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模具澆注系統解析

澆注系統是指塑膠熔體從注塑機射嘴出來後,到達模具型腔之前在模具中所流經的通道。澆注系統分為普通澆注系統和無流道澆注系統兩大類。其作用是將熔體平穩地引進模具型腔。使塑膠填滿型腔每個角落。在塑膠填充和凝固的過程中,能充分地將壓力傳遞到型腔的各個部位。已獲得組織緻密,外形清晰,尺寸穩定的產品。

澆注系統一般由:

主流道

分流道

澆口和冷料穴

四部份組成

2.8.1

主流道

主流道是指從注塑機噴嘴與模具接觸部位起,到分流到為止的這一段流道。主流道的軸線位置與噴嘴軸線位置應一致。熔融塑膠最先流經主流道,所以主流道的作用是負責將塑膠輸往分流道去。

主流道的軸線位置與注塑機噴嘴軸線位置一致,即主流道處於注塑機鎖模力的中心位置上。一般設計中,均將主流道設在模具的中心位置,模腔內的塑膠就以模具的中心進行對稱平衡分佈。

臥,立式注塑機使用的模具,其主流道垂直於水平分型面。主流道的斷面形狀多為圓形,當模具在臥,立式注塑機上使用時,為了便於取出主流道凝料,而將主流道設計為沿脫模方向的錐體結構。

由於主流道進口端受到噴嘴擠壓並反覆碰撞,主流道又是塑膠熔體最先流經的流道,受高溫料流強烈沖刷而磨損現象比較嚴重,因此,一般不將主流道直接開在母模板上,而是將其單獨的設在一個襯套中,然後將襯套鑲入模板內,此襯套稱為澆口套。澆口套用強度及耐磨性好的材料製成。磨損後易更換。

模具澆注系統解析

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主流道的設計事項:

(1) 主流道進口端與噴嘴頭部接觸處應做成球面凹坑,在塑膠注射過程中,兩者應嚴密地配合,否則造成溢膠。通常,主流道進口端凹坑的球面半徑R要比噴嘴的球面半徑r大1-2mm,凹入深度約5mm。為了彌補主流道與噴嘴的對中誤差,主流道進口端的直徑D應比噴嘴出口直徑d大0。5-1mm。

(2) 主流道的錐角a一般取2°~6°,如果錐度過大,容易使熔體的流動產生渦流,導致製品內部產生

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(3) 主流道表壁的表面粗糙度取Ra0。8~0。4

(4) 主流道出口端應與分流道之間呈圓滑過度,過度圓角R取1~3mm

(5) 澆口套與安裝孔為過度配合。澆口套應選用優質鋼材製作,熱處理後硬度達到HRC53~57。

(6) 在模具結構允許的情況下,主流道應儘量短,一般小於60mm。過長則會影響塑膠的充填。

(7) 對於小型模具可將澆口套與定位環設計成一個整體。但在大多數情況下是將澆口套與定位環分開來設計,然後固定在模板上

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2.8.2

分流道

分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開設在分型面上,起分流和轉向的作用,塑膠透過主流道後便沿著各分流道流向各型腔。對於多型腔模具分流道是必不可少的,單型腔模具有時則可省去。

(1)分流道的截面形狀:通常分流道的截面形狀有圓形﹑矩形﹑梯形和U形。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失,我們希望流道的截面積大,而表面積小(截面積大,在同樣長度的流道內所容納的塑膠就越多,損失的壓力就越少。 表面積越小,塑膠與模壁接觸的面積就越少,熱量損失就越少)。透過計算可知,在截面積相等的情況下,圓形截面的周長最短,正方形的周長最長。因此,分流道的截面形狀通常選用圓形。但是對於圓形流道,兩個半圓不易對準。所以從加工方便考慮,可採用梯形﹑U形和半圓形流道。

模具澆注系統解析

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(2)分流道的尺寸:因為各種塑膠的流動性各不相同,所以不同的塑膠對分流道的尺寸要求也就不一樣。對於壁厚小於3mm,質量在200g以下的塑件,可用下面的公式估算分流道的直徑:

式中,m—流經分流道的塑膠量(g

,L—分流道長度(mm

,D—分流道直徑(mm

(3)分流道的佈置:分流道的佈置取決於型腔的佈置,兩者相互影響。塑膠在充填時,若各型腔不是同時被充滿,那麼先充滿的型腔澆口會先行凝固,等到各型腔都被充滿時,才開始保壓。,這時先充滿的型腔澆口因凝固而很難進行牙實和保壓。所以該型腔成型出來的塑件在尺寸﹑效能﹑外觀以及形狀上達不到指定的要求。在設計分流道時,我們要求各型腔同時被充滿。 分流道的佈置分平衡式和非平衡式兩種,通常選用平衡式佈置。

