塑料模具设计教学案例(点浇口、侧浇口知识点讲解)
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注塑模具设计中浇口位置和结构形式的选用付 伟 范士娟 张 海(华东交通大学机电工程学院,南昌 330013) 摘要 浇口直接影响注塑制品的外观、变形、成型收缩率及强度,如果选用不当,容易使注塑制品产生缺料、熔接痕、缩孔、浇口白斑、翘曲、变脆及降解等缺陷。
根据注塑制品的不同特点,探讨了11种浇口形式的优缺点,进一步阐述了选用浇口类型与位置的方法及原则。
关键词 浇口 注塑模具 注塑制品 浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔熔体的通道。
浇口选择恰当与否直接关系到注塑制品能否完好、高质量地注射成型[1]。
浇口设计包括浇口截面形状与尺寸的确定和浇口位置的选择。
关于浇口截面形状及尺寸的确定,很多教科书都有提及,这里不再重复。
笔者现根据不同注塑制品的特点,比较各种类型浇口的差异,讨论浇口位置及其结构形式的选择方法和原则。
浇口位置对熔体流动前沿的形状和保压压力的效果都起着决定性的作用,因此也决定了注塑制品的强度和其它性能。
对于影响确定浇口位置的因素来说,包括制品的形状、大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等。
此外,还应考虑浇口的加工、脱模及清除浇口的难易程度。
正确的浇口位置可以避免出现那些可以预见的问题[2-3]。
1 浇口的类型与位置 在注塑模设计中,按浇口的结构形式和特点,常用的浇口形式有下列11种。
1.1 直浇口 即是主流道浇口,属于非限制性浇口,见图1。
图1 直浇口 (1)优点 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因此具有流动阻力小、流程短及补给时间长等特点。
这样的浇口有良好的熔体流动状态,熔体从型腔底面中心部位流向分型面,有利于排气;这种浇口形式使注塑制品和浇注系统在分型面上的投影面积最小,模具结构紧凑,注塑机受力均匀。
(2)缺点 进料处有较大的残余应力,容易导致注塑制品翘曲变形,同时浇口较大,去除浇口痕迹较困难且痕迹较大,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、筒形或壳形注塑制品,尤其适合于聚碳酸酯、聚砜等高粘度塑料。
任务四注射模具设计—浇注系统设计教学内容(板书)第二十七课浇注系统的设计1、冷料穴的设计注射成型时,喷嘴前端的熔料温度较低,为防止其进入型腔,通常在流道末端设置用以集存这部分冷料的冷料穴。
设置熔料流动方向的转折处,以便将冷料入穴中存留起来。
1、带钩形拉料杆的冷料穴2、带球头拉料杆的冷料穴应该指出,并非所有注射模都需开设冷料穴,有时由于塑料的工艺性能好和成型工艺条件控制得好,可能很少产生冷料,如果塑件要求不高时可不设冷料穴。
2、浇口的设计1)浇口位置的选择(1)避免引起熔体破裂现象克服上述缺陷的办法通常有两种:一是加大浇口尺寸,以降低流速。
二是采用冲击型浇口。
(2)有利于熔体流动和补缩浇口的位置应开设在塑件截面最厚处。
(3)有利于型腔内气体排出(4)减少熔接痕和增强熔接强度(5)防止料流将型芯或嵌件挤压变形(6)保证流动比在允许范围内2)浇口的设计(1)直接浇口(2)中心浇口中心浇口适用于筒形、环形或中心带孔的塑件成型。
(3)侧浇口侧浇口为限制性浇口,适用于一模多腔,能大大提高生产效率,减少浇注系统耗量,浇口去除也较方便,是一种被广泛采用的浇口形式。
但侧浇口压力损失较大,保压补缩作用比直浇口弱,壳形件排气不便,易产生熔接痕;缩孔及气孔等缺陷。
侧浇口的截面形状通常为矩形。
a)为扇形浇口,常用来成形宽度较大的薄片状塑件。
b)为薄片式浇口,又称平缝式浇口,常用来成型大面积薄片塑件。
(4)点浇口又称针浇口或菱形浇口。
这种浇口有很多优点,几乎可以用于各种形式的塑件。
点浇口一般设在塑件的顶端,去除方便,不影响塑件的外观,浇口可自动拉断,可以实现自动化操作。
这种浇口尤其适用于圆筒形、壳形、盒形的塑件,但是流动性较差的塑料(例如PMMA、PC等)就不适于采用点浇口,而适用于流动性较好的ABS、PP、POM 等塑料。
(5)潜伏式浇口又称遂道式浇口或剪切浇口。
潜伏式浇口呈针点状,开模时流道凝料由推出机构推出,并与塑件从浇口处自动切断,省掉了切除浇口的工程。
模具设计中浇口知识详解模具设计中浇口知识详解浇口:连接分流道与型腔之间的一段细短通道。
今天店铺就给大家讲解下模具设计中浇口相关知识。
浇口的.作用:1、调节及控制料流速度,防止倒流;2、熔胶经过浇口时,会因剪切及挤压而升温,有利于填充;浇口设计要点:1、浇口数量尽可能少。
2、浇口位置:A、不能影响制品外观。
B、距型腔各部位距离尽量相等。
