CN116749454A - 一种大幅面球壳注塑模具浇注系统及浇注方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注塑成型技术领域，具体涉及一种大幅面球壳注塑模具浇注系统及浇注方法，一种大幅面球壳注塑模具浇注系统，包括两个以上浇注单元，各浇注单元具有各自独立的主流道、分流道和浇口，各浇口分别对应于大幅面球壳的各个部位，这样即是采用两个以上主流道进浇，各个主流道分别能够与各自对应的注塑机喷嘴对应相连，并将塑料熔体输送到各自对应的浇口处，各浇口与注塑机喷嘴之间的流道长度缩短，从而可以有效减小熔体流动长度，降低锁模力。

Description

一种大幅面球壳注塑模具浇注系统及浇注方法

技术领域

本发明涉及注塑成型技术领域，具体涉及一种大幅面球壳注塑模具浇注系统及浇注方法。

背景技术

注塑模具浇注系统又称流道系统，是指将熔融的塑料从注塑机喷嘴平稳而有序地充填到模具型腔所经的通道，具有传质、传压和传热的功能，它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。浇注系统通常包括主流道、分流道及浇口，主流道是指自注塑机喷嘴与模具主流道进口相接位置起算、至分流道为止的流道，此流道是熔融塑料进入模具后最先流经的流道。分流道是主流道出口至浇口间的过渡区域，能使熔融塑料的流向获得平缓转换。浇口也称为进料口，是分流道和模具型腔间的狭小通口，也是最为短小的部分，其作用在于利用紧缩流动面而使塑料达到加速效果，高剪切率可使塑料流动性良好，在成型完毕后，浇口最先固化封口，防止塑料回流，避免模腔压力下降过快，使塑件收缩凹陷。流道分为热流道与冷流道，热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，目前热流道系统一般在浇口处设有针阀式热喷嘴，通过针阀式热喷嘴的阀针来控制浇口的打开或关闭。

现有塑件的注塑成型采用的是单主流道进浇，由对应于型腔中心位置处的一个主流道向外围的各个浇口输送塑料,这种方式能够适用于小型塑件，而目前在一些大型设备上需要用到表面面积比较大的大幅面球壳，大幅面球壳包括球壳主体以及设置在球壳主体边缘的法兰，球壳主体为具有一定厚度的球型壳体，该球型壳体不是完整的球体，其内表面、外表面均为球冠并构成大幅面球壳的球面，法兰的外圆构成大幅面球壳的外圆。对于外圆直径超2米的大幅面球壳塑件，如果采用常规的进浇方式，由于幅面较大，容易发生流动不均，且其成型周期超过10min，原料停留在料筒内会分解，溶体流动长度较长,所需锁模力过大,现有锁模设备难以满足，现有的浇注系统并不能很好地适用于大幅面球壳的注塑成型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大幅面球壳注塑模具浇注方法，以解决现有现有注塑模具的浇注方法并不能很好地适用于大幅面球壳的注塑成型；本发明的目的还在于提供一种大幅面球壳注塑模具浇注系统，以解决现有现有注塑模具的浇注系统并不能很好地适用于大幅面球壳的注塑成型。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注方法的技术方案是：

一种大幅面球壳注塑模具浇注方法，包括以下步骤：先将大幅面球壳划分成不同区域，再通过至少两个具有主流道、分流道和浇口的独立浇注单元对待成型的大幅面球壳的各个区域进浇。

有益效果：本发明在现有技术中的注塑模具浇注方法的基础上进行改进，通过两个以上独立的浇注单元进浇，每个浇注单元均有主流道、分流道和浇口，这样即是采用两个以上主流道进浇，各个主流道分别能够与各自对应的注塑机喷嘴对应相连，并将塑料熔体输送到各自对应的浇口处，进而覆盖到大幅面球壳的各个区域，各浇口与注塑机喷嘴之间的流道长度缩短，从而可以有效减小熔体流动长度，降低锁模力。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的技术方案是：

一种大幅面球壳注塑模具浇注系统，包括浇注单元，浇注单元包括主流道、分流道和浇口，浇注单元设有两个以上，各浇注单元具有各自独立的主流道、分流道和浇口，各浇口分别对应于大幅面球壳的各个部位。

有益效果：本发明在现有技术中的注塑模具浇注系统的基础上进行改进，通过设置两个以上独立的浇注单元，每个浇注单元均有主流道、分流道和浇口，这样即是采用两个以上主流道进浇，各个主流道分别能够与各自对应的注塑机喷嘴对应相连，并将塑料熔体输送到各自对应的浇口处，各浇口与注塑机喷嘴之间的流道长度缩短，从而可以有效减小熔体流动长度，降低锁模力。

