浇口及流道设计GATE_RUN_DESIGN
浇口的设计
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。
塑料件注塑模具的浇口及流道设计
间接配合
浇口和流道通过其他结构进行间接连 接，这种配合方式可以更好地适应复 杂模具结构的要求。
配合实例
侧浇口与直通式流道的配合
侧浇口与直通式流道配合使用，可以保证塑料熔体的流动顺畅，适用于生产小 型塑料件。
扇形浇口与分流道的配合
扇形浇口与分流道配合使用，可以满足大型塑料件的充填要求，并减少溢料现 象的发生。
根据塑料件的精度要求选择浇口类型，高精度要求的塑料件应选择潜伏式浇口或直 接浇口。
根据塑料件的成型周期和生产效率要求选择浇口类型，生产效率要求高的应选择侧 浇口或扇形浇口。
浇口的尺寸
浇口的尺寸应根据塑料件的尺 寸、形状、精度要求以及塑料 熔体的流动特性来确定。
浇口的尺寸过大会导致塑料件 产生过大的收缩率，尺寸过小 会导致塑料件充填不足或产生 喷射痕。
SolidWorks
一款广泛使用的CAD软件，也适用于注塑模具设 计，提供了丰富的流道设计和分析工具。
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Moldflow
专业的注塑模具设计软件，提供了流道设计和分 析功能，可以模拟塑料熔体的流动和冷却过程。
PART 05
浇口与流道设计案例分析
案例一：手机壳浇口设计
总结词
手机壳浇口设计需考虑浇口位置、尺寸和数量，以确保塑料能够顺利填充模具并 减少缺陷。
详细描述
根据餐具的形状和尺寸，选择合适的浇口位置和尺寸，以实现均匀填充。同时，流道的走向应与餐具的形状相匹 配，以减少流动阻力。在设计过程中，还需考虑餐具的功能需求，如刀叉的锐利度、碗盘的承重能力等，以确保 设计的实用性和可靠性。
PART 04
设计优化与改进
优化原则
减小浇口截面积
避免死角和滞留
浇口截面积的大小直接影响塑料熔体的流 动速度。减小浇口的截面积可以使熔体的 流动速度增加，从而提高生产效率。
压铸模流道与浇口设计
压铸模流道与浇口设计压铸模流道设计是压铸模具设计中的重要环节，其质量的好与坏直接影响着铸件的质量和生产效果。
好的流道设计能够使得金属熔液在铸件中充分流动，保证铸件的充填性和凝固性，减少缩孔、破裂等缺陷。
因此，在进行压铸模具设计时，流道设计是需要重点考虑和完善的。
首先，流道设计需要考虑到金属熔液进入模腔的流动路径。
一般情况下，流道设计应遵循从大到小、从圆到方、从长到短的原则。
即，从金属熔液流动的开始到结束，流道的截面积逐渐减小，形状也从圆形转变为方形。
这样可以使得金属熔液在流动过程中更加平稳，避免较大的速度差异引起的涡流和过剩的测射。
其次，流道设计还应考虑到金属熔液的冷却影响。
流道的设计应使其能够迅速将熔液引导到模腔中，并确保流动的速度和温度均匀。
这样可以避免熔液在流动过程中过度冷却而凝固，造成流道堵塞或铸件表面不光滑的问题。
同时，流道设计还需要考虑到金属熔液的流动阻力。
流道的长度和弯曲度越小，流经流道的金属熔液的阻力就越小，流动能力就越好。
因此，在流道设计中应尽量减少流道的弯曲和咽喉，使金属熔液能够顺畅地流动。
另外，在流道设计中，浇口的位置和形状也是需要注意的。
浇口的位置应选择在铸件底部或靠近铸件底部的位置，以充分利用重力来推动金属熔液流动。
浇口的形状应选择为喇叭口状或倒喇叭口状，以便于金属熔液的顺畅流动和避免气泡和杂质的混入。
在进行流道设计时，还需要综合考虑模腔的结构和形状。
流道设计应适应模腔的形状，保证金属熔液能够均匀地流入并充填整个模腔。
同时，流道的尺寸也需要根据铸件的尺寸和结构来进行合理确定，以保证铸件的充填性能和凝固性能。
需要注意的是，流道设计还应结合具体的铸造材料和生产工艺来进行综合考虑和设计。
不同的铸造材料和生产工艺对流道的要求和设计方法也会有所不同。
总结起来，压铸模流道设计的目标是使金属熔液在模腔中充分流动，保证铸件的充填性能和凝固性能。
良好的流道设计能够避免铸件缺陷，提高生产效率和质量。
模具设计的优先级
W 1.5WD 1.2WD
肋的底部厚度
2.5W
W
0.5W
肋的设计 (1 )
Rib Design ( 1 )l thichness B = 0.5t C=3t
D=2B E = 0.13 mm(radius) F = 1.5 - 2 deg
假如需要更大的强度,可增加肋的数目 If more strength is required, add additional ribs.
