塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)_楊永順__第五章澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、一、 澆注系統(tǒng)的概念澆注系統(tǒng)的概念二、二、 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 三、三、 主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)四、冷料井設(shè)計(jì)四、冷料井設(shè)計(jì)五、五、 分流道設(shè)計(jì)分流道設(shè)計(jì) 六、六、 澆口的類(lèi)型和設(shè)計(jì)澆口的類(lèi)型和設(shè)計(jì) 七、排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)七、排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、一、 澆注系統(tǒng)的概念澆注系統(tǒng)的概念 澆注系統(tǒng)是指模具澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴接觸處中從注射機(jī)噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。的流動(dòng)通道。 作作 用：用：1輸送流體輸送流體 2傳遞壓力傳遞壓力 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流道主流道分

2、流道分流道澆口澆口主流道主流道(一次一次)分流道分流道二次分流道二次分流道（支流道）（支流道）澆口澆口二、澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則二、澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 組成組成 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料井普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料井四部分組成。四部分組成。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1 考慮塑料的流動(dòng)性，保證流體流動(dòng)順利、快、不紊亂?？紤]塑料的流動(dòng)性，保證流體流動(dòng)順利、快、不紊亂。2 避免熔體正面沖擊小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件。避免熔體正面沖擊小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件。3 一模多腔時(shí)，防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi)。一模多腔時(shí)，防止

3、大小相差懸殊的制件放一模內(nèi)。4 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定。進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定。5 流道的進(jìn)程要短，以減少成型周期及減少?gòu)U料。流道的進(jìn)程要短，以減少成型周期及減少?gòu)U料。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通澆注凝料的去除普通澆注凝料的去除三、三、主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指噴嘴口起到分流道入口處止的一段，與噴嘴在指噴嘴口起到分流道入口處止的一段，與噴嘴在一軸線上，料流方向不改變。一軸線上，料流方向不改變。主流道設(shè)計(jì)分析主流道設(shè)計(jì)分析注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)錐度錐度26,對(duì)對(duì)流動(dòng)性差的塑料流動(dòng)性差的塑料可取大一些可取大一些 d

4、1=d+0.51SR1=SR+12D1比比D小小1020澆口的截面積取分流道澆口的截面積取分流道截面積的截面積的39總是澆口套大！總是澆口套大！r=13？主流道尺寸設(shè)計(jì)主流道尺寸設(shè)計(jì)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流道襯套（澆口套）的結(jié)構(gòu)主流道襯套（澆口套）的結(jié)構(gòu)主流道襯套與定位圈的裝配方式主流道襯套與定位圈的裝配方式注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流道的兩種形式主流道的兩種形式注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)縮短主流道的方法縮短主流道的方法注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)分流道冷料井分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井主流道冷料井分流道冷料井分流道冷料井四、冷料井設(shè)計(jì)四、冷料井設(shè)計(jì) 冷料穴也稱冷料井，冷料井一般設(shè)在主流道和分流道冷料穴

5、也稱冷料井，冷料井一般設(shè)在主流道和分流道的末端，其作用就是存放兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料和料的末端，其作用就是存放兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料和料流流前鋒的前鋒的“冷料冷料”，防止，防止“冷料冷料”進(jìn)入型腔而形成各種缺進(jìn)入型腔而形成各種缺陷陷。 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 冷料井的設(shè)計(jì)冷料井的設(shè)計(jì) 根據(jù)冷料井不同，其構(gòu)成主流道冷料井底部的零件根據(jù)冷料井不同，其構(gòu)成主流道冷料井底部的零件也不同，常見(jiàn)的有拉料桿、推桿。也不同，常見(jiàn)的有拉料桿、推桿。1. 主流道冷料井主流道冷料井（1）鉤形（）鉤形（Z形形)拉料桿拉料桿 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 與推桿匹配的冷料穴鉤形（鉤形（Z形形)拉料桿拉料桿 注射模具澆注系統(tǒng)

