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浇注系统设计
浇注系统是塑模设计中一重要环节,常分为普通和无流道浇注系统.它跟所用塑料产品形状,尺寸,机台,分模面有密切关系.
设计时注意以下原则:
1、流道尽量直,尽量短,减少弯曲,光洁度在Ra=1.6—0.8um之间.
2、考虑模具穴数,按模具型腔布局设计,尽量与模具中心线对称.
3、当产品投影面积较大时,避免单面开设浇口,以防注射受力不均.
4、浇口位置应去除方便,在产品上不留明显痕迹,不影响产品外观.
5、主流道设计时,避免塑料直接冲击小型芯或小镶件,以免产生弯曲或折断.
6、主流道先预留加工或修正余量,以便保证产品精度.
1、主流道设计
主流道是连接机台喷嘴至分流道入口处之间的一段通道,是塑料进入模具型腔时最先经过的地方.其尺寸,大小与塑料流速和充模时间长短有密切关系.太大造成回收冷料过多,冷却时间增长,包藏空气增多.易造成气泡和组织松散,极易产生涡流和冷却不足;
如流径太小,热量损失增大,流动性降低,注射压力增大,造成成型困难.一般情况下,主流道会制造成单独的浇口套,镶在母模板上.但一些小型模具会直接在母模板上开设主流道,而不使用浇口套.主流道设计要点:
1、浇口套内孔为圆锥形(2--6°),光洁度在Ra=1.6—0.8um.锥度须适当,太大造成压力减少,产生濣流,易混进空气产生气孔,锥度过小会使流速增大,造成注射困难.
2、浇口套口径应比机台喷嘴孔径大1—2mm,以免积存残料,造成压力下降,浇道易断.
3、一般在浇口套大端设置倒圆角(R=1—3mm),以利于料流.
4、主流道与机台喷嘴接触处,设计成半球形凹坑,深度常取3—5mm.特别注意浇口套半径比注嘴半径大1—2mm,一般取R=19—22mm之间,以防溢胶.
5、主流道尽量短,以减少冷料回收料,减少压力和热量损失.
6、主流道尽量避免拼块结构,以防塑料进入接缝,造成脱模困难.
7、为避免主流道与高温塑料和射嘴反复接触和碰撞造成损坏,一般浇口套选用优质钢材加工,并热处理.
8、其形式有多种,可视不同模具结构来选择,一般会将其固定在模板上,以防生产中浇口套转动或被带出.
2、分流道设计
分流道是主流道的连接部分,介于主流道和浇口之间,起分流和转向作用.分流道必须在压力损失最小的情况下,将熔融塑料以较快速度送到浇口处充模,因在截面积相等的条件下,正方形之周长最长,圆形最短.面积如太小,会降低塑料流速,延长充模时间,易造成产品缺料,烧焦,银线,缩水;
如太大易积存过多气体,增加冷料,延长生产周期,降低生产效率.对于不同塑料材质,分流道会有所不同,但有一个设计原则:必须保证分流道的表面积与其体积之比值最小.即在分流道长度一定的情况下,要求分流道的表面积或侧面积与其截面积之比值最小.
分流道型式有多种,它因塑料和模具结构不同而异,常用型式有圆形,半圆形,矩形,梯形,U形,正六边形,设计时基本原则:
1、在条件允许下,分流道截面积尽量小,长度尽量短.
2、分流道较长时,应在末端设置冷料穴,以容纳冷料和防止空气进入,而冷料穴上一般会设置拉料杆,以便于胶道脱模.
3、在多型腔模具中,各分流道尽量保持一致,长度尽量短,主流道截面积应大于各分流道截面积之和.
4、其表面不要求过份光滑(Ra=1.6左右),有利于保温.
5、如分流道较多时,应考虑加设分流锥,可避免熔融塑料直接冲击型腔,也可避免塑料急转弯使塑料平稳过渡.
6、分流道一般采用平衡式方式分布,特殊情况可采用非平衡方式,要求各型腔同时均衡进胶,排列紧凑,流程短,以减少模具尺寸.
7.流道设计时应先取较小尺寸,以便于试模后有修正余量.
