侧浇口毕业设计

第31卷第12期2017年12月中国塑料CHINA PLASTICSVol. 31，No. 12Dec.，2017侧浇口进胶的三板模模具设计王鑫，王静，杨林康，李立尧(河南工程学院机械工程学院，河南郑州451191)摘要：针对三板模仅适用于点浇口，两板模侧浇口浇注系统凝料需要后期人工去除的现状，以汽车雨刷用不完全齿 轮为例，将浇口设计为长度为2 m m,倾斜角度为30 °的短小侧浇口，成功实现了三板模的侧浇口进胶;通过大小拉杆组 合限位机构设计，实现了正确的开模顺序和距离。

结果表明，该模具设计扩大了三板模的使用范围，实现了浇注系统凝 料与产品的模内自动分离，提高了生产效率，节约了人力成本。

关键词：三板模;侧浇口；不完全齿轮;限位机构；中图分类号：TQ320. 66 文献标识码：B文章编号=1001-9278(2017) 12-0124-04DOI：10. 19491/j. i s s n.1001-9278. 2017. 12. 022Design of Three-plate Molds with Edge GatesW A N G X i n，W A N G J i n g，Y A N G L i n k a n g，L I L i y a o (School of Mechanical Engineering，Henan University of Engineering，Zhengzhou 451191 ^ China)Abstract：In general，the three-plate mold was only suitable for a point gate，and the artificial removal should be conducted for the freezing resin in the gating system of the two-plate mold with an edge gate.This paper reported a design of a three-plate mold with an edge gate for the partial gear on intermittent wipers.In this mold,the gate was designed as a short edge gate with a length of 2 mm and a tilt angle of 30 °.The mold opening was successfully performed in a correct order and distance through a design of the complex Umiting mechanism with big and small pull rods.This mold design extends the applicable range of the three-plate mold and realizes the automatic separation of injection-mold parts with the f reezing resin in the gating system，thus improving the production efficiency and saving the labor costKeywords：three-platemold；edge gate；partial gear；limitingmechanism八-3-t__〇刖言与两板模模具相比，三板模模具可以通过模具的 多次开模，从而实现浇注系统凝料与产品的直接分离，避免了切除料头的后续工时，节约了人力成本，同时又 保护了产品，避免产品在去料头时的二次损伤，在模具 中的应用越来越广泛。

浇口的设计浇口(Gate)是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是一條橫切面面積細小的短槽,它是浇注系统的关键部分。

當塑料流入流道時,塑料接近模面最先降熱(冷卻)及凝固.塑料再向前流動時只是在此凝固的塑料層流過.又由於塑料是低傳熱物質.固態的塑料形成絕綠層及保持層的仍可流動.所以,在理想的情況下,澆口應設置在橫流道層位置,使得最佳的塑料流動效應.此情況最常見於圓形及六角形的橫流道.然而梯形的橫流道無法達致此效果,因澆口不能設置於流道的中間位置.浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。

浇口的主要作用有以下几点：1、熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体想流道回流;2、熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模;3、易于切除浇口尾料，二次加工方便,除水口完畢,僅留下少許痕跡;4、对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单型腔模具，浇口既能用来平衡进料，又能用以控制熔合纹在制品中的位置;5、減少填料過多現象.浇口的类型与位置浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道.，也是注塑模进料系统的最后部分.浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型.其基本作用为：1、从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。

