模具設(shè)計(jì):澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

澆注系統(tǒng)的組成

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

產(chǎn)品(制件)設(shè)計(jì) (Part Design)

模穴(型腔)設(shè)計(jì) (CavityDesign)

澆口設(shè)計(jì) (Gate Design)

流道設(shè)計(jì) (Runner Design)

噴嘴設(shè)計(jì) (Nozzle Design)

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般情況下,我們在設(shè)計(jì)澆注這一細(xì)節(jié)時(shí),我們應(yīng)從以下流程來作業(yè)!

澆口設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原則

1.澆口設(shè)計(jì)須產(chǎn)生一迅速、均勻和單方向的模具充填模式。

2.澆口位置必須使在模穴內(nèi)的空氣對射出成形時(shí)可逃逸,否則將在成形時(shí)造成短射或是燒焦痕跡。

3.萬一澆口位置造成縫合線和熔合線,應(yīng)使縫合線和熔合線移至較適當(dāng)位置。

4.澆口位置和尺寸應(yīng)避免產(chǎn)生噴射流(在短射時(shí)有線狀或是意大利面條狀的熔膠外觀),噴射流現(xiàn)象可以用加大澆口或是改變澆口位置使熔膠流向及沖擊模壁。

5.澆口冷凝時(shí)間是模穴最大有效保壓時(shí)間. 假如澆口冷凝時(shí)間設(shè)計(jì)得宜,將可避免射出材料的逆流。

6.澆口位置應(yīng)置于成形品最厚的區(qū)域,最好是在不影響模制品的功能和外觀之處。

7.澆口長度應(yīng)盡可能地短,以降低流經(jīng)澆口的壓力降。

8.正常澆口厚度是連接澆口的成品壁厚的百分之五十至八十。人工去除方式的澆口厚度有時(shí)與成品壁厚相同。而自動除方式的澆口厚度一般小于成品壁厚度的百分之八十﹐以避免澆口斷裂時(shí)造成成品的變形。針狀澆口和潛伏式澆的末端直徑一般從1毫米至3毫米。

9.纖維充填的材料需要較大的澆口,使材料通過澆口時(shí)可減少纖維的斷裂,使用較小的澆口,如潛伏式澆口或針狀澆口可能在充填時(shí)造成纖維的損害。

10.澆口在制程設(shè)計(jì)之初應(yīng)使用較小的尺寸,因此若有必要可以將尺寸放大(因?yàn)榭s小澆口尺寸較放大尺寸困難)。

澆口:是連接分流道與型腔的一段細(xì)短通道,是澆注系統(tǒng)關(guān)鍵之一,澆口的數(shù)量,尺寸,位置對塑件質(zhì)量影響極大。

澆口的設(shè)定可決定二板模及三板模型,澆口可以有許多不同的形態(tài)根據(jù)去除澆口的方式,澆口可以分為兩大類:

手動去除式澆口

自動去除式澆口

設(shè)計(jì)者在具體設(shè)計(jì)中所采用哪種澆口,需根據(jù)產(chǎn)品及裝配作進(jìn)一步考慮,現(xiàn)將以上二種類型澆口的具體設(shè)計(jì)尺寸依講議為材作一介紹。



矩形邊緣澆口

澆口廣泛地應(yīng)用于單模穴模具,熔膠直接自豎澆道以最小的壓力降快速地注入模穴。使用此類型澆口的缺點(diǎn)是去除流道(或是豎澆道)后,將于成形品表面留下痕跡。在模穴入口處的豎澆道直徑應(yīng)大約是制品于澆口處厚度的二倍。


產(chǎn)品尺寸: 97*19*9、穴數(shù): 2cav、材質(zhì):ABS、產(chǎn)品肉厚:1.00mm、流道尺寸:?主流道: D4、次流道: D3;澆口尺寸:W=1.20mm,L=1.00mm,h=0.8mm


扇形澆口

扇形澆口是厚度可變化的寬邊澆口。因扇形澆口有一個(gè)大的注入?yún)^(qū),故可使熔膠快速地充填滿大型的模制品。扇形澆口可生成一均勻的流動波前進(jìn)入寬大的成形品,寬大成品主要考慮的問題正是翹曲和尺寸穩(wěn)定性。

如背光板使用扇形澆口

重疊式澆口

重疊澆口與側(cè)邊澆口類似,除了澆口與成品側(cè)壁或成品表面有重疊。


凸片澆口

凸片澆口通常應(yīng)用于平板狀且薄的成形品,以降低模穴內(nèi)的剪應(yīng)力。澆口周圍產(chǎn)生的高? 剪應(yīng)力局限于輔助凸片,而凸片將在射出成形后去除。凸片澆口廣泛地應(yīng)用于PC、亞克力、SAN和ABS等類型樹脂的成形。



