澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注塑機射嘴出來后,到達(dá)模具型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道.澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類.其作用是將熔體平穩(wěn)地引進模具型腔.使塑料填滿型腔每個角落.在塑料填充和凝固的過程中,能充分地將壓力傳遞到型腔的各個部位.已獲得組織致密,外形清晰,尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品.

澆注系統(tǒng)一般由:主流道,分流道,澆口和冷料穴四部份組成

2.8.1主流道

主流道是指從注塑機噴嘴與模具接觸部位起,到分流到為止的這一段流道.主流道的軸線位置與噴嘴軸線位置應(yīng)一致.熔融塑料最先流經(jīng)主流道,所以主流道的作用是負(fù)責(zé)將塑料輸往分流道去.

主流道的軸線位置與注塑機噴嘴軸線位置一致,即主流道處于注塑機鎖模力的中心位置上.一般設(shè)計中,均將主流道設(shè)在模具的中心位置,模腔內(nèi)的塑料就以模具的中心進行對稱平衡分布.

臥,立式注塑機使用的模具,其主流道垂直于水平分型面.主流道的斷面形狀多為圓形,當(dāng)模具在臥,立式注塑機上使用時,為了便于取出主流道凝料,而將主流道設(shè)計為沿脫模方向的錐體結(jié)構(gòu).

由于主流道進口端受到噴嘴擠壓并反復(fù)碰撞,主流道又是塑料熔體最先流經(jīng)的流道,受高溫料流強烈沖刷而磨損現(xiàn)象比較嚴(yán)重,因此,一般不將主流道直接開在母模板上,而是將其單獨的設(shè)在一個襯套中,然后將襯套鑲?cè)肽０鍍?nèi),此襯套稱為澆口套.澆口套用強度及耐磨性好的材料制成.磨損后易更換.

主流道的設(shè)計事項:

(1) 主流道進口端與噴嘴頭部接觸處應(yīng)做成球面凹坑,在塑料注射過程中,兩者應(yīng)嚴(yán)密地配合,否則造成溢膠.通常,主流道進口端凹坑的球面半徑R要比噴嘴的球面半徑r大1-2mm,凹入深度約5mm.為了彌補主流道與噴嘴的對中誤差,主流道進口端的直徑D應(yīng)比噴嘴出口直徑d大0.5-1mm.

(2) 主流道的錐角a一般取2°～6°,如果錐度過大,容易使熔體的流動產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致制品內(nèi)部產(chǎn)生

(3) 主流道表壁的表面粗糙度取Ra0.8～0.4

(4) 主流道出口端應(yīng)與分流道之間呈圓滑過度,過度圓角R取1～3mm

(5) 澆口套與安裝孔為過度配合.澆口套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作,熱處理后硬度達(dá)到HRC53～57.

(6) 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,主流道應(yīng)盡量短,一般小于60mm.過長則會影響塑料的充填.

(7) 對于小型模具可將澆口套與定位環(huán)設(shè)計成一個整體.但在大多數(shù)情況下是將澆口套與定位環(huán)分開來設(shè)計,然后固定在模板上

2.8.2分流道

分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開設(shè)在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向的作用,塑料通過主流道后便沿著各分流道流向各型腔.對于多型腔模具分流道是必不可少的,單型腔模具有時則可省去.

(1)分流道的截面形狀:通常分流道的截面形狀有圓形﹑矩形﹑梯形和U形.為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失,我們希望流道的截面積大,而表面積小(截面積大,在同樣長度的流道內(nèi)所容納的塑料就越多,損失的壓力就越少. 表面積越小,塑料與模壁接觸的面積就越少,熱量損失就越少).通過計算可知,在截面積相等的情況下,圓形截面的周長最短,正方形的周長最長.因此,分流道的截面形狀通常選用圓形.但是對于圓形流道,兩個半圓不易對準(zhǔn).所以從加工方便考慮,可采用梯形﹑U形和半圓形流道.

(2)分流道的尺寸:因為各種塑料的流動性各不相同,所以不同的塑料對分流道的尺寸要求也就不一樣.對于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件,可用下面的公式估算分流道的直徑:

式中,m—流經(jīng)分流道的塑料量(g

,L—分流道長度(mm

,D—分流道直徑(mm

(3)分流道的布置:分流道的布置取決于型腔的布置,兩者相互影響.塑料在充填時,若各型腔不是同時被充滿,那么先充滿的型腔澆口會先行凝固,等到各型腔都被充滿時,才開始保壓.,這時先充滿的型腔澆口因凝固而很難進行牙實和保壓.所以該型腔成型出來的塑件在尺寸﹑性能﹑外觀以及形狀上達(dá)不到指定的要求.在設(shè)計分流道時,我們要求各型腔同時被充滿. 分流道的布置分平衡式和非平衡式兩種,通常選用平衡式布置.

1平衡式布置:平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道其長度﹑形狀以及斷面尺寸都相等,達(dá)到各個型腔同時均勻進膠,以保證各個型腔成型出來的塑件在強度﹑性能及質(zhì)量上一致.