2、型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。

浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关.但是根据上述两句基本作用来说,浇口截面小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求.「浇口」(Gate)对於成形性及内部应力有较大的影响，通常依据成形品的形状来决定适当形式，可分为「限制浇口」与「非限制浇口」两大类.限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位,通过截面尺寸的突然变化使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加,提高剪切速率,降低粘度,使其成为理想的流动状态,从而迅速均均衡的充满型腔.对于多型腔模具,调节浇口的尺寸,还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的,提高塑件质量. 另外限制性浇口还起着较早固化防止型腔中的熔体倒流的作用, 加工容易，易从浇道切断成形品，可减少残留应力. 又可分为「侧状浇口」(Side Gate)、「重叠浇口」(Overlap Gate)、「凸片浇口」(Tab Gate)、「扇形浇口」(Fan Gate)、「膜状浇口」(Film Gate)、「环形浇口」(Ring Gate)、「盘状浇口」(Disk Gate)、「点状浇口」(Point Gate)及「潜状浇口」(Submarine Gate)等非限制性浇口是由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口，整个浇注系统中截面尺寸最大的部位,它主要是对中大型筒类,壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用.浇口的种类、位置、大小、数目等，直接影响成形品的外观、变形、成形收缩率及强度，所以在设计上应考虑下列事项：在注塑模设计中, 按浇口的结构形式和特点,常用的浇口形式有如下几种：1、直接浇口既是主流道浇口,属于非限制性浇口. 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因儿具有流动阻力小,流动流程短及补给时间长等特点.但是也有一定的缺点如进料处有较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,由于浇口较大驱除浇口痕迹较困难,而且痕迹较大,影响美观.所以这类浇口多用于注射成型大,中型长流程深型腔筒型或翘型塑件,尤其适合与如聚碳酸脂,聚砜等高粘度塑料.另外,这种形式的浇口只适合于单型腔模具.在设计浇口时,为了减小与塑件接触处的浇口面积,防止该处产生缩口,变形等缺陷,一方面应尽量选用较小锥度的主流道锥角a(a=2~4度),另一方面尽量减小定模板和定模座的厚度.这样的浇口有良好的熔体流动状态,塑料熔体从型腔底面中心部位流向分型面,有利于排气;这样的形式使塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小,模具结构紧凑,注射机受力均匀.2、中心浇口当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时,内浇口就开设在该浇口处,同时中心设置分流锥,这种类型的浇口.实际上这是直接浇口的一种特殊形式,具有直接浇口的一系列优点,而克服了直接浇口易产生缩孔,变形等缺陷.中心浇口其实也是端面进料的环行浇口(下面介绍),在设计时,环行的厚度一般不小于0.5mm.进料口环行的面积大于主流道小端面积时,浇口为非限制性浇口;反之,则浇口为限制性型浇口.3、侧浇口侧浇口国外称为标准浇口,(各种图我这里有但是没有扫描仪) 侧浇口一般开设在分型面上,塑料熔体从内侧或外侧充满模具型腔,其截面形状多为矩形(扁槽),改变浇口宽度与厚度可以调节熔体的剪切剪切速率及浇口的冻结时间.这类浇口可根据塑件的形状特征选择其位置,加工和修整方便,因此它是应用较广泛的.优点如下由于浇口截面小,减小浇注系统的浇注系统塑料的消耗量,去除浇口容易,痕迹不明显.缺点有熔接痕存在,注射压力损失较大,使深型腔塑件的排气不利.还克分为1)扇形浇口2)平缝浇口4、环行浇口对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称为环行浇口.特点进料均匀,圆周上各处流速大致相同,流动状态好,型腔中的空气容易排除,熔接痕可以避免.浇口设计在型心上,浇口的厚度t=0.25~1.6mm,长度l=0.8~1.8mm;端面进料的搭接式环行浇口,搭接长度L1=0.8~1.2mm,总长L可取2~3mm; 环行浇口主要用于成型圆筒型无底塑件,但是浇注系统耗料较多,浇口去除困难,浇口痕迹明显.5、轮辐式浇口6、爪形浇口。

前言第二章注塑设备选择第2.1节估算塑件体积该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用侧浇口自动脱模结构。

由于塑件中等大小，所以模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。

2.1.1计算塑件体积由第一章可知塑件材料PMMA的密度为1.16～1.20g.cm3-，收缩率为1.6%～2.0%，计算出其平均密度为1.18 g.cm3-，平均收缩率为1.8%。

经测绘初步估算得塑件体积 V塑=9.18+1.428+7.722+0.33+0.32+2.62=21.6 cm3；塑件质量M塑= V塑ρ=21.6 cm3×1.18 g.cm3-=25.488g；2.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模二腔。

