注射成型模具設(shè)計(4.5)教材課件

14四月20251

4.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計

2一、澆注系統(tǒng)概念澆注系統(tǒng)：指由注射機(jī)噴嘴中噴出的塑料進(jìn)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14四月20254.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計3二、澆注系統(tǒng)組成主流（澆）道分流（澆）道澆口14四月20254.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計冷料穴4三、澆注系統(tǒng)設(shè)計原則14四月20254.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計了解塑料的成型性能盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕有利于型腔中氣體的排出防止細(xì)小型芯的變形和嵌件的位移盡量采用較短的流程充滿型腔便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量結(jié)合型腔布局同時考慮，盡可能做到同步填充流動距離比的校核（P128）5三、澆注系統(tǒng)設(shè)計原則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14四月20254.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計6

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(qiáng)度也會較差。盡量避免出現(xiàn)熔接痕14四月2025三、澆注系統(tǒng)設(shè)計原則避免常見的充填問題4.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計7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14四月2025三、澆注系統(tǒng)設(shè)計原則避免常見的充填問題4.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計8盡量減少流向雜亂

流向雜亂會使工件強(qiáng)度較差，表面的紋路也較不美觀。14四月2025三、澆注系統(tǒng)設(shè)計原則避免常見的充填問題4.5普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計錐度2°～4°,對流動性差的塑料可取大一些

d1=d+0.5~1SR1=SR+1~2D1比D小10～20％澆口的截面積取分流道截面積的3～9％總是澆口套大！r=1～3？9四、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計1.主流道設(shè)計14四月2025分流道冷料井L=1.5D主流道冷料井分流道冷料井2.冷料井的設(shè)計冷料穴也稱冷料井，一般設(shè)在主流道和分流道的末端，其作用：存放兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料和料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成各種缺陷。。

1014四月2025四、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計

2.冷料井的設(shè)計根據(jù)冷料井不同，其構(gòu)成主流道冷料井底部的零件也不同，常見的有拉料桿、推桿。（1）主流道冷料井1114四月20251）

鉤形（Z形)拉料桿

1）鉤形（Z形)拉料桿

1214四月2025（1）主流道冷料井2）球形頭拉料桿1314四月2025（1）主流道冷料井3）菌形拉料桿1414四月20252）球形頭拉料桿（1）主流道冷料井

4）圓錐形拉料桿圓錐頭形

復(fù)式圓錐頭形

1514四月2025（1）主流道冷料井

4）圓錐形拉料桿平頭錐形拉料桿1614四月2025（1）主流道冷料井5）起拉料作用的冷料井

①帶推桿推出的拉料穴倒扣深度（D-d）/2環(huán)槽深度（D-d）/21714四月2025小盲孔②不帶推桿推出的拉料穴1814四月20255）起拉料作用的冷料井主流道襯套（澆口套）的結(jié)構(gòu)——標(biāo)準(zhǔn)澆口套GB/T4169.19-2006主流道襯套與定位圈的裝配方式1914四月20253.分流道設(shè)計

（1）影響分流道的設(shè)計因素

1）塑件的幾何形狀、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。

2）塑料的種類，亦即塑料的流動性、熔融溫度與熔融溫度區(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。

4）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。

2014四月2025（2）

分流道的設(shè)計原則

1）塑料流經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度損失要小。

2）分流道的固化時間應(yīng)稍后于塑件的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。

3）保證塑料迅速而均勻地進(jìn)入各個型腔。

4）分流道的長度應(yīng)盡可能短，其容積要小。

5）要便于加工及刀具選擇。2114四月20253.分流道設(shè)計（3）分流道橫截面形狀的選擇2214四月20253.分流道設(shè)計

（4）分流道橫截面尺寸的確定方法方法1:部分塑料常用分流道橫截面尺寸推薦范圍塑料名稱分流道橫截面直徑（mm)塑料名稱分流道橫截面直徑（mm)ABS、AS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10聚乙烯1.6~9.5軟聚氯乙烯3.5~10尼龍類1.6~9.5硬聚氯乙烯6.5~16聚甲醛3.5~10聚氨酯6.5~8.0丙烯酸塑料8~10熱塑性聚酯3.5~8.0抗沖擊丙烯酸塑料8~12.5聚苯醚6.5~10醋酸纖維素5~10聚砜6.5~10聚丙烯5~10離子聚合物2.4~10異質(zhì)同晶體8~10聚苯硫醚6.5~132314四月2025方法2

