电脑光碟支架托架的注塑模具设计-[机械毕业设计论文A3054]
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模具设计
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毕业设计
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a3054
- 资源描述：
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文档包括:
说明书一份,29页,10000字左右.
图纸共9张:
A0-装配图.dwg
A1-推板固定板.dwg
A2-垫板.dwg
A2-热流道板.dwg
A2-塑件图.dwg
A2-推板.dwg
A2-推板固定板.dwg
A2-型芯.dwg
A2-型芯固定板.dwg
- 内容简介：
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目 录 1 产品工艺性分析 2 材料性能 2 成型特性及条件 3 塑料制品结构分析 3 强肋 3 角 3 零件体积及质量估算 4 2 注塑成型的准备 4 塑成型工艺简介 4 塑成型工艺条件 5 塑机基本参数 7 选注射成型机的型号和规格 8 射机的校核 9 射机的校核 9 模力的校核 9 化能力的校核 9 具外形尺寸校核 9 具厚度校核 10 10 3 . 1 型腔数目的确定 10 型面位置的确定 11 注系统形式和浇口的设计 12 流道尺寸与形式 13 流道 13 流道表面粗糙度 13 口 14 注系统的平衡 15 具材料的选择 1 5 定型腔、型芯的固定方式及尺寸 16 定型腔、型芯的固定方式 1 6 定 型腔、型芯的尺寸 1 6 型型腔壁厚的计算 17 定顶出系统和机构类型 18 杆数量及结构形式 18 位装置设计 19 出机构的导向 19 模机构 19 模力校核 19 杆校核 20 向与定位机构 21 气设计 21 度调节系统 22 4 模具 工作说明 23 参考文献 25 致谢 26 附录 1 27 附录 2 31 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 1 页 共 29 页 1. 前言 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高 、 产品质量好 、 材料消耗低 、 生产成本低而广泛应用于制造业中。 注塑模中的 叠层式热流道模具是当今注塑模具工业发展的一项前沿技术。叠层式模具通常是将两副常规的单层注塑模组合在一起 ,能充分利用注射机的生产能力 ,大批量生产扁平制件以降低生产成本。热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点 ,将其与叠层式模具相结合 ,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高 效自动化 ,故叠层式热流道模具技术日趋受到世人的关注。 2. 注塑件的设计 能设计 本 塑件要求能够放置一 张普通光盘 ，关于零件的造型图如图 2示 ， 详细结构可参考零件图纸。 作为光盘播放器的一部分，主要是应用它的形状特征，对其表面质量要求不高，满足一般塑料件的外观即可。另外还需要 承受 一定的 外力 ， 如 小 载荷 、 振动 、 摩擦等情况 ；塑件的工作温度 略高于 室温 ， 这使得在材料选择时对热变形温度 、 脆化温度 、 分解温度的要求 较高； 生产批量是大批大量生产 ， 这样 ， 就必须考虑生产成本和模具寿命 ， 在材料的选择时要综合各种因素 ； 此外 ， 塑料都会老化 ， 作为一种光 驱 用品 ,还要考虑到材料的光氧化等问题 。 料选择 对于热流道模具，要求塑料的熔融范围小，热稳定好，对压力敏感，易于熔融和固化。热塑性变形温度高，能将塑件迅速从模具中取出。其次还 要考虑材料的力学性能 ， 如屈服应力 、 弹性模量 、 弯曲强度 、 表面硬度等 。本 塑件对材料的要求首先必须是 强度和耐热 好 ， 其次才是成型难易和经济性问题 ；综合各种条件，我们选用各种性能都比较好的 以满足本塑件的各项要求，同时也适合用于热流道模具的生产。 