塑料蓋注塑工藝分析與模具設(shè)計畢業(yè)論文18

1、第1章概 論1.1課題背景及意義市場競爭的日趨激烈，使得產(chǎn)品的功能日趨多元化，產(chǎn)品的生命周期不斷縮 短，塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨多樣化和復(fù)雜化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。這 在一定程度上決定了模具設(shè)計和注射成型過程的復(fù)雜性，有些注射成型問題連有 經(jīng)驗的模具設(shè)計師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注射模設(shè)計首先考慮的是 模具結(jié)構(gòu)本身的需要，之后考慮的才是注射制品的需要。例如，常規(guī)的注射模設(shè) 計通常是根據(jù)經(jīng)驗確定澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，而不是根據(jù)流動分析來確定，最后 在試模過程中通過反復(fù)的調(diào)整模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)參數(shù)來勉強達到產(chǎn)品的 質(zhì)量要求。模具試模周期過長、試模成本過高嚴重影響了企業(yè)的競爭力。因此

2、， 對塑料熔體的注射成型過程的計算機模擬對優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計以及注 射成型工藝具有非常重要的指導(dǎo)意義123 01.2 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展塑料模功能分子材料加工領(lǐng)域中，用于塑料制品成形的模具，稱為塑料成形模具，簡稱 塑料模。塑料模優(yōu)化設(shè)計，是當前高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。在塑料材料、制品設(shè)計及加工工藝確定以后，塑料模設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量， 就具有決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、澆注 與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品尺寸精度和形狀精 度以及塑件的物理力學(xué)性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重 要的影響。其次

3、，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度， 具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當大的影響，除簡易模具外， 一般說來制模費用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效率的設(shè)備和先進的模具，被譽 為塑料制品成形技術(shù)的“三大支柱”。尤其是塑料模對實現(xiàn)塑件加工工藝要求、塑 件使用要求和塑件外觀造型要求起著無可代替的作用。高效全自動化設(shè)備，也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與產(chǎn)品更 新均以模具制造和更新為前提。122國內(nèi)外塑料?，F(xiàn)狀我國塑料模的發(fā)展極其迅速。塑料模的設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP 技術(shù)，以

4、有相當規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。我國在塑料模設(shè)計技術(shù)上，與發(fā)達國家和地 區(qū)的差距，參見表1.15。在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全， 質(zhì)量尚不穩(wěn)定。表1.1塑料模設(shè)計技術(shù)技術(shù)名稱發(fā)達國家中國美國日本德國香港臺灣大陸CAD應(yīng)用75%75%70%50%40%20%CAE應(yīng)用50%50%50%40%30%10%Flow軟件普及普及普及70%50%有應(yīng)用Cool軟件普及普及普及70%50%有應(yīng)用塑料模發(fā)展趨勢塑料模技術(shù)，包括設(shè)計技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)管理與維修技術(shù)等多種領(lǐng) 域，屬于系統(tǒng)工程技術(shù)。隨著塑料模應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，地位的不斷提高，對此 國家以制定出明確的奮斗目標。第2章注塑模設(shè)計2.1

5、注塑模概述注射模設(shè)計特點塑料注射模能一次性地成型形狀復(fù)雜，尺寸精確，或帶有嵌件的塑料制件。 作為先進的模具，須在使用壽命期限內(nèi)保證制品質(zhì)量，并要有良好的技術(shù)經(jīng)濟指 標。這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱交換效率好，成型周期短。其次， 合理選用模具材料，恰當確定模具制造精度，簡化模具加工工藝，降低模具的制 造成本亦十分重要。此外，在注塑模設(shè)計時，必須充分注意到以下特點 ：（1）塑料熔體大多屬于假塑體液體，能“剪切變稀”。（2）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。（3）整個成型周期中，塑件一一模具一一環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)2.1.2 注射模的組成件凡是注射模，可分為動模和定模兩大部分

6、。注射充模時動模和定模閉合，構(gòu) 成型腔和澆注系統(tǒng)。開模時動模與定模分離，取出制件。定模安裝在注射機的固 定模板上；動模則安裝在注射機的移動模板上。根據(jù)零件的不同功能，可由七個 系統(tǒng)或機構(gòu)組成:（1）成型零件：主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成 型桿與成型環(huán)；（2）澆注系統(tǒng)（3）導(dǎo)向和定位機構(gòu)；（4）脫模機構(gòu)：主要由頂桿、 頂出板、回程桿、頂出固定板、拉料桿等組成；（5）側(cè)向分型抽芯機構(gòu)；（6 ）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；（7）排氣系統(tǒng)。2.2塑件的工藝分析塑料制品的材料ABS是由丙烯晴，丁二烯,苯乙烯共聚而成的，是一種新型的工程材料。它具有 三種成分的綜合性能，是一種具有堅韌、質(zhì)硬和剛性的工程材料。