2非平衡式布置:對于非平衡式布置的分流道,為了達(dá)到各型腔同時被充滿的目的,各型腔的澆口尺寸各不一樣.

分流道截面大且流程短的中﹑小型模具,由于分流道內(nèi)塑料熔體的溫度和壓力變化不大,此時,熔體首先到達(dá)離主流道較近的澆口,并開始進入型腔,但是由于這時分流道尚未充滿,分流道對熔體的阻力比澆口給熔體的阻力小得多,所以熔體繼續(xù)充滿分流道,而離主流道較近的澆口處熔體開始凝固.當(dāng)分流道被充滿,熔體壓力升高后,熔體首先進入離主流道較遠(yuǎn)的型腔,然后再返回來依次沖開凝固時間較短的澆口,并將塑料充滿型腔.

由此可知,為了使各型腔同時被充滿,應(yīng)將遠(yuǎn)離主流道的澆口做的小一些,而離主流道較近的澆口應(yīng)做的大一些.

對分流道比較細(xì)長的模具,溫度和壓力降會使遠(yuǎn)離主流道的澆口難以充填,此時應(yīng)將遠(yuǎn)離主流道的澆口做得大些,而靠近主流道的澆口做小些.

(4)分流道與澆口的連接:分流道與澆口的連接處應(yīng)采用圓弧過渡.有利于塑料熔體的流動和充填.

2.8.3澆口的設(shè)計

澆口昰連接分流道與型腔之間的一段細(xì)小通道.澆口的位置﹑形狀和尺寸對塑件的質(zhì)量有很大的影響.澆口的理想尺寸很難用公式計算,根據(jù)經(jīng)驗,一般澆口的截面積為分流道截面積的3%～9%.截面形狀常為矩形或圓形,澆口長度為0.5～2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4um.

在設(shè)計澆口時,一般選用較小的澆口,它可以增加物料的充填速度,產(chǎn)生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性,控制澆口的封閉時間,降低模塑周期,較小的澆口也易于與塑件斷離.但是過小的澆口會造成太大的流動阻力,延長進膠時間,一些高粘度和對剪切速率不敏感的塑料,就不易采用小的澆口尺寸.

澆口的類型及特點:注塑模具澆口的類型很多,常見的澆口有:直接澆口,側(cè)澆口(邊緣澆口),盤形澆口,點澆口,潛伏式澆口(隧道澆口),耳式澆口(凸片澆口),扇形澆口, 重迭澆口.

下面對常見的澆口做一些簡介:

2.8.4澆口的位置選擇:

澆口設(shè)計的適當(dāng)可以均勻迅速、單一方向地將塑料傳給型腔,澆口應(yīng)該設(shè)計在非功能區(qū),非外觀區(qū).并且設(shè)置在塑件的最大肉厚部位,讓塑料從厚區(qū)流向薄區(qū),有助于獲得良好的流動路徑和保壓路徑.

將澆口位置設(shè)置在塑件中央,可以使熔膠流動到塑件的各個極端位置都有相同的流動長度.

澆口的位置必須有利于排氣，否則將會造成短射、燒焦等缺陷.

澆口位置與尺寸的設(shè)計也應(yīng)該要避免噴射現(xiàn)象,對于較小的澆口,高速的塑料通過澆口時,由于受到很大的剪切應(yīng)力,會產(chǎn)生噴射或蛇形流等熔體破裂的現(xiàn)象,熔體噴射所形成的細(xì)絲和熔體破裂所產(chǎn)生的碎片會很快冷卻固化,使其不能很好的與后面進來的熔體熔合,造成塑件表面缺陷.克服的方法是:加大澆口或者改善澆口位置使熔膠沖擊模壁或較粗大的入子,利用折流來降低熔體流速.

對稱的塑件應(yīng)使用對稱的澆口,以維持對稱性.假如流動路徑不對稱,會使塑件的部份區(qū)域先完成充填、保壓、冷卻,最后造成不均勻的收縮和翹曲.

制品最厚的部分往往是最后凝固的地方﹐會出現(xiàn)較大的收縮﹐為了補縮﹐澆口應(yīng)設(shè)在附近.

2.8.5冷料穴:

由于注射成型呈周期性進行,從完成一模注射到再進行下一次注射的間歇時間里,噴嘴口部塑料與空氣接觸易形成冷料頭,為了防止注射時冷料頭阻塞澆口或注入型腔而影響制品成型質(zhì)量,一般在主流道末端設(shè)置冷料穴,以裝納冷料頭.

典型的冷料穴直徑應(yīng)于主流道的最大直徑相等.深度則是該直徑的1～1.5倍.

主流道末端冷料穴的結(jié)構(gòu)常常與拉料形式相結(jié)合,有利于塑件成型后留在公模側(cè).

冷料穴一般設(shè)在主流道的末端,在公模一側(cè).當(dāng)分流道較長時,在分流道的末端也應(yīng)開設(shè)冷料穴.

流道系統(tǒng)也應(yīng)每90°配備冷料穴,延長流道至少其直徑的1～1.5倍.如下圖所示: