注射模浇注系统 - 图文

第 6 章 注射模浇注系统

浇注系统定义—指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。 分类：普通流道浇注系统；无流道凝料浇注系统。浇注系统是用来将注塑机喷嘴射出的塑料熔体导向模具型腔的一种系统。

浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在 质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件 好，浇注系统凝料易于与制品分离或切除。

浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响很大。因此，浇注系统的设计是注塑模具设计的重点，也是难点。

6.1 流变学在浇注系统设计中的应用

注射成型的基本要求：在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔。影响顺利充模的关键之一是浇注系统的设计，在浇注系统中又以浇口的设计最为重要，了解流变参量与浇口尺寸的相互影响，对正确设计浇注系统有很大帮助。

(1)浇口断面尺寸

1）在注射模中浇注系统大都是由圆形通道或矩形通道组成的，可从

3?R4?pq?2WH?p或V①当R↗和W↗或H↗，有利qv↗,qv值随着qV?3?L8?LR4或WH3成比例↗；②随R↗和W↗或 H↗，熔体在浇口处的流速v↘，其表观

黏度ηa相应↗，反使流量qv↘ 。

因此，浇口断面尺寸的增大值有个极限值，这就是大浇口尺寸的上限。“浇口尺寸越大越容易充模”的观点是错误的。 2）① 小浇口(通常只指点浇口)之所以成功，是因为绝大多数塑料熔体的表观黏度是剪切速率的函数，即

?n-1 (n < 1)， ?a?K??↗，表观黏度ηa↘，越有利于充模，流量qv↗。 熔体的流速 v↗，剪切速率?② 而且，由于熔体高速流过小浇口，部分动能因高速摩擦而转变为热能，浇口

处的局部温度升高，使熔体的表观黏度进一步下降，流量qv再次得到增加。

?达到极限值(一般为???106s-1)时，表观黏度不再随剪切速率的③ 当剪切速率?增高而下降。浇口的断面尺寸，并不意味着“浇口越小越好”，也就是小浇口有

一个下限。 (2)浇口长度 L

① 浇口长度L↘，而熔体流经浇口的阻力↘，熔体在浇口中的流速V↗，流量qv↗。同时由于流速V↗，剪切速率↗，导致熔体的表观黏度?a↘，有利于成型。

② 短浇口有利于保压阶段的补缩，因此在确定浇口长度时，总是以选取最小值为宜。

(3)剪切速率的选择

表观黏度?a与剪切速率是指数函数关系，而不是线性关系，观察热塑性

?曲线可知，在较低的剪切速率范围内， 的微小波动会引起塑料熔体的?a－??a的很大变化，这将使注射过程难以控制，制品性能的稳定性得不到保证。一

般而言，剪切速率的数值越大，对黏度的影响越小，故注射过程的剪切速率通常

较大，在103-105 s-1的范围内，基于这种观点，采用小浇口要比采用大浇口有利。

(3)表观黏度的控制

在注射成型时，快速充模的方法： 1、增大熔体体积流量或提高注射速度； 2、降低塑料熔体的表观黏度 降低黏度的途径：

1、提高熔体的成型温度 2、提高剪切速率 提高剪切速率的途径 1、增大注射压力

2、缩小浇口尺寸，或者两者兼施

6.2普通流道浇注系统的设计

1.浇注系统组成

①主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔体首先经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一轴线。 ②分流道 指主流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔注射模中分流道中为了分配物料，通常由分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。

③浇口 指分流道末端苟模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。 ④冷料穴 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和贮存熔料前锋的冷料。冷料并也经常起拉勾流道凝料的作用。

2.主流道的设计

主流道设计要点：

①为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形．其锥角为2°～4°，对流动性差的塑料，也可取3 °～6 ° ，过大会造成流速减但易成涡流。内壁粗糙度为Ra0.63μm。

②主流道大端呈圆角，其半径常取r＝1~3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。 ③在保证塑件成型良好的情况下，主流通的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注射成型。 ④为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径r2=r1+1~2mm，其小端直径D=d+(0.5~1)mm，凹坑深度常取3~4mm。

⑤由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以使选用优质钢材单独加工和热处理。

⑥当浇口套与塑料接触面很大时，其受到模腔内塑料的反压增大，从而易退出模具，这时可设计成如图右侧所示结构，将定位环与衬套分开设计。使用时，用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。 主流道直径：

主流道直径： ① 经验公式 大端直径 D?4V

??K式中 V－流经主流道的熔体体积，cm3 K－因熔体材料而异的常数。

②根据主流道内熔体的剪切速率推算。 根据经验公式：

满足：一般主流道的剪切速率＝5X102~5X103s?1

3.分流道

分流道是主流道与浇口之间的通道， —般开设在分型面上，起分流和转向的作用。

（1）截面形状

圆形截面

优点：S＝4／d，比表面积最小，冷却速度最低，热量及摩擦损失小，进料流道中心冷凝慢，有利于保压。 缺点：同时在两半模上加工圆形凹槽，难度大，费用高。

抛物线形截面 d = 1.25·t

优点：横截面近似于圆弧，单边加工容易。

缺点：与圆形截面流道相比，热损失大，冷凝料多。

梯形截面 d = 1.25·t

优点：可用来代替抛物线截面。 缺点：与抛物线截面流道相比，热损失大，冷凝料多。

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