第4章 普通注射模具4.2、4.3

1．充分了解塑料的工艺特性，分析浇注系统对塑料 熔体流动的影响，以及在充填、保压、补缩和倒流 各阶段中，型腔内塑料的温度、压力变化情况，以 便设计出适合塑料工艺特性的理想的浇注系统，保 证塑料制品的质量。 2．应根据塑料制品的结构形状、尺寸、壁厚和技术 要求，确定浇注系统的结构形式、浇口的数量和位 置。 3．浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。浇注 系统与型腔的布置应尽量减少模具尺寸，以节约模 具材料。
4．3．3


普通浇注系统的设计
1．主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射 机喷嘴与模具接触处开始到分 流道为止的塑料熔体的流动通 道，是熔体最先流经模具的部 分，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，因此，必须使熔体 的温度降和压力损失最小。
在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道 垂直于分型面。主流道通常设计在模具的浇口 套中，如图4-18所示。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，其 锥角为2～6°，小端直径d比注射机喷嘴直径 大0．5～1 mm。 由于小端的前面是球面，其深度为3～5 mm， 注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴 合，因此要求浇口套球面半径比喷嘴球面半径 大1～2mm。流道的表面粗糙度 Ra≤0．8μm。 浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等 材料制造，热处理淬火硬度53～57HRC。

(2)分型面的选择应有利于塑件的 顺利脱模
图4-11 分型面对脱模的影响
(3)分型面的选择应保证塑件的精 度要求
图4-12 分型面对塑件精度影响
(4)分型面的选择应满足塑件的外 观质量要求
图4-13 分型面对塑件外观质量的影响
要满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等等
(5)分型面的选择要便于模具的加 工制造
实例：灯罩模具设计
分型面的选择：
该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。 在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量 以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。 其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图1。选择这种方案，侧面抽芯 机构设在定模部分，模具结构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接 痕，同时增加了模具结构的复杂程度。 其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图2。采用这种方案，侧面抽芯 机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作 为分型面较为合适。
图4-24 直接浇口
②中心浇口
中心浇口是 直接浇口的变异 形式，熔体直接 从中心流向型腔。
图4-25 中心浇口 1一浇口 2一制品 3一型芯
③侧浇口
图4-26 侧浇口
图4-27 侧浇口的变异形式
④点浇口
图4-28 点浇口的典型结构
⑤潜伏式浇口
图4-29 潜伏式浇口
⑥护耳浇口
图4-30 护耳浇口 1—制品 2—护耳 3—主流道 4—分流道 5—浇口
八型腔对称分流道
3．浇口的设计
浇口：连接分流道和型腔的桥梁
是浇注系统中最薄弱最关键的环节。
浇口的作用 熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。 注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变 形和破裂。
狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，
修整方便。
浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响到产品外
保持压力的设定是为使树脂在冷却的过程中不致产生回流，且能继续 补充因树脂冷却收缩而不足的空间，而得到最佳的模具复制效果。 保持压力设定过高，易造成毛边、过度充填浇口附近的应力集中等 不良现象，保持压力设定过低，又易造成收缩太大、尺寸不安定等现象。
当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保 压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。 过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。
保压不足时会导致：1.凹陷；2.气泡；3.收缩率增加；4.成形品尺寸 变小；5.尺寸的波动性变大；6.由于熔胶回流导致内层配向。
尽量减少流向杂乱
流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。
尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度 尽量减少塑料熔体的热量损失与压力损失 减小塑料用量和模具尺寸 尽可能做到同步填充 一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能 夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。
分型面选择原则： 2、模具尽可能少用或不用侧抽芯机构
4．3
浇注系统设计
4．3．1
浇注系统的组成与作用
1．浇注系统的组成
注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴
开始到型腔为止流动的通道。图4-16所示为 卧式注射机用模具的普通浇注系统。图4-17 所示为角式注射机用模具的普通浇注系统。 它们都由主流道、分流道、浇口、冷料穴几 部分组成。
U形截面
又称改良式梯形流道，結合圆形与梯型的优点改良而成， 面积仅比圆形流道多出14%。

梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定
b 0.2654 m 4 L



式中 b——梯形大底边宽度，mm； m——塑件的质量，g； L——分流道的长度，mm； h——梯形的高度，mm。 梯形的侧面斜角α常取5～10°，底部以圆角相连。上式适用 塑件壁厚在3．2mm以下，塑件质量小于200g情况，且计算 结果b应在3．2～9．5 mm范围内才合理。按照经验，根据 成型条件不同，b也可在5～10mm内选取。 U形截面分流道的宽度b也可在5～10mm内选取，半径 R=0．5 b，深度h=1．25 R，斜角α=5～10°。
⑤避免塑料制品产生熔接痕
图4-35 浇口数 量对熔接痕数 量的影响
图1
图2
分型面位置和形状的选择 注射模设计第一步：根据塑件结构特点选择分型面位置 塑件特征： 内孔带螺纹的盖形件；
外圆面带直槽防滑装 饰纹；
外圆带有一定的锥度。 可选分型面位置： A-A或B-B； 合理应在B-B。
塑件特征： 长条形薄壁壳形 件； 交界面为曲面；
多处有侧凹。
2．分流道的设计
图4-21 分流道截面形状
圆形截面
优点：流道形状效率较高，可达0.25D。 缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流
道交错而影响流动效率。
矩形截面
流道效率与圆形相当，但面积却 比圆形流道多出27%，增加了射
出废料，而且会造成顶出力量增
加的现象。
梯形截面
面积比圆形流道多出39%，更加浪费，但是与圆形流道 相比的唯一优点是制造简便。
要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题 )
尽量避免出现熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的 熔融树脂前端部分被冷却、在结合 处未能完全融合而产生的。一般情 况下，主要影响外观，对涂装、电 镀产生影响。严重时，对制品强度 产生影响（特别是在纤维增强树脂 时，尤为严重）。
熔接痕
尽量避免过度保压和保压不足
4．2 分型面的选择
分型面的定义及表示方法
分型面 —— 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料
的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。
1．分型面的形式
注射模有的只有一个分型面，有的有多个分
型面。在多个分型面的模具中，将脱模时取 出塑件的那个分型面称为主分型面。分型面 的形状如图4-10所示。图(a)为平直分型面； 图(b)为倾斜分型面；图(c)为阶梯分型面；图 (d)为曲面分型面；图(e)为瓣合分型面，也称 垂直分型面。
图4-22 分流道长度
Байду номын сангаас
⑶分流道的表面粗糙度
由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷
却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因 此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra 取1．6μm左右，这可增加对外层塑料熔体的 流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成 绝热层。
⑷分流道在分型面上的布置形式
图4-23 多型腔模具型腔的排布
浇注系统的作用是：将熔体平稳地引入型腔，使之 按要求填充型腔的每一个角落；使型腔内的气体顺 利地排除；在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充 分地把压力传到型腔各部位，以获得组织致密，外 形清晰、尺寸稳定的塑料制品。 浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两 类。

4．3．2

浇注系统设计的基本原则
观、尺寸精度、物理性能和成型效率。
浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观
上的缺陷,且成型收缩会增大。
浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破
裂,且浇口的去除加工困难等。
浇口大小对塑件的影响
浇口适中
浇口太小
浇口太大
⑴浇口的类型、特点及应用
直接浇口 流道直接进入型腔，流程短、 进料快、流动阻力小、传递压力 好，保压补缩作用强，有利于排 气和消除熔接痕。同时浇注系统 耗料少，模具结构简单而紧凑， 制造方便，因此应用广泛。但去 除浇口不便，制品上有明显的浇 口痕迹，浇口部位热量集中，型 腔封口迟、内应力大、易生成气 孔和缩孔等缺陷。 采用直接浇口的模具为单型腔 模具，适用于成型深腔的壳形或 箱形制品，不宜用于成型平薄或 容易变形的制品。
可选分型面位置： 曲面边界（单选）
塑件特征： 薄壁复杂壳形件， 有公共底面； 尺寸较大，有近似 对称面； 多向有侧凹。
可选分型面位置： 近似对称面A-A或公共底面B-B
分型面选择原则： 1、塑件的最大轮廓面位置
依据该原则： 分型面可以有3个选择，一个平面和两个曲面，哪个更 合理？
主浇道
分浇道
浇口
流道系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、 物性、尺寸精度和成形周期。
图4-16 卧式注射机用模具的浇注系统 1一主流道衬套2一主流道3一冷料穴 4一分流道5一浇口6一塑件
图4-17 角式注射机用模具的浇注系统
1一镶块2一主流道3一分流道4一浇口 5一型腔6一冷料穴