基于模流分析的浇口方案研究

摘 要：浇口是浇注系统中最关键的部分，浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件的质量。本文通过模流分析，从浇口位置的角度，提出了改善塑件成型质量的方案，总结出了选择浇口位置的一般步骤。

关键词：塑件；浇口；成型质量

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.187

1 引言

浇注系统是指模具中从注射机的喷嘴开始到型腔位置熔体流动的通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。浇口是连接分流道或主流道与型腔的熔体通道，又称进料口。一般情况下，是浇注系统中截面尺寸最小的部位。浇口是浇注系统中最关键的部分，浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件的质量。浇口的作用是提高熔体流速，防止熔体倒流，便于塑件分离[1]。

塑件材料为ABS，在成型后，顶部不平整。本文通过模流分析，从浇口位置的角度，提出了问题的解决方案。

2 问题分析

塑件表面不平整的原因比较多，常见的原因有模具表面不平整、注射压力不足、塑件冷却过快、排气不良等。经检测，模具表面达到设计要求；增加注射压力、增加模温、料温，成型质量无明显改善。由此可见塑件表面不平整可能是由模具排气不良引起。下面将通过改变浇口位置，改善模具排气情况。

3 浇口位置的选择

选择浇口位置一般要考虑以下因素：使熔体流程最短，料流变向最少；开在塑件壁厚处；避免塑件变形；有利于减少熔接痕和增加熔接强度；有利于排气和补缩；避免熔体破裂而产生喷射和蠕动；防止熔体直接冲击细长型芯和嵌件；避开承受弯曲和冲击载荷的部位等[2]。

考虑到塑件的对称性，结合以上因素，在塑件的对称中心面上确定了四种浇口位置方案，如图1所示。

4 方案比较

4.1 注射时间

四方案的注射时间云图如图1所示。方案三的时间最短，为1.764s。

4.2 气穴分布

四个方案的气穴分布如图2所示。方案三与方案四不合理的气穴最少。

方案三与方案四相较于其他两个方案更为合理。从浇口位置来看，方案三在塑件上方，对塑件美观影响较大，方案四在塑件侧下方，对塑件美观影响较小。从浇口的形式看，方案三为点浇口，模具结构较为复杂；方案四为侧浇口，模具结构较为简单。从塑料成型特点来看，ABS的表观粘度对剪切速率的依赖性很强，宜采用点浇口形式。综合以上各因素，确定浇口采用方案三的位置。

5 方案结果

塑件浇口位置按方案三执行后，塑件原有的表面不平整缺陷消除。

6 结论

该塑件的浇口形式确定为点浇口，浇口位置如方案三所示，成型质量良好。

浇口的选择对塑件的成型质量有重要影响，浇口的选择步骤为：（1）依据浇口选择因素初选浇口；（2）通过模流分析精选浇口；（3）结合模具结构、塑料特性、塑件要求等综合考虑。

参考文献：

[1]李东君.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]周登攀，李桂芹.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.

作者简介：李昶（1983-），男，湖北武汉人，硕士研究生，讲师，研究方向：模具设计与制造。