壁厚不均
壁厚设计
Wall Thickness Design
差 [Poor]
较好 [Better]
最好 [Best]
掏空设计 (1)
Coring Out Design (1)
原设计 [Original] 改进设计 [Improved]
掏空设计 (2)
Coring Out Design (2)
差 [Poor]
Section A'-A'
远离侧壁之击毂 (热塑性塑料)
Boss Away From Wall ( Thermoplastics )
A =击毂附着处壁厚 wall thickness B =击毂外环直径 (含底部修整圆弧半径) dia. of boss over radii C = 0.5 A D=2B E = 1 - 2 deg F = 0.13 mm ( radius ) G = 0.95 D H = 0.3 G min. to G max. I = 0.5 A
模具设计的优先级
Priorities of Mold Design
浇注系统设计 (Filling System Design)
排气系统设计 (Venting System Design)
新潜伏式浇口设计演示课件
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6.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。
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7．潜伏浇口
从形式上看，潜伏浇口与点浇口类似，不同的是采用潜伏浇口只 需二板式单分型面模具，而采用点浇口需要三板式双分型面模具。 （1）特点： ①浇口位置一般选在制件侧面较隐蔽处， 可以不影响塑件的美观。 ②分流道设置在分型面上，而浇口 像隧道一样潜入到分型面下面的定 模板上或动模板上，使熔体沿斜向 注入型腔。 ③浇口在模具开模时自动切断，不 需要进行浇口处理，但在塑件侧面 留有浇口痕迹。
潜伏式浇口设计
Sub Gate Design
Tunnel gate
2014. 12. 5
浇注系統
主流道Sprue
浇口 Gate
分流道 Main Runner
制件 Part
冷料井 Cold Slug Well 次分流道 Branch Runner
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浇注系统设计流程
制件設計 (Part Design)
型腔設計 (Cavity Design) 浇口設計 (Gate Design) 流道設計 (Runner Design) 喷嘴設計 (Nozzle Design)
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浇口设计
设计原則
1.浇口设计须产生一迅速、均勻和單方向的模具充填模式.
2.浇口位置必须使在模穴內的空气成形時可逃逸.
3.浇口位置和尺寸应该避免产生喷射流.
直接浇口有时被称为非限制性浇口，而其他类型的浇口则通称 为限制性浇口。
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2、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。
浇注系统
4、扇形浇口（fan gate） （1）结构 （2）特点： 成型宽度较大的制品； 易于型腔气体的排出； 制品内应力小；
（三）浇口型式 1、针点浇口（pin point gate） （1）结构 （2）特点 相比较而言，浇口的位置不受限制； 对多型腔模具， 能取得浇口的平衡； 开模时，能自动切断料把，制品表面光滑 ； 对投影面积大又易变形的制品，点浇口可以防止变形；
热流道模具大都采用点浇口。 3）计算公式
D=( Q / γ) ^ 1 / 3 (cm)
以流道的断面积相等为条件，圆形流道的比表面积最小，矩形也比较小。 因此流道的形状常采用圆形、半圆形、梯形和 U 形。
2、分流道的尺寸
影响分流道尺寸的因素： 制品的体积与壁厚；主流道到型腔的距离。
圆形浇口直径： D=( Q / γ) ^ 1 / 3 (cm)
矩形浇口深度： h=( 4 Q / γ) ^ 1 / 3 (cm)
（1）结构
（2）特点
成型圆环形制品，进料均匀，易排气；
无熔接痕；
浇口去除困难。
（3）常用尺寸
同侧浇口。
7、轮辐式浇口
（spoke gate）
（1）结构
（2）特点
圆环形浇口的改进；
浇口去除容易；
制品中有熔接痕，制品强度降低。
（3）常用尺寸
同侧浇口。
8、直浇口 （1）结构 （2）特点 流动阻力小，适于大型 深制品； 注射压力直接作用在制品上，易产生残余应力； 浇口尺寸大，补料时间长； 成型薄而平制品时易变形，浇口去除困难。 （3）常用尺寸