图 2 1 光碟支架 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 2 页 共 29 页 本 塑料生产过程中 ,成型 对塑件的结构 、 形状 要求、 尺 寸精度等方面 要求 较高，而对塑件的表面粗糙度要求不高，满足一般的塑料制品的要求即可。 便降低模具结构的复杂程度和制造难度 ， 保证生产出价廉物美的产品 ； 另一方面 ， 模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析 ,弄清塑件生产的难点 ,为模具设计和制造提供依据 。 塑件的说明 此 零 件属于薄壳制件，厚度平均为 在 使用 造型时 ，先拉伸出一矩形实体，将上端挖出后进行抽壳，之后进行相应的加强筋和齿条等结构，之后挖除中心的平行四边形孔。 厚 各种塑件 ， 不论是结构件还是板壁 ， 根据使用要求具 有一定的厚度 ， 以保证其力学强度 。 一般地说 ， 在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚 ， 不仅可以节约原材料 、 降低生产成本 ； 而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短 、 提高生产率 ； 其次可避免因过厚产生的凹陷 、 缩孔 、 夹心等质量上的缺陷 。 厚 推荐值 ： 最小壁厚 1 。 该塑件属于中小型件 ， 从图 2 1 上 可以 看 出， 塑件 大部分的 壁 厚均匀， 为 大的壁厚位于齿条处，充型时相对于其它位置可能有一定的难度，可以依靠改善注射工艺来得到改善，从而得到合格的制件。 模斜 度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩 ， 使其紧箍在凸模或型芯上 ， 为了便于脱模 ， 防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损 ， 与脱模方向平行的塑件内 ， 外表面都应具有合理的斜度 ，但是本塑件是浅壳件，可以不设置拔模斜度，因为它高度方向的尺寸只有12且呈现阶梯状分布，可以很方便的进行脱模。 强肋 塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻力，提高融体流动性，避免气泡 、 缩孔和凹陷等现象的产生。 右 图 2 2 所示为 在该塑件中的加强肋 ，它的作用是加强塑件的强度（在本加强筋的对称一侧，有齿条充当加强筋，在此处设置有利于平衡塑件强度，减少翘曲），同时有利于料流方向的改变。由于塑件本身内部有阶梯状的内凹，减少了制件使用时对光盘的摩擦，同时还可以增图 2 2 加强筋 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 3 页 共 29 页 加塑件的强度。 角 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角 过渡 连接，有特殊要求时才采用尖角结构。 使用 尖角容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。该塑件大部分的圆角取 要是考虑到了本塑件本身的壁厚较薄，采用较大的过渡角会引起塑件产生明显的局部收缩，如果成型后发生较大的变形，可以采用适当的退火处理。 件的尺寸精度及表面质量 尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般 用品，所以精度要求为一般精度即可 。 据精度等级选用表， 高精度为 3 级，一般精度为 4 级。根据塑件尺寸 公差表 （ 106281 ， 选择相关尺寸的公差。本塑件由于尺寸需要稳定，所有尺寸都采用 4 级的精度，以满足实际的需求。 3. 产品工艺性分析 料性能 料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。这三种组分的各自特征，使 、韧、刚”的综合力学性能 。 毒、无味，呈微黄色，成型塑件光泽性好。密度为 cm/g 。 良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化 学稳定性和电气性能。