模仁(型腔嵌件)配置與凸片澆口




薄膜(或溢料)澆口

薄膜澆口與環(huán)狀澆口類似,但用于平直邊緣之成品,薄膜澆口包括一個(gè)圓形流道,其寬度為整個(gè)模穴寬或是部分模穴寬的長度。薄膜澆口適用于亞克力的模制品,并且通常是用于既平坦及大面積,且翹曲要保持最小的設(shè)計(jì)。薄膜澆口的尺寸很小,厚度約0.25至0.63毫米。其長度必須維持短,大約0.63毫米。

熱流道澆口

包括開放式澆口及針閥式澆口

開放式澆口:

如下圖所示,直接點(diǎn)在產(chǎn)品上,水口有殘留,可能需要后期去除。

針閥式澆口:

如下圖所示,直接點(diǎn)在產(chǎn)品上,產(chǎn)品上有凹點(diǎn),沒有水口殘留。

針點(diǎn)澆口

針狀(或是針點(diǎn))澆口通用于三板模具,因澆口快速冷凝且易去除,當(dāng)模具開啟時(shí),流道與制品被脫料板自動分離。

對于針點(diǎn)進(jìn)膠須注意幾點(diǎn):

?1)一般情況下針點(diǎn)進(jìn)膠在剪切膠口時(shí)

不易剪平故我們在設(shè)計(jì)針點(diǎn)進(jìn)膠時(shí)須

?在成品上做一小凹球。

2)小凹球在成品面的深度為0.20至 0.50mm。

?3)典型澆口直徑0.25至1.6mm。



潛伏式澆口

潛伏式澆口用于二板式模具或是多模穴模具。潛澆口是在分模線下加工(有斜度的隧道從流道側(cè)邊至模穴)。在頂出階段,成形品自動去除澆口并與流道系分離典型澆口直徑是0.25至2.0毫米。澆口從粗逐漸變細(xì),流道最后成球狀端點(diǎn)。



1.分流子位置僅量

? 靠近頂針位置

2.冷料井深度

?? H1>=H

3.頂料頂針位置﹕

?? L1(大約)=L



澆口檢查表

1.在不超過塑流力所能及的流長/壁厚比的前題下,澆口的數(shù)目是越少越好。

2.要避免充填不平衡的設(shè)計(jì)。

3.要避免熔接線(熔接痕)發(fā)生在外觀和強(qiáng)度的敏感區(qū)域。以模流分析確認(rèn)澆口尺寸是否得當(dāng)。如果剪切速率或剪切應(yīng)力超過許容值,應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)對策。

流道設(shè)計(jì)

流道分:主流道,次流道,豎注道

1.流道的設(shè)計(jì)須能迅速地充填模穴

2.流道的設(shè)計(jì)須使成形品容易頂出并且容易脫模

3.多模穴系統(tǒng)平衡流道的配置較復(fù)雜,因其有較好的均勻性和較高的成形品品質(zhì).流道可以是自然平衡或者由人為方式成平衡。

4.流道平衡可以由改變流道尺寸和長度達(dá)成.改變澆口尺寸可能表面上達(dá)成充填平衡,然而將影響澆口冷凝時(shí)間,以致?lián)p害成形品的均勻性。

5.較小尺寸的流道比較大尺寸的流道佳,因可使廢料體積降至最小和產(chǎn)生黏滯(摩擦)熱是一可提高熔膠溫度的有效方法,可避免使用高料管溫度,因使用高料管溫度很可能會造成熔膠裂解。

6.流道的截面積不應(yīng)小于豎澆道的截面積,以使熔膠快速地直接流入澆口區(qū)域。

7.每當(dāng)流道分歧,次流道的直徑應(yīng)小于主流道的直徑,因?yàn)樾枰暂^少量的熔膠流經(jīng)分流道.此外以經(jīng)濟(jì)點(diǎn)而言,流道中的熔膠量越少越好。N是次流道數(shù)目,主流道直徑(dmain)和次流道直徑(dbranch)的關(guān)系如下:

8.梯形流道的深度大約與其寬度相等,每邊約傾斜5°至15°。

9.對大部份的塑料而言,建議的最小流道直徑為3毫米。

10.對大部份的塑料而言,流道的表面必須拋光,以幫助熔膠的流動性和成形品的頂出。

11.延長流道系統(tǒng)必須有多重的豎澆道拉桿與頂出位置。

12.所有流道的相交處應(yīng)有一冷料井,以幫助熔膠流過流道系統(tǒng)與流入模穴。此冷料井的長度通常等于流道直徑。

冷廢料井通常位于伸長噴嘴系統(tǒng)流道與另一流道的相交處。

13.選擇冷流道直徑應(yīng)基于標(biāo)準(zhǔn)的切割尺寸。

14.設(shè)計(jì)熱流道系統(tǒng)時(shí),必須咨詢供應(yīng)廠商適當(dāng)?shù)囊?guī)格。


流道設(shè)計(jì)的目的

決定模穴的數(shù)量

輸送熔膠注入模穴

平衡多模穴的充填

平衡多澆口模穴的充填

廢料最少化

使脫模頂出容使能量的利用效最大化,以及控制充填時(shí)間/保壓時(shí)間/成形周期。

分流子

分流子為控制流向用,裝置這種分流子的目的是為了讓客戶可以自由決定要生產(chǎn)哪一種產(chǎn)品。圖面如下所示。


節(jié)流閥

為控制流量用。在如LCD前框的產(chǎn)品中,會以多澆口進(jìn)澆。由于此類產(chǎn)品會要求結(jié)合線位置必須位于較不明顯的區(qū)域,設(shè)計(jì)人員必須提供一個(gè)機(jī)構(gòu),讓操作射出機(jī)的人員可以隨時(shí)在機(jī)臺上調(diào)整各個(gè)流道的流量。