1.所以浇注系统凝料体积为V2=2V塑×0.6=2×21.6×0.6=25.92 cm3；2.该模具一次注塑所需塑料的体积为V0=2V塑+ V2=2×21.6+25.92=69.12 cm3;第2.2节注塑机型号的选定根据塑料制品的体积与质量，以及成型工艺参数初步选定注塑机的型号为SZ—200/1000型卧式螺杆注塑机2.2.1 注塑机的主要技术参数如表2.1所示表2.1注： 该注塑机由宁波市金星塑料机械有限公司生产 2.2.2 型腔数量的校核1.由注塑机料筒塑化速率校核型腔数目 n ≤123600m m KMt-；上式右边≈12≥2，符合要求。

式中 K ——注塑机最大注塑量的利用系数，取0.8；M ——注塑机的额定塑化量(g/h 或cm 3/h),该注塑机为14g/s ； t ——成型周期，因塑件较小，壁厚不大，取45s ； m 1——单个塑件质量 25.48g ； m 2——浇注系统所需塑料质量 30.58g ； 2.按注射机的最大注射量校核型腔数目 n ≤21m m Kmn-；上式右边≈5.4≥2符合要求；式中 m n ——注射机允许的最大注射量(g 或cm 3) 210 cm 3； 3.按注射机的额定锁模力校核型腔数目注射机在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置： 在两瓣合模上的作用面积约为A 11≈24×135=3240mm 2； 瓣合模与支撑板的接触处的作用面积A 12≈17×135=2295mm 2； n ≤12A P A P F 型型-上式右边≈3.1≥2符合要求；式中 F ——注射机的额定锁模力(N)，该注射机为4×105N ；A1——2个塑件在模具分型面上的投影面积(mm2), A1=2A11=6480mm2；A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2), A2=0.35A1=2268mm2；P型——塑料熔体对型腔的成型压(MPa),一般是注射压力的30%～65%，该处取型腔的平均压力为45MPa；第三章拟定模具结构形式第3.1节分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。

浇口分类设计规范浇口的种类大致分为以下：直浇口、侧浇口（侧浇口、扇形浇口）、搭底浇口、平缝浇口（内环形浇口、外环形）、针点浇口、潜浇口（表面潜浇口、顶杆式潜浇口、平板式零件潜浇口、香蕉潜浇口）。

一、直浇口注：1、d1必须满足注塑机的要求，浇道单边斜度最少1°。

2、浇道单边斜度最少1°。

3、d2在满足注塑的条件下在越小越好。

4、L越小越好，可以用加长喷嘴减短流道。

二、侧浇口1、浇口尺寸计算方法：h=nt w=(3-10)h L=（0.8-1.5 ）A=(20-30)°L1=0.5 -1其中n为常数，根据塑料的不同而不同塑料类别参数nPE/PS 0.6POM/PC/PP 0.7PMMA/PA 0.8PVC 0.92、侧浇口自动脱浇口设计侧浇口在一般设计是不能自动脱浇口的，如果把产品与流道设计成不同时间顶出，便可以实现自动脱浇口的效果。

倒扣延时针三、搭底浇口搭底浇口是侧浇口的改良，适合某种特定形状的产品。

1）、在侧面不允许有浇口的情况下；2）、避免有流纹的现象；3）除硬质PVC外，适合绝大多数产品。

注：h=nt w=(3-10)h L=0.8-1.5 四、扇形浇口扇形浇口是侧浇口的改良，它的宽度随深度的减少而增加。

1）、适合于大型平板类形状产品2）、塑料流入型腔呈扁平状，减少流纹及夹水纹的产生。

3）、适合除硬质PVC外的任何塑料，本公司PMMA产品五、平缝式浇口此尺寸参照侧浇口，以加强浇口处应力，便于断口整齐及近浇口的乱流现象。

六、针点浇口1）针点浇口在脱模时能够把产品和流道自动分离开，因儿勿须后处理。

2）进胶点处形状的三中形式：以上三种形式根据产品的实际要求选择。

七、潜浇口1、表面潜浇口2 6.53 m m潜定模潜动模`2、顶杆潜浇口d1<t顶杆4、香蕉式潜浇口距离PL面5-8mm产品镶件平板式零件的潜浇口.。

教学案例：点浇口、侧浇口知识点讲解
这三类产品模具浇口类型都属于典型的点浇口、侧浇口：
侧浇口侧浇口
侧浇口侧浇口
侧浇口
一、点浇口
点浇口又称针点浇口，是一种在塑件中央开设浇口时使用的圆形限制浇口。

