模具浇注系统设计Word文件下载.docx

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（2）设计原则：

热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构成，它可分为两类：

两板模浇口套和三板模

浇口套。

参照图9-2，无论是哪一种浇口套，为了保证主流道内的凝料可顺利脱出,应满足:

D=d+（0.5~1）mm

（1）

R1=R2+（1~2）mm

（2）

其它相关尺寸详见第十六章第四节。

9.2.2冷料井的设计

（1）定义及作用：

冷料井是为除去因喷嘴与低温模具接触而

在料流前锋产生的冷料进入型腔而设置。

它一

般设置在主流道的末端，分流道较长时，分流道的末端也应设冷料井。

（2）设计原则：

一般情况下，主流道冷料井圆柱体的直径为6~12mm，其深度为6~10mm。

对于大

型制品，冷料井的尺寸可适当加大。

对于分流道冷料井，其长度为（1~1.5）倍的流道直

径。

（3）分类：

a.底部带顶杆的冷料井

由于第一种加工方便，故常采用。

Z形拉料杆不宜多个同时使用，否则不易从拉料杆

上脱落浇注系统。

如需使用多个Z形拉料杆，应确保缺口的朝向一致。

但对于在脱模时无法作横向移动的制品，应采用第二种和第三种拉料杆。

根据塑料不同的延伸率选用不同深度的倒扣。

若满足：

（D-d）/D1，

则表示冷料井可强行脱出。

其中1是塑料的延伸率。

表9-1树脂的延伸率（%）

树脂

PS

AS

ABS

PC

PA

POM

LDPE

HDPE

RPVC

SPVC

PP

1

0.5

1.5

2

5

3

10

b.推板推出的冷料井

这种拉料杆专用于胶件以推板或顶块脱模的模具中。

拉料杆的倒扣量可参照表9-1。

锥形头拉料杆（图9-4c所示）靠塑料的包紧力将主流道拉住，不如球形头拉料杆和

菌形拉料杆（图9-4b、c所示）可靠。

为增加锥面的摩擦力，可采用小锥度，或增加锥面

粗糙度，或用复式拉料杆（图9-4d所示）來替代。

后两种由于尖锥的分流作用较好，常用

于单腔成型带中心孔的胶件上，比如齿轮模具。

c.无拉料杆的冷料井

对于具有垂直分型面的的注射模，冷料井置于左右两半模

的中心线上，当开模时分型面左右分开，制品于前锋冷料一起

拔出，冷料井不必设置拉料杆。

见图9-5。

d.分流道冷料井

一般采用图9-6中所示的两种形式：

图a所示的将冷料井做

在后模的深度方向；

图b所示的将分流道在分型面上延伸成为冷

料井。

有关尺寸可参考图9-6。

9.2.3分流道的设计

熔融塑料沿分流道流动时，要求它尽快的充满型腔，流动中温度降尽可能小，流动

阻力尽可能低。

同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

所以，在流道设计时，应考虑：

（1）流道截面形状的选用

较大的截面面积，有利于减少流道的流动阻力；

较小的截面周长，有利于减少熔

融塑料的热量散失。

我们称周长与截面面积的比值为比表面积（即流道表面积与其体积的比值），用它来衡量流道的流动效率。

即比表面积越小，流动效率越高。

表9-2不同截面形状分流道的流动效率及散热性能

名称

圆形

正六边形

U形

正方形

梯形

半圆形

矩形

流道截面

图形及尺寸代号

效率（P=S/L）值

通用表达式

0.250D

0.217b

0.250d

0.250b

0.153d

h

b/2

0.167b

b/4

0.100b

b/6

0.071b

截面面积S=πR2时的P值

0.250D

0.239D

0.228D

0.222D

0.220D

0.216D

0.209D

0.177D

0.155D

使截面面积S=πR2

时应取的尺寸

D=2R

