模具设计与制造毕业论文设计 鄂州职业大学机械工程学院.doc

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1、武汉科技大学继续教育学院毕业论文（设计）鄂州职业大学教学站（点）2011届模具设计和制造专业题 目：塑料模浇注系统中浇口的相关设计学 号：2011230103学 生：付志勇指导教师：杨冉评阅教师：2014年6月14日摘要 浇口可以理解成熔融塑料通过浇注系统进入型腔的最后一道“门”，是连接分流道和型腔的进料通道。它具有两个功能：第一，对塑料熔体流入型腔起着控制作用；第二，当注塑压力撤销后，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会倒流。浇口类型的选择取决于制品外观的要求、尺寸和形状的制约以及所使用的塑料种类等因素。浇口形状和尺寸对塑件质量影响很大，浇口在多数情况下是流道中截面尺寸最小的部分（除主流

2、道型的浇口外），其截面积和分流道的截面积之比约为0.03-0.09，截面形状多为矩形或圆形，浇口台阶长1-1.5mm左右。一般采用小浇口。目 录1、绪言42、浇口的基本类型 2.1 直接浇口4 2.2 盘形浇口5 2.3 分流式浇口5 2.4 轮辐式浇口5 2.5 爪形浇口6 2.6 点浇口6 2.7 侧浇口8 2.8 环形浇口9 2.9 潜伏式浇口10 2.10 耳形浇口113、浇口的设计要点 124、结束语 175、致谢 186、参考文献197、附表绪 言塑料工业是一门飞速发展的新兴工业，是随着石油工业的发展应运而生的，世界塑料工业基础的历史仅有90年，而我国的塑料工业起步于20世纪50年

3、代，只有短短50年的历史，但塑料工业的发展速度是惊人的。塑料的特点很突出，质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、易加工、价格低廉。据市场调查预测，中国模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步提高。模具的成型方式主要有：注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、中空吹塑成型等，注射模具在模具主要用于热塑性塑件的成型，近年来在热固性塑件成型方面的应用也日趋广泛，由于塑料注射成型工艺优点显著，所以注射成型模具越来越引起人们的重视。一般注射模具主要由以下几个部分组成：成型零部件、浇注系统、合模、导向机构、侧向分型和抽芯机构、推出机

4、构、加热冷却系统、排气系统、支撑零部件。浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止流经的通道，它们主要由主流道、分流道、浇口、冷料穴等几部分组成。浇口是指流道末端将塑料引入型腔的狭窄部分，除了主流道以外的各种浇口，其断面尺寸一般都比分流道的断面尺寸要小，长度也很短，浇口可对料流速度、补料时间等起到调节控制作用，浇口的设计和模具的成型质量有很大关系。2.浇口的基本类型 浇口设计和塑件技术要求形状，断面尺寸，成型性能，模具结构，注射工艺等有关。浇口主要有以下几种，直接浇口、盘形浇口、分流式浇口、爪形浇口、点浇口、侧浇口、环形浇口、潜伏式浇口。2.1直接浇口（如图图2-1）熔融塑料经主流道直接注入

5、型腔，又称主流道型浇口，非限制性浇口，适用于单腔的深腔塑件和大型塑件。注：设在塑件底部，冷料穴0.5t；浇口大直径D=2t；主流道长度尽量短。优点：（1）浇口截面较大，流程较短，流动阻力小，适用于深腔，壁厚，材料流动性差的壳类塑件。（2）模具结构简单紧凑，便于加工，流程短，压力损失小。（3）保压补缩作用强，易于完全成型。（4）有利于排气及消除熔接痕。缺点：（1）除去浇口凝料较困难，塑件有明显浇口痕迹。（2）浇口附近熔料冷却较慢，成型周期长，影响成型效率。（3）易产生内应力引起塑件变形，或产生气泡、开裂、缩孔等缺陷。（4）只适用于单腔模具。2.2盘形浇口：是直接浇口的变形。图2-2。（适用于通孔

6、较大的塑件） 优点：（1）进料均匀，分子链及纤维取向趋于一致，从而减小内应力，提高塑件尺寸稳定性。（2）不易产生熔接痕，利于提高塑件机械性能。（3）注射时气体有序地从分型面周边排气避免气泡、填充不满等现象。（4）易于清除浇口凝料，塑件表面无明显痕迹。缺点： 盘形浇口和型腔形成密封空间，塑件脱模时内部形成真空，故脱模困难，心须设置进气杆或进气槽等进气通道。2.3分流式浇口：图2-3。在动模型芯头部设一圆锥体，起分流作用。优点：（1）除盘形浇口的优点外，由于圆锥的分流作用，料流更通畅。（2）分流锥除分流作用外，还是塑件内孔的型芯，其直面应高出塑件0.51mm以使内孔完整。缺点：（1）只适于通孔较小