适用场合：常用于成型各种壳类、盒类塑件。

优点：浇口位置灵活，浇口附近变形小，多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统。

缺点：由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，宜用于成型流动性好的热塑性
塑料。

采用点浇口时，为了能取出流道凝料，必须使用三板式双分型面模具费用较高。

点浇口直径可以按经验公式计算
式中d ——浇口直径为 (mm)；
δ——塑件壁厚，mm ；
A ——型腔面积，mm2。

42)20.014.0(A d δ-=
二、侧浇口
国外又称标准浇口。

一般开设在分型面上，从制品的边缘进料。

侧浇口 重叠浇口（搭接式浇口）
优点：易于加工、便于试模后修正，浇口去除方便。

缺点：在制品的外表面留有浇口痕迹。

适用范围：广泛应用于中小型制品的多型腔注射模。

其侧浇口厚度t(mm)和测浇口宽度b(mm)的经验公式如下
δ——塑料厚度，mm ；
A ——为塑件外表面面积，mm2。

对于中小型塑件深度t=0.5～2.0mm ，宽度b=1.5 ～5.0mm ，浇口长度L=0.8 ～2.0mm ； 重叠浇口（侧面进料的搭接式浇口），搭接部分长度l2-l1=(0.6 ～0.9)mm ＋b/2，浇口长度l2=2.0 ～3.0mm.
δ)9.06.0(30)9.06.0(-=-=t A
b。

技术专栏 : 塑料射出成型模具的浇口设计浇口(Gate)在射出成型模具的浇注系统(Feed System)中是连接流道(Runner)和型腔(Cavity)的熔胶通道。

浇口设计和塑件质量有着密不可分的关系。

1. 浇口的位置和数目1.1. 浇口位置与喷流(Jetting)的关系浇口若能布置成冲击型浇口 -- 也就是使得进浇后的塑料熔体立刻冲击到一阻挡物(如型腔壁、芯型销等)，让塑流稳定下来，就可以减少喷流的机率。

1.2. 浇口的位置和数目与熔接线(Weld Line)的关系熔接线是两股熔胶的波前(Melt Front)相遇后所形成的线条。

就塑件的外观或是强度而言，熔接线都是负面的。

每增加一个浇口，至少要增加一条熔接线，同时还要增加一个浇口痕(Gate Mark)、较多的积风(Air Trap)以及流道的体积。

所以在型腔能够如期充填的前提下，浇口的数目是愈少愈好。

为了减少浇口的数目，每一浇口应在塑流力所能及的流动比之内(Flow Length to Thickness Ratio)，找出可以涵盖最大塑件面积的进浇位置。

更改浇口位置以后，能够将熔接线自敏感处移除为上策。

如果熔接线无法移除，那么增加波前的熔胶温度(Melt Temperature)；或是减少两相遇波前的熔胶温度差(Melt Temperature Difference)；或是增加两波前相遇后的熔胶压力(Melt Pressure)；或是增加熔胶波前相遇时的遇合角(Meeting Angle)，都可以改善熔接线的质量。

1.3. 浇口的位置和数目与积风(Air Trap)的关系积风是型腔内的空气和熔胶释出的气体被熔胶包围后的缺陷。

积风的存在，重则导致短射(Short Shot)或焦痕(Burn Mark)，轻亦影响外观和强度。

每增加一个浇口，就会增加积风发生的机率。

当塑件厚薄差异大时，如果浇口位置设置不当，就会因为跑道现象(Race Track Effect)而导致积风。