进一步地，浇注单元有两个且关于过大幅面球壳中心线的面对称布置。

有益效果：在满足大幅面球壳注塑需要的同时，控制设备成本。

进一步地，主流道中部设有主流道进口，主流道两端分别设有主流道出口，分流道具有分流道进口以及两个以上分流道出口，主流道出口与对应的分流道进口相连，分流道出口与对应的浇口连通，各浇口与主流道进口之间的距离相等。

有益效果：利用主流道中部的主流道进口与注塑机配喷嘴对接，两端的主流道出口分别与对应的分流道对接，有利于减小熔体流动长度，降低锁模力。

进一步地，浇口设有两圈以上，每一圈浇口包括环绕大幅面球壳的中心线布置的至少两个浇口。

有益效果：通过环绕大幅面球壳的中心线设置各圈浇口，这样在大幅面球壳的球面所对应的区域内，既有靠近大幅面球壳的中心线的内侧浇口，也有相对远离大幅面球壳的中心线的外侧浇口，通过内外不同浇口进浇，有利于塑料流动均匀，同时，这样的浇口分布设计，能够减短浇注时间，减小锁模力，适用于大幅面球壳的注塑成型。

进一步地，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量是远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量的两倍。

有益效果：使得各圈浇口由内到外浇口数量成倍增多，从而可以在远离大幅面球壳的中心线的较大区域内有更多的浇口，有利于均匀浇注。

进一步地，各圈浇口中的各个浇口均布，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠内浇口，远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠外浇口，靠内浇口与相邻的两靠外浇口之间的距离相等。

有益效果：有利于更均匀地在大幅面球壳的球面所对应的区域内分布各个浇口。

进一步地，浇口设有两圈，分别为靠近大幅面球壳的中心线的内圈浇口和远离大幅面球壳的中心线的外圈浇口，内圈浇口中的各个靠内浇口沿第一圆周均布，外圈浇口中的各个靠外浇口沿第二圆周均布，以大幅面球壳的外圆直径为d，第一圆周的直径为0.25d，第二圆周的直径为0.7d。

有益效果：这样的浇口分布，使得外圈浇口能够相对靠近大幅面球壳的外边缘，有利于保证成形效果。

进一步地，浇口处设有针阀式热喷嘴，在浇注时，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口先于远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口开启。

有益效果：使得靠内的浇口先开启，而靠外的浇口后开启，通过顺序开启，便于在塑料浇注到模具型腔内后，将模具型腔内的空气赶出，有利于排气，不易发生困气现象。

进一步地，针阀式热喷嘴的阀针的直径为8-12mm。

有益效果：这样的阀针直径设计，能够很好地适用于外圆直径在2m以上的大幅面球壳。

附图说明

图1为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例1的各浇口相对于大幅面球壳的分布图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例1的流道结构示意图；

图4为图3为正视图；

图5为图3的侧视图；

图6为图3的俯视图；

图7为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的模流分析的充填开始时的示意图；

图8为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的模流分析的充填过程中26.85s时的示意图；

图9为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的模流分析的充填过程中37.18s时的示意图；

图10为本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的模流分析的充填结束时的示意图。

图中：1、大幅面球壳；2、靠外浇口；3、靠内浇口；4、主流道；41、主流道进口；5、分流道；6、针阀式热喷嘴。

具体实施方式

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例1：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，大幅面球壳注塑模具浇注系统包括两个浇注单元，每个浇注单元均包括浇口、主流道4、分流道5，各浇注单元具有各自独立的主流道、分流道和浇口，浇口处设有针阀式热喷嘴6，主流道4具有用于与注塑机喷嘴相接的主流道进口41，以供熔融的塑料从注塑机喷嘴依次经主流道4、分流道5、针阀式热喷嘴6、浇口进入模具型腔。

