浇口设计

浇口设计是在模具设计以前的产品设计环节中应该事先研究的问题。

浇口等的相关位置

图4.1. 浇口等的相关位置

图4.1. 浇口等的相关位置

注道(sprue)流道(runner)浇口(gate) 阴模(cavity) 滞料部(cold slugwell) 的相关位置如图4.1所示。

流道

横截面形状有圆形，半圆，梯形。圆形是流动阻碍力是最小也是最普遍的一种。表4.1中显示了圆形流道的直径和长度以及产品厚度的关系。

表4．1．流道的尺寸，长度
流道直径
(mmφ)		 在阴模中从注口衬套开始最长的流道长度(mm) 产品厚度
(mm)
3~4.5 150 4.5
6~7.5 300 6
9 370 6
图4.2. 半圆形和梯形流道的形成

图4.2. 半圆形和梯形流道的形成

关于半圆形和梯形流道的深度h和宽度W、B、半径r之间的关系如图4.2所示。

浇口种类

浇口横截面形状种类

图4.3. 浇口横截面形状种类

图4.3. 浇口横截面形状种类

表4.2 浇口种类
浇口的图解 浇口种类 优点
浇口的图解 直接浇口 直接连接在成型品侧面或者是外廓边缘。
能够规范浇口的机械加工，阴模填充率可以与浇口密封时间相对地独立控制。
浇口的图解 扇形浇口 适用于大型平板成型品的制造。
可以使浇口附近的成型不留缺陷，是应变现象发生为最小。
可以加快材料充满阴模的速度。
浇口的图解 功能性顶端浇口 一般设置在成型品的顶端或者表面。
适用于单面非常重要的成型品。
这样可以解决漩纹现象，但是加工较为麻烦。
浇口的图解 扇形顶端浇口 适用于大型且单面重要的成型品。
浇口的图解 环浇口 设置在成型品的外圈。
材料可从外圈流向中心。
溶接线和加工上有难点。
浇口的图解 中心隔材料浇口 材料可从中心向外流动。
适用于中心在一点上的成型品。
加工上有难点。
浇口的图解 环形浇口 适用于圆筒状成型品。
模具构造上要分割成三部分组成。
不生成熔接线。
加工困难。
浇口的图解 沉陷式浇口 脱模时不需要流道与成型部分的分离加工不需要。
微结晶尼龙的成型也可以实现。
浇口位置和注入角度需要充分地考虑。
浇口的图解 点浇口 无需加工。
模具构造上要分割成三部分组成。
微结晶尼龙的成型变得容易。
浇口的图解 耳形浇口 流道和护耳间的第一个浇口实现了停止熔融从材料流动的阀门功能，第二个浇口实现了均匀填充阴模，
但是为了确保浇口附近的残留应力不作用在成型品上，其加工较为麻烦。

浇口位置的选择

Ⅰ. 根据产品性能

  • 设计：外观上无浇口印迹，即使留有加工印迹也要在不明显的位置。
  • 尺寸精度：成型加工齿轮，轴承等对圆形要求十分重视的成型品时，需要将成型材从中心注入。尺寸精度要求严格的部分不能设置浇口。
  • 强度：推断熔接线产生的位置，评估强度如何。如若有问题就改变浇口位置。

Ⅱ. 根据模具数量

是单个还是多个组成
流道，阴模配置，聚合物的注塑压力所导致开模压力仍是否平衡等。如果开模压力过于集中，则会产生应变，模具会歪曲。

Ⅲ. 根据加工的所需的经济性

是否采用模具需要分成三部分的点浇口，还是采用不要加工的沉陷式浇口,还是进行普通浇口。

Ⅳ. 根据材料成型性

材料的流动性，耐热变色性，成型应变等来决定浇口的种类和浇口的位置。

浇口平衡性

熔融聚合物一般可以全部同时打到阴模上的浇口处，所以必须设计阴模能够同时被聚合物填满。浇口平衡性差的情况下，会发生留痕，凹痕等外观问题，且各成型品中会存在强度差异。

Ⅰ. 平衡阴模配置

如图4.4～图4.5所示，是流道均衡运行，全部的浇口需要同时到位。但是此时流道相对性太长，是一个不足之处。

  • 图4.4 浇口平衡

    图4.4 浇口平衡

  • 图4.5. 浇口平衡

    图4.5. 浇口平衡

Ⅱ. 改变浇口很横截面积

采用一般流道的情况下，改变各浇口的横截面积，进行均匀填充取得浇口平衡。各浇口的横截面积可通过以下的公式得出。


其中，W:(g)流道通过聚合物的重量
SG : (mm2)浇口横截面积
: (mm)到浇口位置的流道长度
: (mm)浇口面的长度
K: 根据聚合物的性质，模具等对应的常熟

问题案例
如同下图所示的流道。请计算出各浇口的横截面积SG1、SG2、SG3、SG4、SG5。


<解答>
与注道相连的浇口SG3的横截面积若设定为为流道(直径4.5mm的圆形)的1%，则SG3=0.01×π×4.52/4=0.159mm2，若浇口的横截面形状为长方形，且浇口的宽W和深h之间关系为W=3h，依次设定则SG3=W×h=3h2=0.159，即h2=0.053从而得出h=0.23mm，W=0.69mm，接着并将浇口面LG3与浇口深度设定为相同数值，0.23mm。

设定1=5=60, 2=4=30, 3=4.5/2, SG=3h2, =h，那从2，3式可得出



代入1=5=60和hi,5=1.25、
2=4=30后，得h2、4=0.887。整理后，
得SG1和SG5的横截面积为4.68mm2、SG2、SG4为2.42mm2、SG3为0.159mm2、W1和W5为3.75mmW2和W4为2.7mm、W3为0.69mm、
h1和h5为1.25mm、h2和h4为0.887mm、h3为0，23mm。

no text

请以表4.3为基准进行参照
成型时边观察成型品的成色，边加粗浇口是一种安全可行的方法。

表4．3．no text
产品厚度 浇口
圆形 长方形
直径 mm 浇口面长mm 深mm 宽mm 浇口面长mm
3mm以下 尼龙6 1.0～1/2厚 最大1.0 1/2厚 厚等(等)
(最小1.5)		 最大1.0
尼龙66 0.75～1/2厚 0.75～1/2厚 - - -
3～6mm 尼龙6 1.0～3.0 最大1.5 1/2厚 1/2～3/4厚 最大1.5
尼龙66 0.75～3.0 0.75～3.0 - - -
6mm以上 尼龙6 3.0～4.5 最大浇口直径的
1/2		 3.0～4.5 4.5 最大3.1
尼龙66 3.0～4.5 3.0～4.5 - - -