7、ABS是非結(jié)晶聚合物，不透明、無毒、無味及微黃的熱塑性樹脂有及好的抗沖 擊強度,且在低溫下也不迅速下降有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、 化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能。ABS的主要成型特點：(1) 可用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型、電鍍、焊接及表面涂飾等成型 加工方法。(2) 收縮率小,可制得精密塑料。(3) 吸濕性較大,成型前應(yīng)干燥處理。(4) 流動性中等，溢邊值0.04mm溶體粘度強烈依賴于剪切速率，因此模具設(shè)計 大都米用點澆口形式。(5) 熔融溫度較低，熔融溫度范圍固定，宜采用高料溫、高模溫和高注射壓力，有 利于成型。(6) 澆注系統(tǒng)流動阻力小，注意澆口形式和位置應(yīng)合理，防止產(chǎn)生熔接痕

8、或減小 熔接痕數(shù)量。脫模斜度不宜過小。ABS注射成型的主要工藝參數(shù)見表 2.1。表2.1 ABS注射成型的主要工藝參數(shù)樹脂名稱ABS注射機類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速，(r/mi n)30 60形式直通式噴嘴溫度(C)180190刖200210料筒溫度(C)中210230后180200模具溫度(C)50 70注射壓力(MPa70 90保壓壓力(MPa50 70注射時間(s)35續(xù)表2.1保壓時間（s）15 30冷卻時間（s）15 30總周期（s）40 70密度（g/ cm 3 ）1.01 1.08222塑件的結(jié)構(gòu)分析2.1所示，因此需要采用螺圖2.1 塑料蓋該塑件為一圓形塑料蓋。塑件含有內(nèi)螺紋，如圖 紋

9、旋轉(zhuǎn)脫模機構(gòu)，塑料件上有兩個止轉(zhuǎn)孔，需設(shè)計為 襯套形式，防止脫模時塑料件隨螺紋型芯轉(zhuǎn)動。外觀 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，凹模采取鑲嵌式，便于加工，易于更 換，節(jié)約了貴重材料。該件為圓形對稱件，故在塑料 蓋的中心位置設(shè)置點澆口，以便充型。由于采用螺紋 脫模機構(gòu)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，宜采用一模一腔 。2.2.3 塑件的尺寸精度分析注塑件由于沒有精度要求,因此取最低精度5級（SJ1372-78）。由以上分析可見, 該零件的尺寸精度為低精度，對應(yīng)的模具相關(guān)的零件加工可以保證。表面質(zhì)量分析塑料件沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。經(jīng)過以上分析可以看出注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.

10、3分型面及排氣槽的設(shè)計分型面的設(shè)計在注塑模中，用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。分型面選擇的一般原則：（1）應(yīng)便于塑件的脫模。（2）應(yīng)保證塑件的質(zhì)量。（3）應(yīng)有利于 防止溢料。4）應(yīng)有利于排氣。5）應(yīng)盡量使成型零件便于加工。該塑料件為一對稱的圓形件，基于以上原則，分型面可選在塑件截面積最大處，如圖2.2所示圖2.2塑料蓋分型面排氣槽的設(shè)計由于是中小型模具，利用分型面排氣是最簡便合理的方法，同時利用配合間隙排氣,其間隙為0.03mm-0.05mm2.4注射機的選用型腔數(shù)目的確定方案I 一模一腔優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，產(chǎn)品精度高。 缺點：生產(chǎn)效率低。方案u 模多腔優(yōu)點：生產(chǎn)效率高

11、。缺點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計成本高，質(zhì)量不易保證。該塑料蓋含有螺紋結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，宜采用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，為了簡化 模具機構(gòu)，應(yīng)采用方案I，即一模一腔。注射機的選擇由于ABS的密度為1.01.1 g/cm131.3 0.20.220.20.321.3 0.4+ 0.220.12 22.1 0.12 tg10 1.2=39.62cm3式中V-塑料件和澆注系統(tǒng)的體積(cm3)F鎖=Pq (n A1+A) /1000A=295=47.52 X 3.14=7.09 X 103 mniA=22232=4.1 X 3.14=0.21 X 10 mm式中 n- 型腔數(shù)目；n=1；Pq-塑料件熔體對型腔的成型

