注塑模进浇位置浇道排布位置研究

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進澆位置與流道排布的研究 開 始 語 我們進行注射模具設計時力求能達到最佳化。它主要是指澆注系統與冷卻系統設計都是最佳化的。我們已經學習過冷卻系統設計課程, 以下我們將學習的是澆注系統設計課程。注射成型簡介 塑膠如何充填模穴   塑膠注入模穴成型產品的過程可分為充填、加壓、補償三個階段。 充填階段 加壓階段 補償階段 塑膠如何充填模穴 v 充填階段:  充填階段時塑膠被射出機的螺桿擠入模穴中直到正好填滿。  當塑膠進入模穴時, 塑膠接觸模壁時會很快的凝固, 這會在模壁和熔融塑膠之間形成凝固層。 v 加壓階段:  雖然所有的流動路徑在充填階段都已經充填完成, 但其實邊緣及角落都還有空隙存在。為了完全充填整個模穴, 所以必須在這個階段加大壓力將額外的塑膠擠入模穴。 v 補償階段:  塑膠從熔融狀態冷凝固到固體時, 大約會有25%的高收縮率, 因此必須將更多的塑料注入模穴以補償因冷卻而產生的收縮。 澆注系統的構成  澆注系統由主流道、分流道、澆口及冷料井構成。流道、澆口是用來將熔膠從噴嘴傳輸到每個模穴的進澆位置的工具。 冷料井 一次分流道 (一級橫澆道) 澆口 產品 二次分流道 主流道(豎澆道) (二級橫澆道) 主流道的設計v 主流道(Sprue)  主流道的形狀一般為圓錐形。主流道的開口要盡可能小, 但必須能完全充滿模具。其小端直徑應大於注射機出口直徑0.5-1.0mm左右。主流道上的錐角應該足夠大, 使它能被容易推出, 但不能太大, 因為冷卻時間和所使用的材料會隨著主流道直徑的增加而變大。其圓錐角一般要求大於3度。 a的取值主要與塑膠 性能有關: a=30°(對於PE, PP,PA) a=20°(對於PS, D-d =0.5~1.0 (mm) SAN,ABS,PC,POM, R>r PMMA) α=2~4° 垂直式主流道 傾斜式主流道 分流道的設計v 分 流 道(Runner)Ø 流道的設計影響到使用材料的用量以及產品的品質。Ø 假如每個模穴的流動不平衡, 過渡保壓和滯流就會引起較差的產品品質。Ø 又長又不合理的流道設計, 能引起較大的壓力降並且需要較大的注射壓力。Ø 使用熱流道可以解決以上成型問題。Ø 復雜產品的單穴結構及多穴和族穴結構的平衡流道是很重要的。 流道設計 分流道的截面形狀v 分 流 道 的 截 面 形 狀 ( R u n n e r C r o s s  Se ct流io道n)的截面形狀影響到塑料在澆道中的流動, 當熱的熔膠碰到冷的模壁時,在流道表面會形成一層凝固層。當塑料被注入模穴中時, 流道的中心保持熔融狀態。流道的形狀影響到在內部的熔融塑膠的體積。圓形截面的流道能夠最大比例的保持熔融狀態的塑膠。有曲線或尖角的截面比矩形截面的流道需要較小的力移除流道廢料。 流道設計 分流道的截面形狀v 各種流道截面的比較Ø 圓形截面   優點: 表面積與體積之比最小, 壓力及溫度損失小, 有利於塑膠的流 動及壓力傳遞。流道效率與經濟性最高。 缺點: 必須在公母模上各分一半, 給模具加工帶來一定困難, 造價高Ø 。“U”形截面   優點: 其截面形式接近圓形截面, 同時只需在模具的一面加工。 缺點: 與圓形截面相比, 熱損失較大, 流道廢料多。Ø 梯形截面   優點: 只需在模具的一面加工, 便於加工及刀具選擇。 缺點: 熱損失較大。Ø 方形截面   優點: 流道效率較高, 只需在模具的一面加工, 便於加工及刀具選擇 。Ø 缺半點圓:形 流截動面阻 力 大, 頂出力量較大。較少採用。 優點: 離模性佳, 適用于分模面較複雜之模具。只需在模具的一面加工 。 缺點: 流動阻力大, 受冷凝影響大, 流道效率最低。較少採用。 分流道的截面形狀v 分流道截面的計算 圓形 “U”形 梯形 D=產品最大肉厚 + 1.5mm B=1.25D 分流道的尺寸v 確定分流道尺寸應考慮的因素Ø 制品的體積和壁厚。Ø 主流道至澆口的距離。Ø 流道的冷卻方法。Ø 成型樹脂的流動性。Ø 便於采用自動切除澆口裝置。 Ø 分流道的截面厚度要大於制品的壁厚。Ø 分流道的長度要盡量短, 不能短時, 其截面尺寸應相應長度增大。Ø 對於含有玻璃縴維等流動性較差的樹脂, 流道截面要大一些。Ø 流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料井。 流道設計注意事項 分流道的尺寸v 分流道的直徑  流道的直徑過大時, 一來浪費材料, 二來冷卻時間增長, 成型週期亦隨之增長, 造成成本上的浪費。流道的直徑過小時, 材料的流動阻力大, 易造成充填不足, 或者必須增加射出壓力始能充填。故流道直徑應適合產品的重量或投影面積。 圓形流道 D(mm) 4 6 8 10 12 以產品重量作基準 以產品投影面積作基準 流道直徑(mm) 產品重量(g) 流道直徑(mm) 產品重量(cm2) 以下 4 95 4 10 6 6 200 375 8 8 500 以上 10 375 10 1200 12 大型 12 大型 分流道的尺寸v 分流道的直徑圖表 G--產品質量,g; S--產品肉厚,mm; D--分流道參考直徑,mm。 分流道的尺寸v 分流道的長度  流道長度宜短, 因為長的流道不但會造成壓力損失, 不利於生產性, 同時亦浪費材料。但是, 材料以低溫成型時, 為增高成型空間的壓力或延長保壓時間來減少產品收縮凹陷時, 縮短流道長度並非絕對可行。因為流道過短, 則產品的殘餘應力增大, 且易產生毛邊。  流道長度可以如下經驗公式計算: D = D--分流道直徑,mm; W--產品質量,g; L--流道長度,mm。 分流道的佈置v 分流道排列的原則Ø 盡可能使熔融樹膠從主流道到各澆口的距離相等。Ø 使模穴壓力中心盡可能與注射機中心重合。v 分流道的佈置Ø 自然平衡: 從主流道至各模穴的分流道長度及截面形狀都相同, 向各模穴平衡充填。Ø 人工平衡: 從主流道至各模穴的分流道長度不同, 通過改變流道及澆口的截面面積(運用CAE模流分析), 達到向各模穴平衡充填的目的。 分流道的佈置不平衡流道佈置 自 然 平 衡 人 工 平 衡自然平衡流道佈置人工平衡流道佈置 人工平衡流道佈置一
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