b=1.1D

d=0.912D

b=0.886D

d=0.879D

d=1.414D

1.253D

1.772D

2.171D

热量损失

最小

小

较小

较大

大

更大

最大

从表9-2中，我们可以看出相同截面面积流道的流动效率和热量损失的排列顺序.圆形截面的优点是：

比表面积最小，热量不容易散失，阻力也小。

缺点是：

需同时开设在前、后模上，而且要互相吻合，故制造较困难。

U形截面的流动效率低于圆形与正六边形截面，但加工容易，又比圆形和正方形截面流道容易脱模，所以，U形截面分流道具有优良的综合性能。

以上两种截面形状的流道应优先采用，其次，采用梯形截面。

U形截面和梯形截面两腰的斜度一般为5°

~10°

。

（2）分流道的截面尺寸

分流道的截面尺寸应根据胶件的大小、壁厚、形状与所用塑料的工艺性能、注射

速率及分流道的长度等因素来确定。

对于我们现在常见（2.0~3.0）mm壁厚,采用的圆形分流道的直径一般在3.5~7.0mm之间变动，对于流动性能好的塑料，比如：

PE、PA、PP等，当分流道很短时，可小到Φ2.5mm。

对于流动性能差的塑料，比如：

HPVC、PC、PMMA等，分流道较长时，直径可Φ10~Φ13mm。

实验证明，对于多数塑料，分流道直径在5~6mm以下时，对流动影响最大。

但在Φ8.0mm以上时，再增大其直径，对改善流动的影响已经很小了。

一般说来，为了减少流道的阻力以及实现正常的保压，要求：

a.在流道不分支时，截面面积不应有很大的突变；

b.流道中的最小横断面面积大于浇口处的最小截面面积。

对于三板模来讲，以上两点尤其应该引起重视。

在图9-7的a图中，HD1D2D3；

d1大于浇口最小截面,一般取（1.5~2.0）mm

，h=d1，锥度及一般取2°

~3°

，应尽可能大。

为了减少拉料杆对流道的阻力，应将

流道在拉料位置扩大，如图9-7c所示；

或将拉料位置做在流道推板上，如图9-7d所。

在图9-7的b图中，HD1，锥度及一般取2°

，锥形流道的交接处尺寸相差

0.5~1.0mm，对拉料位置的要求与图9-7a相同。

9.3浇口设计

浇口是浇注系统的关键部分，浇口的位置、类型及尺寸对胶件质量影响很大。

在

多数情况下，浇口是整个浇注系统中断面尺寸最小的部分（除主流道型的直接浇口外）。

对于圆形流通截面，圆管两端的压力降为P，有以下关系式：

式中a------为熔融塑料的表观粘度

L----圆形通道的长度

Q----熔融塑料单位时间的流量（cm3/sec）

R----圆管半径

对于模具中常见的窄缝形流动通道，经推导有

W----窄缝通道的宽度

H----窄缝通道的深度

从式（9-1）和（9-2）可知，当充模速率恒定时，流动中的模具入口处的压力降P与

下列因素有关：

（1）通道长度越长，即流道和型腔长度越长，压力损失越大；

（2）压力降和流道及型腔断面尺寸有关。

流道断面尺寸越小，压力损失越大。

矩形

流道深度对压力降的影响比宽度影响大得多。

一般浇口的断面面积与分流道的断面面积之比约为0.03~0.09，浇口台阶长1.0

~1.5mm左右。

断面形状常见为矩形、圆形或半圆形。

9.3.1浇口的类型

1.直接式浇口

优点：

（1）压力损失小；

（2）制作简单。

缺点：

（1）浇口附近应力较大；

（2）需人工剪除浇口（流道）；

（3）表面会留下明显浇口疤痕。

应用：

（1）可用于大而深的桶形胶件，对于浅平的胶件，由于收缩及应力的原因，容易

产生翘曲变形。

（2）对于外观不允许浇口痕迹的胶件，可将浇口设于胶件内表面，如图9-8c所

示。

这种设计方式，开模后胶件留于前模，利用二次顶出机构（图中未示出）

将胶件顶出。

2.侧浇口

优点:

1.）形状简单，加工方便，

2.）去处浇口较容易。

缺点:

1.）胶件与浇口不能自行分离，

2.）胶件易留下浇口痕迹。

参数:

1.）浇口宽度W为（1.5~5.0）mm，一般取W=2H。

大胶件、

透明胶件可酌情加大；

2.）深度H为（0.5~1.5）mm。

具体来说，对于常见的ABS、

HIPS，常取H=（0.4~0.6）,其中为胶件基本壁厚；

对于流动性能较差的PC、

PMMA，取H=（0.6~0.8）；

对于POM、PA来说，这些材料流道性能好，但凝固

速率也很快，收缩率较大，为了保证胶件获得充分的保压，防止出现缩痕、

皱纹等缺陷，建议浇口深度H=（0.6~0.8）；

对于PE、PP等材料来说，且小浇

口有利于熔体剪切变稀而降低粘度，浇口深度H=（0.4~0.5）。

1.）适用于各种形状的胶件，但对于细而长的桶形胶件不以采用。

3.搭接式浇口

1.）它是侧浇口的演变形式，具有侧浇口的各种优点；

2.）是典型的冲击型浇口，可有效的防止塑料熔体的

喷射流动。

1.）不能实现浇口和胶件的自行分离；

2.）容易留下明显的浇口疤痕。

参数：

可参照侧浇口的参数来选用。

适用于有表面质量要求的平板形胶件。

4.针点浇口

1.）浇口位置选择自由度大，

2.）浇口能与胶件自行分离，

3.）浇口痕迹小，

4.）浇口位置附近应力小。

1.）注射压力较大，

2.）一般须采用三板模结构,结构较复杂。

1.）浇口直径d一般为（0.8~1.5）mm，

2.）浇口长度L为（0.8~1.2）mm。

3.）为了便于浇口齐根拉断，应该给浇口做一

锥度，大小15°

~20°

左右；

浇口与流道相

接处圆弧R1连接，使针点浇口拉断时不致损伤

胶件，R2为（1.5~2.0）mm，R3为（2.5~3.0）mm，

深度h=（0.6~0.8）mm。

常应用于较大的面、底壳，合理地分配浇口有助于减少流动路径的长度，获得较

理想的熔接痕分布；

也可用于长桶形的胶件，以改善排气。

5.扇形浇口

1.）熔融塑料流经浇口时，在横向得到

更加均匀的分配，降低胶件应力；

2.）减少空气进入型腔的可能，避免产生银丝、

气泡等缺陷。

1.）浇口与胶件不能自行分离，

2.）胶件边缘有较长的浇口痕迹，须用工具才能

将浇口加工平整。

1.）常用尺寸深H为（0.25~1.60）mm，

2.）宽W为8.00mm至浇口侧型腔宽度的1/4。

3.）浇口的横断面积不应大与分流道的横断面积。

常用来成型宽度较大的薄片状胶件，流动性能较差的、透明胶件。

比如PC、PMMA

等。

6.潜伏式浇口（鸡嘴入水）

1.）浇口位置的选择较灵活；

2.）浇口可与胶件自行分离；

3.）浇口痕迹小；

4.）两板模、三板模都可采用。

1.）浇口位置容易拖胶粉；

2.）入水位置容易产生烘印；

3.）需人工剪除胶片；

4.）从浇口位置到型腔压力损失较大。

1.）浇口直径d为0.8~1.5mm，

2.）进胶方向与铅直方向的夹角为30°

~50°

之间，

3.）鸡嘴的锥度为15°

~25°

之间。

4.）与前模型腔的距离A为（1.0~2.0）mm。

适用于外观不允许露出浇口痕迹的胶件。

对于一模多腔的胶件，应保证各腔从浇

口到型腔的阻力尽可能相近，避免出现滞流，以获得较好的流动平衡。

7.弧形浇口

1.）浇口和胶件可自动分离；

2.）无需对浇口位置进行另外处理：

3.）不会在胶件的外观面产生浇口痕迹。

1.）可能在表面出现烘印；

2.）加工较复杂；

3.）设计不合理容易折断而堵塞浇口。

1.）浇口入水端直径d为（Φ0.8~Φ1.2）mm，长（1.0~1.2）mm；

2.）A值为2.5D左右；

3.）Φ2.5min*是指从大端0.8D逐渐过渡到小端Φ2.5。

常用于ABS、HIPS。

不适用于POM、PBT等结晶材料，也不适用于PC、PMMA等刚性好的材料，防止弧形流道被折断而堵塞浇口。

8.护耳式浇口

有助于改善浇口附近的气纹。

（1）需人工剪切浇口；

（2）胶件边缘留下明显浇口痕迹。

（1）护耳长度A=（10~15）mm，宽度B=A/2，厚度为进

口处型腔断面壁厚的7/8；

浇口宽W为（1.6~3.5）mm，

深度H为（1/2~2/3）的护耳厚度，浇口长（1.0~2.0）mm。

常用于PC、PMMA等高透明度的塑料制成的平板形胶件。

9.圆环形浇口

（1）流道系统的阻力小；

（2）可减少熔接痕的数量；

（3）有助于排气；

（4）制作简单。

（1）需人工去除浇口；