6、設(shè)計(jì)圖 與推桿匹配的冷料穴（2）球頭拉料桿）球頭拉料桿 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)球頭拉料桿分析球頭拉料桿分析注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)球頭拉料桿分析球頭拉料桿分析注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)球頭拉料桿分析球頭拉料桿分析 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）菌頭拉料桿）菌頭拉料桿 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) （4）圓錐形拉料桿）圓錐形拉料桿 圓錐圓錐頭形頭形 復(fù)式圓復(fù)式圓錐頭形錐頭形 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圓錐形拉料桿分析圓錐形拉料桿分析 平頭錐形平頭錐形拉料桿拉料桿注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 起拉料作用的冷料井起拉料作用的冷料井（1）帶推桿推出的冷料穴）帶推桿推出的冷料穴 倒扣深度倒扣深度（D-d）/2環(huán)槽深度環(huán)槽深度（D-d）

7、/2注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶推桿推出的冷料穴帶推桿推出的冷料穴 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)小盲孔小盲孔（2）不帶推桿推出的拉料穴）不帶推桿推出的拉料穴注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不帶推桿推出的不帶推桿推出的冷料冷料穴穴注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3. 分流道冷料井分流道冷料井 分流道冷料井一分流道冷料井一般采用兩種形式：一般采用兩種形式：一種是將冷料井開(kāi)設(shè)在種是將冷料井開(kāi)設(shè)在動(dòng)模的深度方向，其動(dòng)模的深度方向，其設(shè)計(jì)方式與主流道冷設(shè)計(jì)方式與主流道冷料井類(lèi)似，另一種是料井類(lèi)似，另一種是將分流道在分型面上將分流道在分型面上延伸成為冷料井延伸成為冷料井 。 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)五、分流道設(shè)計(jì)五、分流道設(shè)計(jì)1. 影響分流道的設(shè)

8、計(jì)因素影響分流道的設(shè)計(jì)因素（1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性、）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性、 內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量要求。內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量要求。（2）塑料的種類(lèi)，亦即塑料的流動(dòng)性、熔融溫度與熔融）塑料的種類(lèi)，亦即塑料的流動(dòng)性、熔融溫度與熔融 溫度區(qū)間、固化溫度以及收縮率。溫度區(qū)間、固化溫度以及收縮率。（3）注射機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度。）注射機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度。（4）主流道及分流道的脫落方式。）主流道及分流道的脫落方式。（5）型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇。）型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇。 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 分流道的設(shè)計(jì)原則分

9、流道的設(shè)計(jì)原則（1）塑料流經(jīng)分流道時(shí)的壓力損失及溫度損失要小。）塑料流經(jīng)分流道時(shí)的壓力損失及溫度損失要小。（2）分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間，以利）分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間，以利 于壓力的傳遞及保壓。于壓力的傳遞及保壓。（3）保證塑料迅速而均勻地進(jìn)入各個(gè)型腔。）保證塑料迅速而均勻地進(jìn)入各個(gè)型腔。（4）分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，其容積要小。）分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，其容積要小。（5）要便于加工及刀具選擇。）要便于加工及刀具選擇。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3. 分流道橫截面形狀的選擇分流道橫截面形狀的選擇注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)表表4-6 常用的分流道的橫截面形狀及橫截面尺寸常用的分流

10、道的橫截面形狀及橫截面尺寸DHrBrH圓形橫截圓形橫截面分流道面分流道56（7）8（9）101112U形橫截形橫截面分流道面分流道67(8.5)10(11)12.513.5152.53(3.5)4(4.5)55.56梯形橫截梯形橫截面分流道面分流道56（7）8（9）1011121515(15)15(15)1515153.54(4.5)56（6.5）78注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4. 分流道橫截面尺寸的確定方法分流道橫截面尺寸的確定方法（1）部分塑料常用分流道橫截面尺寸推薦范圍）部分塑料常用分流道橫截面尺寸推薦范圍 塑料名稱塑料名稱分流道橫截面直徑分流道橫截面直徑（mm)塑料名稱塑料名稱分流道橫截面直

