塑料模具设计教程_5-2浇注系统及排溢系统设计(3)

三 侧浇口

    侧浇口在国外称为标准浇口，如图5-2-12所示。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为矩形（扁槽形），改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。这类浇口可以根据塑件的形状选择其位置，加工和修整方便，因此它是应用较广泛的一种浇口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。由于浇口截面小，因此去除浇口容易，且不留明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失大，对深型腔塑件的排气不利。

    图5-2-12a为分流道、浇口、塑件在分型面同一侧的形式；图5-2-12b为分流道、浇口与塑件在分型面两侧的形式，浇口搭接在塑件上；图5-2-12c为分流道与浇口、塑件在分型面两侧的形式，浇口搭接在分流道上。设计时选择侧向进料还是端面进料，要根据塑件的具体形状而定。

图5-2-12  侧浇口的形式

    侧浇口尺寸计算的经验公式如下：

                              （5-2-6）

                              （5-2-7）

式中    b——侧浇口的宽度，mm；

A——塑件的外侧表面积，mm2；

t——侧浇口的厚度，mm；

δ——浇口处塑件的壁厚，mm。

    侧向进料的侧浇口（见图5-2-12a），对于中小型塑件，一般深度t＝0.5～2.0mm（或取塑件壁厚的1/3～2/3），宽度b＝1.5～5.0mm，浇口的长度l＝0.7～2.0mm；端面进料的搭接式侧浇口（见图5-2-12b），搭接部分的长度l1＝（0.6～0.9）+b/2mm，浇口长度l可适当加长，取l＝2.0～3.0mm；侧面进料的搭接式侧浇口（见图5-2-12c），其浇口长度l可参考端面进料的搭接式侧浇口。

侧浇口派生出扇形浇口、平缝浇口、环形浇口和轮幅式浇口。

1、扇形浇口

    扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加而厚度逐渐减小的呈扇形的侧浇口，如图5-2-13所示，常用于扁平而较薄的塑件，如盖板、标卡和托盘类等。通常在与型腔结合处形成长l＝1～1.3mm、厚t＝0.25～1.0mm的进料口，进料口的宽度b可视塑件的大小而定，一般取6mm到交口处型腔宽度的1/4，整个扇形的长度L可取6mm左右，塑料熔体通过它进入型腔。采用扇形浇口，可使塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配，塑件的内应力因之较小，还可避免流纹及定向效应带来的不良影响，减少带入空气的可能性，但浇口痕迹比较明显。

图5-2-13  扇形浇口的形式

2、平缝浇口

    平缝浇口又称薄片浇口，如图5-2-14所示。这类浇口宽度很大，厚度很小，几何上成为一条窄缝，与特别开设的平行流道相连。熔体通过平行流道与窄缝浇口得到均匀分配，以较低的线速度平稳均匀地流入型腔，降低了塑件的内应力，减少了因取向而造成的翘曲变形。这类浇口的宽度b一般取塑件长度的25%～100%，厚度t＝0.2～1.5mm，长度l＝1.2～1.5mm。平缝浇口主要用来成型面积较大的扁平塑件，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在塑件上的痕迹也更明显。

           

        图5-2-14  平缝浇口的形式

3、环形浇口

    对型腔充填采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口，如图5-2-15所示。环形浇口的特点是进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免。图5-2-15a所示为内侧进料的环形浇口，浇口设计在型芯上，浇口的厚度t =0.25～1.6mm，长度l =0.8～1.8mm；图5-2-15b所示为端面进料的搭接式环形浇口，搭接长度l1=0.8~1.2mm，总长l＝2～3mm；图5-2-15c为外侧进料的环形浇口，其浇口尺寸可参考内侧进料的环形浇口。实际上，前述的中心浇口也是一种端面进料的环形浇口。环形浇口主要用于成形圆筒形无底塑件，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难，浇口痕迹明显。

