第六章 分型面的选择与浇注系统设计

第六章 分型面的选择与浇注系统设计
§6.2 普通浇注系统设计
人工平衡采用称之为平衡系数法K即通过计算多型腔模具各个浇 口的BGV（balanced gate value)值来判断或计算。
K或BGV =S/(L*a0.5)
K：浇口平衡系数 S：浇口端面积 L：浇口长度
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§6.2 普通浇注系统设计
2、分流道的尺寸 分流道的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道 的长度来确定。 通常圆形截面分流道直径为2~10mm； 对于大多数塑料，分流道截面直径取5~6mm； 对流动性差的像PC、PSU等可大至10mm； 对流动性好的像PA、PP、PE等塑料的小型塑件，在分流道长度很 短时，直径可小到2mm；
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§6.2 普通浇注系统设计
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§6.2 普通浇注系统设计
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§6.2 普通浇注系统设计
3、浇注系统的平衡 浇注系统的设计应使所有的型腔能同时得到塑料熔体均匀的充填， 应尽量采用平衡式布臵（平衡式浇注系统）。对于精度要求高、 物理与力学性能要求均衡稳定的制件，尽量采用平衡式布臵（平 衡式浇注系统）。 若需要设计成非平衡式布臵（非平衡式浇注系统），可以通过调 节浇口尺寸或分流道尺寸，使各浇口流量和成型工艺条件一致。 这就是浇注系统的平衡。也称人工平衡。
表示，箭头指向移动
多个分型面应按分型的先后次序，标示出“A”、 “ B”、 “C” 或“1”、“2”、“3”等分型面还可用分模线“PARTING LINE”的 缩写PL 标示。
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§6.1 分型面及其选择
3、分型面的形式 注射模具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。 1）平面分型面（举例） 2）倾斜分型面（举例） 3）阶梯分型面（举例） 4）曲面分型面（举例） 5）瓣合分型面（举例） 6）辅助分型面（实现侧向抽芯） 7）多分型面（举例）
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§6.2 普通浇注系统设计
2）常用的流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形、矩形和六 角形等。 用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，该比值大则流道 的效率高。 圆形流道的效率最高。但需开设在分型面的两侧，制造时，模板两 部分对中吻合； 梯形和U形截面加工容易，为常采用的形式。 半圆形截面需用球头铣刀加工，在设计中也有采用。 矩形截面流动阻力大，在设计中不常采用。
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§6.1 分型面及其选择
三、分型面的设计
1、分型面
模具型腔由两部分或更多部分组成，用于取出塑件和浇注系统 凝料的可分离的接触表面通称为分型面。
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§6.1 分型面及其选择
2、分型面的标示方法： 当模具分型时，若分型面两边的模板都作移动，用 若其中一方不动，另一方移动，用 方向。 表示
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§6.1 分型面及其选择
一、型腔数目的确定
在多型腔模具的实际设计中， 一种方法是：首先确定注射机的型号，再根据注射机的技术参数 和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目。 一种方法是：先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔 的数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。
§6.1 分型面及其选择
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§6.1 分型面及其选择
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§6.1 分型面及其选择
ห้องสมุดไป่ตู้
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§6.1 分型面及其选择
2）分型面应尽可能选择在不影响外观的部位
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§6.1 分型面及其选择
§6.2 普通浇注系统设计
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（二）非平衡式布臵（ 非平衡式浇注系统） 特点：非平衡式布臵（ 非平衡式浇注系统）有两种情况： 1）各个型腔的尺寸和形状相同，各型腔距主流道的距离不同。 2）型腔和流道长度均不同 3）可以明显缩短分流道长度，节约塑件的原材料。
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§6.2 普通浇注系统设计
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一、流变学在浇注系统中应用
1、浇口断面尺寸 浇口断面尺寸的增大有个极限值，这就是大浇口尺寸的上限。 “浇口尺寸越大越容易充模”的观点是错误的。 ①浇口尺寸越大，流动阻力越小，压力损失小，越容易充模（↑） ②浇口尺寸越小，剪切速率大，表观黏度减小，更容易充模（↓） 合适的浇口尺寸为最佳选择，因为，当剪切速率超过极限值时， 剪切速率再增加，表观黏度也不降低，此时的浇口截面就是小浇 口的极限尺寸。
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§6.1 分型面及其选择
4、根据生产经济性确定型腔数目 n=(Nyt/60C1)0.5 N: 需要生产塑件的总数 t: 成型周期 y: 每小时注射成型加工费用 C1：每一型腔的模具费用
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§6.1 分型面及其选择
二、多型腔的排列
1、尽量采用平衡式浇注系统排列 2、型腔布臵和浇口开设部位应力求对称(举例） 3、尽量使型腔排列得紧凑，以减少模具的外形尺寸(举例) 4、在一般情况下，常用直线排列和“H”型排列
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§6.2 普通浇注系统设计
2、流道长度 压力损失和流动距离成正比。 在浇注系统的设计时，在可能的情况下，流道应越短越好，以减 少压力损失。
3、剪切速率的选择 剪切速率通常为103~105s-1,一般位于非牛顿性的中等剪切 速率区Ⅱ。
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四、分流道设计
分流道是指主流道末端与浇口之间的一端塑料熔体的流动通道。 作用：改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。 设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 1、分流道的截面形状 1）分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧。
