浇口的设计.docx
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浇口的设计
5、2、4浇口的设计
浇口亦称进料口,就是连接分流道与型腔的熔体通道。
浇口的设计与位置的选择恰当与否直接关系到塑件能否被完好地高质量地注射成型。
浇口可分成限制性浇口与非限制性浇口两大类。
限制性浇口的作用:
限制性浇口就是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位,通过截面积的突然变化,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,从而迅速均衡地充满型腔。
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。
限制性浇口还起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。
非限制性浇口的适用范围:
非限制性浇口就是整个浇口系统中截面尺寸最大的部位,它主要就是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料与进料后的施压作用。
常用的浇口可分成以下几种形式:
（1）直接浇口
直接浇口又称主流道型浇口,它属于非限制性型浇口,如图5、18所示。
塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因而具有流动阻力小、流动路程短及补缩时间长等特点。
由于注射压力直接作用在塑件上,故容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形。
这种形式的浇口截面大,去除浇口较困难,去除后会留有较大的浇口痕迹,影响塑件的美观。
这类浇口大多用于注射成型大、中型长流程深型腔筒形或壳形塑件,尤其适合于如聚碳酸脂、聚砜等高粘度塑料。
另外,这种形式的浇口只适于单型腔模具。
在设计直接浇口时,为了减小与塑件接触处的浇口面积,防止该处产生缩孔、变形等缺陷,一方面应尽量选用较小锥度的主流道锥角α（α=2°~4°）,另一方面尽量减小定模板与定模座板的厚度。
直接浇口的浇注系统有着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,有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点,使排气通畅。
这样的浇口形式,使塑件与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,内浇口就开设在该孔口处,同时中心设置分流锥,这种类型的浇口称中心浇口,如图5、19所示。
中心浇口实际上就是直接浇口的一种特殊形式,它具有直接浇口的一系列的优点,而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。
中心浇口其实也就是端面进料的环形浇口（下面介绍）。
图5、19中心浇口的形式
在设计时,环形的厚度一般不小于0、5mm。
当进料口环形的面积大于主流道小端面积时,浇口为非限制性型浇口;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,如图5、20所示。
侧浇口一般开设在分型面上,塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔,其截面形状多为矩形（扁槽）,改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。
这类浇口可以根据塑件的形状特征选择其位置,加工与修整方便,因此它就是应用较广泛的一种浇口形式,普遍用于中小型塑件的多型腔模具,且对各种塑料的成型适应性均较强。
由于浇口截面小,减少了浇注系统塑料的消耗量,同时去除浇口容易,且不留明显痕迹。
但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在,且注射压力损失较大,对深型腔塑件排气不利。
图5、20a为分流道、浇口与塑件在分型面同一侧的形式;图5、20b为分流道与浇口与塑件在分型面两侧的形式,浇口搭接在塑件上;图5、20c为分流道与浇口与塑件在分型面两侧的形式,浇口搭接在分流道上。
