浇注系统设计

浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分熔融塑料经过浇口进入型腔。浇口的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。一般浇口尺寸比型腔部分小得多，因此，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止熔料倒流，而且也便于浇口凝料与塑件的分离。另外，当熔体通过狭小浇口时，剪切速率增高，熔体的流速增大，充模容易，这对于塑料熔体黏度对剪切速率较敏感的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等尤其有利；小浇口对熔体有较大的摩擦阻力，结果使熔体温度明显上升，黏度降低，流动性增加，有利于薄壁复杂制品的成型和获得外形清晰的塑件；小浇口有利于流道凝料与塑件的分离，便于自动切断浇口，从而便于修整塑件，痕迹小；小浇口缩短了成型周期，提高生产效率。小浇口可以控制并缩短保压补缩时间，以减少塑件内应力，防止变形和破裂。因为小浇口优点较多，应用较广泛

小浇口的缺点是熔体流动阻力大，压力损失大，会延长充模时间。因此，浇口截面尺寸过小，压力损失大，冷凝快，补缩困难，会造成塑件缺料、缩孔等疵病，甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象，塑件表面出现凹凸不平

浇口形式

简         图

特        性

直接浇口

应用范围：用于加工热敏性及高黏度材料成型高质量的大型制品

浇口长大于30mm时，取d＝9mm，小于30mm时，取d＝6mm

侧浇口

应用范围：用于成型板条之类的大面积制品

优点：制品无熔合线，质量好，精度高

缺点：浇口切除需后加工

L＝0.7～2mm，h＝(1/3～2/3)T，中小件b＝(5～10)h，大型塑料制品b＞10h

盘形浇口

应用范围：应用于型芯安装一侧的轴对称塑料制品

优点：塑料制品上无熔合线，对强度无影响

h＝(0.6～1)T

环形浇口

应用范围：用于型芯装在两侧的管状塑料制品

优点：周向壁厚均匀

缺点：有轻微的熔合线，浇口切除需后加工

h＝0.8～2mm

L＝0.5～1.5mm

隧道式浇口(潜伏浇口)

应用范围：主要用于多型腔小零件模具以及成型弹性体材料

优点：自动去浇口

缺点：对单个零件来讲，压力损失较高

d＝0.7～2.5mm

点浇口(三板式模具)

应用范围：多型腔中心进料模具

优点：浇口自动去除

缺点：回料多，模具费用高

L＝0.3～2mm，d＝0.7～1.2mm

α＝6°～15°

点浇口(带有反向主流道浇口)

应用范围：自动去除浇口塑料制品

优点：不需后加工

缺点：只适用于温度稳定的材料(PE、PS)，不适于其他材料

L＝0.6～1.2mm，d＝0.6～1.2mm

平缝式浇口(薄片式)

(1)特性与侧向浇口相似，一般多用于垂直分型面及立式或直角式注射模，成型骨架类薄壁塑料制品

(2)浇口一般设置在制品中部，有利于排气，但按需要也可设置在两端等部位

(3)模具磨损或合模不良，易产生飞边，去除浇口困难

(4)主流道常用圆形或椭圆形截面，截面积按塑料流动性及塑料制品壁厚、形状而定。圆形截面直径常取5～9mm；椭圆截面A常取4.8～6mm，B为(4/5)A；H为冷料穴尺寸，宜取4～5mm。分流道一般为椭圆形截面，D＝A，h＝(1/2)A，l按需要而定，一般取5～8mm，α按需要而定，对环形塑料制品取40°～50°，对平片状塑料制品取90°；浇口尺寸a、b、c与侧向浇口相同