一般的流道直径(尺寸)
树脂 | 流道径mm) |
ABS.AS | 4.8~9.5 |
ACETAL(P.O.M) | 3.2~9.5 |
压克力 | 8.0~9.5 |
耐冲击用压克力 | 8.0~12.7 |
酢酸塞璐珞 | 4.8~11.1 |
IONOMER | 2.3~9.5 |
耐龙 | 1.6~9.5 |
PC | 4.8~9.5 |
PB | 4.8~9.5 |
PE | 1.6~9.5 |
PPO | 6.4~9.5 |
PS | 3.2~9.5 |
PVC | 3.2~9.5 |
3、浇口设计
浇口是指流道末端与型腔之间的连接部分,是浇注系统的最后部分.其作用是使塑料以较快速度进入并充满型腔。它能很快冷却,封闭.防止型腔内还未冷却的热胶倒流.设计时须考虑产品尺寸,截面积尺寸,模具结构,成型条件及塑料性能有关.浇口尽量短小,与产品分离容易,不造成明显痕迹,其类型多种多样,主要有:
浇口的种类及其特微
流动形式 | 浇口的种类 | 优点 | 缺点 | 适用﹐其它 |
非限制浇口 | 直接浇口 | 1. 流动性佳 2. 构造简单 3. 适用树脂范围广 | 1. 无法取多数个 2. 浇口须后加工 3. 加工痕迹大 4. 浇口的粗细会影响成形周期 5. 因残留应力﹐板状物会翘曲 | 1. 大型及深的容器类 2. 成形机喷嘴径受限者 3. 合流形浇口
|
限制浇口 | 侧浇口 | 1. 残留应力低 2. 浇口尺寸正确(矩形断面) | 1.流动阻抗性大 | 1. 取多数个﹐多点浇口 2. 成形品显目的地方﹐必须避开 |
重叠浇口
| 1.浇口外观不显目
| 1.浇口加工必须注意 | 1. 侧浇口的一种 2. 具有某些凹片浇口的特性 | |
凹片(TAB)
| 1. 具再可塑化能力 2. 残留应力小 | 1.流动阻抗稍大 | 1.PVC,PMMA,ABS(其中一种)有效 | |
扇形(FAN) | 1. 流动性好 2. 流动面积广﹐平均 3. 因浇口之配向性低 | 1.浇口加工稍费工时 | 1.宽大平之板状成形品 | |
图盘形薄膜 | 1. 流动性佳 2. 圆形成形品的精度良好 | 1.浇口需后加工 | 1.圆盘﹐圆筒品(齿轮等) | |
针点式 | 1. 具可塑化能力 2. 浇口可自行切断 3. 浇口痕迹小 | 1. 流动阻抗大 2. 易过热 3. 模具构造复杂 4. 树脂滞留(冷浇道) 5. 有无法适用之树脂 | 1. 取多数个﹐多点浇口 2. 3板模构造﹐无浇道模 | |
潜伏式 | (与针点浇口同) | 1. 流动阻抗大 2. 加工麻烦(精修面) | 1. 侧浇口之自动化 2. 注意2次注道之落下 |
设计要点:
1、胶口应开设在产品肉厚部分,保证充模顺利和完全.
2、位置应选在使塑料充模流程最短处,以减少压力损失,有利于模具排气.
3、通过模流分析或经验,判断产品因浇口位置而产生之结合线处,是否影响产品外观和功能,可加设冷料穴加以解决.
4、细长型芯附近避免开设浇口,以免料流直接冲击型芯,产生变形错位或弯曲.
5、型或扁平产品,建议采用多点进浇,可防止产品翘曲变形和缺料.
6、量开设在不影响产品外观和功能处,可在边缘或底部处.
7、浇口尺寸由产品大小,几何形状,结构和塑料种类决定,可先取小尺寸再根据试模状况进行修正.
8、模多穴时,相同的产品采用对称进浇方式,对于不\同产品在同一模具中成型时,优先将最大产品放在靠近主流道的位置.
9、浇口附近之冷料穴,尽端常设置拉料杆,以利于浇道脱模.
4、热流道
目前浇注系统发展和改进的一个重要方向,就是开发热流道模具.它与一般注射模具的主要区别就是注射成型过程中,浇注系统内之塑料不会冷却拟固,也不会形成浇道与产品一起脱模.因此也称无流道模具,在大型和精密模具设计中,应用已越来越广泛.
它有以下优点:
1、短成型周期,省去剪浇口,修整产品,破碎回收等工序,节约人力,物力,提高生产效率.
2、无冷胶,可减少材料消耗.
3、生产中温度严格控制,显著提高产品质量,降低次品产生.
4、注系统中塑料始终处于融熔状态,有利于压力传递,可降低注射压力,利于成型.
5、无浇道产生,所以可缩短开模行程,有利于模具和机台寿命.
但热流道模具结构复杂,温度控制要求严格,需要精密的温控系统,制造成本较高,不适合小批量生产.
根据不同塑料特性,对热流道模具有不同要求,见下表:
PE | PP | PS | ABS | POM | PVC | PC | |
井式喷嘴 | 可 | 可 | 稍困难 | 稍困难 | 不可 | 不可 | 不可 |
延长喷嘴 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 | 不可 | 不可 |
绝热流道 | 可 | 可 | 稍困难 | 稍困难 | 不可 | 不可 | 不可 |
半绝热流道 | 可 | 可 | 稍困难 | 稍困难 | 不可 | 不可 | 不可 |
加热流道 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 | 可 |
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