带球形头拉料杆的冷料井

发布者:admin 发布时间:2019-11-07 15:36 浏览次数:

设计浇口位置和大型制品浇口数量时,必须要考 n L 虑流动比 流动比= ? i i ?1 ?i 熔流等时线校核:预测熔合缝在塑料件的位置和走向, 以及料流终止位置。为便于流道凝 料拔出, 将主流道 设计成具有2?~ 4? 锥角的圆锥形,内 壁有Ra=0.4μm以下 的粗糙度,在内壁 研磨和抛光时应注 意抛光方向。浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便 成为浇注系统设计的关键。? ? ⑵ 保证型腔的充模压力 塑料熔体的压力传递能力较差,经各流程的流道 和浇口,压力逐渐下降会使注射到塑料件型腔的 熔体压力不足。2)浇口位置应有利于型腔内气体的排出。扇形浇口 用侧浇口成型宽度较大的薄片状制品,物料在横向上 不易均匀分配。轮幅浇口又称为四点浇口或是十 字浇口。避免喷射的方法 ? ? ? 1)加大浇口断面尺 寸,使流速降低到不 发生喷射,也不产生 熔体破裂的速度 2)采用冲击型浇口 3)采用护耳式浇口 四、浇口位置应有利于充模流动、排气和补料 ? ? 1)制件壁厚相差太大时,在避免喷射的前提下,把 浇口开在截面最厚处。浇注系统设计原则 ? ? ? ⒈ 应有流道压降和温度分布的均衡布置。冷料井也经常起拉勾流道凝料作用。   5) 6) 7) 8) 有利于浇口与制品的分离 浇口痕小,易修整。浇注系统控制着塑件注塑成型过程中充模与补料 两个阶段,设计合理与否,影响着模具的整体结构 及其工艺操作的难易程度。型芯呈一端固定的 悬臂柱体 l ? 0.5 ~ 1mm h1 ? k ? t l1 ? h1 圆环形浇口 图d为轴向缝式环形浇 口——更适用于细长需 两端支撑的型芯 ? 旁侧进料的环形浇口 圆环形浇口型芯可两端支 承,保证了壁厚均匀,在 环形分流道的末端也应设 置冷料井。轮辐式浇口 把圆环形浇口的圆周进料改成了 几小段进料。三、注塑成型时的喷射现象 与浇口位置和尺寸的关系 ? 如果浇口的尺寸比较小,同时浇口的对面是一个宽度和厚 度都比较大的型腔,则注射时塑料熔体以高速流经浇口会 产生喷射现象。过 高的剪切速率,在型腔内会出现湍流或涡流;? 例图示盒形制件 3)从有利补料的角度,将浇口开在厚截面处有利于 补料 4)浇口位置不当或数目不足造成流程过长,会 使熔流前锋压力不足和温度过低,从而导致塑件 密度低,收缩偏大,甚至不能充满。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。当出现流程比过长塑件充不满时, 改善措施有:改变浇口位置,增加浇口数量,改善浇 注系统和塑件设计。常用在单型 腔的两板模中,制品无熔 合痕。圆环形浇口 (续) ? 图e浇口为外环式浇 口——适用于孔径较 小的管筒形塑件。浇口位置较自由。表 在较低的剪切速率范围内, 观 剪切速率?的微小变化会引 粘 起表观粘度η a很大的变化。喷嘴与浇口套的关系 R2=R1+(1—2)mm d=d1+(0.5—1)mm 喷嘴与浇口套的关系 错误1 喷嘴与浇口套的关系 错误2 喷嘴与浇口套的关系 错误3 由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和 碰撞,所以将主流道部分设计成独立的主流道衬套 (主流道做在主流道衬套里面),选用优质钢材制作 并经热处理提高硬度。?⒌ 浇注系统凝料脱出方便可靠,易于塑料件分离或切 除整修容易,且外观无损伤。浇口处的流动阻力很大。浇注系统通常由主流道( Sprue) 、 分流道( Runner ) 、浇口( Gate ) 、冷 料井( Cold slug well )几部分组成。塑料熔体在模具的通道间隙中剪切速率应为 103~104s-1。   ? 适用于表观粘度对剪 切速率敏感的塑料熔体 和粘度较低的塑料熔体。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。? 