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1平衡式佈置:平衡式佈置要求從主流道至各個型腔的分流道其長度﹑形狀以及斷面尺寸都相等,達到各個型腔同時均勻進膠,以保證各個型腔成型出來的塑件在強度﹑效能及質量上一致。

2非平衡式佈置:對於非平衡式佈置的分流道,為了達到各型腔同時被充滿的目的,各型腔的澆口尺寸各不一樣。

分流道截面大且流程短的中﹑小型模具,由於分流道內塑膠熔體的溫度和壓力變化不大,此時,熔體首先到達離主流道較近的澆口,並開始進入型腔,但是由於這時分流道尚未充滿,分流道對熔體的阻力比澆口給熔體的阻力小得多,所以熔體繼續充滿分流道,而離主流道較近的澆口處熔體開始凝固。當分流道被充滿,熔體壓力升高後,熔體首先進入離主流道較遠的型腔,然後再返回來依次衝開凝固時間較短的澆口,並將塑膠充滿型腔。

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由此可知,為了使各型腔同時被充滿,應將遠離主流道的澆口做的小一些,而離主流道較近的澆口應做的大一些。

對分流道比較細長的模具,溫度和壓力降會使遠離主流道的澆口難以充填,此時應將遠離主流道的澆口做得大些,而靠近主流道的澆口做小些。

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(4)分流道與澆口的連線:分流道與澆口的連線處應採用圓弧過渡。有利於塑膠熔體的流動和充填。

2.8.3

澆口的設計

澆口昰連線分流道與型腔之間的一段細小通道。澆口的位置﹑形狀和尺寸對塑件的質量有很大的影響。澆口的理想尺寸很難用公式計算,根據經驗,一般澆口的截面積為分流道截面積的3%~9%。截面形狀常為矩形或圓形,澆口長度為0。5~2mm,表面粗糙度

Ra

不低於

0。4um。

在設計澆口時,一般選用較小的澆口,它可以增加物料的充填速度,產生摩擦熱或增大剪下速率來提高流動性,控制澆口的封閉時間,降低模塑週期,較小的澆口也易於與塑件斷離。但是過小的澆口會造成太大的流動阻力,延長進膠時間,一些高粘度和對剪下速率不敏感的塑膠,就不易採用小的澆口尺寸。

澆口的型別及特點:注塑模具澆口的型別很多,常見的澆口有:直接澆口,側澆口(邊緣澆口),盤形澆口,點澆口,潛伏式澆口(隧道澆口),耳式澆口(凸片澆口),扇形澆口, 重迭澆口。

下面對常見的澆口做一些簡介:

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2.8.4

澆口的位置選擇

:

澆口設計的適當可以均勻迅速、單一方向地將塑膠傳給型腔,澆口應該設計在非功能區,非外觀區。並且設定在塑件的最大肉厚部位,讓塑膠從厚區流向薄區,有助於獲得良好的流動路徑和保壓路徑。

將澆口位置設定在塑件中央,可以使熔膠流動到塑件的各個極端位置都有相同的流動長度。

澆口的位置必須有利於排氣,否則將會造成短射、燒焦等缺陷。

澆口位置與尺寸的設計也應該要避免噴射現象,對於較小的澆口,高速的塑膠透過澆口時,由於受到很大的剪下應力,會產生噴射或蛇形流等熔體破裂的現象,熔體噴射所形成的細絲和熔體破裂所產生的碎片會很快冷卻固化,使其不能很好的與後面進來的熔體熔合,造成塑件表面缺陷。克服的方法是:加大澆口或者改善澆口位置使熔膠衝擊模壁或較粗大的入子,利用折流來降低熔體流速。

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對稱的塑件應使用對稱的澆口,以維持對稱性。假如流動路徑不對稱,會使塑件的部份區域先完成充填、保壓、冷卻,最後造成不均勻的收縮和翹曲。

製品最厚的部分往往是最後凝固的地方﹐會出現較大的收縮﹐為了補縮﹐澆口應設在附近。

2.8.5

冷料穴

:

由於注射成型呈週期性進行,從完成一模注射到再進行下一次注射的間歇時間裡,噴嘴口部塑膠與空氣接觸易形成冷料頭,為了防止注射時冷料頭阻塞澆口或注入型腔而影響製品成型質量,一般在主流道末端設定冷料穴,以裝納冷料頭。

典型的冷料穴直徑應於主流道的最大直徑相等。深度則是該直徑的1~1。5倍。

主流道末端冷料穴的結構常常與拉料形式相結合,有利於塑件成型後留在公模側。

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冷料穴一般設在主流道的末端,在公模一側。當分流道較長時,在分流道的末端也應開設冷料穴。

流道系統也應每90°配備冷料穴,延長流道至少其直徑的1~1。5倍。如下圖所示:

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本章學習重點

:

1.

澆注系統的分類及它們各自的定義

2.

澆口的分類及應用範圍

3.

流道的設計原則

4.

點澆口

,

潛澆口

,

側澆口的特點