图5-2-15  环形浇口的形式

4、轮幅式浇口

    轮幅式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进料，浇口尺寸与侧浇口类似，如图5-2-16所示。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多，且去除浇口容易。这类浇口在生产中比环形浇口应用立广泛，多用于底部有大孔的圆筒形或壳型塑件。图5-2-16a所示为内侧进料的轮幅式浇口；图5-2-16b所示为端面进料的搭接式轮幅式浇口。轮幅式浇口的缺点是增加了熔接痕，这会影响塑件的强度。

      

图5-2-16  轮幅式浇口的形式

四 点浇口 

    点浇口又称针点浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口，如图5-2-17所示。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填，因而对于薄壁塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流动性差及热敏性塑料，也不利于成型平薄易变形及形状非常复杂的塑件。

    点浇口的设计形式有许多种。图5-2-17a所示为直接式，直径为d的圆锥形的小端直接与塑件相连。图5-2-17b所示为点浇口的另一种形式，圆锥形的小端有一端直径为d、长度为l的浇口与塑件相连，但这种形式的浇口直径d不能太小，浇口长度l也不能太长，否则脱模时浇口凝料会断裂而堵塞浇口，影响正常的注射生产。上述两种形式的点浇口制造方便，但去除浇口时容易损伤塑件，浇口也容易磨损，仅适于批量不大的塑件成型和流动性好的塑料。图5-2-17c所示为圆锥形小端带有圆角的形式，其截面积相应增大，塑料冷却减慢，注射过程中型芯受到的冲击力要小一些，但加工不如上述两种方便。图5-2-17d所示为点浇口底部增加一个小凸台的形式，其作用是保证脱模时浇口断裂在凸台小端处，从而使塑件表面不受损伤，但塑件表面遗留有高起的凸台，影响其表面质量，为了防止这种缺陷，在设计时可让小凸台低于塑件的表面。图5-2-17e是适用于一模多腔或一个较大塑件多个点浇口的形式。

    点浇口的各种尺寸如图5-2-17所示，d＝0.5～1.5mm，最大不超过2mm，l＝0.5~2mm，常取1.0～1.5mm，l0＝0.5～1.5mm，l1＝1.0～2.5mm，α＝6°～15°，β＝60°～90°。点浇口的直径也可以用下面的经验公式计算：

                   （5-2-8）

式中    d——点浇口的直径，mm；

δ——塑件在浇口处的壁厚，mm；

A——型腔表面积，mm2。

采用点浇口进料的浇注系统时，在定模部分必须增加一个分型面，用于取出浇注系统的凝料。

图5-2-17  点浇口的各种形式

    点浇口派生出潜伏浇口、牛角浇口。

    潜伏浇口

    潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口变异而来。这类浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部充入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。潜伏浇口的形式如图5-2-18所示。图5-2-18a所示为浇口开设在定模部分的形式；图5-2-18b所示为浇口开设在动模部分的形式；图5-2-18c所示为浇口开设在推杆的上部而进料口在推杆上端的形式。

图5-2-18  潜伏浇口的形式

    潜伏浇口一般是圆形截面，其尺寸设计可参考点浇口。潜伏浇口的锥角β取10°~20°，倾斜角α为45°～60°，推杆上进料口宽度为0.8～2mm，视塑件大小而定。潜伏浇口与型腔相连时有一定角度，形成了能切断浇口的刃口，这一刃口在脱模或分型时形成的剪切力可将浇口自动切断，不过，对于较强韧的塑料则不宜采用。

    综上所述，不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量和塑件的性能会产生不同的影响。各种塑料因其性能的差异而对不同形式的浇口有不同的适应性，设计模具时可参考表5-2-2所列部分塑料所适应的浇口形式。需要指出的是，表5-2-2仅是生产经验的总结，如果针对具体生产实际，能处理好塑料的性能、成型工艺条件及塑件的使用要求，即使采用了表中所列出的不适应的浇口形式，仍有可能取得注射成型的成功。

表5-2-2  常用塑料所适应的浇口形式

注：“＋”表示塑料适用的浇口形式。