大幅面球壳1通过凹模和凸模配合成型，凹模上设有型腔，凸模上设有型芯，浇口设置在模具的凹模上，凹模图中未示出。

两个浇注单元间隔设置并关于过大幅面球壳中心线的面对称布置，两个浇注单元的浇口设置在型腔面上，且两个浇注单元的浇口共同形成两圈浇口，分别为内圈浇口和外圈浇口，内圈浇口包括四个靠内浇口3，外圈浇口包括八个靠外浇口2，内圈浇口中的各个靠内浇口3以及外圈浇口中的各个靠外浇口2均环绕大幅面球壳1的中心线均布，大幅面球壳1的中心线的延伸方向也即型腔的中心线的延伸方向。内圈浇口靠近大幅面球壳1的中心线，外圈浇口远离大幅面球壳1的中心线，外圈浇口相对于内圈浇口更靠近大幅面球壳1的外边缘，内圈浇口中的各个靠内浇口3沿第一圆周均布，外圈浇口中的各个靠外浇口2沿第二圆周均布，以大幅面球壳1的外圆直径为d，d＝2000-3000mm，第一圆周的直径为0.25d，第二圆周的直径为0.7d，这样的浇口分布，有利于保证成形效果。同时，靠外浇口2的数量是靠内浇口3的数量的两倍，使得各圈浇口由内到外浇口数量成倍增多，从而可以在远离大幅面球壳1的中心线的较大区域内有更多的浇口，有利于均匀浇注。并且，基于各圈浇口由内到外浇口数量成倍增多，每一个靠内浇口3均能够与两个靠外浇口2对应，每一个靠内浇口3与其相邻的两个靠外浇口2之间的距离相等，有利于更均匀地在大幅面球壳1的球面所对应的区域内分布各个浇口。外圈的八个浇口有利于大幅面球壳1外缘法兰位置的保压补缩。

主流道4包括成夹角设置的第一段和第二段，第一段与第二段长度相等，第一段与第二段均在垂直于大幅面球壳1的中心线的平面内延伸，第一段与第二段的相接处即为主流道4的中部，主流道进口41设置在主流道4中部，第一段的远离第二段的末端以及第二段的远离第一段的末端构成主流道4的两端，主流道4两端分别设有主流道出口，主流道出口与分流道5相连。两个独立的浇注单元有两个独立的主流道4，采用双主流道进浇，各个主流道4分别能够与各自对应的注塑机喷嘴对应，并且利用主流道4中部的主流道进口41与注塑机配喷嘴对接，两端的主流道出口分别与对应的分流道5对接，可以有效减小熔体流动长度，降低锁模力。

分流道5为分叉结构，包括三个支路流道，支路流道在垂直于大幅面球壳1的中心线的平面内延伸，各支路流道的交汇相接处设有分流道进口，各支路流道的远离交汇相接处的末端设有分流道出口，每个分流道5包括一个分流道进口以及三个分流道出口，分流道进口与主流道出口相连，分流道出口与针阀式热喷嘴6相连，以通过针阀式热喷嘴6与对应的浇口连通。

同一分流道5的三个分流道出口包括一个第一出口和两个第二出口，第一出口与其中一个靠内浇口3对应连通，两个第二出口分别与该靠内浇口3对应相邻的两个靠外浇口2对应连通，每一个靠内浇口3对应两个靠外浇口2并形成一组浇口，共形成四组浇口，每组浇口中的三个浇口呈等边三角形布置，每组浇口对应一个分流道5，分流道5的各个支路流道的交汇相接位置处于该等边三角形的中心，也即分流道进口设置在每组浇口所围成的三角区域的中心位置，这样有利于管路布置以及减小熔体流动长度。

针阀式热喷嘴6选用液压驱动式针阀式喷嘴，针阀式热喷嘴6沿大幅面球壳1的中心线的延伸方向延伸，针阀式热喷嘴6的阀针的直径为10mm，相应地，浇口大小与阀针匹配。这样的阀针直径设计，能够很好地适用于外圆直径在2m以上的大幅面球壳1。为了与大幅面球壳1的外轮廓适配，相应的靠内浇口3对应相接的针阀式热喷嘴6的长度小于靠外浇口2对应相接的针阀式热喷嘴6的长度。其中，在浇注时，靠内浇口3对应的针阀式热喷嘴6的阀针先动作，靠外浇口2对应的针阀式热喷嘴6的阀针后动作，使得靠内浇口3先开启，而靠外浇口2后开启，通过顺序开启，便于在塑料浇注到模具型腔内后，将模具型腔内的空气赶出，有利于排气，不易发生困气现象。