其尺寸稳定性好，易于成型加工。水、无机盐、碱、酸类对 乎无影响。其缺点是：耐热性不高，连续工作温度只有 70 度左右；耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 形特性及条件 （ 1） 料吸湿性强，成型前必须充分预热干燥，达到含水量小于 要求。 （ 2） 本塑料流动性一般，溢边值 （ 3） 温度、时间、压力在塑件的成形中对质量影响较大。成型时宜采用较高的加热温度（模温 50 80 ）和较高的注射压力（螺杆式注射机：温度 160 220，注射压力华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 4 页 共 29 页 70 100） 1 （ 4） 结构工艺性 ： 零件壁厚均匀，所有壁厚都大于 料的成形最小壁厚 射成型时不会发生填充不足现象。（应用 及 塑料顾问 分析得出） （ 5） 塑件相关信息如下 （ 分析得出） ： 体积 = 曲面面积 = 密度 = cm/g 质量 = g 模型的 最大 投影面积 = 4 塑件的 注塑充型模拟 采用的最大注塑压力为 100具温度为 70；流体温度为 214。结果显示：is to be as be （ 你需要分析的塑件非常适合用塑料顾问软件来分析但是，对于厚度不均匀处，分析结果会有较大的误差。 ） be be to on to of 你的元件可以很顺利的充型，但是部分位置可能不能达到理想的效果。 你可以利用本软件的图形结果来提高你塑件的质量。 ） 在模拟浇注前，对塑件进行了浇口的优化模拟，结果如图 4 1 所示：可以看出，最佳的浇口位置在塑件的中间部分，因此将浇口设置在图示箭头所示之处。 使用软件优化后的成型工艺参数进行浇注模拟得到模拟结果图形 如下： 图 4 1 浇口模拟图形 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 5 页 共 29 页 从图 4 2 B 和图 4 3 A 可以看出，本塑件可以很好的充型，且可以得到较好的成型质量，没有 成型不良的地方。但是对于图 4 3 C、 D 可以看出塑件 很 可能有气泡和熔合纹图 4 2 成型模拟结果图一 图 4 3 成型模拟结果图二 A B C D A B C D 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 6 页 共 29 页 的产生。 对与产生缺陷的原因有两个：一，本软件模拟的时候不考虑冷却和排气；二， 在壁厚不均匀的地方容易产生气泡，在两个熔体交汇处容易产生溶合纹。 所以在模具设计中可以 根据这些缺陷产生的位置 设置好冷却系统和排气装置 （在气泡容易产生的位置布置推杆，可以利用顶杆和型芯的配合间隙进行排气；在溶合纹产生处，如果可以适当的调节工艺，使料流在交汇处可以充分溶合，就会大大降低溶合纹产生的几率） ，达到 减少甚至消除缺陷 的效果。 需要注意的是： 模拟中采用的工艺参数为软件优化结果，在实际生产中仅用于参考， 还需要 根据实 际注塑效果进行调节。 终上所述，塑料采用如下的成型工艺参数： 注射时间： 1.2 压时间： 15 却时间： 15 具温度： 70 料流温度： 200 注射压力： 55. 确定模具基本结构 本模具为叠层模具，采用冷流道，将会产生很多的凝料，增加制件的推出长度，影响生产率，所以采用热流道无凝料，充分配合叠层模具的优势，提高生产率； 由于塑件在高度方向为 12用普通顶出方式就可以将塑件安全顶出，因此 顶出方式采用推杆推出；由于是双层模具，所以型芯、型腔、顶出等都有两套，其中 顶出装置的动力来源是一个重要的问题，除了采用注塑机本身所带有的顶出动力外，需要另外设置两个液压缸来实现另一套顶出装置的动力提供；供热流道二级喷嘴选择的浇口一般有两种：直接浇口和点浇口，由于直接使用于比较大的制件，且痕迹比较大，采用点浇口进料，既能满足进料需求又可以避免在制件上留下较大的痕迹。本塑件 无 侧凹和侧壁孔，所以不需要设置侧向抽芯装置。 6. 初选注塑成型机的型号和规格 为了提高生产力，模具采用叠层模具，但是如果采用冷流道，将会产生很大一部分的凝料，不利于材料的利用和生产率的提高，因此 决定 采用热流道 模 具 成型， 设置 一模四腔，双层 模具 。 