（2）会留下较明显的浇口痕迹。

（1）为了便于去除浇口，浇口深度h一般为（0.4~0.6）mm；

（2）H为（2.0~2.5）mm。

适用于中间带孔的胶件。

10.斜顶式弧形浇口

1）不用担心弧形流道脱模时被拉断的问题；

2）浇口位置有很大的选择余地；

3）有助于排气。

1）胶件表面易产生烘印；

2）制作较复杂；

3）弧形流道跨距太长可能影响冷却水的布置。

可参考侧浇口的有关参数。

1）主要适用于排气不良的或流程长的壳形胶件；

2）为了减少弧形流道的阻力，推荐其截面形状选用U形截面（见图示）；

3）斜顶的设计可参照“第7.7节斜顶、摆杆机构”；

4）浇口位置应选择在胶件的拐角处或不显眼处。

9.3.2浇口的布置

1.避免熔接痕出现于主要外观面或影响胶件的强度

根据客户对胶件的要求，把熔接痕控制在较隐蔽及受力较小的位置。

同时，避免各熔

接痕在孔与孔之间连成一条线，降低胶件强度。

如图9-18（a）所示，胶件上两孔形成的熔

接痕连成了一条线，这将降低胶件的强度。

应将浇口位置按图9-18（b）来布置。

为了增加

熔接牢度，可以在熔接痕的外侧开设冷料井，使前锋冷料溢出。

对于大型框架型胶件，可增设辅助流道，如图9-19所示；

或增加浇口数目，如图9-20所示，以缩短熔融塑料的流程，增加熔接痕的牢度。

2.防止长杆形胶件在注塑压力的作用下发生变形；

见图9-21，在方案（a）中,型芯在单侧注塑压力的冲击下，会产生弯曲变形，从而导致

胶件变形。

采用方案（b）,从型芯的两侧平衡的进胶，可有效地消除以上缺陷。

图9-21长杆形胶件的浇口布置方案

3.避免影响零件之间的装配或在外露表面留下痕迹；

如图9-22（a）所示，为了不影响装配，在按键的法兰上做一缺口，浇口位置设在缺口

上，以防止装配时与相关胶件发生干涉。

如图9-22（b）所示，浇口潜伏在胶件的骨位上，

一来浇口位置很隐蔽，二来没有附加胶片，便与注塑时自动生产。

4.防止出现蛇纹、烘印，应采用冲击型浇口或搭底式浇口；

熔融塑料从流道经过小截面的浇口进入型腔时，

速度急剧升高，如果这时型腔里没有阻力来降低熔

体速度，将产生喷射现象，如图9-23（a）所示，轻

微时在胶口附近产生烘印，严重时会产生蛇纹。

如

图9-23（b）所示，若采用厚模搭底，熔融塑料将喷

到前模面上而受阻，从而改变方向，降低速度，均

匀地充填型腔。

图9-24（a）由于熔体进入型腔时没有受到阻力，而在胶件的前端产生气纹

；

按9-24（b）改进后，以上缺陷可消除。

5.为了便於流动及保压，浇口应设置在胶件壁厚较厚处

6.有利于排气

如图9-25所示，一盖形胶件，顶部较四周薄，采用侧浇口，如图（a），将会在顶部A

处形成困气，导致熔接痕或烧焦。

改进办法如（b）图,给顶面适当加胶，这时仍有可能在侧面位置A产生困气；

如按（c）图所示，将浇口位置设于顶面，困气现象可消除。

如图9-26所示，若按（a）图的方案进胶，预计将在位置A产生困气，建议采用方案

（b），可有助于气体排出型腔。

7.考虑取向胶件质量的影响；

对于长条形的平板胶件，浇口位置应选择在胶件的一端，使胶件在流动方向可或得一

致的收缩，如图9-26（a）所示；

如果胶件的流动比

较大时，可将浇口位置向中间移少量距离，如图

9-26（b）所示；

但不宜将浇口位置设于胶件中间，

从图9-26（c）可以看出，浇口设于胶件中间时，树

脂的流动呈辐射状，造成胶件的径向收缩与切线

方向的收缩不匀而产生变形。

8.对于一模多腔的模具，优先考虑按平衡式

流道布置来设置浇口；

如图9-28所示，建议采用（b）平衡式流道来布置

浇口，有利于各型腔的平衡充填。

9.考虑注塑生产的效率，便于流道系统与胶件的分离

模具结构确定后，应考虑流道系统和胶件便于分离，采用针点式浇口、潜伏式浇口

、弧形流道可实现流道系统和胶件自动分离。

选择潜伏式浇口位置时，应优先考虑在胶件本身结构上，一方面减少注塑压力，另一方面，避免生产时去除胶片。

侧浇口、搭接式浇口、圆环形浇口、斜顶式浇口较易分离。

直接浇口、扇形浇口、护耳式浇口则较难分离。

10.考虑加工方便

对于一模多腔的弧形流道结构，为了减少镶块的数量，应在后模将各弧形流道设置在

大镶块的镶拼面上，如图9-29所示,后模由7块镶块组成，各个型腔的弧形流道在各镶块各出一半，这将简化加工工艺。