[學(xué)習(xí)]塑料注射成型模具澆注系統(tǒng)設(shè)計

1、百金買駿馬，千金買美人；萬金買高爵，何處買青春？ ——屈原,模塊一 塑料注射成型工藝與模具設(shè)計,塑料注射成型模具澆注系統(tǒng)設(shè)計,任務(wù)導(dǎo)入,,,,一,任務(wù)：設(shè)計電流線圈架注射模具的澆注系統(tǒng),型腔數(shù)目與分布,分型面的類型與選擇,注射模具澆注系統(tǒng),設(shè)計注射模具澆注系統(tǒng),完成任務(wù),,,,,,1、型腔數(shù)目和分布（1）型腔數(shù)目的確定 1）單型

2、腔 2）多型腔 根據(jù)經(jīng)濟性 根據(jù)鎖模力 根據(jù)制件精度 根據(jù)注射量（2）型腔分布的確定,專業(yè)知識,,,,二,1）單型腔模具制件在模具中的位置 2）多型腔模具型腔的排布 平衡式排布： 非平衡式排布：,2、分型面的類型與選擇,—— 模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可

3、分離的接觸表面稱為分型面，也叫合模面。,分型面,（1）分型面的基本形式及表示方法,平面,斜面,階梯面,曲面,（2）分型面選擇的一般原則,1、有利于脫模,2.有利于保證塑件質(zhì)量,3.有利于簡化模具結(jié)構(gòu),4.有利于模具成型零件的加工,有利于塑件脫模,分型面要取在塑件的最大截面處,,有利于保證塑件質(zhì)量,分型面的選擇要滿足塑件表面質(zhì)量的要求,,有利于保證塑件質(zhì)量,分型面的位置要有利于模具的排氣,,有利于保證塑件質(zhì)量,盡量減少塑件在分型面上的投影

4、面積,,有利于保證塑件質(zhì)量,要滿足塑件的精度要求，比如同心度、同軸度、平行度等等,,有利于保證塑件質(zhì)量,分型面Ⅰ、Ⅱ哪個更能保證雙聯(lián)齒輪的同軸度要求？,有利于保證塑件質(zhì)量,分型面的選擇也要有利于保證塑件的尺寸精度,,有利于保證塑件質(zhì)量,分型面的選擇要滿足塑件的使用要求,有利于保證塑件質(zhì)量,要考慮飛邊在塑件上的位置,,,分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu),盡可能的避免側(cè)向分型或者抽芯,分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu),盡可能的避免側(cè)向分型或

5、者抽芯,盡量地把側(cè)向分型抽芯機構(gòu)留在動模一側(cè),分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu),,塑件不止有一個抽芯的時候，在選擇分型面時要使較大的型芯與開模方向一致,分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu),,使塑件盡量留在動模一側(cè),分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu),,,要有利于模具成型零件的加工,斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容易加工,,高性能模具,一副高性能模具必須具備下列三個高性能系統(tǒng)的配合： 高性能充填系統(tǒng) 高性能保壓系統(tǒng)

6、高性能冷卻系統(tǒng),3、塑料注射成型模具澆注系統(tǒng),澆注系統(tǒng)：指由注射機噴嘴中噴出的塑料進入型腔的流動通道。作用：使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充型腔，并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個部分，以獲得組織緊密的塑件。分類： 普通澆注系統(tǒng)：冷流道 無流道凝料澆注系統(tǒng)：熱流道、絕熱流道,（1）澆注系統(tǒng)的組成與作用,主澆道,分澆道,澆口,,,流道系統(tǒng)的設(shè)計是否適當(dāng)，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形周期。,澆注系統(tǒng)設(shè)計的

7、基本原則,1.要能保證塑件的質(zhì)量(避免常見的充填問題 ),停滯現(xiàn)象容易使工件的某些部分過度保壓，某些部分保壓不足，從而使內(nèi)應(yīng)力增加許多。,盡量減少停滯現(xiàn)象,1.要能保證塑件的質(zhì)量(避免常見的充填問題 ),熔接痕的存在主要會影響外觀，使得產(chǎn)品的表面較差；而出現(xiàn)熔接痕的地方強度也會較差。,盡量避免出現(xiàn)熔接痕,1.要能保證塑件的質(zhì)量(避免常見的充填問題 ),盡量避免過度保壓和保壓不足,當(dāng)澆注系統(tǒng)設(shè)計不良或操作條件不當(dāng)，會使熔料在型腔中保壓時間