C、浇口应对着型腔宽畅部位,便于补缩和走胶;D、应避免冲针或直接冲击薄弱镶件及冲骨位(易粘模)E、应减少熔接痕,或使熔接痕产生于制品的不重要表面及非薄弱部位;F、浇口位置应有利于模具排气。
G、浇口要便于切除.浇口的分类:1、侧浇口(又叫大水口,普通浇口)优点:加工易,修正易;缺点:(1)去除浇口麻烦且留下明显痕迹。
(2)位置受到一定的限制。
2、潜伏式浇口:(1)优点:①位置较灵活;②浇口可自动脱落;③既可以潜前模,又可以潜后模。
(2)缺点:适合弹性好的塑料,质脆的塑料不宜选用。
(3)潜伏式浇口重要参数:(见图)(4)圆弧形(牛角)潜浇口。
见图。
3、点浇口(又叫细水口):常用于三板模和无流道模.熔胶可由型腔任何位置,一点或多点地进入型腔。
优点:(1)位置有较大的自由度;(2)浇口可自行脱落,留痕小;(3)对桶形、壳形、盒形制品及面积较大的平板类胶件非常适用;(4)浇口附近残余应力小。
缺点:(1)注射压力损失较大;(2)模具结构较复杂。
重要参数。
见图。
4、直接浇口:用于大而深的桶形、盒形及壳形制品。
5、扇形浇口:适用于平板类、壳形或盒形制品。
【模具设计中浇口知识详解】。
一、浇口位置的要求1.外观要求(浇口痕迹,熔接线)2.产品功能要求3.模具加工要求4.产品的翘曲变形5.浇口容不容易去除二、对生产和功能的影响1.流长决定射出压力,锁模力,以及产品填不填的满流长缩短可降低射出压力及锁模力。
2.浇口位置会影响保压压力,保压压力大小,保压压力是否平衡,将浇口远离产品未来受力位置(如轴承处)以避免残留应力,浇口位置必须考虑排气,以避免积风发生不要将浇口放在产品较弱处或嵌入处,以避免偏位。
三、选择浇口位置的技巧1.将浇口放置于产品最厚处,从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。
如果保压不足,较薄的区域会比较厚的区域更快凝固,避免将浇口放在厚度突然变化处,以避免迟滞现象或是短射的发生。
2.可能的话,从产品中央进浇,将浇口放置于产品中央可提供等长的流长,流长的大小会影响所需的射出压力,中央进浇使得各个方向的保压压力均匀,可避免不均匀的体积收缩。
3.浇口(Gate):浇口是一条横切面面积细小的短槽,用以连接流道与模穴.横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:1)模穴注不久,浇口即冷结2)除水口简易3)除水口完毕,仅留下少许痕迹4)使多个模穴的填料较易控制5)减少填料过多现象设计浇口的方法并无硬性规定,大都是根据经验而行,但有两个基本要素须加以折衷考虑:1.浇口的横切面面积愈大愈好,而槽道之长度则愈短愈佳,以减少塑料通过时的压力损失.2.浇口须细窄,以便容易冷结及防止过量塑料倒流.故此浇口在流道中央,而它的横切面应尽可能成圆形.不过,浇口的开关通常是由模件的开关来决定的.3.浇口尺寸:浇口的尺寸可由横切面积和浇口长度定出,下列因素可决定浇口最佳尺寸:1)胶料流动特性2)模件之厚薄3)注入模腔的胶料量4)熔解温度5)工模温度决定浇口位置时,应紧守下列原则:1.注入模穴各部份的胶料应尽量平均.2.注入工模的胶料,在注料过程的各阶段,都应保持统一而稳定的流动前线.3.应考虑可能出现焊痕,气泡,凹穴,虚位,射胶不足及喷胶等情况.4.应尽量使除水口操作容易进行,最好是自动操作.5.浇口的位置应与各方面配合。
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: 塑胶射出成型模具的浇口设计文:徐昌煜 (现任模仁科技董事长兼震雄集团顾问) 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。
浇口设计和塑件品质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胶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。
爲了减少浇口的数目,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爲上策。
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品质。
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,就会因爲跑道现象(Race Track Effect)而导致积风。
注塑模具浇口型式及选择塑料模具的浇口是指连接分流道和性强之间的一段细短流道,是树脂注入型腔的入口。
在模具中浇口的形状、数量和尺寸和位置等会对塑料件的质量产生很大影响。
所以浇口的选择是塑料模具设计的关键点之一,下面通过几个方面对于浇口进行介绍。
