多型腔注射模浇注系统尺寸研究

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1、多型腔注射模浇注系统尺寸研究：以一模八型腔为例，用幂律流体的基本方程推导采用自然平衡和非自然平衡两种方式时，分流道和浇口的尺寸计算方法。　　关键词：多型腔；幂律流体基本方程；分流道及浇口；尺寸计算　　　　1.引言　　多型腔注射模的浇注系统有自然平衡和非自然平衡两种方式，如图。在上图所示的自然平衡浇注系统中，分流道、浇口及型腔的尺寸和冷却条件完全相同，因此塑料熔体能以相同的压力和温度同时充满各个型腔。此时浇注系统的设计原则是在流道总体积一定的前提下，使流道系统的压力损失最小。在下图所示的非自然平衡浇注

2、系统中，由于主流道到各个型腔的分流道长度各不相同，因此有必要调整分流道系统尺寸，使各个型腔能同时均衡的充满。　　以八型腔注射模浇注系统为例，采用幂律流体基本方程Q=·推导各分浇道、浇口的计算公式。式中：K－塑料的稠度n－幂律指数　　　　浇注系统模拟布置图　　2.自然平衡的浇注系统分流道的设计　　在长度为L半径为R的流道段上压力降可表示为：　　如上图所示，若主流道的体积流量为Q,各分支流道的流量分别为Q1、、Q2、Q3，则有：　　Q1=Q/2；Q2=Q1/2；、Q3=Q2/2=Q/8　　流经1号、2号

3、、3号分流道压力损失分别为：　　　　　　　　总的压力损失为：△P=△P1△P2△P3　　流道系统的体积：　　V=　　要使△P在满足上式的条件下取最小值，则需：　　　　0由此得出：R13=2R23,R23=2R33　　对于任意型腔数量的自然平衡浇注系统,在流道体积一定的条件下,为保证流道系统的压力降最小,均应满足：　　Ru3=NRd3式中：N—分支处得流道分支数　　Ru、Rd—上下流道的半径　　3.非自然平衡的浇注系统分流道的设计　　在非自然平衡的浇注系统中，为保证塑料熔体能同时充满各个型腔，最好能保

4、证塑料熔体同时到达浇口。　　由式得到在长度为L流道段上压力梯度为：　　　　放在时间内的压力降为：　　将流速带入上式得：　　　　在下图中r1=r2;r4=r5;r3=r,熔体到达3号分流道与1、2号分流道交汇点后的时刻，有：　　　　由式可得：　　为保证熔体到达3号分流道末端后流入4、5号分流道时不影响Q1、Q2、Q3之间分配关系，则须有即：　　又因为流量关系有：Q3=Q4Q5　　由、两式可得：r4=·r3　　对于1、4(或2、5)号分流道，为保证熔体同时到达浇口处，须有：t1=t3t4(或t2=t3t

5、5)　　即　　式中：L—各分流道的长度t－流经各分流道的时间　　由式得：将式带入并简化得：　　将Q3=2Q4带入得：　　r1=　　因此，对于八型腔的注射模，若已知一级分流道　　r3的值，可算出第二级分流道半径r1，r2、r4、r5。　　4.非自然平衡的浇注系统中浇口的计算　　为了最终达到塑料熔体同时以相同的成型压力充满各个型腔，必须保证熔体流出浇口时压力相等、流量相等。即：Q1=Q4=qg;Q3=2Q4=2qg　　熔体到达浇口时的压力降分别为：　　2K()·　　2K()·　　浇口上压力降分别为：　　

6、2K()·　　2K()·　　因为：　　将带入并简化得：　　整理得出：　　　　给定4号分流道末端浇口的尺寸R4(=R5)，可推算出其他浇口尺寸R1(=R2)。　　5.结束语：　　浇口、分流道尺寸的精确计算，使塑料熔体流入各型腔的压力，流量相等，保证了注满型腔的温度，时间相同，可避免因滞留引起短射造成的成型缺陷，以及影响保压、在塑件表面形成滞留痕、在塑件内残留较高应力、使分子定向不均匀等影响产品质量的问题。　　　　简介：　　孙路(1963-)，男，河北秦皇岛人，本科，工程师。主要从事工艺与模具设计工作。