每个主流道4连有两个分流道5，每个分流道5连有三个针阀式热喷嘴6，大幅面球壳注塑模具浇注系统的两主流道4的主流道进口41之间的距离为0.6d。

使用时，熔体同时从相距0.6d的两个主流道进口41进浇，经过两个主流道4被分成等流长的四股料流，每一股料流又被分流道5分成三股，控制靠内浇口3对应的针阀式热喷嘴6先打开靠内浇口3，利用靠内浇口3进浇设定时间后，然后再控制靠外浇口2对应的针阀式热喷嘴6打开靠外浇口2，十二个浇口共同进浇。这样通过双主流道进浇以及环绕大幅面球壳1的中心线设置各圈浇口，在大幅面球壳1的球面所对应的整个区域内，既有靠近大幅面球壳1的中心线的靠内浇口3，也有相对远离大幅面球壳1的中心线的靠外浇口2，浇口覆盖各处区域，通过内外不同浇口进浇，有利于塑料流动均匀。对浇注系统进行了仿真模流分析，如图7、图8、图9、图10所示，模流分析条件为注射时间50s，采用注射-压缩工艺，模具先打开1mm，12个针阀式热喷嘴同时打开，压缩锁模力6800T，压缩时间213s，模具闭合后的冷却时间894s，成型周期18.5min，模流分析结果表明，在49.57s充填结束，平衡流动，没有发生困气及短射现象，塑料流动良好，这样的浇注系统设计，能够有效减小熔体流动长度，减短浇注时间，不易困气，减小锁模力，适用于大幅面球壳的注塑成型。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，浇口设有两圈。而本实施例中，浇口设有三圈。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量是远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量的两倍。而本实施例中，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量与远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量相等。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，各圈浇口中的各个浇口均布，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠内浇口，远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠外浇口，靠内浇口与相邻的两靠外浇口之间的距离相等。而本实施例中，各浇口呈放射状分布。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，浇注单元设有设有两个。而本实施例中，浇注单元设有三个。其他实施例中可以根据需求设置其它数量的浇注单元。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，每组浇口对应一个分流道。而本实施例中，每个浇口分别对应一个分流道。

本发明的大幅面球壳注塑模具浇注方法的实施例：

本实施例中的大幅面球壳注塑模具浇注方法所用到的浇注系统与上述大幅面球壳注塑模具浇注系统的实施例1-6中任一实施例记载的大幅面球壳注塑模具浇注系统相同。在进行大幅面球壳浇注成型时，在进浇前首先将待成型的大幅面球壳划分成不同区域，也即将型腔对应分成不同区域，使每一处区域均有对应的浇口，然后再通过双主流道进浇，两个独立的浇注单元对各自浇口对应的区域输送熔体，并覆盖大幅面球壳的各个区域，这样通过两个独立的浇注单元进浇，可以有效减小熔体流动长度，降低锁模力。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大幅面球壳注塑模具浇注方法，其特征是，先将大幅面球壳划分成不同区域，再通过至少两个具有主流道、分流道和浇口的独立浇注单元对待成型的大幅面球壳的各个区域进浇。

2.一种大幅面球壳注塑模具浇注系统，包括浇注单元，浇注单元包括主流道、分流道和浇口，其特征是，浇注单元设有两个以上，各浇注单元具有各自独立的主流道、分流道和浇口，各浇口分别对应于大幅面球壳的各个部位。

3.根据权利要求2所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，浇注单元有两个且关于过大幅面球壳中心线的面对称布置。

4.根据权利要求2或3所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，主流道中部设有主流道进口，主流道两端分别设有主流道出口，分流道具有分流道进口以及两个以上分流道出口，主流道出口与对应的分流道进口相连，分流道出口与对应的浇口连通，各浇口与主流道进口之间的距离相等。

5.根据权利要求2或3所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，浇口设有两圈以上，每一圈浇口包括环绕大幅面球壳的中心线布置的至少两个浇口。

6.根据权利要求5所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量是远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口的浇口数量的两倍。

7.根据权利要求6所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，各圈浇口中的各个浇口均布，相邻两圈浇口中，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠内浇口，远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口中的浇口为靠外浇口，靠内浇口与相邻的两靠外浇口之间的距离相等。

8.根据权利要求7所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，浇口设有两圈，分别为靠近大幅面球壳的中心线的内圈浇口和远离大幅面球壳的中心线的外圈浇口，内圈浇口中的各个靠内浇口沿第一圆周均布，外圈浇口中的各个靠外浇口沿第二圆周均布，以大幅面球壳的外圆直径为d，第一圆周的直径为0.25d，第二圆周的直径为0.7d。

9.根据权利要求2或3所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，浇口处设有针阀式热喷嘴，在浇注时，靠近大幅面球壳的中心线的一圈浇口先于远离大幅面球壳的中心线的一圈浇口开启。

10.根据权利要求9所述的大幅面球壳注塑模具浇注系统，其特征是，针阀式热喷嘴的阀针的直径为8-12mm。