2_05浇口和流道设计
– 浇口端点的Base Coordinate
– Offset Vector: 0, –36.825, 0
Create Beams
– 设定Create as
» Circle, 5 mm dia. Occur 4
为该runner做9个element
设定正确的形状、尺寸和 occurrence number (4)
Polypropylene 5.0-10.0 3/16-3/8
Polystyrene 3.0-10 1/8-3/8
PVC
6.0-16 1/4-5/8
流道建构案例
Wear cap
– Cavity duplication wizard – Runner Creation Wizard
Snap cover
框选整个产品 按鼠标右键选择Properties 对列示的所有properties指定
occurrence number为4 也就是说设定整个产品的出
现次数为4
创建Gate
将进浇位置放大 删除进浇点 为该浇口创建一条curve线，
– Relative 0, -3.175, –3.175 – 设定Create as为Cold gate
直接浇口
注道直接连到产品上 其大小由注道的大小决定 以beam element建构 有大而明显的浇口痕迹
Sprue Gate
膜式浇口
以膜式浇口作为圆柱状产 品的内径
通常有一段薄的区域与产 品相连
以shell elements建构
Diaphragm Gate
Gate Land
问题解答
流道设计
流道排布
两种常用的排布形式
压铸模流道与浇口设计
压铸模流道与浇口设计压铸是一种通过将熔融的金属注入到模具中，形成所需形状的工艺。
在这个过程中，流道和浇口是非常重要的，因为它们决定了金属液的流动路径和充模情况。
对于大多数压铸件而言，流道主要包括归流道和分流道。
归流道是将熔融金属从浇注口引导到模腔的通道，而分流道则将金属液引导到各个腔室中。
流道的设计应该尽可能地减小金属液的流速和流动阻力，确保金属液能够均匀地填充模腔，并且不会产生气泡或其他缺陷。
在设计流道时，要考虑到金属的流动行为和模具的结构。
流道的截面应该逐渐增大，以保证金属液能够均匀地流动。
此外，流道的长度和弯曲程度也需要适当调整，以减小流动阻力和流动速度。
在流道的设计中，还应该考虑到金属的流场分布和模具的加热和冷却情况，以确保金属液能够流动到模腔的每个角落。
浇口的设计也是非常重要的。
浇口是金属液注入模具的入口，直接影响到金属液的充模情况和充模速度。
一个合理的浇口设计应该能够使金属液均匀地分布到模腔中，并且不会产生气泡或其他缺陷。
浇口的设计要尽可能地减小气体的进入，并且能够方便地从铸件中排出。
浇口的位置和形状也需要仔细考虑。
一般来说，最好选择在模具的上部或侧部设置浇口，这样可以减少气体的进入并且方便排气。
浇口的形状可以是圆形、椭圆形或矩形，具体要根据铸件的形状来确定。
在浇口的设计中，还应该考虑到金属液的充模速度、充模压力和浇注温度，以确保铸件的质量。
在流道和浇口的设计中，还需要考虑到模具的制造成本和生产效率。
流道和浇口的设计应该尽可能地简单和经济，同时也要能够满足产品的质量要求。
此外，在模具的制造过程中，还需要考虑到流道和浇口的冷却和加热情况，以确保模具的寿命和稳定性。
总之，流道和浇口的设计是压铸工艺中非常重要的环节。
一个合理的流道和浇口设计可以确保金属液能够均匀地填充到模腔中，并且不会产生气泡或其他缺陷。
同时，流道和浇口的设计还需要考虑到模具的制造成本和生产效率。
通过合理的流道和浇口设计，可以提高压铸件的质量和性能。
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凸耳澆口(Tab Gate)
澆口先進應力中的產品
應力集中在凸片
Tab
Gate
直接澆口(Sprue Gate)
豎膠道直接進入產品 在決定產品澆口尺寸由大到小縮減 幾何圖形使用Beams
隔膜澆口(Diaphragm Gate)
使用澆口在產品的內部直徑裡 通常在產品有較薄區域 使用於薄殼元素
難以達成
不建議 模型建立是由薄殼及Beams組成
潛伏式澆口(Submarine Gate)
圓錐形澆口, 與分模線以下的產品相交 典型常用 入口直徑約為平均厚度25% ~ 75%
Parting Line
香蕉形澆口(Cashew Gate)
彎曲潛入式澆口 加工困難
針點式澆口(Pin Gate)
Flow channel
Gate geometry varies widely depending on drop style and usage
閥澆口(Valve Gate)
與熱澆道類似, 但是由一個銷釘關閉這個澆口孔口 在週期期間銷釘能夠控制不同時間之開與關 模型建立使用Beams
Valve pin
如果沒有做流道分析,通常流道尺寸往往比實 際需求更大 材料 成型時間 錢!!