7、的塑件。（2）浇口痕迹在塑件端面。2.4轮辐式浇口：盘形浇口的变异，即：将盘形浇口的整个圆周进料改为轮辐式几小段圆弧进料。图2-4。优点：（1）具有盘形浇口的优点。（2）浇口小，易除浇口凝料且减小了塑料用量。（3）克服了盘形浇口因形成真空、塑料件难以脱模的问题。缺点：产生熔接痕，影响塑件强度。2.5爪形浇口，是分流式浇口和轮辐式浇口的变异形式，图2-5。 它在型芯部的圆锥体上或主流道的内壁上均匀地开设几处浇口，具有分流式和轮辐式浇口的共同特点。其结构特点是型芯顶端圆锥体，伸入定模内起对中定位作用，易保证塑件内孔和外形同心度，用于内孔较小或有同心度要求的管状塑件。缺点是易产生熔接痕。2.6点浇口

8、：又称针状浇口，用于流动性较好的塑料PZ，PP，ABS，PS及尼龙类。优点：（1）因浇口截面积小（d=0.51.8mm），熔料通过时有很高的剪切速率和磨擦，产生热量，提高熔料温度，降低黏度，利于流动使塑件外形清晰，表面光洁。（2）浇口开模时即被拉断，呈不明显圆点痕，故点浇口可开在塑件任何位置而不影响外观。（3）一般开在塑件顶部，注射流程短，拐角小，排气好，易于成型。（4）应用广泛，适用于外观要求较高的壳类或盒类塑件的单腔模、多腔模等各种模具。点浇口的结构形式 图2-6-1。采用点浇口时应注意的问题：(1) 因直径小，注射压力损失大，引起的收缩率大，浇口附近会产生较大的内应力而引起翘曲、变形等缺

9、陷，故应尽量缩短浇口长度。(2) 为清除浇注凝料，须采用三板式模具结构。(3) 不宜成型平薄塑件及不允许有变形的塑件。成型制品时若采用单个点浇口则因流程长，而导致熔接处料温过低，熔接不牢，形成明显熔接痕，影响塑件外观和强度。同时因料温差异大面引起塑件扭曲变形，故采用多点进料形式，图2-6-2。(4) 浇口附近熔料流速很高，造成分子高度定向，增加局部应力，壁薄塑件易发生开裂，在不影响制品使用性能前提下，局部加大浇口对面塑件壁厚并使之呈圆弧过渡，图2-6-3。2.7侧浇口：开设在模具分型面处，从塑件侧面进料，适用于一模多腔。优点：（1）截面为偏平形状，冷却时间短，从而缩短成型周期，提高生产效率。（

10、2）易去除浇注系统凝料而不影响塑件外观。（3）可根据塑件形状特点灵活多样选择浇口位置。（4）因截面小，熔料受挤压和剪切，改善流动状况，便于成型和提高制品表面光洁度；减小浇口附近残余应力避免变形、开裂及流动纹的出现。（5）浇口在分型面上且形状简单故易加工，且可随时调整尺寸，使各型腔浇注平衡。应注意的问题：(1) 压力损失大，需用较大的注射压力或缩短浇口长度。(2) 易形成熔接痕、缩孔、气泡等缺陷，设计时需考虑浇口位置的选择和排气措施。侧浇口的结构形式(1) 短形侧浇口：图2-7-1/2-7-2/2-7-3。 (2) 扇形浇口：是矩形浇口的变异形式，广泛用于注射长条或扁平面薄壁塑件，托盘、盖板等。

11、从分流道到型腔方向的宽度渐宽而厚度渐薄，图2-7-4。优点：熔融塑料横向均匀进入型腔，减少了流纹和定向效应，降低了塑件内应力，和带入空气的可能性，从而防止塑件翘曲变形和气泡。缺点：沿塑件侧壁浇口痕迹较长，切除工作量大，且影响塑件美观，故设计时浇口厚度尽量小h=0.20.8mm（不能大于塑件壁厚的1/2），长度L=0.71.5mm，宽度根据具体情况定，但浇口的总截面积不大于主流道的截面积。(3) 平缝式浇口：短形浇口的变异，适用于薄板或长条状制品。优点：熔料以较低流速，呈平行状态，平稳均匀地流入型腔，降低了塑件内应力，减少了翘曲变形。图2-7-5平缝式浇口示意图和基本尺寸。图2-7-6浇口对料流