對于質(zhì)量小于200g，壁厚在3mm以下的塑件，可用下列經(jīng)驗公式確定分流道的當(dāng)量直徑。D---流道的當(dāng)量直徑（mm）；M---流經(jīng)分流道的塑料熔體的質(zhì)量（g）；L---分流道的長度（mm）2414四月2025（4）分流道橫截面尺寸的確定方法方法3下級分流道的當(dāng)量半徑可取相鄰的上級分流道當(dāng)量半徑的80％~90％。25

（5）分流道的長度的確定

分流道的長度與塑件的大小，型腔的布置、排列有關(guān)。

（6）分流道表面粗糙度

分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可設(shè)為Ra1.6。14四月2025（4）分流道橫截面尺寸的確定方法（7）分流道與澆口的連接2614四月202527

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相等。

使型腔壓力中心盡可能與注射機(jī)的中心重合。

流道的布置不平衡自然平衡人工平衡（8）分流道的布置14四月202528

分流道的布置取決于型腔的布局?；驹瓌t：排列緊湊，縮小模具尺寸；流道流程短，鎖模力力求平衡?！制胶馐胶头瞧胶馐絻深怉、平衡式從主流道中心到每一個型腔，分流道（長度、形式、截面尺寸）對應(yīng)相等，以達(dá)到均衡進(jìn)料的目的。（8）分流道的布置14四月202529B、非平衡式從主流道中心到每一個型腔，分流道的長度各不相同，為了達(dá)到各個型腔均衡地同時充滿，必須將澆口開成不同的尺寸。調(diào)節(jié)的方式相當(dāng)復(fù)雜，同時補(bǔ)料？同時凍結(jié)？優(yōu)點-----型腔數(shù)較多時可縮短流道總長度。（8）分流道的布置14四月2025304.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)。14四月2025澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。314.澆口的設(shè)計（1）澆口的作用14四月2025主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。非限制性澆口——

熔料經(jīng)狹小的澆口增速、增溫，利于填充型腔。注射保壓補(bǔ)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。限制性澆口——32（2）澆口的類型及特點A、直接澆口(Directgate/Spruegate)特性----①流動阻力小、料流速度快、補(bǔ)料時間長；②注射壓力的直接作用→產(chǎn)生較大的殘余壓力，導(dǎo)致塑件翹曲變形、澆口裂紋；③澆口痕跡明顯（修整費時）；④注射壓力損失小。14四月202533A、直接澆口(Directgate/Spruegate)應(yīng)用----①大多數(shù)用于注射成型大型厚壁、長流程、深型腔的塑件；②一些高粘度塑料、熱敏性及流動性差的塑料（PC、PSU）；③對縱向和橫向S有較大差異的塑料所成型的塑件不適宜（產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形，PE、PP）；④單腔模。尺寸----仿主流道尺寸設(shè)計14四月202534B、側(cè)澆口（Edgegate）特性---①于塑件側(cè)面開設(shè)矩形或半圓形限制注入口（邊緣澆口）；②可根據(jù)塑件的形狀特點靈活地選擇澆口的位置，以改善填充條件，加工容易，修整方便；③能方便地調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，即通過澆口（W、H）限制填充量，使?jié)部诩彼俟袒?，防止注射壓力損失（標(biāo)準(zhǔn)澆口）；④適于一模多件，↑生產(chǎn)率，↓FS耗量，去除方便；14四月202535B、側(cè)澆口（Edgegate）14四月2025應(yīng)用----

①普遍使用于中小型塑件的多腔成型模具；②對各種塑料較適應(yīng)?？梢钥吹剿芗獗聿课涣粲袧部诤圹E；⑥易形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，殼形塑件排氣不便；⑦注射壓力損失大。36B、側(cè)澆口（Edgegate）尺寸----