限制式直接浇口

(1)适用于成型深壳、箱、筒形中间有通孔的制品

(2)流程短，环形流向分型面有利于排气，减少熔接痕

(3)一般只能用于单型腔模具，而且去除浇口困难

(4)图a为分流锥式进料口，浇口厚度一般为制品壁厚的1/3～2/3

图b为圆环形进料口，浇口厚一般取0.2～1.2mm

图c为爪式浇口，即在分流锥上开设流道，适用于成型高管状制品或同轴度要求高的制品。对多处进料型芯起定位作用，防止弯曲，同轴度好，去除浇口方便，但易发生熔接痕

图d是圆薄片状浇口，浇口厚度一般取0.2～1.2mm

图e是螺旋爪式浇口，熔接质量好，同心度高，料头在浇口脱模板离开即可取出，不必另行修整，但只宜成型软质塑料

无流道浇口

应用范围：薄壁塑料制品，成型快速连续

优点：没有流道系统的材料损失

缺点：塑料制品上留有喷嘴痕迹，喷嘴直径小于6～12mm

扇形浇口

(1)适用于成型平板薄形制品，对流程短的效果较好

(2)注意选择浇口位置，使料流向不致引起塑料制品变形

(3)扇角大小按塑料制品形状而定，图a较合理，图b、c都导致旋涡，不利熔料流动

(4)浇口截面积不得大于浇道截面积，h＝(1/3～2/3)t，L＝1.3mm

宽薄浇口

(1)适用于成型薄板大面积塑料制品

(2)流程较长，熔料能平衡填充型腔，塑料制品变形小，减少气泡及缺料，特别对聚乙烯防止变形更有效

(3)要注意选择浇口位置，防止导致塑料制品变形

(4)进料口厚度一般取0.2～1.5mm，宽度为塑料制品长度的25%～100%，浇口长一般小于1.5mm

调整片式浇口

(1)适用于聚酸酯、聚乙烯、有机玻璃、ABS等流动性差、对应力敏感的塑料，可减少成型时浇口处的残余应力及防止浇口处破裂，有利于提高料温

(2)在浇口与塑料制品之间设置调整片，使浇口处残余力不致直接影响制品

(3)调整片宽一般取6mm，长为宽的2倍，厚为塑料制品壁厚的3/4左右。浇口厚度一般为调整片厚度的80%，宽为厚度的1.5～2倍，浇口长度一般在1.5mm以下

阻尼式浇口

(1)设置两个浇口，利用料二次流经浇口产生摩擦热，可有效地改善流动性和可塑化程度，适用于成型温度范围狭、流动性差的塑料及注射无增剂的聚氯乙烯等，但注射压力损失大

(2)浇口尺寸应按普通料口调节到良好时为止

微型浇口

(1)延长喷嘴，缩短主流道，开模时微型浇口随塑料制品一起出模

(2)消耗塑料少，成型时热量散失及注射压力损耗小，适用于自动成型

(3)模具冷却不良时浇口附近塑料制品表面易出皱纹，同时也要防止微型浇口过早冷却，浇口处R与喷嘴R要吻合，并应防止喷嘴压力过大或模具用久后该处型腔变形

(4)h≈4mm，φ₁≈0.5～0.8mm，φ₂≈0.8～1.5mm，R₁≈0.2～0.5mm

叠式模具浇口

应用范围：多腔，质轻、扁平零件

优点：能较好地应用机器的塑化速度

缺点：流道系统冷凝料多，模具费用高

说明：目前一般使用热浇道，冷凝料少，但费用高

绝热流道模具

应用范围：所有从软化到熔化的熔程宽、并能快速连续生产的材料

优点：自动分离浇口，冷凝料只是冷流道部分

缺点：中间停顿后冷料有进入型腔的危险

热流道板

应用范围：成型技术条件要求高的制品、成型周期短以及难加工的材料

优点：无流道系统的材料损失，自动分离浇口

缺点：费用高，尤其是对控制设备

塑  料

直接浇口

侧浇口

限制性

侧浇口

护耳浇口

薄片式

浇口

环形浇口

圆盘浇口

点浇口

潜伏式

浇口

硬聚氯乙烯

聚乙烯

聚丙烯

聚碳酸酯

聚苯乙烯

橡胶改性苯乙烯

聚酰胺

聚甲醛

丙烯腈-苯乙烯

ABS

丙烯酸酯

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

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○

○

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○

○

○

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○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

注：1.○表示塑料与浇口适应。

2.圆盘浇口属环形浇口。

(1) 浇口截面形状

常见浇口截面形状有矩形和圆形，也有三角形的(如爪形浇口)。矩形和圆形浇口便于加工，精度容易保证，因此应用广泛

(2) 浇口截面尺寸

在截面积相同的情况下，浇口厚度的大小对料流压力损失和流速的大小、对成型难易和气体排出影响很大。设计浇口时，一般可取浇口截面积与分流道截面积之比为0.03～0.09。浇口的表面粗糙度R_a不大于0.4μm。对于流动性差的塑料和尺寸较大、壁厚的塑件，其浇口尺寸应取较大值，反之取较小值。一般，在制造模具时，先制作较小的浇口尺寸，通过试模后再逐步修改增大

浇口开设位置对塑件的质量影响很大，主要根据制品的几何形状和技术要求，并分析熔体在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素作全面考虑。浇口位置的选择原则见下表

浇口位置选择原则

序号

选择

原则

图  示

说  明

1

避

免

引

起

熔

体

破

裂

(a) 熔体喷射造成塑件的缺陷

(b) 非冲击型浇口与冲击型浇口

截面尺寸较小的浇口正对着一个宽度和厚度都较大的型腔，则高速料流流过浇口时，由于受到很高的剪应力作用，将会产生喷射和蠕动(蛇形流)等熔体破裂现象。这些喷射出的高度定向的细丝或断裂物很快冷却变硬，与后进入型腔的熔体不能很好熔合而使制品出现明显的熔接痕。有时熔体直接从型腔一端喷到另一端，造成折叠，使塑件形成波纹状痕迹，如图a所示。此外，喷射还会使型腔内气体难以排出，形成气泡

