优化分流道截面形状设计

分流道的截面形状常用的有圆形、U形、梯形、半圆形和矩形等。

为减少分流道内的压力损失和热损失，总希望分流道内的截面积最大，而散发热量的内表面积最小，也就是说，在额定的同一融料的流量来说，应该使流动阻力和热损失达到最小值，即分流道的效率用分流道的截面积S与其截面周长L的比来表示：

式中　η——分流道的效率；

S——分流道的截面积（mm）；

L——分流道的截面周长（mm）。

因此在选用分流道的截面形状时，应考虑分流道的效率、成型区域的面积以及加工的难易程度。其分流道的效率及性能如表6-1所示。

圆形截面的效率最高。也就是说，分流道流过相同的塑料流量，其分流道的内表面积最小。这样可以减少注塑过程中的散热面积，即融料温度降低最小，同时使摩擦力变小，减少压力损失。但圆形截面分流道必须将分流道分设在模板两侧，在对合时容易产生错口现象，制造起来比较麻烦，一般多用于热流道模具中。六边形截面的特点与圆形截面类似，效率比圆形截面稍低，较少采用。U形截面和梯形截面的分流道效率较高，容易制造，流道凝料脱模方便，所以在模具中最为常用。梯形截面的宽度B一般取4～8mm，高度H=0.66～0.85B，单边斜度取5°～10°，底部加工出1～2mm圆角，以利于物料流动，方便凝料脱模。半圆形截面和浅矩形截面的分流道效率比较差，一般应用较少。浅矩性截面的宽深比B/H越大，效率越低，冷却越快。对于成型周期较短，要求流道快速冷却的模具，可以采用。由于流道凝料脱出困难、流动阻力大，一般做成扁梯形来加以改善，两侧面加工5°～10°的单边斜度，底部加工1～2mm的圆角。

表6-1　不同截面形状的分流道效率及性能

分浇道的截面尺寸应根据塑件的体积、形状、壁厚、所用塑料的工艺性能、注塑速率以及分浇道的长度等因素来确定。对于壁厚小于3mm、质量在200g以下的塑件，可用以下经验公式确定分浇道的直径，即

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式中　D——分浇道直径（mm）；

W——流经分流道的塑料质量（g）；

L——分浇道长度（mm）。

此公式计算的分流道直径限于3.2～9.5mm。对于HPVC和PMMA，应将计算结果增加25%。

图6-15　不同质量的塑件的分流道长度与直径的关系

图6-15所示为不同质量的塑件分流道长度与直径的关系。对于其他截面形状的分流道，可令其流道效率与圆形截面的分流道效率相等，从而求得相应的尺寸。

常用塑料的分流道直径的推荐尺寸列于表6-2中。由表6-2可见，对于流动性极好的塑料（如PE、PA等），当分流道很短时，其直径可小到2mm左右；对于流动性差的塑料（如HPVC、PMMA等），当分流道较长时，其直径可以大于10mm。增大流道截面积有利于充模流动，但随着流道尺寸的增大影响越来越弱。对于大多数塑料，直径在6mm以下变化时，对充模流动的影响较大；直径在8mm以上变化时，对充模流动的影响明显减小。

表6-2　常用塑料的分流道直径推荐值