注塑模具浇注系统设计

模具基础篇6：注塑模具的浇注系统有了模具的成型部分，接下来的问题便是，如何将塑料注⼊模具型腔呢？于是接下来将要揭晓的，是模具的另⼀个重要组成—“浇注系统”（Injection System）：“浇注系统”是模具上从注塑机喷嘴⾄模具型腔之间的通路，正是通过这个通路，塑料才能被从注塑机注⼊模腔。

通常我们将“浇注系统”分为两个部分：流道（Runner）与浇⼝（Gate）。

下⾯我们分别来介绍这两个部分：流道：“流道”是模具上介于喷嘴与“浇⼝”间的通道。

其实就注塑本⾝⽽⾔，流道的存在对整个注塑过程没有任何益处，有时甚⾄还会带来⿇烦。

因为，当喷嘴与模腔间出现⼀个额外的中介后，势必会带来熔融塑料的温度与压⼒的损失。

所以，注塑模具流道设计的⾸要原则便是：尽可能降低熔融塑料在流道内温度与压⼒的损失。

（尽量能使注塑过程忽略这⼀部分的存在）但是，由于模具结构、空间、功能等因素，流道在注塑模具中⼜是必不可少的。

在⼤多数情况下，模具上基本没有空间使喷嘴与模腔直接联接；此外，喷嘴与模腔直接接触，喷嘴的⾼热量也就势必传导⾄模具上，使模腔的温度受到影响，这是对注塑⾮常不利。

另外，由于⽣产效率的原因，模具通常不会仅有⼀个模腔。

对于“多腔模”（Multi Cavity Mold）来说，流道就会像树⼀样，将熔料从喷嘴经过主⼲与各个分⽀，最终到达模腔。

此时的流道还会附加⼀个要求，便是熔料在经过流道后，尽量能保证各个模腔内的流动状态⼀致。

这其中，直接与喷嘴连接，也就是熔融最先接触的部分称为“主流道”（Sprue），它通常与模具的主分形⾯垂直，为了防⽌注射压⼒的损失，“主流道”的直径会其它部分略微⼤⼀些。

“主流道”与产品型腔之间的部分，通常称为“分流道”（Runner）。

他们⽤以将熔融塑料分别均匀地送⼊各个不同的型腔。

“流道”与“型腔”之间的部分称为“浇⼝”（Gate），它是料流进⼊型腔的最后门户。

相⽐与“流道”，“浇⼝”的尺⼨要⼩得多，之所以要将其做得⼩，有三个主要原因。

注塑模具浇注系统设计注塑模的浇注系统，是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。

其作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。

浇注系统一般分为普通浇注系统和热流道浇注系统两类。

1.浇注系统的组成：一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如下图所示：2.主流道设计主流道是连接注塑机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，横截面为圆形，带有一定的锥度，注射机的喷嘴与模具浇口套关系如下图所示：（1）为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢胶，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，凹坑的深度为3~5mm，其球面半径SR应比注塑机喷嘴头球面半径SR0大1~2mm；主流道小端直径d比注塑机喷嘴d0大0.5~1mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。

（2）为了减小对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到R a0.8μm。

（3）主流道的圆锥角设计过小，会增加主流道凝料的脱出难度；设得过大，又会产生湍流或涡流，卷入空气，所以，通常取α=2°~4°，对流动性差的塑料可取3°~6°。

（4）主流道大端呈圆角，半径r=1~3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。

（5）在模具结构允许的情况下，主流道长度尽可能短，一般取L≤60mm，过长会增加压力损失，使塑料熔体的温度下降过多，从而影响熔体的顺利充型。

另外，过长的流道还会浪费塑料材料、增加冷却时间。

（6）最常见的主流道的类型有以下几种形式，如下图所示。

由于浇口套在工作时经常与注塑机喷嘴反复接触、碰撞，所以浇口套常用优质合金钢制造，也可以选用T8、T10，并进行相应的热处理，保证足够的硬度，但其硬度应低于与注塑机喷嘴的硬度，以防止喷嘴被碰坏。

（7）对于小型模具，可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式，不过大多数情况下，是将主流道浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上面。