点浇口在开模时能实 现自动切断,制件上残 留浇口痕迹小,故被广 泛采用。表观粘度随剪切速率升高而降低,但不是匀速降低。充模流动更 为均衡。对有透明度和平面度要 求,表面不允许有流痕的片状塑 料件尤为适宜?   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。熔体在 模内流动应是雷诺数很低的层流。青岛大学机电学院 浇注系统设计 浇注系统(gating system)设计是注射模 (injection mold)设计中最重要的问题之一。模具型腔压力周期 ? 将模具型腔内压力对时间作图,就得到模具压力 周期,一般将周期分为充模、补料、倒流、浇口封闭 后冷却四个阶段。剪切速率也很高。适合一模多腔 结构。4) 能缩短成型周期,提高生产率。率 关 在较高的剪切速率范围内, 系 表观粘度η a较低而且趋于稳 可 表 定,成型时容易充模,容易 示 得到性能优异的制品。(主流道贯穿几块模板时, 必须采用主流道衬套) 圆道 柱开 角 形设 。粘度低的塑料熔体在没有阻 挡的情况下会从型腔的一端喷到另一端,造成折叠, 在制品表面产生波纹状痕迹;当制件上设有加强筋时,可以 利用加强筋作为改善塑料流动的通道。点浇口 ? 针点式浇口是典型的 限制性浇口。当制件尺寸 较大时,可以开 设几个浇口从几 点进料,这样可 以缩短流程、加 快进料速度,降 低流动阻力,减 少翘曲变形。而出 现熔接痕的地方強度也会较差。冷料井盘形浇口和圆环形浇口 成型圆筒形制品或中间带有孔的制品,平缝 浇口变形为盘形浇口和圆环形浇口。? 浇口可置于孔的内侧,也可置于外侧或置于 制品的端面上,分流道成圆环布置,其截面 为圆形或矩形。? 盘形浇口 沿塑件内圆周进料的 叫盘形浇口。分流道截面形状设计 圆形截面 优点:流道形状效率较高,可达0.25D。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%。分流道的功能是使熔体过渡和转向。   如果实在无法 避免,应使它们不处于功能区、负载区、外观区。(1)冷料井底部带推料杆的冷料井 (2)带球形头拉料杆的冷料井 (3)无拉料杆冷料井 最常见的——带Z型头拉料杆的冷料井 Z型头拉料杆的根部固定在推出板上 与Z型头拉料杆冷料井同类型的还有倒锥形 冷料井 和圆环槽冷料井 这两种形式宜用于成 型弹性较好的材料 (2)带球形头拉料杆的冷料井 ? 专用于推件板脱模的模具 分流道设计 流道的截面形状会影响到塑料在浇道中 的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。适合于一模多腔,浇口去除方 便;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。不 但能自动剪断较快,制品外表还无浇口痕,模 具还能简化二板式模具。此种浇口适用于管状塑料制 品,且浇口容易去除和节省材料。非平衡式布置 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。浇口开在B处,由于塑件内周向取 向,较大收缩应力使塑料与嵌件有较高的连接强度, 也避免了应力开裂。狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离,修整方便。浇口尺寸大,故固化时间长, 延长了补料时间,补缩效果好, 但正由于补料时间长,在浇口 附近容易产生残留内应力。过低充模速率会使熔体流动性变差。多型腔模具中分流道分配物料。一方面塑料件型腔流 程不能太长太薄,致使料流末端压力的不足,造 成塑料件密度低,收缩率大。平缝式浇口宽度 为浇口边型腔宽的1/4或至型腔宽 度,流道也因之加长,因而切割 困难,耗料较多。?⒍ 熔合缝位置须合理安排,必要时配以冷料井或溢料 槽。主流道设计 主流道的作用是把熔体送到分流道或型腔。在卧式或立式 注塑机用模具中, 主流道垂直于分型 面。圆环浇口的另一种形式,用于 模塑中间有通孔的塑件,锥形 型芯起分流作用。潜伏式浇口有四种形式。   