【文章內(nèi)容簡介】 澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計對注射成型效率和制件質(zhì)量有直接影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。 澆注系統(tǒng)各部分的作用 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成，各部分作用如下。 (1)主流道 從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處起到分流道為止的一段料流通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具。它的形狀與尺寸對塑料流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。 (2)分流道 主流道末端 與澆口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入模腔的過渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，在多模腔中還起著將熔體向各個模腔分配的作用。設(shè)計時應(yīng)盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。 (3)澆口 分流道與模腔之間長度非常短、截面又很狹窄的一段料流通道，澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當(dāng)與否直接影響到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型，其主要作用如下。 1) 因澆口截面狹窄，所以可使經(jīng)過分流道之后，壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，保證熔體充模時具有較快南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 的流動速度和較好的流動性。 2) 因其 長度短、截面狹窄，所以澆口內(nèi)可容納的塑料熔體體積很小，故很容易冷卻固化（俗稱澆口凍結(jié)），從而有助于防止保壓力不足或保壓時間過短而引起的倒流現(xiàn)象。 3) 由于截面狹窄，所以在澆口內(nèi)冷卻固化的塑料熔體（廢料）強(qiáng)度很低，非常容易斷裂，故便于制品和廢料分離，并便于制品脫模。 4) 澆口的長度和截面尺寸一般均可在試模過程中適當(dāng)調(diào)整。特別是調(diào)整其截面尺寸時，截面高度的變化對澆口的容積及澆口凍結(jié)時間影響很大；另外，截面積的變化對塑料熔體內(nèi)的切變速率影響很大，而切變速率又與熔體表觀粘度有關(guān)，所以改變澆口截面尺寸或截面積 的大小，可以控制澆口凍結(jié)時間（即補(bǔ)縮時間或補(bǔ)縮程度），以及熔體充模時的流動性能。 (4)冷料穴 冷料穴一般開設(shè)在主流道末端，當(dāng)分流道較長時，其末端也可設(shè)冷料穴。冷料穴的作用是收集每次注射成型時流動熔體前端的冷料頭（前鋒冷料），避免這些冷料進(jìn)入模腔影響制品成型質(zhì)量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。如果需要防止模腔內(nèi)不同流向的熔體匯合時因冷料頭而影響熔接痕的強(qiáng)度，亦可將冷料穴就近開設(shè)在熔體匯合之處的模腔外，并與模腔連通。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 (1)保證塑料熔體流動平穩(wěn)設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)注 意使系統(tǒng)與模具中的排氣結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，使系統(tǒng)具有良好的排氣性，從而保證塑料熔體經(jīng)過系統(tǒng)或充填模腔時不發(fā)生渦流和紊流，以使制品獲得良好的成型質(zhì)量。 (2)流程應(yīng)盡量短在滿足成型和排氣要求的前提下系統(tǒng)長度應(yīng)盡量短，各段應(yīng)盡量平直，以使塑料熔體在模具中的流程盡量短而且不發(fā)生彎曲，從而可減小注射壓力和熔體的熱量損失，并縮短熔體充模時間。 (3)防止型芯變形和嵌件位移設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)盡量避免通過系統(tǒng)的塑料熔體正面沖擊模腔內(nèi)尺寸較小的型芯或嵌件，以防止熔體的沖擊力使型芯發(fā)生變形或使嵌件發(fā)生位移。 (4)修整應(yīng)盡量方 便修整指制品成型后對其外觀所做的各種修整工作，其中包括去除制品上的澆注系統(tǒng)凝料。為了方便修整并無損制品外觀和使用性能，澆注系統(tǒng)在模具中的位置和形狀，尤其是澆口的位置和形狀南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 應(yīng)盡量根據(jù)制品的形狀和使用要求確定。 (5)防止制品變形和翹曲設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)考慮如何減輕澆口附近的殘余應(yīng)力集中現(xiàn)象，以防止因應(yīng)力過大而導(dǎo)致制品發(fā)生變形和翹曲。例如對于深度很淺的大平面聚乙烯、聚丙烯制品若采用料流速度較大的直接澆口成型，由于注射壓力直接作用在制品上加之這些塑料取向能力較強(qiáng)，所以成型后很容易在澆口附近殘余較大的時效應(yīng)力和取 向應(yīng)力，并導(dǎo)致制品發(fā)生翹曲變形，為此可改換多點(diǎn)澆口形式。但是應(yīng)當(dāng)指出，采用多點(diǎn)澆口成型制品時，由于各澆口附近收縮與其它部位不等，也非常容易引起制品整體翹曲變形，尤其對于大型薄壁制品，使用多點(diǎn)澆口時特別要注意此問題。 (6)應(yīng)與塑料品種相適應(yīng)不同的塑料具有不同的流動性，特別是對硬質(zhì)聚氯乙稀、聚丙烯酸酯和聚甲醛等成型性差的塑料，其流道和澆口的選擇是否合適，對于制品的性能、外觀以及成型周期和生產(chǎn)成本都有很大影響。另外，有些塑料還會因?yàn)闈部谠O(shè)計不當(dāng)而導(dǎo)致澆口表壁與熔體之間產(chǎn)生較大摩擦，從而引起塑料褪色。 (7)合 理設(shè)計冷料穴冷料穴設(shè)計不當(dāng)，容易使制品發(fā)生成型缺陷。如果冷料穴失效，使前鋒冷料進(jìn)入模腔會導(dǎo)致制品產(chǎn)生冷疤或冷斑。 (8)盡量減少塑料消耗設(shè)計澆注系統(tǒng)時，除注意滿足上述設(shè)計原則外，還應(yīng)使系統(tǒng)的長度和容積盡量小，這樣做不僅可以避免系統(tǒng)凝料積壓、延長成型周期等問題，而且還可以減少系統(tǒng)占用的塑料量，從而減小原材料消耗以及回收廢料的工作量。 除了上述原則外，設(shè)計澆注系統(tǒng)時還應(yīng)注意模腔的數(shù)量與布置、制品的外觀和性能、制品形狀與尺寸等問題對系統(tǒng)的制約，以及注射機(jī)上模具固定板對側(cè)澆口位置的要求（防止?jié)部谂c固定板偏心）。 澆口的分類和適用場合 (1)直澆口多用于二板模，一模一腔的模具。其優(yōu)點(diǎn)是成型容易，缺點(diǎn)是澆口去除不方便，且易留下澆口痕跡。 (2)側(cè)澆口也是常用澆口之一。優(yōu)點(diǎn)是澆口與成品分離容易，由于澆口截面積小可防止塑料逆流，方便改良模具；缺點(diǎn)是壓力損失大，易留下明顯的澆口痕跡。 (3)點(diǎn)澆口，常用于三板模，一模多腔的模具。優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)各種類型南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 的零件，澆口的位置選擇自由，且澆口去除方便，澆口痕跡不顯著；缺點(diǎn)是壓力損失大，成型周期長廢料較多。 (4)潛伏式澆口，多用于外觀要求高的成品，可以把澆口潛伏在不明顯的 位置，優(yōu)點(diǎn)是澆口自動切除，免去了人工后期處理。 (5)扇形澆口，多用于成品比較平直，面積較大，或材料透明的產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)是成品可以獲得不錯的外觀，可以防止成品變形；缺點(diǎn)是澆口切除稍困難。 (6)凸片式澆口，用于表面不允許有流紋或碰射紋的透明成品。優(yōu)點(diǎn)是可以防止?jié)部谔幍牧鞯酪驀娚浜褪湛s下陷，以及減少澆口出的應(yīng)力集中，缺點(diǎn)是壓力損失大，澆口不易切除，有明顯的澆口痕跡。 (7)勾形澆口，應(yīng)用于外觀面不允許有任何的澆口痕跡的成品 具體方案的確定 基于以上澆注系統(tǒng)的組成作用及設(shè)計原則，做出如下幾種澆注系統(tǒng)方案： (1)一點(diǎn)進(jìn)澆 澆注系統(tǒng)（圖 21） 圖 21 一點(diǎn)進(jìn)澆澆注系統(tǒng) (2)雙點(diǎn)進(jìn)澆 澆注系統(tǒng)（圖 22a、 b） a） 左部中間進(jìn)澆右部上邊緣進(jìn)澆 b） 右部與左部都是上邊緣進(jìn)澆 圖 22 雙點(diǎn)進(jìn)澆澆注系統(tǒng) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 (3)三點(diǎn)進(jìn)澆澆注 系統(tǒng)（圖 23a、 b、 c、 d） a）左部中間進(jìn)澆中部中間進(jìn)澆右部下邊緣進(jìn)澆 b）左部中間進(jìn)澆中部中間進(jìn)澆右部 中間 進(jìn)澆 c) 左部中間進(jìn)澆中部中間進(jìn)澆右部上邊緣進(jìn)澆 d)左部上邊緣進(jìn)澆中部中間進(jìn)澆右部上邊緣進(jìn)澆 圖 23 三點(diǎn)進(jìn)澆澆注系統(tǒng) (4)四 點(diǎn) 進(jìn)澆澆注系統(tǒng) （圖 24） 圖 24 四點(diǎn)進(jìn)澆澆注系統(tǒng) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 (5)五 四點(diǎn)進(jìn)澆澆注系統(tǒng) （圖 25） 圖 25 五澆口澆注系統(tǒng) 以上 五 種澆注系統(tǒng)均采用了熱流道澆口，熱流道澆口 為 點(diǎn)澆口。常用來成型寬度（橫向尺寸）較大的薄片狀制品。澆口沿進(jìn)料方向逐漸減 大 ，塑料通過長約 2mm的澆口臺階進(jìn)入型腔。塑料通過 點(diǎn) 澆口，在橫向得到更均勻的分配，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。故比較適合本產(chǎn)品的成型要求。這一點(diǎn)在本次的 CAE模擬過程中也做了對比，從中可以明顯的看出點(diǎn)澆口的的優(yōu)勢。 以上 五 種澆注系統(tǒng)的分流道均采用圓形截 面是因?yàn)榉至鞯罃嗝嫘螤顟?yīng)盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小，以減小熱量損失和壓力損失。分流道表面粗糙度值不能過大，以免增大料流阻力，常取 。分流道與澆口通常采用斜面和圓弧連接，這樣有利于塑料流動和填充，減小流動阻力。 熱流道應(yīng)用主要技術(shù)關(guān)鍵 一 個 成功的 熱流 道模具 應(yīng)用項(xiàng)目需 要多 個環(huán)節(jié)予 以保障。其中最重要的 有兩個 技 術(shù) 因素。一是塑料 溫 度的控制，二是塑料流 動 的控制。 1．塑料 溫 度的控制 在 熱流 道模具 應(yīng) 用中塑料 溫 度的控制極 為 重要。 許 多生 產(chǎn)過 程中出 現(xiàn)的加工 及產(chǎn)品質(zhì) 量 。 問題直 接 來 源 于 熱流 道系 統(tǒng)溫 度控制的不好。 如使用 熱針 式 澆 口方法注塑成型 時產(chǎn) 品 澆 口 質(zhì) 量差 問題，閥 式 澆 口方法成型 時閥針關(guān)閉 困 難問題， 多型腔模具中的零件填充 時間 及 質(zhì) 量不一致 問題 等。如果可能 應(yīng)盡 量選擇具備 多 區(qū) 域分 別 控 溫 的 熱流 道系 統(tǒng) ，以增加使用的 靈 活性及 應(yīng)變 能力。 2．塑料流 動 的控制 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 塑料在熱流道系統(tǒng)中要流動平衡。澆口要同時打開使塑料同步填充各型腔。對于零件重量相差懸殊的 Family mold 要進(jìn)行澆道尺寸設(shè)計平衡。 否則就會出現(xiàn)有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過度，飛邊過大質(zhì)量差等問題。熱流道澆道尺寸設(shè)計要合理。尺 寸太小充模壓力損失過大。尺寸太大則熱流道體積過大，塑料在熱流道系統(tǒng)中停留時間過長， 損壞材料性能而導(dǎo)致零件成型后不能滿足使用要求。世界上已經(jīng)有專門幫助用戶進(jìn)行最佳流道設(shè)計的 CAE 軟件如 MOLDCAE。 熱流 道模具的 應(yīng) 用范 圍 1．塑料材料 種類 熱流 道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。