手机外壳模具浇注系统的设计分析

手机外壳如图：

一、浇注系统设计

浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大，浇注系统的设计原则：

结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有IT8以上的精度要求。设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。

二、主流道的设计：

为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为：

D=d+（0.3—1）mm

主流道入口的凹坑球面半径R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径R1，通常为：

R2=R1+（1-2）mm

主流道半锥角通常为锥度2°～6°，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。

主流道内壁表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度L一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。

三、分流道的设计

分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于圆截面加工困难。本次设计上壳采用半圆形断面分流道。根据以上原则和零件的实际情况，决定选用双点浇口形式，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的浇口形式。它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。

四、浇口形式

选择浇口形式应该遵循以下原则：

尽可能采用平衡式设置；型腔排列进料均衡；型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；确保耗料量小；不影响塑件外观，图1。

根据以上原则和零件的实际情况，为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短的流程到达各浇口并同时充满各型腔，本设计上壳采用非平衡式的分流道布置形式，下壳决定选用针点浇口进胶，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的手机成型的浇口形式。它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。

图1 上壳主流道，分流道，及浇口的设计

参考文献：

[1]四川大学、北京化工大学、天津轻工业学院合编.塑料成型模具[M]. 北京：中国轻工业出版社. 2000：146-155.

[2]广东工业大学内部教材.塑料模具设计手册[Z].2005：53-58.

[3]冯开平，左宗义主编.画法几何与机械制图[M].广州. 华南理工大学出版社.2003：4，167.

作者简介：任凤鹏（1991-），男，山东蓬莱人，山东交通职业学院学生，专业方向：模具设计与制造。