11、徑分流道橫截面直徑（mm)ABS、AS4.89.5聚苯乙烯聚苯乙烯3.510聚乙烯聚乙烯1.69.5軟聚氯乙烯軟聚氯乙烯3.510尼龍類(lèi)尼龍類(lèi)1.69.5硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯6.516聚甲醛聚甲醛3.510聚氨酯聚氨酯6.58.0丙烯酸塑料丙烯酸塑料810熱塑性聚酯熱塑性聚酯3.58.0抗沖擊丙烯酸塑料抗沖擊丙烯酸塑料812.5聚苯醚聚苯醚6.510醋酸纖維素醋酸纖維素510聚砜聚砜6.510聚丙烯聚丙烯510離子聚合物離子聚合物2.410異質(zhì)同晶體異質(zhì)同晶體810聚苯硫醚聚苯硫醚6.513注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）公式計(jì)算）公式計(jì)算 對(duì)于質(zhì)量小于對(duì)于質(zhì)量小于200g200g，壁厚在，壁厚在3

12、mm3mm以下的塑件，可用下以下的塑件，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的當(dāng)量直徑。列經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的當(dāng)量直徑。42654. 0LmDD D: : 是流道的當(dāng)量直徑（是流道的當(dāng)量直徑（mmmm）；）；m m: : 是流經(jīng)分流道的速率熔體的質(zhì)量（是流經(jīng)分流道的速率熔體的質(zhì)量（g g）L L: : 分流道的長(zhǎng)度（分流道的長(zhǎng)度（mmmm）注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）公式法）公式法2DD)9 . 08 . 0(下級(jí)分流道的當(dāng)量半徑可下級(jí)分流道的當(dāng)量半徑可取相鄰的上級(jí)分流道當(dāng)量取相鄰的上級(jí)分流道當(dāng)量半徑的半徑的8090 。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5. 分流道長(zhǎng)度的確定分流道長(zhǎng)度的確定 分流道的長(zhǎng)度與塑件的大小

13、，型腔的布置、排列有關(guān)。分流道的長(zhǎng)度與塑件的大小，型腔的布置、排列有關(guān)。 6. 分流道表面粗糙度分流道表面粗糙度 分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可設(shè)為分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可設(shè)為Ra1.252.5 。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)7. 分流道與澆口的連接分流道與澆口的連接注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)8. 分流道的布置分流道的布置（1）平衡式分流道）平衡式分流道 輻射式輻射式 單排列式單排列式 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)六、澆口的設(shè)計(jì)六、澆口的設(shè)計(jì) 1. 澆口的作用澆口的作用:澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，澆口的作用是使從流道流過(guò)來(lái)的塑料熔體以較快通道，澆

14、口的作用是使從流道流過(guò)來(lái)的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。能迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。2. 澆口的類(lèi)型及特點(diǎn)澆口的類(lèi)型及特點(diǎn) （1）直接澆口）直接澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）中心澆口）中心澆口 盤(pán)形澆口盤(pán)形澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 環(huán)形澆口環(huán)形澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 輪輻式澆口輪輻式澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 爪形澆口爪形澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）點(diǎn)澆口）點(diǎn)澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）點(diǎn)澆口）點(diǎn)澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（4）側(cè)澆口）側(cè)澆口 矩

15、形側(cè)澆口矩形側(cè)澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)矩形側(cè)澆口的基本尺寸矩形側(cè)澆口的基本尺寸 塑料塑料壁厚壁厚t/mm塑件復(fù)雜性塑件復(fù)雜性厚度厚度h/mm寬度寬度b/mm長(zhǎng)度長(zhǎng)度L/mm聚乙烯聚乙烯10h0.72復(fù)雜復(fù)雜0.5-0.6聚丙烯聚丙烯1.5-3簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單0.6-0.9復(fù)雜復(fù)雜0.6-0.8聚苯乙烯聚苯乙烯3簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單0.8-1.1復(fù)雜復(fù)雜0.8-1.0有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃3簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單1.2-1.5復(fù)雜復(fù)雜1.0-1.4聚碳酸脂聚碳酸脂10h0.72注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 扇形側(cè)澆口扇形側(cè)澆口注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 薄片式側(cè)澆口薄片式側(cè)澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（5）潛伏式澆口）潛伏式澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)