注射模的浇注系统名词解释I. 引言随着科技的进步和制造技术的不断发展，注塑成型技术在工业生产中扮演着重要角色。

注射模是注塑成型过程中的关键元素之一，而其中的浇注系统更是注射模运行的核心所在。

本文旨在对注射模的浇注系统进行全面解释，介绍其概念、功能和构成要素。

II. 概述1. 注射模的浇注系统简介注射模的浇注系统是指在注塑成型中将熔化的塑料材料通过喷嘴进入模腔的一套管路系统。

它的主要功能是控制塑料材料的流动和充填，确保成型品的质量。

2. 浇注系统的作用与重要性浇注系统是注射模的关键组成部分，直接影响注塑成型过程中的流动性、充填性和冷却性能。

其设计合理与否直接关系到成型品的质量、生产效率和制造成本。

III. 浇注系统的构成要素1. 喷嘴喷嘴是浇注系统中的起始部分，起到将塑料材料从注射机的螺杆推入模腔的作用。

喷嘴主要由喷嘴口、进胶道、断面收缩孔和密封结构组成。

2. 机械式阀门机械式阀门位于喷嘴的末端，其开启与关闭由机械装置控制。

机械式阀门的作用是确保注塑成型过程中喷嘴前后压力的平衡和塑料流动的控制。

3. 热流道系统热流道系统包括热流道板、热流道管和热流道控制装置。

它的作用是在模腔中通过加热使塑料材料保持熔化状态，并控制熔融流动的温度分布，提高成型品的质量和生产效率。

4. 根部系统根部系统主要包括根部冷却装置和根部喷嘴。

根部冷却装置通过冷却水的循环保持注塑模具的温度稳定，以确保成型品的尺寸精度和强度。

IV. 浇注系统的设计准则1. 流动路径优化流动路径的优化是确保塑料材料顺利流动、充填模腔的关键。

在设计中应注意避免死角、尽量减少材料的远距离流动以及控制熔融温度等。

2. 控制冷却效果注射模的浇注系统设计应合理配置冷却装置，以确保成型品在注塑过程中能够得到均匀的冷却与凝固，从而避免变形和缺陷。

3. 提高自动化程度在现代注射模设计中，越来越多的浇注系统采用自动化控制技术，以提高生产效率和稳定性。

自动化控制可通过传感器和控制系统实现浇注参数的实时监控与调整。

注塑模具之浇注系统的介绍注塑模具是制造塑料制品的重要工具，它的质量直接影响到成品的质量。

而注塑模具中的浇注系统对成品的质量也有着重要影响。

浇注系统是指将熔融塑料从注塑机的机筒中注入到模腔中的一系列设备和构造。

1.浇注系统的组成浇注系统由喷嘴、喷嘴喉管、进料口和冷却系统等构成。

其中，喷嘴是熔融塑料进入模腔的通道，它连接着机筒和模腔。

喷嘴内部通道的形状和尺寸会影响塑料的流动情况和填充时间。

喷嘴喉管和进料口是喷嘴和模腔之间的连接部分，起到塑料流动的引导作用。

冷却系统是为了在注塑过程中将模具中的热量迅速带走，确保产品成型的质量和效率。

2.浇注系统的工作原理注塑过程中，熔融塑料通过喷嘴进入模腔，填充整个模具的形状。

当模腔被充满后，喷嘴会迅速封闭，避免塑料溢出。

此时，熔融塑料开始冷却并变得固态，成型的产品在模具中逐渐形成。

冷却系统会通过喷淋冷却或冷却通道等方式将热量迅速带走，保证产品成型的质量。

3.浇注系统的设计要点为了保证产品的质量，并满足不同要求的注塑制品，浇注系统的设计需要注意以下要点：(1)喷嘴和模腔的连接处要保证密封，避免塑料溢出；(2)喷嘴通道的形状和尺寸要能够满足塑料的流动要求，避免注塑短流或短充问题；(3)选择适当的冷却方式和冷却介质，保证产品的尺寸和表面质量；(4)为了避免冷却系统的死角，需要合理配置冷却通道，确保整个模具在注塑过程中的温度分布均匀。

4.浇注系统的改进和优化为了提高产品的质量和生产效率，浇注系统的改进和优化是重要的课题。

一方面，可以通过模具部件的改进来优化浇注系统，例如喷嘴通道的优化、冷却通道的重新设计等。

另一方面，可以通过模具流道分析软件来模拟塑料在注塑过程中的流动情况，进一步优化浇注系统的设计。

此外，一些先进的浇注系统技术，如热流道系统、堆垛模腔技术等也可以运用到注塑模具中。

总结起来，注塑模具的浇注系统是注塑过程中至关重要的一部分，它的设计和优化对产品质量和生产效率有着直接影响。

第四节热流道浇口的类型和结构一、开放式浇口：开模时，浇口中的部分材料留在产品上，从而造成了一个难看的浇口痕迹（通常是锥形的）。

浇口残痕的大小和形状取决于浇口的形状及注塑参数（温度，压力，时间），也取决于模具的设计，同样或甚至更多地取决于模具装配。

在下一次循环时，塑料料流将模塞（上一啤浇口处冻结的料）挤入型腔，浇口又打开，料流又可以填充模具，通常情况下模塞可以熔化，与注入塑料混合；在浇口对面做一弧形缩窝，有利于模塞的隐藏，有利于填充。