根据 公式 1 ： 图 3 3 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 7 页 共 29 页 38 3 9 . 5 3950 . 8 0 . 8Zg c m 8 4 1 . 4 4140 . 8 0 . 8 4 1 8 3 7 9 . 8 ( 7 0 1 0 0 ) 5 1 4 5 . 3 4 4 7 3 5 1 . 9 2 0F n P A k N 式中：gV、F 分别 代表注塑机最小注塑体积、最小注塑质量和最小锁模力；n 为一次成型塑件的个数； P 为注塑压力； A 为塑件的最大投影面积（沿分形面法线的方向）。 用于本模具为叠层模具，需要增加锁模力（ 5 15） ， 所以初步估计需用的锁模力为 5403 8454合上述条件：注塑机需要 满足 注塑体积大于 400 3质量大于 414g，锁模力 最好大于 5403 8454 选择 注塑机，具体参数如 表 5 1： 注 塑 装 置 螺 杆型号 标准 螺杆直径 /25 螺杆长径比 (L/D) 20 理论注塑容量 / 36300 注塑压力 /75 注塑速率 /(g/s) 920 塑化能力 /(kg/h) 杆转速 /(r/0 80 锁 模 装 置 锁模方式 外翻双曲肘式 锁模力 /0000 模板最大开距 /300 模具厚度 /00 1100 拉杆间距 /180 1100 模板最大行程 /200 定位孔直径 /50 表 5 1 注塑机 参数 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 8 页 共 29 页 定位孔深度 /0 喷嘴伸出量 /0 喷嘴球半径 /0 顶出力 /顶出行程 /60/300 电 气 模具厚度调节电机功率 /热功率 /泵电机功率 /04 其 它 机器质量 /t 70 外形尺寸 /m . 模具结构设计 型零部件的尺寸计算： 对于模具和塑件的尺寸公差标注，有以下规则可以借鉴 2 ： 孔类尺寸：模具工作尺寸标注形式为： ； 塑件尺寸标注形式为：轴类尺寸：模具工作尺寸标注形式为：； 塑件尺寸标注形式为：中心距离：模具工作尺寸标注形式为： /2塑件尺寸标注形式为： /2A 类尺寸 型腔径向 1 ： 由 (1 ) A X 计算得： 塑件 原始 尺寸 模具尺寸 计算 塑件 原始 尺寸 模具尺寸 计算 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 其中： 表 7 1 模具型腔径向尺寸 单位： 北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 9 页 共 29 页 是修正系数： 1/2 3/4 取 2/3 精度： /3Z （以下公式中的参数 代表意义 与此一致） B 类尺寸 型腔深度 1 ： 由 23 (1 ) H 计算得： 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 0 0 0 C 类尺寸 型芯径向 1 ： 由 (1 ) B 计算得： 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 0 0 0 0 0 0 D 类尺寸 型芯高度 1 ： 由 23 (1 ) h 计算得： 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 0 0 0 0 0 0 0 单位： 7 2 模具型腔深度尺寸 表 7 3 模具型芯径向尺寸 单位： 7 4 模具型芯高度尺寸 单位： 北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 10 页 共 29 页 E 类尺寸 中心距离 1 ： 由 ( 1 ) / 2M Z S C 计算得： 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 塑件 原始 尺寸 模具 计算 尺寸 腔和型芯的尺寸计算 考虑到本模具的型腔加工较之型芯容易，决定型腔采用整体式 。 矩形整体式 型腔 ： （ 选用材料 40 （ 1） 型腔壁厚 由刚度计算 1 ： 43c 443 3 51 . 5 4 0 1 2 6 . 1 82 . 