12、的影响示意图（对各图浇口形式及位置选择做比较）注意问题：平缝式浇口的选择应注意防止塑件的变形和合模力的平衡.2.8 环形浇口：图2-8-1/2-8-2.沿塑件的整个外圆周而扩展进料的浇口，可使深融的塑料环绕型芯均匀进入型腔。流程较短，充模状态好，排气良，能减少拼缝痕迹，但去除浇口较麻烦。适用于细长的薄壁管状塑件。2.9 潜伏式浇口：点浇口的变异。分流道一部分位于分型面上，另一部分呈倾斜状潜伏在分型面的下方（或上方）塑件的侧面或里面，设置脱模时便于自动切断的点状浇口。优点（除具有点浇口的优点外）还有以下特点：(1) 位置选择范围广，可在塑件的外表面、侧表面、端面、背面，截面积小，不损伤塑件外表面

13、。(2) 开模时即自动切断浇口凝料，无后加工，效率高，易实现自动化。(3) 不同于点浇口模具的三模板二次开模取出凝料，潜伏式浇口只用二板式一次开模即可。(4) 用专用铣刀加工，方便。潜伏式浇口的几种形式：(1) 拉切式浇口：分流道设在主分型面上，浇口潜入型腔板一侧，斜向进入型腔，图2-9-1所示。(2) 推切式：浇口在动模一侧，如图2-9-2所示。(3) 复式：用于细长塑件，是在细长塑件底部设两均匀的潜伏式浇口，如图2-9-3所示。2.10 耳形浇口：如图2-10所示自分流道的料流经过浇口不直接进入型腔，而是先进入直浇口垂直的耳槽侧壁上，从而缓冲了流速，改变了流向，使之平滑均匀地流入型腔，故可

14、减小浇口附近的残余应力，并防止涡流的产生，利于塑件外观，适用于对应力敏感的材料，如硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、ABS、有机玻璃等。优点：（1）浇口附近局部应力集中得到缓解。（2）由浇口引起的变形、翘曲、缩孔等缺陷集中在耳槽部位，成型后被切除，保证塑件质量。缺点：去除浇注凝料较麻烦。3、浇口设计要点3.1 选择在不影响塑件外观的部位，图3-1。 3.2 浇口应不影响塑件的使用性能，图3-2。3.3 应尽量避免产生喷射和蠕动现象如图3-3所示加浇口断面尺寸；避免料流直接进入型腔。3.4 应开设在壁厚处以保证最终压力有效地传到塑件厚部，利于填充和补料。3.5 尽量缩短流程，减少变向，以降低压力损失，如图3

15、-4a b。 3.6 应利于型腔内气体的排出。3.7 尽量避免熔接痕，如图3-5，6，7，8所示。3.8 避免引起塑件变形防止料流将型腔型芯，嵌件撞压变形，图3-9-1 改变进料方式和进料位置 图3-9-23.9 尽量设在便于熔体流动的方向，如图3-10所示。3.10 应便于清除凝料，如盘形，轮辐或爪形，潜伏式。3.11 浇口和分流道的连接处应采用圆弧或斜面相连，平滑过渡 图3-113.12 初始值应取较小，为试模时必要的修正留有余地。结束语 这篇论文主要讲的是注射模具中的浇注系统中的浇口,主要结合图形对各浇口的种类及其优缺点进行了简要的分析,同时对浇口的设计注意事项进行了详细说明。致 谢 谨

16、向我有幸被其指导的我的指导老师以及帮助我完成本次论文的同学致以诚挚的谢意：我的指导老师杨冉，我的同学王志国。此外，我要向百度网，以及陪同我完成本次论文的同学表达我无法言尽的谢意。参考文献高汉华 何冰强.塑料成型工艺和模具设计(第二版).大连.大连理工大学出版社.武汉科技大学继续教育学院鄂州职业大学站（点）毕业论文（设计）评语指导教师姓名学生姓名论文题目教师评语论文评分毕业论文（设计）答辩记录及评定表武汉科技大学继续教育学院 鄂州职业大学教学站（点）2011届模具设计及制造专业毕业论文（设计）答辩记录及评定表学生学号届专业论文题目答辩委员会主席职称秘书学历成员职称成员职称成员职称答辩记录：1、论文内容表述：2、评委提问及回答：3、答辩委员会评语： 成绩：答辩委员会秘书签名： 年 月 日教学站点负责人签名： 年 月 日 21 / 21