有搭接形式的侧浇口就是塑件端面进料的侧浇口。
设计时选择侧向进料还就是端面进料,要根据塑件的使用要求而定。
侧浇口尺寸计算的经验公式如下:
（5、8）
t=（0、6—0、9）*δ（5、9）
式中b——侧浇口的宽度,mm;
A——塑件的外侧表面积,mm2;
t——侧浇口的厚度;
δ——浇口处塑件的壁厚,mm。
推荐尺寸:
侧向进料的侧浇口（见图5、20a）,对于中小型塑件,一般深度t=0、5~2、0mm（或取塑件壁厚的1/3~2/3）,宽度b=1、5~5、0mm,浇口的长度L=0、7~2、0mm;端面进料的搭接式侧浇口（见图5、20b）,搭接部分的长度L1=（0、6~0、9）+b/2mm,浇口长度l可适当加长,取L=2、0~3、0mm;侧面进料的搭接式浇口（见图5、20c）,其浇口长度选择可参考端面进料的搭接式侧浇口。
侧浇口有两种变异的形式,即为扇形浇口与平缝浇口,下面分别介绍。
1）扇形浇口扇形浇口就是一种沿浇口方向宽度逐渐增加厚度逐渐减小的呈扇形的侧浇口,如图5、21所示,常用于扁平而较薄的塑件,如盖板、标卡与托盘类等。
通常在与型腔接合处形成长L=1~1、3mm厚t=0、25~1、0mm的进料口,进料口的宽度b视塑件大小而定,一般取6mm浇口处型腔宽度的1/4,整个扇形的长度L可取6mm左右,塑料熔体通过它进入型腔。
采用扇形浇口,使塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配,塑件的内应力因之较小,还可避免流纹及定向效应所带来的不良影响,减少带人空气的可能性,但浇口痕迹较明显。
图5、21扇形浇口的形式图5、22平缝浇口的形式
2）平缝浇口平缝浇口又称薄片浇口,如图5、22所示。
这类浇口宽度很大,厚度很小,几何上成为一条窄缝,与特别开设的平行流道相连。
通过平行流道与窄缝浇口熔体得到均匀分配,以较低的线速度平稳均匀地流入型腔,降低了塑件的内应力,减少了因取向而造成的翘曲变形。
这类浇口的宽度b一般取塑件长度的25％～100％,厚度t=0、2~1、5mm,长度L=1、2~1、5mm。
这类浇口主要用来成型面积较少尺寸较大的扁平塑件,但浇口的去除比扇形浇口更困难,浇口在塑件上的痕迹也更明显。
（4）环形浇口
对型腔充填采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口,如图5、23所示。
环形浇口的特点就是进料均匀,圆周上各处流速大致相等,熔体流动状态好,型腔中的空气容易排出,熔接痕可基本避免。
图5、23a所示为内侧进料的环形浇口,浇口设计在型芯上,浇口的厚度t=0、25—1、6mm,长度L=0、8—1、8mm;图5、23b所示为端面进料的搭接式环形浇口,搭接长度L,=0、8—1、2mmm,总长L可取2—3mm;图5、23e为外侧进料的环形浇口,其浇口尺寸可参考内侧进料的环形浇口。
实际上,前述的中心浇口也就是一种端面进料的环形浇口。
环形浇口主要用于成型圆筒形无底塑件,但浇注系统耗料较多,浇口去除较难,浇口痕迹明显。
图5、23环形浇口的形式
（5）轮幅式浇口
轮幅式浇口就是在环形浇口基础上改进而成,由原来的圆周进料改为数小段圆弧进料,浇口尺寸与侧浇口类似,如图5、24所示。
这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多,且去除浇口容易。
这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛,多用于底部有大孔的圆筒形或壳型塑件。
轮幅浇口的缺点就是增加了熔接痕,这会影响塑件的强度。
图5、24轮幅式浇口的形式
（6）爪形浇口
爪形浇口如图5、25所示,它可在型芯的头部开设流道,如图5、25a所示,也可在主流道下端开设,如图5、25b所示。
爪形浇口加工较困难,通常用电火花成型。
型芯可用作分流锥,其头部与主流道有自动定心的作用（型芯头部有一段与主流道下端大小—致）,从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成型缺陷。
爪形浇口的缺点与轮幅式浇口类似,主要适用于成型内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。
图5、25爪形浇口的形式
（7）点浇口
点浇口又称针点浇口或菱形浇口,就是一种截面尺寸很小的浇口,俗称小浇口,如图5、26所示。