以下圖為例

如果要在機(jī)臺操作過程中調(diào)整如上圖的結(jié)合線位置,必須在流道上安裝可以控制流量的分流子。如下圖2D圖所示。

這種類型的節(jié)流閥,實(shí)際上僅是一顆螺絲,在螺絲上方加工一個(gè)槽,讓操作機(jī)臺的人員可以用一字螺絲起子直接調(diào)整。

該成品為一前框,共有五個(gè)流道,節(jié)流閥也僅安裝在左右兩側(cè)。因?yàn)榉至髯拥哪康膬H是調(diào)整結(jié)合線位置,旋轉(zhuǎn)節(jié)流閥是讓流量減少。如果五個(gè)流道安裝五個(gè)分流子,則機(jī)臺操作者根本不知道要調(diào)整哪幾個(gè)螺絲,才能讓結(jié)合線的位置達(dá)到客戶的要求。


冷料井

流道末端應(yīng)如下圖設(shè)置冷料井,防止冷料進(jìn)入模穴(型腔)或堵塞澆口。

拉料桿不可阻檔冷料沖進(jìn)冷料井。

1)對于三板模我們在流道下方設(shè)計(jì)一冷料井,其作用:

a)冷料

b)有便于機(jī)械手能夾住冷料井把料頭取出

2)在設(shè)計(jì)時(shí)冷料井深度H2>2H1(H1=流道的深)

3)D>=流道的直徑

? A=5度至10度

熔合線冷料井

豎注道設(shè)計(jì)

對于面積較大的平板或液晶顯示器后殼一類的模具﹐設(shè)計(jì)時(shí)一般采用豎注道﹐由于灌嘴直接接觸成品,因此設(shè)時(shí)要注意在流道與公模仁配合的部分應(yīng)做一凹槽以起緩沖作用!

噴嘴球頭和唧嘴承窩半徑

噴嘴球頭要比唧嘴承窩半徑小1mm

如噴嘴班頭為R10,唧嘴承窩半徑即為R11。

唧嘴口部尺寸計(jì)算

唧嘴設(shè)計(jì)

其選擇主要根據(jù)所采用模座(兩板模﹐三板模)及所設(shè)計(jì)的流道來選擇。

圖A

A型

1.標(biāo)準(zhǔn)品

2.通常使用于兩板模

3.R配合注射機(jī)噴嘴球頭r﹐R>r

4.當(dāng)直徑D較小25mm時(shí)﹐可打作Pin定位

5. d依流道尺寸作適當(dāng)設(shè)計(jì)

6. 配合A型定位環(huán)使用


B型

1.標(biāo)準(zhǔn)品

2.通常使用于兩板模

3.配合A型定位環(huán)使用

4.具體參數(shù)見(圖A)


C型

1.標(biāo)準(zhǔn)品

2.通常使用于三板模

3.配合B型定位環(huán)使用

4.具體參數(shù)見(圖A)


定位環(huán)設(shè)計(jì)

定位環(huán)故名思議用來定位﹐夾模時(shí)將母模側(cè)由定位環(huán)固定在注射機(jī)上。定位環(huán)與注射機(jī)中心的定位孔配合﹐通常采用H11/h11的間隙配合。


A型

1.標(biāo)準(zhǔn)品

2.配合A、B型注口使用

3.尺寸規(guī)格﹕D100*d70*L15

B型

1. 標(biāo)準(zhǔn)品

2. 配合B型注口使用

3. 尺寸規(guī)格﹕D100*d50*L15


定位環(huán)尺寸設(shè)計(jì)



澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查點(diǎn)

1)充填是否平衡(可以CAE模擬檢視模穴(型腔)充填狀況)

2)熔接線(熔接紋)位置是否恰當(dāng),可以改變澆口位置,或者是增加局部壁厚,以避免熔接線(熔接紋)出現(xiàn)在重要外觀面或強(qiáng)度薄弱面上(可以CAE模擬預(yù)測熔接線(熔接紋)位置)

3)定位環(huán)尺寸大小是否合理

4)注口襯套選取是否合理

5)進(jìn)澆位置是否合理

6)流道直徑設(shè)計(jì)是否合理

7)澆口尺寸大小及形式是否合理

當(dāng)完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后,有條件的還需要進(jìn)行模流分析,以提前驗(yàn)證整個(gè)澆注系統(tǒng)是否合理,然后再進(jìn)行相關(guān)改善,以提升模具T0試模質(zhì)量,降低修模成本。

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