12、壓力（MPa ；a 1-單個塑料件在模具分型面上的投影面積（cm）； a2-澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（cm）°由資料查表2-2可知，ABS的熔體壓力為30/MPs。代入數(shù)據(jù)得：F鎖=30X（ 7.09 X 103+0.21 X 103） /1000=219 KN故選用XS-ZY125型注射機，其技術(shù)規(guī)范如表2.2。表2.2 XS ZY-125型注射機的技術(shù)規(guī)范注射量/cm3125模板最大仃程/mm300螺桿直徑/mm42模具厚度/mm最大300注射壓力/MPa119最小200注射行程/mm115拉桿空間/mm260X 290注射時間/s1.6模板尺寸/mm428X 450鎖模

13、力/kN900噴嘴球徑/mmSR12最大成型面積/cm2320噴嘴孔徑/mm© 42.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計注系統(tǒng)的設(shè)計對注射成型效率和制件質(zhì)量有直接影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品 的關(guān)鍵。它的設(shè)計合理與否，影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易程度。澆注系統(tǒng)一般均由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。主流道的設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止 的塑料熔體的流動通道。因主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴 嘴及一定溫度、壓力塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料要求較高，所以模具的主流道部分設(shè)成可拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)

14、 質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。主流道襯套設(shè)置在模具的對稱中心位置上。R主流道設(shè)計如圖2.3所示，其主要參數(shù)為：4=碰嘴直徑+1mmR=®嘴球面半徑+23mma =2° 4°r=D/8 ;H= (1/3 2/5 ) R。圖2.3主流道澆口設(shè)計澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑件質(zhì)量具有決定性的影響。本制件為一塑料蓋，為了保證其外觀質(zhì)量，應(yīng)設(shè)計為針點式澆口，澆口位置 設(shè)在制件中心，與主澆道直接接通。n L澆注系統(tǒng)和型腔的流程比B的校核式：B= Bi 1 ti式中 Li -各段流程長度(mrj)；ti-流程各段厚度（mm；B-允許流程比，查資料表4.2-3得ABS的流程

15、比為175: 1代入數(shù)據(jù)得：b=31.55121342121 =32.7 V 175222459 69 6符合要求，可行。2.6合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計模具閉合時要求有準確的方向和位置。具有一定精度的合模導(dǎo)向機構(gòu)，是注 射模設(shè)計不可缺少的組成部分。261導(dǎo)柱的設(shè)計技術(shù)要求：（1）為使導(dǎo)柱具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，采用T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為50HR&55HRC導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8 m,導(dǎo)向部分表面的粗糙度為 Ra0.8 mRa0.4 m（2）導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 采用H7/f7的間隙配合。導(dǎo)柱設(shè)計如圖2.4。導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)套選用注塑模型直導(dǎo)套采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖2

16、.5所示。H7/k6過渡配合；導(dǎo)柱導(dǎo)向部分H7/r6配合鑲?cè)肽０?.7成型零件的設(shè)計型腔型芯的設(shè)計塑料件具有內(nèi)螺紋，型芯設(shè)計為獨立的螺紋型芯（如圖2.6所示）,以便旋轉(zhuǎn)脫模。并采用H8/h8的間隙配合，將螺紋型芯直接 插入模具相應(yīng)的配合孔中。凹模設(shè)計為底部鑲拼結(jié)構(gòu)（如圖2.7所示），簡化了模具的加工性，減少了熱處理變形，鑲拼結(jié)構(gòu)便于模具維護，節(jié)約了貴重的模具鋼， 鑲拼處的間隙利于排氣。2.7.1.1 型腔、型芯徑向尺寸計算910注射塑料ABS的成型收縮率：cpSmaxSmin由表 18.1.3-2 知 Smax=0.7%，Smin =0.3%0.7%0.3%2=0.5%（1）型腔的徑向尺寸:L

17、m=( 1+SP% Ls 40式中Lm 型腔徑向尺寸；單位為 mm圖2.6 螺紋型芯圖2.7凹模鑲塊Ls 塑件的基本尺寸；單位為 mm塑件的公差值；模具成形零件的制造公差；取/4將數(shù)據(jù)代入公式中得：Lm1 = (1+0.5%)X 95- 0.75 X 0.60 0+0.07=95.220+0.07 mmLm2= (1+0.5%)X 66- 0.75 X 0.52 0+0.13=66.070+0.13 mmLm3= (1+0.5%)X 87- 0.75 X 0.60 o+0.07=87.15o+0.07 mm+0.05+0.05Lm4= (1+0.5%)X 8-0.75 X 0.20 0=95.