矩形澆口的大小，根據(jù)（L、W、H）而決定，它們對成型工藝影響各不相同：

L

影響壓力下降程度，大致成正比；

W*H

影響流動性能（填充速度），

W↑，v↓，阻力↓；

H

影響澆口冷凝封結(jié)時間，越厚越長；

H=k*壁厚t(mm)W與H兩者首先決定H，且W/H≈3/114四月202537C、重疊（搭接）澆口典型的澆口尺寸為：

厚度0.4至6.4mm﹐

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。14四月202538C、重疊（搭接）澆口14四月20251-主流道；2-分流道；3-側(cè)澆口；4-塑件39D、扇形澆口（Fangate）特性----①側(cè)澆口的變異形式；②面向型腔，沿進(jìn)料方向截面寬度逐漸↑在與型腔接合處形成一長約1.0~1.3mm的臺階，熔料經(jīng)臺階進(jìn)入型腔；③進(jìn)料在寬度方向得到更均勻的分配，↓塑件的內(nèi)應(yīng)力，克服了流紋及定向效應(yīng)，↓帶入空氣的可能性，→最大限度地消除澆口附近的缺陷；

④去除困難，痕跡明顯。14四月202540D、扇形澆口（Fangate）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。應(yīng)用----①適用于成型橫向尺寸較大的薄片狀塑件及平面面積較大的扁平塑件；②適用于注射除硬PVC以外的普通塑料。尺寸----澆口的截面積（W*H）≤流道的截面積保證料流的對接、連續(xù)。（進(jìn)料口厚度的改進(jìn))14四月202541E、圓盤澆口

盤形澆口（Diskgate/Diaphragmgate）

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塑件。

此類型澆口適用同心﹑且尺寸的要求嚴(yán)格﹑及不容許有熔接痕生成的塑料制件。典型的澆口厚度是0.25至1.27mm。14四月202542F、環(huán)狀澆口環(huán)形澆口（Ringgate）

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模具。典型的澆口厚度是0.25至1.6mm。14四月202543G、輪幅澆口（Spokegate）

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。典型的澆口厚度是0.8至4.8mm﹐寬度為1.6至6.4mm缺點：可能會產(chǎn)生熔接痕﹐而且不可能制造出完善的真圓。14四月202544G、輪幅澆口（Spokegate）14四月202545H、薄膜澆口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平縫澆口、平板澆口、薄片式澆口、寬薄澆口、膜狀澆口特性----①側(cè)澆口的變異形式；②料流通過特別開設(shè)的分流道（平行流道）得到均勻分配；③以較低的線速度呈平行流均勻而平穩(wěn)地進(jìn)入型腔；④↓塑件的內(nèi)應(yīng)力，↓因定向而產(chǎn)生的翹曲變形,↓氣孔及缺料等缺陷；⑤成型后去澆口的后加工量大，↑成本，痕跡明顯。14四月202546典型的澆口厚度是0.25至0.63mm﹐

其長度必須短﹐大約0.63mm。H、薄膜澆口（Flatgate/Slicegate/Flakegate）平縫澆口、平板澆口、薄片式澆口、寬薄澆口、膜狀澆口應(yīng)用----①成型大面積的扁平塑件；②能最有效地把PE等一類平板狀塑件的變形控制到最小限度；③適用于注射除硬PVC以外的普通塑料。14四月202547I、護(hù)耳式澆口（Tabegate）

翼狀澆口、耳式澆口、調(diào)整片式澆口、分接式澆口

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。

凸片澆口廣泛主要適用于PVC、PC、ABS、PMMA等熱穩(wěn)定性差、熔融粘度高的塑料；因這類塑料成型需較高的注射壓力，易引起變形，為了↓澆口附近的殘余應(yīng)力，↓變形。14四月202548I、護(hù)耳式澆口（Tabegate）