1 1 0 0 . 0 2 5c c P aS m （ 2） 型腔底板厚 由刚度计算 1 ： 43 h c 443 3 5 0 . 0 2 7 3 7 0 1 2 5 4 4 . 6 32 . 1 1 0 0 . 0 2 5h c P bS m L=240 a=12 b=125 L/a=20 c=10 L/b=4 443 3 2 0 1 . 52 2 0 9 62 9 6 c=2 . 0 1 . 9 2 . 0 1 . 9 20 . 0 0 0 5 0 . 0 2 7 7 x 计算得出 。 P 熔体压力 ； 可以根据以下公式计算 1 ： P K a 最大注射压力 K 压力损耗系数： K= 7 5 模具中心距离尺寸 单位： 7 1 模具型腔壁厚 图 7 2 分型面 位置 分型面 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 11 页 共 29 页 0P 熔体 压力 040据实际情况，采用如图 7 2 所示位置作为分型面： 综合上述的计算，型腔的尺寸如 7 3 图所示 ： 可以看出，型腔的尺寸完全满足了型腔应有的强度要求，之所以采用如此的尺寸，是因为之后要在其上 留下 加工二级喷嘴、导柱孔、螺钉孔等的空间 （加工孔影响型腔的整体刚度和强度） ，所以采用了比较大的厚度尺寸。 型芯的尺寸如 图 7 4 所示 ： 考虑到型芯比较不容易加工，所以选择使用镶块的形式，使用螺钉固定！具体结构参见模具的总装配图。 出机构 的设计 图 7 4 型芯 及型芯尺寸 图 7 3 型 腔及型腔尺寸 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 12 页 共 29 页 出力的计算： 由于本塑件为一矩形，按照矩形的脱模力来计算，矩形塑件断面的脱模力 1 ： 228 c o s ( t a n ) 0 . 1( 1 )E S L E 塑料的弹性模量（ E=1800 塑料平均成型收缩率（）： S=L 塑件对型芯的包容长度（ L=f 塑件与型芯之间的静摩擦系数，常取 f k 无因次系数：2 1 s i n c o s 1 型芯的脱模斜度，由于本产品是浅壳状制品，可以不设置拔模斜度： 0 2 塑件的平均厚度：2 塑料的泊松比： A 盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积， 此塑件无盲孔： A 0 228 c o s ( t a n ) 8 1 . 5 1 8 0 0 0 . 5 c o s 0 ( 0 . 2 t a n 0 )0 . 1 0 3 3 2 3( 1 ) ( 1 0 . 3 5 ) 1E S L 推出机构最常用的有推杆推出和推板推出，考虑到本模具的结构简单，制件易推出。选择推杆推出机构。 杆的确定： （ 1） 推杆的形式 推杆的形式很多，较常见的有 考虑到 本塑件 比较容易推出且圆推杆比较廉价，随意 推杆采用 a 类圆推杆。 推杆的尺寸 （ 2） 推杆长度 由 模板厚度 、垫板厚度 、推出距离 、模架本身等 确定 （ 本模具中2 5 6 0 1 2 0 2 0 5H H H m m m m m m m m 推 杆 固 定 板 型 芯 固 定 板 高 度 垫 板 厚 度 另外由于顶杆顶出位置不同和模架的机构，所以还应根据需要增加一定的长度 ） 。推杆直径不宜太细，应有足够的刚度和强度来承担推力。推杆（初步采用 径 d 的确定可根据压杆稳定公式求得 1 ： 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 13 页 共 29 页 1 / 4224 2 4 0 . 5 3 3 2 31 . 5 5 . 84 2 1 0 0 0 0m 圆整为 6 式中， 是安全系数，取值 L 是推杆的长度 F 是脱模力 3323（ N）；n 是推杆数目：取 4（取四根的原因是考虑到 4 根推杆可以很好的平衡塑件，在推出的过程中不容易产生倾斜） ； E 是推杆材料的弹性模量 210000（ 推杆直径确定之后，需要进行强度校核，即 1 ： 24 c 式中， 是推杆的许用应力 200（ c是推杆所受的应力（ 224 4 3 3 2 3 2 9 . 4 2 0 04 3 . 