18、220 mm(2)型芯徑向尺寸：,30lm= ( 1+Sp%) Ls+4式中 lm 型芯徑向尺寸；單位為 mm將數(shù)據(jù)代入公式中得:lm1= ( 1+0.5%)X 63+0.75 X 0.46-o.i2O=62.78-0.122.7.1.2 型腔、型芯的深度尺寸的計算（1）型腔深度尺寸計算:2H*(1+SCp% Hs-3A式中Hm-型腔深度尺寸；單位為 mmH s -塑件的基本尺寸；單位為 mm將數(shù)據(jù)代入公式中得:Hm1= (1+0.5%)X 13- - X 0.22 0+0.06=12.930+0.06 mm32Hm2= (1+0.5%)X 5 X 0.18 0+0.05 =5.3 0+0.0

19、5 mm3(2)型芯高度尺寸計算：hm=(1+Sp% Hs 32 0 +- A hm1 =(1+0.5%)hm2 =(1+0.5%)hm3 =(1+0.5%)X 11+- X 0.223X 5+- X 0.1832X 2+ X 0.163-0.05 0 =1 1.25-0.05 =5.150-0.05 mm0-0.05 mm0 0-0.04=2.11 -0.042.7.1.3 螺紋成型零件的工作尺寸計算大徑DsDsScp式中 dM -螺紋型芯大徑（mm；Ds-塑件內(nèi)螺紋大徑（mm；Scp -塑件的平均收縮率（%, ABS取 Scp =0.5%；b-塑件內(nèi)螺紋中徑公差（mm；查螺紋公差標準 GB

20、197-81得b=0.18mmz-螺紋型芯大徑制造公差（mm,查資料表3-6得z=0.06mm代入數(shù)據(jù)得：dM = (80+80X 0.005+0.18 ) 爲=80.58°0.06mm中徑30d2MD2SD2SScpb4Z式中d 2M -螺紋型芯中徑（mm；D2S-塑件內(nèi)螺紋中徑（mm；Z -i-螺紋型芯中徑制造公差（mm。查資料表3-7得z=0.05mm代入數(shù)據(jù)得：3d2M = (78+78X 0.005+Y X 0.18 ) 00 05mm4=78.5300.05mm小徑d1MD1SD1SScpb z式中dim -螺紋型芯小徑（mm；D1S-塑件內(nèi)螺紋小徑（mrj）Z -螺紋型

21、芯小徑制造公差（mm。查資料表3-6得z=0.06mm代入數(shù)據(jù)得：d1M = (76+76X 0.005+0.18 ) 爲=76.56 00.06mm螺距PMPSPSScpZ式中Pm -螺紋型芯螺距（mm；Ps-塑件內(nèi)螺紋螺距（mm；z -螺紋型芯螺距制造公差（mm。查資料表3-8得z=0.04mm代入數(shù)據(jù)得：Pm = (1.5+1.5 X 0.005 )± 0042=1.51± 0.02mm型腔側(cè)壁厚度與底板厚度的校核由理論分析和生產(chǎn)實際證實，在塑料熔體的高壓作用下，小尺寸模具主要是 強度問題。首先要防止模具的塑性變形和斷裂破壞。因此，用強度條件式進行凹 模壁厚和底板厚度

22、設(shè)計計算，再用剛度條件式進行校核11。剛度條件計算式（1）組合式型腔側(cè)壁厚度ErP1/2ErP1/2E 0.75rPE 1.25rP式中 E-模具鋼材的彈性模量（N/mm2）;般中碳鋼E = 2.1 105 N / mm2 ；-模具剛度計算許用變形量（mm）；-模具鋼材的泊松比，=0.25 ；P-模腔內(nèi)最大熔體壓力（N/mm2）ABS塑料蓋，要求達到SJ1372- 78的3級精度，模具為IT8級精度，且為組 合式型腔結(jié)構(gòu)。塑件尺寸為© 95mm X 13mm，以W=© 95mm為計算尺寸，查資料 表4.4-13，代入得：=25i2=25 0.45W1/5 0.001W=25