六角形截面 其面积仅为圆形流道的82%, 是最理想的浇道,但是制造不易, 通常不考虑使用。? 潜 伏 式 浇 口 应 用 实 例 护耳式浇口 小尺寸的浇口位置不当 会产生喷射,喷射会造 成各种制件缺陷 直接浇口 ? ? ? 该浇口注塑压力和热量损失最 小,具有很好的成型性。适用于既平坦且大面积、翘曲 要保持最小的设计 充模流动更为均衡,对有透明度 和平直度要求,表面不允许有流 痕的大平面塑料件尤为适宜。扇形浇口使物料在横向得到均匀分配,可降低制品内应力和空 气卷入的可能性。卧式注塑机上—主流道形状为圆锥形 角 式 注 塑 机 — 主 流 道 形 状 为 圆 柱 形 浇注系统组成(分流道) 二.分流道(Runner) :指主流道末端与至浇口的整 个通道。? 功能是“捕捉”和贮存熔料前锋的冷料。浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影 响到产品外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。同时浇口尺寸减 小使熔体通过浇口的剪切速率增大,熔体表观粘度ηa 降低,使流动变得容易,这又使充模阻力降低。例制作不良的冰箱冷却盘,反复冷冻后产生的 银纹都顺着流动方向。例1 聚丙烯铰链盒 例2 注塑成型杯状或管状塑件 例3 对于图示一端有内螺纹金属嵌件的罩类塑件, 浇口开在A处,由于塑件内轴线方向取向,不能与嵌 件有效的紧粘合。以至造成制品 内应力和翘曲变形。扇形浇口从流道起向 型腔扩展成扇形 ,浇 口深度逐步由深至浅, 为补偿扇形扩展时两 侧流程增大所造成的 压力损失,浇口深度h 从中心线向两侧逐步 加深。浇口的截面积 S 应视为常数。主流道与注塑机喷嘴在同一轴心线上,物料在 主流道中不改变方向。   缺点:可能会产生熔接痕﹐而且不可 能制造出完善的真圆。多数塑料熔体表现为假塑性流体行为: 减小浇口尺寸会增大充模阻力;主要适用于 内孔较小的管状制品, 及同心度要求高的塑料 件。3) 能正确控制补料时间,无倒流。2) 经过小浇口,熔体因高速摩擦生热,熔体温度升 高粘度再次下降,致使流动性再次升高。通常有一级分流道和二级分流道,甚至多级分流 道组成 浇注系统组成(浇口gate) 浇口:分流道末端与模腔入口之间狭窄且短 小的一段通道。潜伏式浇口 ? 潜伏式浇口是点浇口在特殊场合下的一种应用 形式,具备点浇口的一切优点,应用广泛。浇口的位置应该有利 于包风的排除,否则会造 成短射﹑烧焦﹑或在浇口 处产生高的压力。塑料通过浇口时剪切速率很大,喷出的塑料流因 熔体破碎而呈现表面发毛、蠕动(蛇行流、螺旋流), 甚至产生熔体断裂现象;它适用于各种塑料,适合成型薄壁复 杂形状的塑件!   有利于降低应力。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。多型腔分流道的布置 ? 多型腔分流道的布置有平衡式和非平衡 式两类 平衡式布置即从主流道到各型腔的分流 道和浇口其长度、形状、断面尺寸都是 对应相等的布置。度 研究表明当塑料熔体从模流 与 速正处在这一敏感区间时, 剪 则会发生充模不均,制品表 切 面不光洁,内应力高,收缩 速 不均,翘曲变形等弊病。⒊ 浇口位置的选择,应避免产生湍流和涡流、喷射 及蛇行流动,有利于排气、补缩。功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内, 并有序地填满型腔,且对补缩具有控制作 用。为此,一方面浇注系统的 流道要有足够的截面尺寸。但增加了熔合缝。这种浇口进料均匀,排气容易,制品质量好。流动比不够时,考虑多个浇口 五、减少熔接痕,增加熔接牢度 浇口的位置应尽可能避免熔接痕的产生。⒉尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度。进入塑料件型腔的熔体压力应有 (250~500)×105Pa。平缝式浇口 平缝式浇口是由扇形浇口演变 而来,物料通过特别开设的平行 流道得到均匀分配。