翼狀澆口、耳式澆口、調(diào)整片式澆口、分接式澆口護(hù)耳長度一般取15～20mm，寬度約為長度的一半，厚度可為澆口處模腔厚度的75%～80%，護(hù)耳縱向中心線與塑件邊緣的間距不大于150mm，護(hù)耳與護(hù)耳的間距不大于300mm；側(cè)澆口位于護(hù)耳側(cè)面的中央，其長度和寬度按常規(guī)選取，但厚度可等于護(hù)耳厚度的80%或完全相等。

14四月20251-分流道；2-側(cè)澆口；3-護(hù)耳；4-主流道；5-一次分流道；6-二次分流道49J、點狀澆口（Pin---pointgate）14四月2025點澆口針點澆口小澆口針澆口橄欖形或菱形澆口

50特性----①尺寸很小的直接澆口的特殊形式；②料流通過時，壓力差↑→↑↑剪切速率，產(chǎn)生較大的剪切熱，→粘度↓，流動性↑，利于填充；③去除容易，痕跡小，自動拉斷，利于自動化操作；④壓力損失↑，收縮↑，易變形；⑤澆口附近變形小，多腔時易取得澆口平衡；⑥三板式雙PL（定模部分），以便澆口凝料脫模，須設(shè)置流道取出裝置，對于注射機(jī)的最大開模距離及流道板的流道取出空間應(yīng)↑。14四月2025J、點狀澆口（Pin---pointgate）51應(yīng)用----①適用于粘度隨剪切速率變化而明顯改變的塑料（PE、PP、PS等）；②粘度較低的塑件、薄壁塑件；③對成型流動性差及熱敏性塑料不利；④對平薄易變形及形狀復(fù)雜的塑件不利；⑤對投影面積大或易變形的塑件→多針點式澆口能取得理想的結(jié)果。（縮短流程，加快進(jìn)料速度，降低流動阻力，減少翹曲變形）14四月2025J、點狀澆口（Pin---pointgate）52d=0.5~1.6mm（最大不超過2.0mm）經(jīng)驗公式

式中，d為點澆口直徑，mm；δ為塑件在澆口處的壁厚，mm；A為型腔表面積，mm2。14四月2025J、點狀澆口（Pin---pointgate）

5314四月2025K、潛伏式澆口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切澆口（Shearinggate）、隧道式澆口54K、潛伏式澆口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切澆口（Shearinggate）、隧道式澆口特性----

①由點澆口演變而來，具備點澆口的特點；②分流道位于PL面，而其本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，料流通過型腔側(cè)面斜向注入；③塑件外表面不受損傷，不致影響其美觀效果（澆口痕跡）及表面質(zhì)量；④成一定斜向角度與型腔相聯(lián)→斜切刃口→（剪切力）自動切斷澆口→不需進(jìn)行澆口處理⑤推出時需用較強(qiáng)的沖擊力；⑥能采用二板式模具。14四月202555K、潛伏式澆口（Tunnelgate/Submarinegate）剪切澆口（Shearinggate）、隧道式澆口應(yīng)用----對于過于強(qiáng)韌的塑料不宜采用(如PS)尺寸----圓形或橢圓形截面、橢圓錐面，參考點澆口設(shè)計。14四月202556（3）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。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。14四月202557（3）澆口的設(shè)計原則防止辦法：加大澆口尺寸或采用沖擊型澆口。14四月202558對稱的澆口可以防止翹曲澆口的位置要有利于熔體的流動和補(bǔ)縮不推薦推薦14四月2025（3）澆口的設(shè)計原則59防止熔體直接沖擊細(xì)長型芯或嵌件。14四月2025（3）澆口的設(shè)計原則60

流動比不夠時，考慮多個澆口。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。14四月2025（3）澆口的設(shè)計原則61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(fù)載區(qū)、外觀區(qū)。14四月2025（3）澆口的設(shè)計原則6214四月20256314四月202564高分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊?4四月2025（3）澆口的設(shè)計原則65（4）澆口平衡多型腔的澆口平衡當(dāng)采用非平衡式布置的FS或者同模生產(chǎn)不同塑件時，須對澆口的尺寸加以調(diào)整，以達(dá)到FS的平衡，即保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。

澆口尺寸的平衡調(diào)整可以通過粗略估算和試模來完成。14四月202566A、計算思路