16、計(jì)（6）護(hù)耳形澆口）護(hù)耳形澆口 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦值側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦值 塑件壁厚塑件壁厚（mm)側(cè)澆口橫截面尺寸（側(cè)澆口橫截面尺寸（mm）d（mm）l（mm）深度深度 h寬度寬度 b6mm，200mm）以及流道中）以及流道中熔體的阻力和溫度降都不可忽略的大、中型模具。將靠熔體的阻力和溫度降都不可忽略的大、中型模具。將靠近主流道的澆口做大些，而靠近主流道的澆口做小些近主流道的澆口做大些，而靠近主流道的澆口做小些 。注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3）當(dāng)各型腔的二級(jí)分流道的長(zhǎng)度和橫截面積相同的情）當(dāng)各型腔的二級(jí)分流道的長(zhǎng)度和橫截面積相同的情況下，可以借助以下經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)r下，可以借助以

17、下經(jīng)驗(yàn)公式(4-19)進(jìn)行計(jì)算：進(jìn)行計(jì)算： alSk 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3. 澆口的設(shè)計(jì)原則澆口的設(shè)計(jì)原則（1）避免引起熔體破裂現(xiàn)象）避免引起熔體破裂現(xiàn)象注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）有利于塑料熔體補(bǔ)縮）有利于塑料熔體補(bǔ)縮注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）有利于熔體流動(dòng)）有利于熔體流動(dòng)注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（4）有利于型腔內(nèi)氣體的排出）有利于型腔內(nèi)氣體的排出注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（5）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（5）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（5）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度增加流道，增

18、加流道，成型后切除成型后切除注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（5）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度）減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（6）防止料流將型芯或嵌件擠壓變形）防止料流將型芯或嵌件擠壓變形 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（7）高分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀└叻肿尤∠驅(qū)λ芗阅艿挠绊懽⑸淠＞邼沧⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)（8）保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi)）保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi) niiitLK1232111tLLtLK554433221112tLtLtLtLtLK注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（8）保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi)）保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi) 常用塑料的允許流動(dòng)比范圍塑料名稱塑料名稱注射壓力注射壓力（MPa)L/t塑料名稱塑料名稱注射

19、壓力注射壓力（MPa)L/t聚乙烯聚乙烯150250280硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯130130170聚乙烯聚乙烯60100140硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯90100140聚丙烯聚丙烯120280硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯7070110聚丙烯聚丙烯70200240軟聚氯乙烯軟聚氯乙烯90200280聚苯乙烯聚苯乙烯90280300軟聚氯乙烯軟聚氯乙烯70100240聚酰胺聚酰胺90200360聚碳酸酯聚碳酸酯130120180聚甲醛聚甲醛100110210聚碳酸酯聚碳酸酯9090130注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4. 澆口位置選擇澆口位置選擇實(shí)例實(shí)例注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4. 澆口位置選擇澆口位置選擇實(shí)例實(shí)例注射模具澆注

20、系統(tǒng)設(shè)計(jì)4. 澆口位置選擇澆口位置選擇實(shí)例實(shí)例注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1.型腔內(nèi)氣體的來(lái)源及危害型腔內(nèi)氣體的來(lái)源及危害型腔內(nèi)氣體的來(lái)源型腔內(nèi)氣體的來(lái)源:（1）原有的空氣）原有的空氣（2）樹(shù)脂中釋放的揮發(fā)性物質(zhì)及水汽）樹(shù)脂中釋放的揮發(fā)性物質(zhì)及水汽型腔內(nèi)氣體的危害型腔內(nèi)氣體的危害:排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.排氣的幾種方式排氣的幾種方式1) .利用模具分型面或配合間隙排氣利用模具分型面或配合間隙排氣 排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2). 開(kāi)設(shè)排氣槽排氣開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3). 當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或可活動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌排氣的推桿或可活動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬塊（多孔性合金塊）以供排氣經(jīng)燒結(jié)的金屬塊（多孔性合金塊）以供排氣 。排氣及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.排