一、浇口的主要作用有:1、型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流。
2、易于切除浇口尾料。
3、对于多腔模具,用以控制熔接痕的位置。
二、浇口的型式浇口一般分为非限制性浇口和限制性浇口两种型式。
限制性浇口又分为侧浇口、点浇口和盘环形浇口等3个系列。
2.1非限制性浇口。
非限制性浇口又叫直浇口(如图1所示)。
其特点是塑料熔体直接流入型腔,压力损失小进料速度快成型较容易,对各种塑料都适用。
具有传递压力好,保压补缩作用强,模具结构简单紧凑,制造方便等优点。
但去除浇口困难,浇口痕迹明显;浇口附近热量集中冷凝迟缓容易产生较大的内应力,也易于产生缩坑或表面凹缩。
适用于大型塑件、厚壁塑件等。
图1直浇口型式2.2限制浇口。
型腔与分流道之间采用一端距离很短、截面很小的通道相连接,此通道称为限制性浇口,它对浇口的厚度及快速凝固等可以进行限制。
限制浇口的主要类型有:2.2.1 点浇口。
点浇口是一种截面尺寸特小的圆形浇口(如图2所示)。
点浇口的特点有:1、浇口位置限制小;2、去除浇口后残留痕迹小,不影响塑件外观;3、开模时浇口可自动拉断,有利于自动化操作;4、浇口附件补料造成的应力小。
缺点是:1、压力损失大,模具必须采用三板模结构,模具结构复杂,并且要有顺序分模机构,也可应用于无流道的两板模具结构。
图2 点浇口的型式2.2.2潜伏式浇口。
潜伏式浇口是由点浇口演变而来,其分流道开设在分型面上,浇口潜入分型面下面,沿斜向进入型腔,潜伏式浇口除了具有点浇口的特点外,其进料浇口一般都在塑件的内表面或侧面隐蔽处,因此不影响塑件外观,塑件和流道分别设置推出机构,开模时浇口即被自动切断,流道凝料自动脱落。
1进胶的方式及设计重点浇口能够理解成熔融塑料经过浇注系统进入型腔的最后一道“门”,是连结分流道和型腔的进料通道。
它拥有两个功能:第一,对塑料熔体流入型腔起着控制作用;第二,当注塑压力撤除后,封闭型腔,使型腔中还没有冷却固化的塑料不会倒流。
浇口种类的选择取决于制品外观的要求、尺寸和形状的限制以及所使用的塑料种类等要素。
浇口形状和尺寸对塑件质量影响很大,浇口在多半状况下是流道中截面尺寸最小的部分(除主流道型的浇口外),其截面积与分流道的截面积之比约为0.03-0.09 ,截面形状多为矩形或圆形,浇口台阶长 1-1.5mm 左右。
一般采纳小浇口,由于它有以下长处:第一,小浇口能够增添物料经过时的流速。
小浇口两头有较大的压差,这样能够降低熔融塑料的表观粘度,使充模简单。
第二,小浇口能够提升熔融塑料的温度,增添流动性。
小浇口处的摩擦阻力大,熔融塑料经过浇口时,一部分能量转变成摩擦热而升温,这对提升薄壁塑件或带有精美花纹的塑件质量很有益处。
第三,小浇口能够控制和缩短补料的时间,降低塑件的内应力,缩短模塑周期。
在注射中,保压阶段向来要持续到浇口处凝固为止,小浇口凝固快,补料时间短,减小了大分子的凝固取向和凝固应变,大大减小了补料内应力。
小浇口的适应关闭也能正确地控制补料时间,提升塑件的质量。
第四,小浇口能够均衡各型腔的进料速度。
小浇口出阻力大得多,只有流道充满并拥有足够的压力后,各型腔才能以邻近的时间充模,这样能够改良各型腔进料速度的不均衡性。
第五,便于塑件修整。
小浇口能够用手工快速切除。
小浇口切除后的印迹小,减少了修磨时间。
可是,过小的浇口会大大增添流动阻力,延伸充模时间,高黏度的熔融塑料和剪切速率对表观黏度影响小的熔融塑料,不宜采纳小浇口浇口又称进料口,它是分流道与型腔之间的狭窄通口,也是最短小部分,其作用使熔融塑料在进型腔时产生加快度,有益于快速充满型腔,成型后浇口塑料先冷凝,以关闭型腔,防备熔融塑料倒流,防止型腔压力降落过快,以致在制品上产生缩孔或凹陷,成型后便于使浇注凝料与制品分别 .浇口种类1、盘形浇口 : 沿产品外圆周而扩展进料,其进料点对称,充模平均,能除去联合线.有益于排气.水口常用冲切方式去除,设计时注意冲切工艺.2.扇形浇口 : 从分流道到模腔方向渐渐放大呈扇形,合用于长条或扁平而薄之产品,可减少流纹和定向应力.扇形角度由产品形状决定,浇口横面积不行大于流道断面积.3.环形浇口 : 沿产品整个外圆周扩展进胶,它能使塑料绕型芯平均充模,排气优秀,减少联合线.但浇口切除困难,它合用于薄壁长管状产品.4.点浇口: 是一种截面积小如针状之浇口,一般用于流动较好之塑料,其浇口长度一般不超出其直径,因此脱模后浇口自动切断,不须再修正.而浇口残痕不显然.在箱罩,盒壳体及大面积产品中应用相当宽泛,它能够使模具增添一个分模面,便于水口脱模.其弊端是因进浇口较小易造成压力消耗,成型时产生一些不良 (流痕,烧焦,黑点 )其形状有菱形,单点形,双点形,多点形等。
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)9.0
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