如 PP， PE， PS， ABS，PBT， PA， PSU， PC， POM， LCP， PVC， PET， PMMA， PEI， ABS/PC 等。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用 熱流 道模具加工。 2．零件尺寸與重量 用 熱流 道模具制造 的零件最小的在 克以下。最大的在 30 公斤以上。 應(yīng) 用極 為廣泛靈 活。 3． 工業(yè)領(lǐng) 域 熱 流道模具在 電 子，汽 車 ， 醫(yī)療 ，日用品，玩具， 包裝 ，建筑， 辦 公設(shè)備等 各 工業(yè)部門 都得到 廣泛應(yīng) 用。 熱流道模具的缺點(diǎn) 盡 管與冷流道模具相比， 熱流 道模具 有許 多 顯著 的優(yōu) 點(diǎn) ，但模具用 戶亦 需要了解 熱流 道模具的缺 點(diǎn) 。概括起 來 有以下 幾點(diǎn) 。 模具成本上升 熱流道組 件價格比 較貴，熱流 道模具成本可能 會 大幅度增高。如果零件 產(chǎn) 量小，模具工具成本比例高， 經(jīng)濟(jì) 上不花算。 對許 多 發(fā) 展中 國 家的模具用 戶 ， 熱流 道系 統(tǒng)價格貴 是影 響熱流 道 模具 廣泛 使用的主要 問題 之一。 熱流 道模具制作 工藝設(shè)備要 求高 熱流 道模具需要精密加工機(jī)械作保 證 。 熱流 道系 統(tǒng) 與模具的集成與配合要求極 為嚴(yán)格， 否 則 模具在生 產(chǎn)過 程中 會 出 現(xiàn) 很多 嚴(yán) 重 問題 。 如塑料密封不好 導(dǎo) 致塑料溢出 損 壞 熱流道組 件中 斷生產(chǎn)，噴嘴鑲 件與 澆 口相 對位置不好 導(dǎo) 致制 品質(zhì) 量 嚴(yán) 重下降等。 操作 維 修復(fù) 雜 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 與冷流道模具相比， 熱流 道模具操作 維 修復(fù) 雜 。如使用操作不 當(dāng) 極易損 壞 熱流 道零件，使生 產(chǎn)無 法 進(jìn) 行，造成巨大 經(jīng)濟(jì)損 失。 對 于 熱流 道模具的新用 戶 ，需要 較長時間來積 累使用 經(jīng)驗(yàn) 。 熱流 道系 統(tǒng)的組 成 盡 管世界上 有許 多 熱流 道生 產(chǎn) 廠商和多種 熱流 道 產(chǎn) 品系列，但一 個 典型的 熱流 道系 統(tǒng) 均由如下幾大部分 組 成： 1． 熱流 道板 （ MANIFOLD） 2． 噴嘴 （ NOZZLE） 3． 溫 度控制器 4． 輔 助零件 冷卻 系統(tǒng)方案的確定 注射成型過程中，模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)率、制品的形狀和尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。為保證制品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率，模具溫度必須適當(dāng)、穩(wěn)定、均勻。 塑料模具是塑料模塑成型必不可少的工藝裝備，同時又是一個熱交換器。輸入熱量的方式是加熱裝置的加熱和塑 料熔體帶進(jìn)的熱量；輸出熱量的方式是自然散熱和向外熱傳導(dǎo)，其中 95%的熱量是靠傳熱介質(zhì)帶走。在模塑過程中，要保持模具溫度的穩(wěn)定，就應(yīng)保持輸入熱與輸出熱平衡。為此，必須設(shè)置模具的熱交換系統(tǒng)，對模具進(jìn)行加熱和冷卻，以控制模具溫度。 確定加熱與冷卻的原則 注射模的熱交換系統(tǒng)必須具有冷卻或加熱的功能，必要市還要二者兼有。通常所采用的冷卻或加熱介質(zhì)有水、熱油和蒸汽。也可采用電加熱方式。水又分為常溫水、溫水和冷水三種，常溫水是指不經(jīng)加熱或冷卻處理的自然水流，溫水是指經(jīng)過一定程度加熱的水流，冷水則是指經(jīng)冷卻處 理后的水道。 究竟在何種情況下需要對模具進(jìn)行冷卻或加熱，與不同特征的塑料品種、制品結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、生產(chǎn)率及成型工藝對模具溫度的要求有關(guān)。確定冷卻或加熱的原則是： (1)對于黏度低、流動性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈蟮哪＞邷囟炔荒暇┕こ虒W(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13