8、過長或是承受壓力過大就是過度保壓。過度保壓會使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)飛邊。,保壓不足,過度保壓,1.要能保證塑件的質(zhì)量(避免常見的充填問題 ),盡量減少流向雜亂,流向雜亂會使工件強度較差，表面的紋路也較不美觀。,2.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度,減小塑料用量和模具尺寸,盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失,3.盡可能做到同步填充,一模多腔情形下，要讓進入每一個型腔的熔料能夠同時到達，而且使每個型腔入口的壓力相等。,（

9、2）主流道的設(shè)計,作用：是連接注射機噴嘴和模具的橋梁，是熔料進入型腔最先經(jīng)過的部位。,設(shè)計要點:,截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r,主澆道穿過兩塊模板時應(yīng)呈階梯狀，或采用澆口套,定位環(huán)與澆口套的關(guān)系,澆口套常采用標(biāo)準件，材料取45鋼，裝配后的加工。,（3）分流道設(shè)計,作用：使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換并盡快地充滿型腔。,分流道的截面形狀,分流道的尺寸設(shè)計,分流道的布置,分流道的設(shè)計要點,流道的截面形狀會影響到塑料在澆道中的流

10、動以及流道內(nèi)部的熔融塑料的體積。,1.分流道的截面形狀,圓形截面,優(yōu)點：流道形狀效率較高，可達0.25D。,缺點：增加制作費用及成本，稍不注意會造成流道交錯而影響流動效率。,1.分流道的截面形狀,矩形截面,流道效率與圓形相當(dāng)，但面積卻比圓形流道多出27%，增加了射出廢料，而且會造成頂出力量增加的現(xiàn)象。,1.分流道的截面形狀,梯形截面,面積比圓形流道多出39%，更加浪費，但是與圓形流道相比的唯一優(yōu)點是制造簡便。,1.分流道的截面形狀,U形

11、截面,,又稱改良式梯形流道，結(jié)合圓形與梯型的優(yōu)點改良而成，面積僅比圓形流道多出14%。,1.分流道的截面形狀,六角形截面,其面積僅為圓形流道的82%，是最理想的澆道，但是制造不易，通常不考慮使用。,2.分流道的設(shè)計要點,制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 流道截面要大一些。流道方向改變的拐角處, 應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷料穴。使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖

12、模力的中心重合。,,2.分流道的設(shè)計要點,保證熔體迅速而均勻地充滿型腔分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小要便于加工及刀具的選擇每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大10～20％（D＝d×10～20％）,3.分流道的尺寸設(shè)計,D>=產(chǎn)品最壁+1.5mm B=1.25D,3.分流道的尺寸設(shè)計,流道的直徑過大：不僅浪費材料, 而且冷卻時間增長, 成型周期也隨之增長, 造成成本上的浪費。 流道的直徑過?。翰牧系牧鲃幼枇Υ?

13、 易造成充填不足, 或者必須增加射出壓力才能充填。 因此流道直徑應(yīng)適合產(chǎn)品的重量或投影面積。,3.分流道的尺寸設(shè)計,流道長度宜短, 因為長的流道不但會造成壓力損失,不利于生產(chǎn)性,同時也浪費材料；但過短, 產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大, 并且容易產(chǎn)生毛邊?！?流道長度可以按如下經(jīng)驗公式計算:,D =,D——分流道直徑mm W——產(chǎn)品質(zhì)量g L——流道長度mm,4.分流道的布置,流道排列的原則,盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離

14、相等。 使型腔壓力中心盡可能與注射機的中心重合。,流道的布置,自然平衡 人工平衡,,不平衡,自然平衡,人工平衡,§4.3普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計,五、分流道設(shè)計與制造,4.分流道的布置,§4.3普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計,五、分流道設(shè)計與制造,5.分流道制造要點,§4.3普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計,五、分流道設(shè)計與制造,,,,圓弧銑刀加工，要保證位置度,劃線、立銑、研磨（Ra1.6μm）,劃線、立銑、研磨（Ra1.6μm）

15、,5.分流道制造要點,（4）澆口的設(shè)計,澆口：連接分流道和型腔的橋梁,是澆注系統(tǒng)中最薄弱最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。,熔料經(jīng)狹小的澆口增速、增溫，利于填充型腔。 注射保壓補縮后澆口處首先凝固封閉型腔，減小塑件 的變形和破裂。 狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離， 修整方便。,澆口作用：,澆口的位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、尺寸精度、物理性能和成型效率。,澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂,且澆

16、口的去除加工困難等。,澆口過?。阂自斐沙涮畈蛔?短射)、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷,且成型收縮會增大。,1）澆口的類型及特點,直接澆口,直接澆口廣泛應(yīng)用于單型腔模具缺點：是去除澆道后﹐將在成型品表面留下痕跡。,側(cè)澆口,典型的澆口尺寸為：厚度為0.4至6.4mm，寬度為1.6至12.7mm。,一般開設(shè)在分型面上，適合于一模多腔，澆口去除方便；但壓力損失大、殼形件排氣不便、易產(chǎn)生熔接痕。,重疊澆口,典型的澆口尺寸為：厚度0.4至6.4

17、mm﹐寬度為1.6至12.7mm。,重疊澆口與側(cè)澆口類似﹐澆口與成品側(cè)壁或成品表面有重疊。,扇形澆口,典型的澆口尺寸為﹕厚度0.25至1.6mm﹐寬度6.4至25%的型腔側(cè)壁的長度。,圓盤澆口,圓盤澆口經(jīng)常用于成型內(nèi)側(cè)有開口的圓柱體或圓形制品。此類型澆口適用同心﹑且尺寸的要求嚴格﹑及不容許有熔接痕生成的塑料制品。,典型的澆口厚度是0.25至1.27mm。,環(huán)狀澆口,使用環(huán)狀澆口﹐熔料自由地沿著環(huán)狀澆口中心部分流動﹐然后熔料向下流動充填

18、模具。典型的澆口厚度是0.25至1.6mm。,輪幅澆口,輪幅澆口又稱為四點澆口或是十字澆口。此種澆口適用于管狀塑料制品，且澆口容易去除和節(jié)省材料。缺點：可能會產(chǎn)生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圓。典型的澆口厚度是0.8至4.8mm﹐寬度為1.6至6.4mm。,平縫式澆口,與環(huán)狀澆口類似﹐但用于平直邊緣的塑件。薄膜澆口適用于既平坦及大面積、且翹曲要保持最小的設(shè)計。典型的澆口厚度是0.25至0.63mm﹐其長度必須短﹐大約0.

19、63mm。,護耳式澆口,通常應(yīng)用于平板狀且薄的成型品﹐以降低型腔內(nèi)的剪應(yīng)力。,澆口周圍產(chǎn)生的高剪切應(yīng)力局限于輔助凸片﹐而凸片將在射出成型后去除。凸片澆口廣泛應(yīng)用于PC﹑SAN和ABS等樹脂的成型。,凸片的最小寬度為6.4mm﹐最小厚度為型腔深度的75%。,點狀澆口,適合于多型腔、三板兩開式模具，開模時點澆口自動脫落。,利用推板切斷點澆口凝料,澆口小壓力損失大，需要較高的注射壓力。,潛伏式澆口,澆口開在型芯一側(cè)，開模時澆口自動切斷。,

20、2）澆口的設(shè)計原則,一個好的澆口可以使塑料快速﹑均勻及更好的單方向性流動﹐并且有著合適的澆口凝固時間。,⑴防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射現(xiàn)象而在充填過程中產(chǎn)生波紋狀痕跡。防止辦法：加大澆口尺寸或采用沖擊型澆口。,⑵對稱的澆口可以防止翹曲,⑶澆口的位置要有利于熔體的流動和補縮。,不推薦,推薦,⑷防止熔體直接沖擊細長型芯或嵌件。,⑸澆口位置要有利于排氣以避免包風(fēng)。,澆口的位置應(yīng)該有利于包風(fēng)的排除，否則會造成短射﹑燒焦﹑或在澆口處產(chǎn)生高的壓力。,⑹流動

21、比不夠時，考慮多個澆口。,⑺澆口的位置應(yīng)盡可能避免熔接痕的產(chǎn)生。如果實在無法避免，應(yīng)使它們不處于功能區(qū)、負載區(qū)、外觀區(qū)。,（5）冷料穴與拉料桿設(shè)計,作用：貯存冷料，拉出凝料。,1.帶鉤形拉料桿的冷料穴,2.帶球頭拉料桿的冷料穴,3.無拉料桿冷料穴,4.拉料桿的組合形式,主流道拉料桿組合,4.拉料桿的組合形式,分流道拉料桿組合,5.拉料桿的技術(shù)要求,拉料桿材料：T8A或T10A熱處理：頭部HRC50～55配合： 拉料桿與推件板：H

22、9/f9（間隙應(yīng)小于塑料的溢料值） 拉料桿固定部分：H7/m6 表面粗糙度： 配合部分：Ra0.8拉料桿尺寸及公差可參考表5-11和表5-12,二、排氣系統(tǒng)的設(shè)計,排氣不良所產(chǎn)生的問題,⑴利用模具分型面和配合間隙自然排氣 排氣間隙以不產(chǎn)生溢料為限，通常為0.03～0.05mm。,⑵利用燒結(jié)金屬塊排氣：通氣孔直徑D不宜太大。,⑶排氣槽排氣：適用于較大塑件或成型過程中有大量氣體產(chǎn)生的情況。,排氣槽應(yīng)開在型腔最后填充部位排氣