一般所建議的流道直徑
Material
Diameter mm inch
ABS, SAN 5.0-10.0 3/16-3/8
Acetal
3.0-10.0 1/8-3/8
Acrylic
8.0-10.0 5/16-3/8
Nylon
指定澆口位置
手動建立流道系統與多模穴複製 設定形狀因子與建立
對稱形多模穴模具
指定產品形狀因子與建立對稱形多模穴
選擇整個產品 按滑鼠右鍵 > Properties 在表列將所有屬性形狀因子(Occurence)設定為4
建立澆口
放大塑膠入口點區域 刪除塑膠入口點 建立澆口曲線
Relative 0, -3.175, –3.175 設定建立冷流道澆口
、扇形澆口、薄膜澆口 香蕉形澆口與熱澆道加工較困難 不可能就針點澆口
QUESTIONS?
流道形式
兩種常見形式
魚骨型排列 按幾何學原理平衡排列
流道尺度規格
依據不同材料物性所定流道尺寸標準 可靠資料來源
經驗 材料供應商 參考書
典型寬廣範圍
流道尺度規格
設計出發點 流道長度 材料黏度 產品所需要的壓力
輸入流道資料
流道建立
輸入澆口資訊
NOTE: 預設流道系統精 靈設定為潛伏式澆口,如要 建立邊緣澆口則必須將分 模面設定在澆口平面為零, 下一步驟必須設定正確之 尺寸與形式
澆口設定
將澆口區域放大，按右鍵選擇屬性功能，設定 形狀因子與尺寸
建立 Snap Cover 工具
打開Snap Cover
2.0-10.0 1/4-3/8
Polycarbonate 5.0-10.0 3/16-3/8
Material
Diameter mm inch
PET
3.0-8.0 1/8-5/16
Polyethylene 2.0-10.0 1/16-3/8
Polypropylene 5.0-10.0 3/16-3/8
建立Beams
設定建構 • Circle, 5 mm dia. Occur 4
• 圓形, 1 mm 25º • Occ 4
建立有限元素網格
全體邊緣長度為1.5 mm
給新圖層重新命名
Gate Beams Gate nodes
建立流道
建立新圖層 建立末端之節點與建立流道
Base coordinate end of gate Offset Vector 0, –36.825, 0
Polystyrene 3.0-10 1/8-3/8
PVC
6.0-16 1/4-5/8
流道建立範例
Wear cap
多模穴複製精靈(Cavity duplication wizard) 流道建立精靈(Runner Creation Wizard)
Snap cover
多模穴複製 手動建立流道系統 使用形狀因子建立對稱形多模穴模具
使用在三板模模具 非常小的孔洞 模型建立使用Beams 孔洞直徑約為0.25~ 1.5 mm
Drop blue Gate, Yellow
熱澆道(Hot drop)
直接將熔膠材料送到產品 熱澆道形式決定了澆口幾
何造型與尺寸 孔口尺寸是重要關鍵,它控
制噴口塑料不會流出 模型建立使用Beams
直接澆口(Elements in a Gate)
澆口至少要有三個元素才能精確預測
澆口凝固時間 剪切率 壓力
澆口尺寸
澆口尺寸將會影響剪切率大小值 剪切率指引可在材料資料庫中發現
澆口尺寸
保持澆口剪切率在材料物性極限以下 如果澆口尺寸允許,剪切率最好控制在
20,000 1/sec. 大的澆口較容易降低剪切率,如邊緣澆口
Lesson 14
澆口及流道設計
澆口形式
手動整理澆口
Edge Tab Sprue Diaphragm Ring Fan Flash
自動脫模澆口
Submarine Cashew Pin Hot drop Valve
邊緣澆口(Edge Gate)
普通常用的手動整理澆口形式 約為產品厚度 50% ~ 75% 可能是固定厚度或者逐漸減少厚度
Gate Land
環形澆口(Ring Gate)
看似隔膜澆口但是在產品的外圍 不建議
難獲得均勻流動性
模型建立是由薄殼及Beams組成
扇形澆口(Fan Gate)
寬闊的邊緣澆口 平衡流動波前平穩進入產品 模型建立是由薄殼及Beams組成
薄膜澆口(Flash Gate)
類似環形與扇形澆口 故意設計流動波前平行進入產品
建立Wear Cap 工具
打開Wear Cap檔案
指定澆口位置
使用多模穴複製精靈 使用流道系統精靈
Gate
模穴複製
一模八穴 兩列
行間隔調節50 列間隔調節60
建構流道
定立豎膠道位置 以澆口面建立產品分模面 將使用邊緣澆口
流道建立
輸入豎膠道資料
現行豎膠道設定是DME標準採 用,可自訂修改