浇注系统的设计案例
目录
TOC\o1-3\h\u3802浇注系统的设计 1
212721.1塑件的模流分析 1
179811.2主流道设计 1
229411.3分流道设计 2
50581.4进料口设计 3
62651.5冷料的穴设计 4
2731.6浇口套及定位圈的设计 5
293131.7模流分析最后结论 5
浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流动的一段路径的总称，主要应包括主流道、分流道、进料口、冷料穴等几部分。在设计浇注系统时，应考虑塑料成型特性、塑件大小及形状、型腔数、注射机安装板大小等因素。
塑件的模流分析
在浇注系统设计之前，我们首先要选定进料口位置，为选择合适的进料口位置，所以在这里我用proe中的PlasticAdviser分析模块对塑件进行了模流分析（温度和压力采用默认值）。生成的分析报告见附录1.在这里我只写出分析的结论：由分析结果不难看出，最佳的进料口位置应为塑件的中间部位，但考虑塑件结构因素，选定进料口为塑件上部圆弧形凹处，采用点浇口形式。
主流道设计
主流道为与注射机喷嘴连接的部分，一般为圆锥，锥度为α＝2°～6°，对于粘度较大的熔体也可考虑稍微增大锥角，此处的主流道锥角：
α＝4°
主流道直径的决定，主要取决于主流道内熔体的剪切速率。但在具体设计时，一般根据经验选取一合适的值做为主流道小端直径d，一般应大于机床喷嘴直径0.5～1mm左右，通常取d=3～6mm，查《实用模具技术手册》表15－9，当材料为PC时，选取d=5mm，故主流道各部分直径如下图所示（其中流道的长度需根据模板厚度确定如表4-1）：
表4-1主流道部分尺寸
符号
名称
尺寸
D
主流道小端直径
注射机喷嘴直径+（0.5-1）=5
SR
主流道球面半径
喷嘴球面半径+（1-2）=14
H
球面配合高度
3-5取3
A
主流道锥角
2°-6°取4°
L
主流道长度
由板厚决定
D
主流道大端直径
最后设计的主流道的结构如图6-1所示：
图STYLEREF1\s4-SEQ图\*ARABIC\s11主流道
分流道设计
分流道的设计原则即应使熔体较快地冲满整个型腔，流动阻力小，熔体温降小，并且能将熔体均衡地分配到各个型腔。
常见的分流道截面形状有圆形、半圆形、U形、梯形、矩形等具体参数如图6-2，其中：圆形截面分流道比表面积最小，热量不容易散失，流动阻力最小，但它需要同时开设在两块模板上，要保证两半圆完全吻合，制造较困难；梯形截面分流道较容易加工，热量损失和阻力也不大，是最常用的形式。综合各方面因素考虑，此处分流道截面为梯形形式。
图STYLEREF1\s4-SEQ图\*ARABIC\s12分流道截面形状
分流道直径的计算，可由以下经验公式计算：
式中：D——各级分流道的直径（mm）；
W——制品的质量（g）；
L——的分流道长度（mm）。
经估算得第一级和第二级分流道的直径分别为D1≈5mm,D2≈4mm，故各级分流道的尺寸如下图所示：
图STYLEREF1\s4-SEQ图\*ARABIC\s13分流道
进料口设计
进料口也称浇口，进料口的形式也有很多种，此处采用的是点进料口的形式。
（1）点浇口应用范围十分广泛，它的优点主要有：
①可以显著提高熔体的剪切速率，使熔体黏度大为降低，有利于冲模。
②熔体经过点浇口时印高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度再次下降，使熔体的流动性更好。
③有利于浇口与制品的自动分离，便于实现制品生产过程的自动化。
④浇口痕迹小容易修整。
⑤在多型腔模中容易实现各个型腔的平衡进料。
⑥对于投影面积大的制品或者易于变形的制品采用多个点浇口能够提高制品的成型质量。
⑦能够自由的选择点浇口的位置。
（2）点进料口的直径d常为0.5-1.8mm，也可以用下式计算：
式中：d——点进料口直径（mm）；
n——系数，依塑料种类而异，其中PC对应为n＝0.7
C——依塑件壁厚而异的系数即制品壁厚的函数值。
这里我们直接查《中华模具设计大典2》表9.2-3，得C=0.326
经计算这里取d＝0.8mm
此外，点进料口与分流道的连接需要通过一个储料井，其具体形式如图所示：
图STYLEREF1\s4-SEQ图\*ARABIC\s14点浇口结构
冷料的穴设计
冷料穴是为了防止冷料穴进入浇注系统的流道和型腔,从而影响注塑成型和塑料件质量而开设的容纳注射间隔所产生的冷料井穴,本设计中冷料穴开设在主流道和分流道的末端。其中分流道冷料穴的结构如下：
图STYLERE