摘 要：模具行业技术水品已成为衡量地区制造水平的一个标志，日益发展的塑料产业对注塑模具的设计与生产提出了更高的质量、更高的精度、新品开发时间短的全新要求，必须适应这种要求，已经是模具行业普遍的共识。基于Cimatron对模具浇注系统进行分析，计算并设计定制面板浇注系统，结果证明，基于Cimatron注塑模具设计具有很多优点，比如产品设计时间缩短、设计方式灵活等。

关键词：Cimatron；定制面板；浇注系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.037

注塑模具设计中一个重要的环节是浇注系统的设计，这个环节至关重要，往往关系到模具设计的成败。本文结合浇注系统的特点，对典型的设计方法进行分析，并对定制面板浇注系统进行设计。

1 主流通道设计

1.1 主流通道分析

熔融塑料最先通过的是主流道，主流道的尺寸及形状对熔融塑料充满模具有很大的影响，所以设计时必须要使熔融体的压力及温度损失减小。面积过于狭小的主流通道，熔融体在流经过程中散热量会增大，相对来说粘度会增大，整体的流动性能会减弱，同时压力损耗会增大，最终的成形难度加大。但如果主流通道的面积太大的话，会使得熔融体的容积增大，无谓的损耗也同时增大，流动的同时整体压力也会降低，延长了冷却时间，湍流更容易产生，导致塑件产生气孔并影响塑件的整体质量。总的来说，小主流道适用于小塑件且塑料熔融体流动性能好；大主流道适用于大塑件且熔融体流动性能差。

1.2 主流道及浇口套结构设计

塑料熔融体流经的第一个通道是主流道，所以主流道的尺寸直接影响熔融体的速度和充模时间。本定制面板的主流道截面形状选定为圆形，主要目的是增加流通面积的大小。主流道形状设计成带锥度的圆柱形，且锥角取为2°，目的是更加顺利地拉出冷凝料。但锥度不宜太大，否则的话熔融体流速变慢。主流道大端面圆角过渡，根据经验建议其半径取r=13（mm），本主流道取2mm，目的是减小流动时候的过渡处的阻力。主流道和喷嘴对接处设计成半球的形状，目的是熔融体全部进入到主流道内，而不会发生溢出现象。浇口套设计的目的是便于更换，因为流道内有高温的熔融体，且喷嘴与主流道口经常接触碰撞，所以更换时候要方便。浇口套材料选用优质的碳素钢，如45号钢等，经过相应的热处理后达到要求的硬度方可使用。

2 分流通道设计

分流道的位置设计在分型面的一侧或两侧均可。常用的分流道形状有梯形、圆形、U形、半圆形等，不管采用哪种形状，分流道应该使得流表面与其体积表面比值要小。相对来说U形及梯形更容易制造，且注塑过程中工艺性能好。本定制面板采用梯形分流道，梯形截面分流道计算公式如下：

梯形的侧面斜度α常取6°～10°，底部以圆角相连，上式的适用范围为塑件壁厚在3.6mm以下，塑件质量小于55g，塑料在流道中流动的距离较大产生较大的阻力，因此，应在满足具体条件下，缩短分流道长度[1]。型腔的布局决定了分流道的布局，设计原则是一定要排列紧凑减小模具的大小。分流道的长度要尽可能的小，并平衡锁模力的大小。

3 浇口、冷料穴及排溢设计

边缘浇口是普通浇口，设在在分型面上，熔融料从侧面进入。本定制面板采用这种浇口，国外把这种浇口称为标准浇口，是一种广泛采用的浇口形状。一般尺寸取宽1.5～5.5mm，厚0.5～2.5mm，长0.6～2mm。这种浇口可以适用于一模多件，极大地提高注塑生产的效率，且便于去除浇口。冷料穴又称作冷料井，先进入主流道的先锋料冷却后储存在冷料穴中，从而避免头料破坏塑件的整体性能及质量。冷料穴的尺寸取决于主流道的尺寸，一般比主流道尺寸大一点即可，位置在主流道的尾部[2]。拉料方式有多種，本定制面板拉料杆采用Z字形。优点是不仅可以顺畅拉出冷凝料，还可以起到冷料穴的作用。本定制面板采用的排溢方式是在分型面开设排气槽。在注塑过程中会产生高温空气，使得塑件产生气泡、局部烧焦炭化、塑件强度下降、影响冲模性能[3]。开设排气槽的目的就是让高温气体及时排除模具，避免产生废品。有些时候排气槽中会溢出稍许前锋熔融体，有利于塑件的熔接强度。

4 定制面板浇注系统设计

4.1 浇注系统相关尺寸

定制面板浇注系统经计算后相关尺寸如表1。

4.2 浇注系统重要零部件

浇注系统重要结构如图1～3。

5 结论

基于Cimatron注塑模具浇注系统设计，具有设计灵活、操作简便、系统集成化程度高的优点。应用于生产中，浇注系统充模过程流动性好、压力损失小、效率高，整体的工艺性能满足生产所需。

参考文献：

[1]洪慎章.实用注塑成型及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]Floutier.CAD/CAM System for the Mold Industry.Society of Plastics Engineers Technical Conference，ANTEC89：1255-1257.

[3]杨占尧.塑料注塑模结构与设计[M].北京：清华大学出版社，2004.

论文简介：本人主持的校级横向课题：《基于Cimatron软件遥控器面板注塑模具设计》（项目编号：15KCHX010）部分成果。

作者简介：郑钢，男，工程硕士，讲师。