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本章重点：
1、多型腔模具型腔在模具分型面上的排布形式；分型面的概念及形式、正确 的表达方式；根据产品确定其分型面；根据不同产品合理进行分型面选择及设 计原则； 2、主流道结构形式、固定形式、配合关系、材料等方面知识；冷料井作用、 拉料杆种类、应用场合的设计； 3、浇口的形式及各个不同浇口的设计事项；分流道的形状及尺寸、长度设计、 表面粗糙度设计、在分型面上的排布设计； 4、各类浇口结构特点及设计；浇口的形式及浇口位臵选择；
§6.2 普通浇注系统设计
在实际的注射模设计与生产中，常采用试模的方法达到浇口的平 衡： 1）首先将各浇口的长度、宽度和厚度加工成对应相等的尺寸。 2）试模后检验每个型腔的塑件质量，特别检查晚充满的型腔其 塑件是否出现因补缩不足所产生的缺陷。 3）将晚充满塑件有补缩不足缺陷型腔的浇口宽度略微修大。 4）用同样的工艺方法重复上述步骤直至OK为止。
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§6.2 普通浇注系统设计
1、带“Z”形头拉料杆的冷料穴。 最为常见的冷料穴，其低部作成钩状。 倒锥形和环槽形冷料穴（参见课本P110图6-29A） 2、带球形头（或菌形头）的冷料穴 这两种冷料穴和拉料杆主要用于弹性较好的塑料品种。 靠推板推顶塑件时，强行将其从拉料杆上刮下脱模。 （参见课本P110图C、D） 3、带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴。 注意：锥形扣在顶针上部做1mm平位。 “Z”形扣针在近流道地方需作2-3mm平位。
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§6.1 分型面及其选择
1、按注射机的最大注射量确定型腔数目 n≤(0.8Vg-VJ)/Vn 或n≤(0.8 mg-mJ)/mn Vg( mg) ：注射机最大注射量 VJ (mJ) ：浇注系统凝料量 Vn(mn)：单个塑件的容积或质量
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2、多型腔模具的型腔和分流道在模具分型面上的排布形式有：
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§6.2 普通浇注系统设计
（一）平衡式布臵（平衡式浇注系统） 特点：从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状与尺寸 均应相等。 目的：实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的。
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§6.1 分型面及其选择
2、按注射机的额定锁模力确定型腔数。 n≤(F-pAJ)/(p*A n)
FP: 注射机的额定锁模力 p ：塑料熔体对型腔的平均压力 A n：单个塑件在分型面上的投影面积 AJ： 浇注系统在分型面上的投影面积
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§6.1 分型面及其选择
3、按制品的精度要求确定型腔数 每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%，成型高精度塑 件时，型腔不宜过多，通常不超过4个。
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§6.2 普通浇注系统设计
思考：图中所示是平衡式布臵还是非平衡式布臵？
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二、主流道的设计
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。 普通流道浇注系统是由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分 所组成。 1）主流道通常设计成圆锥形，其锥角α =2°~4 ° 2）为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主 流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+（1~2）mm；其 小端直径d1=d2+(0.5~1)mm。
3）分型面的 选择应保证塑件尺寸精度
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§6.1 分型面及其选择
4）分型面的选择应有利于排气
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§6.1 分型面及其选择
5）分型面选择应便于模具零件的加工
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§6.1 分型面及其选择
6）分型面选择应考虑注射机的技术规格
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三、冷料穴设计
作用：储存因两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷 料，以防止熔体冷料进入型腔。 冷料穴一般设计在主流道的末端，在分流道的末端有时也设冷料 穴。 主流道冷料穴底部常作成钩形或下陷的凹槽，使冷料穴在分模时 将主流道凝料从主流道衬套中拉住并滞留在动模一侧。
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§6.2 普通浇注系统设计
5）当浇口套与塑料接触面很大时，受到模腔内塑料的反压力很 大，容易退出模具，可设计成定位环与衬套分开设计，使用时， 用固定在定模上的定位环压住衬套大端台阶防止衬套退出模具。 6）定位圈直径通常作Φ99.8，比注塑机装臵孔Φ100小0.2mm， 方便装模。主流道衬套通常做成Φ16 。 7）主流道衬套须加定位 销作防转之用，主流道衬 套的防转措施。
§6.2 普通浇注系统设计
二、浇注系统的平衡进料
1、为什么要进行一模多腔浇注系统的平衡？
要求各型腔的制品表面质量和内部性能差异不大，必须保证各型腔在成型制品 时工艺条件相同（确保制品充填一致性）。 一模多腔模具成型时，当所有型腔全部充满后，注射压力才会升高，若浇注系 统不平衡，型腔浇口凝固有先有后，先充满的浇口已凝固，型腔内的塑件无法 进行压实和保压，无法得到优良的塑件。（确保保压压力的一致性）。 所以对分流道而言应达到如下要求：从主流道来的熔体能均衡到达各浇口同时 充满型腔。
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§6.1 分型面及其选择
一个分型面
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§6.1 分型面及其选择
二个分型面
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§6.1 分型面及其选择
4、分型面的选择原则 1）分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构
第六章 分型面的选择与浇注系统设计
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§6.2 普通浇注系统设计
3）在保证塑料良好成型的前提下，主流道L应 尽量短。 4）由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和 碰撞，常将主流道制成可拆卸的主流道衬套 （浇口套、唧嘴）。有A型和B型。 A型：衬套大端高出定模板端面5~10mm。 B型：（1）定位环须沉入模胚5mm，以支承模 具部分重量。 （2）定位环高出模胚10mm，以作注塑时 模具装入注塑机定位之用。