克服上述缺陷的办法是，采用冲击型浇口，或者浇口位置设在正对型腔壁或粗大型芯的方位，如图b所示，使高速料流直接冲击型腔和型芯壁上，从而使料流平稳地充满型腔，避免熔体断裂，以保证塑件质量

2

有

利

于

熔

体

流

动

和

补

缩

口

(c)浇口位置对塑料熔体流动及塑件收缩的影响

1—气囊；2—加强筋

当塑件的壁厚相差较大时，为保证注射过程最终压力有效地传递到塑件较厚部位以防止缩孔，在避免产生喷射的前提下，浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充及补缩。如图c所示，塑件厚薄不均匀，图c中①的浇口位置，由于收缩时得不到补料，塑件会出现凹痕；图c中②的浇口位置选在厚壁处，可以克服凹痕的缺陷；图c中③为直接浇口，可以大大改善熔体充模条件，补缩作用大，但去除浇口凝料比较困难。如果塑件上设有加强筋，浇口的位置应设在使熔体顺着加强筋开设的方向，以改变熔体流动条件，如图c中④所示

3

保

证

流

动

比

在

允

许

范

围

内

(d)浇口位置不同对流动比的影响

熔体流程长度与厚度之比称为流动比，也可称流程比。显然，流程比越大，充填型腔越困难。在保证型腔得到良好填充的前提下，应使熔体流程最短，流向变化最少，以减少能量的损失。如图d中②所示浇口位置，其流程长，流向变化多，充模条件差，且不利于排气，往往造成制品顶部缺料或产生气泡等缺陷。对这类制品，一般采用中心进料为宜，可缩短流程，有利于排气，避免产生熔接痕。图d中①为直接浇口，可克服图d中②可能产生的缺陷

设计浇口位置时，为保证熔体完全充型，因而流程比不能太大，实际流程比应小于许用流程比。而许用流程比是随着塑料性质、成型温度、压力、浇口种类等因素而变化的。表常用塑料的流程比(L/t)允许值为常用塑料流程比允许值，供设计时参考。如果发现流程比大于允许值，需改变浇口位置或增加制品的壁厚，或采用多浇口进料等方式来减小流动比

4

有

利

于

型

腔

内

气

体

的

排

出

(e)浇口位置对排气的影响

如果进入型腔熔体过早地封闭排气途径，型腔内的气体就不能顺利排出，会使塑件上产生气泡、疏松、充不满、熔接不牢等缺陷，或者在注射时由于气体被压缩而产生高温，使塑件局部碳化烧焦。如图e所示，是一个盒型塑件，侧壁厚度大于顶部。如按图e中①所示设置侧浇口位置，在进料时，熔体沿侧壁流速比顶部的快，因而侧壁很快被充满，而顶部形成封闭的气囊，结果在顶部留下明显的熔接痕或烧焦的痕迹。如果从排气角度出发，改用图e中②所示中心浇口，使顶部最快充满，最后充满的部位在分型面处。若不允许中心进料，仍采用侧浇口时，则应增大顶部厚度或减小侧壁厚度，如图e中③所示，使料流末端在浇口对面的分型面处，以利于排气。另外，也可在空气汇集处镶入多孔的粉末冶金材料，利用微孔的透气作用排气；或在顶部开设排气结构，如利用配合间隙排气，采用组合型腔，效果都很好

5

减

少

塑

件

熔

接

痕

，

增

加

熔

接

强

度

(f)设置多浇口以减少变形

(g)开设冷料槽以增加熔接强度

(h)开设过渡浇口增加熔接强度

(i)采用多点浇口增加熔接强度

(j)熔接痕在塑件上的方位

熔体在充型过程中都有料流间的熔接存在。浇口位置设计时应该考虑：增加熔接的强度，尽量减少产生熔接痕，以保证塑件的强度。产生熔接痕的原因很多，就浇口数目的设置而言，浇口数目多，产生熔接痕的可能就增加。因而在熔体流程不太长的情况下，如无特殊要求，最好不设两个或两个以上浇口。但浇口数多后，料流的流程缩短，熔接的强度有所提高。因此，对大型制品而言，采用多点进料有利于提高熔接的强度；对于大型板状塑件，为减少内应力和翘曲变形，必要时也设置多个浇口，如图f所示

在可能产生熔接痕的情况下，应采取工艺和模具设计的措施，增加料流熔接强度。如图g所示，可在熔接处的外侧开一冷料槽，以便料流前锋的冷料溢进槽内。另外，还可避免产生熔接痕

图h和图i所示为箱形壳体塑件，浇口位置的不同，不仅影响流程长短，而且影响熔接的方位和熔接的强度，这时可增加过渡浇口(图h)或采用多点浇口(图i中②所示浇口位置)。此外，浇口位置也应考虑熔接痕方位对塑件的影响。图j所示为带有两个圆孔的平板塑件，图j①的浇口位置在注射成型后，熔接痕与小孔连成一线，使塑件的强度大大削弱。图j中②设置的浇口方位比较合理

6

防

止

料

流

将

型

芯

或

嵌

件

挤

压

变

形

(k)

(l)

对于筒形塑件来说，应避免偏心进料以防型芯弯曲。如图k中①是单侧进料，料流单边冲击型芯，使型芯偏斜导致塑件壁厚不均；图k中②为两侧对称进料，可防止型芯弯曲，但与图k中①一样，排气不良。采用图k中③所示的中心进料，效果好

图l为壳体塑件，当由顶部进料时(图l中①)，如果浇口较小，因中部进料快、两侧进料慢，从而产生侧向力F₁和F₂，如型芯的长径比大于5，则型芯会产生较大弹性变形，成型后熔体冷凝，塑件因难以脱模而破裂。图l中②浇口较宽，图l中③采用正对型芯的两个冲击型浇口，进料都比较均匀，可克服图l中①的缺点

7

高

分

子

取

向

对

塑

件

性

能

的

影

响

(m)

注射成型时，应尽量减少高分子沿着流动方向上的定向作用，必须恰当设置浇口位置，尽量避免由于定向作用造成的不利影响，而应尽量利用定向作用产生的有利影响。图m中①是口部带有金属嵌件的聚苯乙烯制品，由于成型收缩使金属嵌件周围的塑料层产生很大的切向拉应力，如果浇口开设在A处，则高分子定向与切向拉应力方向垂直，该塑件容易开裂。图m中②为一个聚丙烯盒子，具有“铰链”(塑料合页)，把浇口设在A处(两点)，注射成型时，熔体通过很薄的铰链(约0.25mm)充满盖部，在铰链处产生高度的定向，可达到几千万次弯折而不断裂的性能

塑料名称

注射压力/MPa

L/t

塑料名称

注射压力/MPa

L/t

聚乙烯

150

250～280

硬聚氯乙烯

130

130～170

60

100～140

90

100～140

聚丙烯

120

280

70

70～110

70

200～240

软聚氯乙烯

90

200～280

聚苯乙烯

90

280～300

70

100～240

聚酰胺

90

200～360

聚碳酸酯

130

120～180

聚甲醛

100

110～210

90

90～130

注：L—熔体流程长度；t—熔体流程厚度。

塑料制品形状

简  图

说  明

圆环形

对于圆环形塑件采用切向浇口可减少熔接痕，提高熔接强度，有利于排气

箱体形

对于箱体形的塑件应用这种浇口，流程短，熔接痕少，熔接强度好

框形

对于框形塑件，浇口最好对角设置，这样可以改善收缩引起的塑件变形，圆角处有返料作用，可增大流速，有利于成型

长框形

对于长框形塑件设置浇口时，应考虑产生熔接痕的部位，选择浇口位置应不影响塑件的强度

圆锥形

对于外观无特殊要求的塑料制品采用点浇口进料较为合适

壁厚不均匀

对于壁厚不均匀的塑件，浇口位置应保证流程一致，避免涡流而造成明显熔接痕

骨架形

对于骨架形塑件，设置浇口使塑料从中部分两路填充型腔，缩短了流程，减少了填充时间，适用于壁薄而大的塑件

多层骨架形

对于多层骨架形的塑件，可采用多点浇口，以便改善填充条件

有突缘圆柱形

可采用两个浇口进料，塑件成型良好，适用于大型塑件及流动性好的塑料

圆形齿轮

对齿轮类塑件，可采用直接浇口进料，不仅能避免接缝的产生，同时齿轮齿形不会受到损坏

薄壁板形

薄壁板形的塑件的外形尺寸较大时，浇口设在中间长孔中，由于两面有浇口，缩短了流程，防止缺料和熔接痕，塑件质量较好，缺点是去浇口困难

长条形

塑件有纹向要求时，可以采用从一端切线进料，单流程较长，如无纹向要求，可以采用两端切线方向进料，这样流程可以缩短

圆片形

对于圆片形塑件，可采用径向扇形浇口，这样进料可以防止旋涡，并且可获得良好的塑件