这种浇口由于前后两端存在较人的压力差,可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热,从而导致熔体的表观粘度下降,流动性增加,有利于型腔的充填,因而对于薄壁塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利,但不利于成型流动性差及热敏性塑料,也不利于成型平薄易变形及形状非常复杂的塑件。
点浇口的设计形式有许多种。
图5、26a所示为直接式,直径为d的圆锥形的小端直接与塑件相连。
图5、26b所示为点浇口的另一种形式,圆锥形的小端有一端直径为d,长度为L的浇口与塑件相连,但这种形式的浇口直径d不能太小,浇口长度J不能太长,否则脱模时浇口凝料会断裂而堵塞住浇口,影响注射的正常进行。
上述两种形式点浇口制造方便,但去除浇口时容易损伤塑件,浇口也容易磨损,仅适于批量不大的塑件成型与流动性好的塑料。
图5、26c所示为圆锥形小端带有圆角的形式,其截面积相应增大,塑料冷却减慢,注射过程中型芯受到的冲击力要小些,但加工不如上述两种方便。
图5、26d所示为点浇口底部增加一个小凸台的形式,其作用就是保证脱模时浇口断裂在凸台小端处,使塑件表面不受损伤,但塑件表面遗留有高起的凸台,影响其表面质量,为了防止这种缺陷,可在设计时让小凸台低于塑件的表面。
图5、26e就是适用于一模多件或一个较大塑件多个点浇口的形式。
点浇口的各种尺寸如图5、26所示,d=0、5—1、5mm,最大不超过2mm,L=0、5—2mm,
常取1、0—1、5mm,L0=0、5—1、5mm,L1=1、0—2、5mm,α=6°—15°,β=60°—90°。
点浇口的直径也可以用下面的经验公式计算:
（5、10）
式中d——点浇口直径,mm;
δ——塑件在浇口处的壁厚,mm;
A——型腔表面积,mm2。
*采用点浇口进料的浇注系统,在定模部分必须增加一个分形面,
用于取出浇注系统的凝料,因此会增加模具的复杂性。
图5、26点浇口的各种形式
（8）潜伏浇口
潜伏浇口又称减切浇口,由点浇口变异而来。
这种浇口的分流道位于模具的分形面上,而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。
塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑件外表面不受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑见的表面质量与美观效果。
潜伏浇口的形式如图5、27所示。
图5、27a所示为浇口开设在定模部分的形式;
图5、27b所示为浇口开设在动模部分的形式;
图5、27c所示为潜伏浇口开设在推杆的上部而进料口在推杆上端的形式。
潜伏浇口一般就是圆形截面,其尺寸设计可参考点浇口。
潜伏浇口的锥角B取10°~20°,倾斜角A为42°~45°,推杆上进料口宽度为0、8~2mm,具体数值大小应视塑件大小而定。
由于浇口与型腔相连时有一定角度,形成了能切断浇口的刃口,这一刃口在脱模或分型时形成的剪切力可将浇口自动切断,不过,对于较强韧的塑料则不宜采用。
图5、27潜伏浇口的形式
由上所述,不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。
各种塑料因其性能的差异而对不同形式的浇口会有不同的适应性,设计模具时可参考表5、2所列部分塑料所适应的浇口形式。
表5、2常用塑料所适应的浇口形式
浇口形式
塑料种类
直接浇口
侧浇口
平缝浇口
点浇口
潜伏浇口
环形浇口
硬聚氯乙烯（PVC）
0
O
聚乙烯（PE）
0
0
0
聚丙烯（PP）
0
0
O
聚碳酸脂（PC）
0
0
0
聚苯乙烯（PS）
0
O
0
O
橡胶改性苯乙烯
0
聚酰胺（PA）
0
0
0
0
聚甲醛（POM）
0
0
0
0
0
0
丙烯腈—苯乙烯
0
0
0
ABS
0
0
0
O
0
O
丙烯酸酯
0
0
注:
“。
”表示塑料适用的浇口形式。
需要指出的就是,表5、2就是生产经验的总结。
如果针对具体生产实际,能处理好塑料的性能、成型工艺条件及塑件的使用要求,即使采用了表中所列出的不适应的浇口,仍有可能取得注射成型的成功。
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