嘴与模具入口间加有主流道杯(井坑)，适用于单型腔模具。杯内塑料容积通常为塑件重量的1/2-1/3,1）绝热流道注射模,井坑式喷嘴,井坑内塑料冷凝可能性大,只适用于操作周期短的情况(大于次/min).改进结构如下：,1）绝热流道注射模,多型腔绝热流道,1）绝热流道注射模,一模多腔，对整个流道(主流道和分流道)绝热(流道粗大), 尽量减小件5（分流道板）与件7（定模板）与型腔板的接触面积 缺点：塑件上带有一小段浇口凝料待后序处理, 分流道直径约为1630，最大可达74,设计要点：,1）绝热流道注射模,模具的主流道和分流道都很粗大，模具不加热，主要靠料流的冷硬层绝