适用于没有或几乎没有“拉丝”倾向的塑料，还适用于PP种PE料。

开式浇口有三种基本类型：圆形浇口，环形浇口，边缘浇口。

1.1）圆形浇口：缺点：浇口L段的断开点不确定，可能会在L方向上的任一点断，并在产品上留下一很长的突起。

优点：这种浇口较易于加工制造。

此时，将浇口形状修改成下面的形状，则断点一致，在高于产品的锥形突起部位断开，虽然，在断点上还会有一个小锥形突起，但总的突起部分或多或少可以预测。

于控制热损失的开式浇口设计1.2）环形浇口：实质是一个在其中心部加入加热探的开式浇口，以防止过早冻结。

需要注意的是浇口形状与注嘴梢部的开状密切相关。

下图是在浇口中心有一个加热探头的环形浇口，由于注嘴梢位于浇口内而形成了一个环形通道，进入模具腔的塑料就像一个挤出的管子。

塑料充满了注嘴和其周围（冷却的）模腔之间的不导体，几乎不会有什么热量穿过这层塑料隔热罩。

在成型热稳定性差的塑料时，需要成型一个或机加工一个耐高温的塑料隔热罩，现一般是用杜邦Vespel 全芳香族聚酰亚胺(PI)塑料制作。

Vespel 的特点：1. 耐热性：连续使用耐热温度可达288°C ，短时间使用更可高达480°C 。

2. 耐磨耗性：Vespel 的无润滑限界PV 值是一般工程塑料的10倍以上，对冲击磨耗和摇动磨耗都有很强的耐性。

3. 蠕变(Creep)：在260°C 、186kg/cm2条件下的蠕变，1000小时只有0.6%。

第一节 注塑模具冷流道系统设计手册一、注塑模具冷流道浇注系统概述:定义：流道浇注系统是指模具中从注射机射嘴到型腔入口为止的熔体流动通道，或在此通道内冷凝的固体塑料。

流道系统分普通冷流道系统与热流道系统。

冷流道浇注系统由主流道﹑分流道﹑冷料井、浇口、流道排气槽、脱料头装置等部分组成。

冷流道浇注系统配件：法兰、唧嘴(热唧嘴)、流道板(热流道板)、钩针、拉料杆、水口边、机械手、弹料镶件、流道定位梢等。

如下图。

图1:一模出4穴的冷流道浇注系统。

从注射机喷嘴至模具模穴的熔融塑料路径称之为流道，其中，浇口套内塑料流动称之为主流道，其余部分称之为分流道，有第一级分流道、第二级分流道…。

分流道末端通向模穴的节流孔称之为浇口，在分流道不通向模穴的末端设置为冷料井。

在设计冷流道浇注系统时，要考虑: 制品的外观与装配标准要求是什么？最主要的要求是外观还是强度或是尺寸精度，找出最主要的矛盾，设计时，立足主要矛盾，同时，在不与主要矛盾发生冲突的前提下，改善其它次要矛盾，要做到进浇的均匀与顺畅。

二、冷流道浇注系统设计的基本要点:在开始设计前，需要清楚成型胶料的特性，此过程很重要，但大家都忽视，了解以下方面: 2.1)材料流动性：材料熔融指数，即材料粘度，粘度越大，表示材料流动性差；最大流长比。

2.2)材料结晶性与冷却速率：每种材料在特定模具温度下，其冷却速度是不同的，这与成型周期有关联。

一般结晶性材料冷却速度要快，成型周期适当快。

对浇口类型选择很重要。

2.3)材料的热性能：热稳定性如何；模具温度；成型温度及成型温度的范围；干燥温度等。

2.4)材料最大允许剪切速率：每种胶料都有最大允许剪切速度，超过此数据，则胶料在通过浇口时会降解，故每种都有其适合浇口型式及相应的尺寸。

2.5)材料是否有腐蚀性：PVC 、POM 及含卤型阻燃剂的材料腐蚀性较大；PPS 、PC 有轻微的 腐蚀性。

决定加工精度及加工工艺与加工成本；每种胶料有其特定排气槽的设计数据。

浇注系统的设计1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流经通道。

它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响。

主流道通常设计在模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角a 取3度，流道的表面粗糙度Ra(1)主流道尺寸1）主流道长度：小型模具的L 主应小于等于60mm ，本次设计中取50mm.2)主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=(2+1）mm=3mm.（查课本P81表5.1）3)主流道大端直径：D=d+2L 主tana ≈8.24mm4)主流道球面半径：SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=(12+2)=14mm.5)球面配合高度：h=3mm.（2）主流道的凝料体积222233=) 3.14/350 4.12+1.5+4.12 1.5=1329.5 1.333V L R r R r mm cm π++=⨯⨯⨯=主主主主主主（（）（3）主流道当量半径4.12 1.5 2.8122R r Rn mm ++===（4）主流道浇口套形式由于注射机与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，易磨损。

因此，设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。

主流道衬套为标准件可选购。

对材料的要求较严格，因而,尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑到上述因素，仍将其分开设计，以便于拆卸更换。

同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。

材料一般采用碳素工具钢（T8A 或T10A),热处理淬火表面硬度为50~55HRC.2分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。

分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。

（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此，采用平衡式分流道。