23、X 0.451/59520.001952=25 m=0.025 mm所以R = 9550.025 2.1 100.759534.31/250.025 2.1 101.2534.32=81.2 mm則壁厚應(yīng)為 81.2 mm-47.5 mm =33.7 mm該板最小壁厚為52.5 mm ,符合條件(2)組合式型腔底板厚度1/3E=0.74434.3 47.52.1 105 0.0251/3=20.1mm設(shè)計底板厚度為21 mm，符合要求。2.722 強度條件計算式(1)組合式型腔側(cè)壁厚度1/2Sr1(> 2P)2P式中-模具強度計算的許用應(yīng)力(N/mm2);般中碳鋼=160N/mm21/2

24、代入數(shù)據(jù)得：160Q47 C!1S4 / .5160 2 34.3=15.3mm該板設(shè)計壁厚為52.5 mm>15.3 mm ,符合強度條件(2)組合式型腔底板厚度1/21.10r 旦2 1/2T 3 3 Pr81/2代入數(shù)據(jù)得：T 1.10 47.5 343=20.2 mm160設(shè)計底板厚度為21 mm，符合強度要求2.8螺紋塑件脫模機構(gòu)設(shè)計模外動力旋轉(zhuǎn)脫模設(shè)計生產(chǎn)中常用模具外的人力或電動機-減速器拖動，旋轉(zhuǎn)螺紋型芯實現(xiàn)螺紋塑件 的脫模。但是螺紋塑件不能跟隨成型零件一起轉(zhuǎn)動，一定要有止轉(zhuǎn)措施。為此，在螺紋塑件的內(nèi)表面設(shè)有止轉(zhuǎn)孔。為了減少勞動強度提高效率，適應(yīng)大批量生產(chǎn)，本設(shè)計采用電動機

25、旋退塑件 螺紋。在第U次分模完畢后，電動機帶動鏈輪使螺紋型芯開始旋轉(zhuǎn)脫模，在脫模 過程中，固定在動模板上的止轉(zhuǎn)襯套在彈簧的作用下始終與塑件端面保持接觸， 以防止塑件隨螺紋型芯旋轉(zhuǎn)，一直到脫模結(jié)束。282螺紋脫模力矩計算螺紋旋退時的脫模力矩計算：M = fcPs2= fc(Pl P2)2式中r2-螺紋中徑的半徑值；Ps總包緊力；fc-塑料件與鋼表面的脫模系數(shù) 。由機械設(shè)計手冊及表 4.6-1確定有關(guān)參數(shù)：M80普通粗牙螺紋，中徑32d2=78mm r=39mm 內(nèi)徑 d!=76mm 外徑 d =80mm ABS，E =2.1 x 10 N/mm， a =10X 10-5/C，fc=0.45 ,T

26、f =100C, Tj=60C,卩=0.38。由已知條件 R=47.5mm h=13mm代如數(shù)據(jù)得：t=R r2 =47.5 39=8.5mmt 8.511 二 > d278 10 80P1 =R21.25 E(TfR25378 111.25 10 10 5 2.1 103(10060)220.3847.5392247.539=6060.9 N2 2P2=1.5 a E ( Tf Tj) (d d1 )=1.5 X 10X 10-5 X 2.1 X 103X 40X( 802- 762)=7862.4 NPs= Pi + P2 =6060.9+7862.4=13923.3 NM = fc

27、psr2=0.45 X 13923.3 X 0.039 188 N m2.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計注射模不僅是塑料熔體的成型設(shè)備，而且還是熱交換器。模溫（模具溫度） 調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān)系塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是注塑模設(shè)計的核心內(nèi)容之一。對于 大多數(shù)較低模溫的塑料，僅設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)。對于模溫超過80C的塑料，以及大型模具需要設(shè)置加熱裝置。因 ABS要求的模溫為40C70C，不超過80 E，故 無須設(shè)置加熱裝置。冷卻系統(tǒng)的簡略計算對于大多數(shù)中小型注塑模具的水冷卻系統(tǒng)，必需計算冷卻傳熱面積，確定冷 卻水溫度和流量。熱平衡計算進行注射過程熱平衡計算，就是計算單位時間內(nèi)熔體固化放出熱量等于冷卻 水所攜走的熱量Q

