注塑模具的设计过程分析

鲁智深

一.浇注系统的组成
普通的流道系统（Runner System），也称作浇道系统，或是浇注系统，是熔融塑料自射出机射嘴（Nozzle）到模穴的必经通道。流道系统包括主流道（Primary Runner）、分流道（Sub-Runner）以及浇口（Gate）等。

1.主流道
也称作主浇道、注道（Sprue）或竖浇道，是指自射出机射嘴与模具主流道衬套接触的部分起算，至分流道为止的流道。此部分是熔融塑料进入模具后最先流经的部分。

2.分流道
也称作分浇道或次浇道。随模具设计，可再区分为第一分流道（First Runner）以及第二分流道（Secondary Runner）。分流道是主流道至浇口间的过渡区域，能使熔融塑料的流向获得平缓转换；对于多模穴模具，同时具有均匀分配塑料到各模穴的功能。

3.浇口
也称为进料口，是分流道和模穴间的狭小通口，也是最为短小肉薄的部分。其作用在于利用紧缩流动面而使塑料达到加速的效果，高剪切率可使塑料流动性良好（由于塑料的切变致稀特性）；黏滞加热的升温效果也有提升料温、降低黏度的作用。
在成型完毕后，浇口最先固化封口，有防止塑料回流，以及避免模穴压力下降过快，使成型品产生收缩凹陷的功能。成型后，则方便剪除，以分离流道系统及塑件。

4.冷料井
也称作冷料穴。目的在于储存补集充填初始阶段较冷的塑料波前，防止冷料直接进入模穴，影响充填品质或堵塞浇口。冷料井通常设置在主流道末端，当分流道长度较长时，在末端也应开设冷料井。

二.浇注系统设计的基本原则

1.模穴布置（Cavity Layout）的考虑
1）尽量采用平衡式布置（Balances Layout）；
2）模穴布置与浇口开设力求对称，以防止模具受力不均产生偏载，而发生撑模溢料的问题；
3）模穴布置尽可能紧凑，以缩小模具尺寸。

2.流动导引的考虑
1）能顺利地引导熔融塑料填满模穴，不产生涡流，且能顺利排气；
2）尽量避免塑料熔胶正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，以防止型芯位移（Core Shift）或变形。

3.热量散失及压力降的考虑
1）热量损耗及压力降越小越好；
2）流程要短；
3）流道截面积要够大；
4）尽量避免流道弯折及突然改变流向（以圆弧角改变方向）；
5）流道加工时表面粗糙度要低；
6）多点进浇可以降低压力降及所需射压，但会有缝合线问题。

4.流动平衡的考虑
1）一模多穴（Multi-Cavity）充填时，流道要平衡，尽量使塑料同时填满每一个模穴，以保证各模穴成型品的品质一致性；
2）分流道尽量采用自然平衡式的布置方式（Naturally-Balanced Layout）；
3）无法自然平衡时，采用人工平衡法平衡流道。

5.废料的考虑
在可顺利充填同时不影响流动及压力损耗的前提下，减小流道体积（长度或截面积大小），以减少流道废料产生及回收费用。

6.冷料的考虑
在流道系统上设计适当的冷料井（Cold Slug Well）、溢料槽，以补集充填初始阶段较冷的塑料波前，防止冷料直接进入模穴，影响充填品质。

7.排气的考虑
应顺利导引塑料填满模穴，并使模穴内空气得以顺利逃逸，以避免包封烧焦的问题。

8.成形品品质的考虑
1）避免发生短射、毛边、包封、缝合线、流痕、喷流、残余应力、翘曲变形、模仁偏移等问题；
2）流道系统流程较长或是多点进浇（Multiple Gating）时，由于流动不平衡、保压不足或是不均匀收缩所导致的成品翘曲变形问题应加以防止；
3）产品外观性质良好，去除修整浇口方便，浇口痕（Gate Mark）无损于塑件外观以及应用。

9.生产效率的考虑
尽可能减少所需的后加工，使成形周期缩短，提高生产效率。

10.顶出点的考虑
需考虑适当的顶出位置，以避免成形品脱模变形。

11.使用塑料的考虑
黏度较高或L/t比较短的塑料，避免使用过长或过小尺寸的流道。

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冷料井啥意思啊