因此,必须由各种塑料熔体的流程比来校核 塑料件的壁厚。主流道与喷嘴接触处应作成半球形的凹坑, 二者应严密配合,避免高压熔体的溢出。型芯的顶端深入定 模,起到定位和支承作 用,避免了型芯的偏移 和弯曲。   浇注系统组成(冷料井) ? 冷料井: 通常设置在主流道和分流道转 变处的末端。严重的甚至不能注 满。可按需要选取浇口位置 ? ? 可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。浇口位置设计原则: 一 减小塑料翘曲变形 二 浇口位置与分子取向关系 注塑成型时的喷射现象 与浇口位置和尺寸的关系 四、浇口位置应有利于充模流动、 排气和补料 三 五、减少熔接痕,增加熔接牢度 六 浇口位置应防止型芯变形 ? 一 减小塑料翘曲变形 注塑成型时在充模、补料和倒流各阶段都 会造成大分子沿流动方向变形取向,当塑料熔 体冻结时分子的形变也被冻结在制品之中,其 中弹性形变部分形成制品内应力,分子取向还 会造成各向收缩率的不一致性。特殊情况下,也可利用分子的高度取向来改善 制品的某些性能。   为 : 小浇口优点: 1) 可大大提高塑料熔体剪切速率,同时浇口前后两端有 较大的压力差,表观粘度明显降低,致使充模容易,对 PE、PP、PS、ABS等非常有效。浇注系统 是引导塑料熔体从注塑机喷嘴(nozzle )到模具型腔 (cavity)为止的一种完整的输送通道。爪形浇口 ? 其分流道和浇口不在一 个平面内。但浇口切除需车削或冲裁。易实现多腔模均衡进料。但压力损失大、壳形件排气不便、 易产生熔接痕。?7. 浇注系统应达到所需精度和粗糙度 ? 在注塑件的设计中,应该将塑料件的型腔和注射 模具的浇注系统作统一考虑,作流变学和传热学的 分析,在以下两方面避免塑料件形状和尺寸的不良 设计。边缘浇口(侧浇口) ? ? (标准浇口) 边缘浇口属于小浇口 浇口开设在主分型面上,截面形状具 有矩形或接近矩形,易于加工和调整 修正。熔融料首先通过主流道。? ⑴ 保证注射充模时熔体具有合理的剪切速率。在高剪切速率下喷出的 高度取向的细丝或断裂物会很快冷却,与后进入的塑 料熔体不能很好地熔合,从而造成制品的内部缺陷和 表面瑕疵。一 定的尺寸范围内,减小浇口尺寸时充模阻力增长不 大(正是小浇口得到广泛应用的原因) 熔体通过小浇口时有明显的剪切发热现象,使 进入型腔的塑料熔体温度升高,使小型薄壁制品充 模更容易。典型的浇口厚度是0.8至4.8mm﹐宽度 为1.6至6.4mm。   浇口作用: 熔料经狭小的浇口增速、增温,利于填充型腔。在式 注 分 射 型 机 面 用 上 模 , 具 一 中 般 , 设 主 计 流 成 2.冷料井类型和结构 每次注射的前锋冷料不能进入型腔,因此需设 计储存前锋冷料的机构——冷料井 主流道把熔体输送到分流道,须有特殊装置在 开模时将冷却后的主流道凝料拉出。须对侧浇口进行改进——扇形浇口。潜 伏式浇口在分型面一侧,沿斜向进入浇口。为了改变制品的翘曲现象,可采取下列设计方案: 1)将中心位置浇口改为多点浇口 2)改变浇口的位置,从中心进浇改为一侧进浇 3)从一端两点进浇 二 浇口位置与分子取向关系 ? ? ? ? 注塑制品由于分子取向关系使垂直于流向和平 行于流向的强度有差异,应力开裂倾向也有所 不同。会产 生熔体喷射并且破碎,将成型废次塑料件。浇注系统组成(主流道) 一.主流道(Sprue) 指注塑机喷嘴到分 流道为止的那一段流道。⒋ 避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击,防止变形 和位移。浇口根部不宜设计的太粗,否 则该处的温度高,容易产生缩 孔,浇口截除后缩孔明显地留 在制件表面上。它具有传质、传 压、传热的功能,对塑件质量具有决定性的影响。充模 保压 补料 泄料 冷却 0 t1 t2 t3 t4 (3) 尽量避免出现熔接痕 熔接痕的存在主要会影响外 观,使得产品的表面较差?
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