进浇口的选择与塑料熔体流动分析
西安工程科技学院（西安710048） 商玉林王筠
【摘要】介绍了制件注射成型的因素和常用的浇口类型，分析了在不同的进浇方式下，塑料熔体在型腔中的流动情况以及对制件质量的影响。
关键词进浇口熔体料流前缘薄膜熔合拼缝
影响制品注射成型的因素：
（１）塑料性能，包括粘度、弹性、松驰性能及热性能等。
（２）工艺参数，包括注射压力、温度、速度等。
（３）模具结构、制品形状、浇口尺寸及位置、分型面的选择、冷却系统、加热系统等。
（４）注塑机结构，预塑和不预塑等。
以上是影响塑料注射成型的主要因素，在注射成型工艺过程中集中体现为塑料在型腔中的流动变形特性。它直接影响制件的微观及宏观特征，决定了制件物理机械性能。其中进浇口的设计包括浇口的数目、位置、形状和尺寸的设计。常用的浇口类型有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、扇形浇口以及薄膜浇口等。下面结合具体实例来分析不同的进浇形式，熔体在型腔中的填充模式。
图１所示零件，材料为尼龙１０１０，模具结构为脱料板脱模，一模２件。为了进料方便及不受阻力影响，沿型芯圆柱方向斜向开分流道，使其自然形成旋转推移进料的平面浇口，如图２所示。
图1 零件
当塑料熔体从喷嘴中喷出到主浇口时，熔体与模具主流道壁接触使熔体前缘冷却，当熔体前缘再与废料钩接触时再次冷却，此时塑料的粘度较大，在喷嘴压力下，使其粘在废料钩及废料穴中，继续在喷嘴压力下后进熔体冲破前缘冷却层向两边分流道作直线推移。因分流道由大变小，熔体前缘越接近充模，熔体所受到的压力越大，流动越快。充模的前段时间可能呈现喷射现象，而喷射到一定的瞬间后，前进熔体堆积在分流道口，受到型腔、型芯冷却，一部分粘附在型腔、型芯上，一部分在后来熔体的作用下，熔体在型腔内作波浪式的直线推移流动，其表面由于与空气接触而形成高粘度的前缘薄膜，膜上各点大体上以相同的速度前移。熔体料流与模壁型芯接触部分因迅速冷却而速度减低，变为冷却的不动层或作相对的蠕动。而熔体料流中心部分基本上保持原有温度，因不动层起着保温作用，所以粘度小，较之与前缘相比，比前缘更高的速度前移，在后来熔体推挤作用下，冲破前缘薄膜阻力重新形成新的前缘薄膜，使前缘转向模壁而形成制件的外表面。虽然在模壁上形成了冷却凝固层，但在喷嘴高压下，也会作相对的移动，只不过移动速度慢，且并发有拉伸现
象，直至固化为止。如此重复的流动，就形成了波浪式的推移流动，这种流动形式使制件产生波纹而影响质量（在压力不够的情况下出现）。
当熔体向前推移受到型腔和型芯的阻力时，同时对熔体料流也产生反作用力，而产生倒流，它既要克服作用力的影响，又要把料流推移，所以这股料流推移缓慢，当正向推移料流与反向推移料流汇合一起熔合时，就把整个型腔从分型面处封死，这时型腔中还保存着型腔容积那部分空气，前面谈到的料流向前推移的同时也有较缓慢的向上推移，图２箭头所示，当正反两股料流完全熔合后，后来熔体就完全作推挤流动向上推移，当快要充满型腔时，型腔中被压缩的空气也作一定的反作用力防压缩，由于空气的作用而加速熔体前缘的冷却逐步固化，在喷嘴高压下，进一步迫使空气压缩至极点，在高温下而发生爆炸燃烧现象，而使料流前缘烧结成炭末而不能成形。除黑色材料外，其余颜色的塑料均明显地出现被烧焦现象，图２中ａ点所示。
图2 进浇方式
a——烧焦点b——熔合拼缝
进浇口选用图３所示的形式就好得多。因为熔体在高压下喷射时首先接触的型芯是主型芯，虽有阻力，但改变了熔体料流的推移方向，分成三股料流推移前进。虽然左右两侧流动较快，但由于型腔路径远，使料流同时到达充满型腔，型腔空气从分型面流出。图３ 进浇方式的改进
进浇口选择图４所示，在制件顶部边缘时熔体从分流道进来，喷射到浇口直对型腔壁上，受到
b
a
阻力向下推移，并在顶部周向四扩散作推挤移动，首先充满主型芯顶部，后进熔体不断的作推挤扩散的波浪式移动。型腔壁与主型芯间熔体分左右料流推挤移动。见图４箭头所示，按箭头方向推挤移动充满型腔。熔体料流没有包围型腔中所存留的空气现象，因此空气很容易从分型面的缝隙中溢出，而能得到满意的制件。
图４ 进浇方式及料流方向
图５所示的点浇口，就像在平静的水面投进一石块所形成的波浪一样。所以称做波浪式扩散推挤流动。推移流动的速度均匀，当受到型腔和型芯阻力时，便改变流向或分流，推移料流向空腔部分继续推移，迫压腔内空气从模具分型面溢出而充满型腔，得到完美的制件。当有型芯使其分流时，由于速度均匀，没有先后，熔体没有冷却快慢之分，所以能得到很好的熔合拼缝。
图５ 点浇口进浇
图６所示是一旋钮零件，外观要求较严，零件顶部要求光洁圆滑，采用冷挤全封闭式凹模。进
浇口采用潜伏浇口，以保证外观质量。当塑料熔体从喷嘴喷出经主浇口、废料穴后分流变成高压到潜伏浇口，然后直射推移到型腔顶部，同时缓慢向圆周方向推挤移动，直射推移料流充满型腔顶部，迫使腔内空气从分型面溢出，推挤移动料流与直射推移型料流汇合充满型腔而达到满意制件。
图６ 旋钮零件的进浇方式
图７所示零件在生产中也是封闭式凹模，如果采用的进浇方式和图２方法一样，如图８所示，则同样充不满型腔和产生烧焦现象。如果采用点浇口，虽可以克服上述现象，但产品零件会有浇口痕迹。故用潜伏浇口比较理想，也就是从零件的端面进料，正如图７箭头所示，这样可以得到满意制品。
图７ 封闭式型腔
图８ 进浇方式（不好）
从以上的实践和分析来看，进浇口的选择是相当重要的，它决定了制件是否完全成型。另外对
薄的或长的零件来说虽能成型但零件变形很大，这也与进浇口选择有关，本文不加叙述。因此设计塑料模时必须合理选择进浇口位置和进浇形式。 |
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发表于 2002-10-7 08:33:00
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