28、inimpinG式中:Qin-塑料熔體每小時冷卻固化所放出的熱量（KJ/h）;n-每小時注射次數(shù)；G-每次注射的塑料用量（Kg）; 叫-每小時注射的塑料量（Kg）i-每千克塑料熔體凝固時放出熱焓量（KJ/Kg）;由資料表4.9-1得 i=400 KJ/Kg設(shè)注射周期為60s,則n=3600/60=60Qin =400X 60 X 0.0416 998.4 KJ h冷卻水每小時從模具攜走熱量QoutQoutmwC w (t outtin)式中mw-冷卻水每小時的用量（kg/h ）;Cw-冷卻水的比熱容，4.187KJ/Kg oC;tout -模具的出水溫度。C;t -模具的進水溫度。Co由熱平衡

29、條件Qout =Qin可得：mwimpi nGC tw outtinc tw outtin其中，取 tout 為 28oC; tin 為 22oC;mw =998.44.18728 2239.7(kg/h)湍流計算經(jīng)計算保證冷卻水在水管中處于湍流狀態(tài)，從而獲得冷卻水的體積流量V ,并確定相應(yīng)的管徑d，由水的密度=1000kg/m3和每小時用水量mw，可換算得冷卻水的體積流量V=E)=0.398 10 5衛(wèi)色(m3/min )60tout tin5998.433=0.398 105.1 10 m /min28 22由資料表4.9-2查得：冷卻水管的直徑為8 10 3 m。則冷卻水流速4Vv 60

30、 d20.0202二d2(m/s)=0.02025.1 108 10 3 1.61 m/s2.9.1.3 冷卻面積計算以冷卻水的平均溫度tcp=25C查資料表4.9-3得冷卻水物理性質(zhì)參量的函數(shù)A°=7.93。由式3.6A00.8vd0.23.67.930.81000 1.61=27568.8 kJ /m2 h C3 0.210 3則所需冷卻面積代入數(shù)據(jù)=imPt=400_°.0416_6027568.8 250.00145m22.9.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，為了提高冷卻效率和爭取型腔表面溫度的均勻 與穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合設(shè)計中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定準 則。在管道回路布置時，還需進一步

31、考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好12。本設(shè)計采用螺旋式冷卻回路，如圖2.8所示，大 直徑的圓柱高型芯，在心柱表面車制螺旋溝槽，壓入_ 型芯的內(nèi)孔中。冷卻水從、中心孔引向心柱頂端，經(jīng)- 螺旋回路從底部流出。心柱使型芯有較好剛性； 較薄的型芯壁改善了冷卻效果，只是加工較復(fù)雜。冷卻水套圖2.8螺旋式冷卻水套2.10注射機有關(guān)尺寸的校核最大注射量的校核必須保證塑件所需的注射量（包括澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi)）小于注射機允許的 最大注射量，一般占注射機最大注射量的80%內(nèi)13。當注射機的最大注射量以最 大注射容積Vmax等于或大于成型塑料件的體積Vs即Kl Vmax > Vs式中Vs-塑料

32、件所需塑料的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)，CR3）；Vmax-注射機最大注射量（公稱容積，CR3）；Kl-注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取 Kl=0.8。塑料的J容積與其壓縮率有關(guān)，故所需塑料的體積為：Vs =Ks V式中ks-塑料的壓縮率；V-塑料件的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)，cR）。由資料31表4-3得ABS的壓縮率Ks=1.82.0，密度為1.01.1 g/cm2 29.5822V =131.3 0.20.20.20.31.3 0.422+ 0.220.122 2.10.12 tg10 1.2=39.62cm3則3Vs = 2.0 X 39.62 = 79.24 cm該注射1機的最大注射量為125cm則3Kl Vmax 二80%X 125二 100> Vs = 79.24 cm符合要求。2.10.2 鎖賁模力的校核注射機L鎖模力（F鎖）的校核關(guān)系式應(yīng)為：F鎖=Pq （n Ai+A） /1000式中 n-型腔數(shù)目；n=1;Pq-塑料件熔體對型腔的成型壓力（MPa；AA1- -單個塑料件在模具分型面上的投影面積（cR） Ai=7.09 X 103 （ cR）2- -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（cR） A=0.21 X 103 （cR）由資料查表2-2可知，ABS的熔體壓