1 4 6c 根据 4169杆的具体形状和尺寸如 图 7 5 所示 ： 由于塑件有台阶且推杆布置的位置不同， 推杆长度 也 不一 致 ，采用两个长度的推杆，其一： 二： L 所代表的长度为图 7 5 所示的 L 尺寸） 。 （ 3）推杆的布置 在保证塑件成型质量和顺利脱模的情况下，推杆数量应 尽量少，并尽可能设置在塑件内侧，以免因顶出痕迹而影响塑件外观。如果因为塑件某些特殊要求，推出位置必须设置在其外观时，可在推杆工作表面加工一些装饰性标志。 本塑件的推 杆布置如 图 7 6 所示： 推杆相对于中心线对称，位于其内部，推出部分在齿条和加强筋处比较不容易推出，在其边缘分别布置一个推杆。 图示凸模 塑件 成型 后 上 端中心不连接，所以布置两根位于 上端。图示为型芯上的视图，实际工作中还 应根据 需要在 型腔 表面涂上相应的脱模剂。 位机构的设计 图 7 6 推杆位置 图 7 5 推杆 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 14 页 共 29 页 为了进行下一循环的成型，脱模推出机构在完成塑件的顶出动作后必须回到初始位置。除推出板外，其它顶出形式（推杆顶出、推管顶出等）一般均需要设置复位机构。考虑到复位杆复位的可靠性，选择复位杆作为复位机构。一般设置 4 根，对称布置在推出板的四周。 复位杆的材料、热处理及表面粗糙度要求与推杆相同，其形式和尺寸分别采用如下所示： 复位杆尺寸如 图 7 7： 装配后的图形如下： 图形 7 8 为上顶出设备， 图形 7 9 为下顶出设备。 可以看出，上顶出设备的长度大于下顶出设备的长度，因为下顶出设备的动力来源于注塑机本身，而上顶出需要加装液压设备保证动力。 图 7 8 上顶出设备 图 7 7 复位杆 推板 推 杆 复位杆 推板 固定板 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 15 页 共 29 页 向机构的选择： 模具采用 用导柱导套配合导向 ，并且起到支撑中间部分的作用 。 由于在顶出制件的时候 需要控制推出长度，以免使顶杆等滑出配合面，所以使用两 个系列的 导柱：一 类 为限位导柱 （ 图 A） 、一 类 为普通导柱 （ 图 B） ， 考虑到平衡和支撑中间部分的作用，每类导柱 各用四根 ，与之相配合的导套 已在图中示出 。如 图 7 10 所示： 图 7 9 下 顶出设备 图 7 10 导柱、导套 复位杆 推 杆 推 杆 固定板 推板 图 A 限位导柱 图 B 普通导柱 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 16 页 共 29 页 流道系统的设计： 流率是指在浇注系统中的熔体流率。此时熔体处在高温及高压之下，其比容较固体时为高，而且依熔体之温度，流道内的静压力和塑料品种而异。此值可用斯宾塞推荐的状态方程式计算，即 3 ： 12( ) ( ) p p V R T 因此 12 其中： 1p 熔体在流道中所受的外部压力（ 2p 熔体在流道中所受的内压（ V 熔体在该状态下的比容（ g/； 熔体在 273下的比容 ： g/； R 修正的气体常数 ： T 绝对温度（ 273）。 30 . 2 8 6 2 5 ( 2 1 4 2 7 3 ) 1 . 2 5 2 . 1 4 9 3 7 9 /1 0 0 5 5V c m g 注射时间为 8 个塑件总重为 316g。 则其主流道中的体积流率 32 . 1 5 3 1 6 5 6 6 /1 . 2S c m 。 分流道中的体积流率 3/ 4 5 6 6 / 4 1 4 1 . 5 / c m s ； 进料口的体积流率 3/ 2 1 4 1 . 5 / 2 7 0 . 7 5 / c m s 。 （ 1） 主流道的直径 ： 30 7 （ 加热方式。 （ s/ 330 . 1 2 7 0 . 1 2 7 5 6 6 1 . 0 5 1 0 . 5 c m m m 图 7 11 主流道 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 17 页 共 29 页 取为 11 对于主流道护管，由于外加热装置不容易安装，而绝热流道又不利于生成，因为绝热流道适应的塑料有限， 太适合使用绝热流道，因此采用内加热系统，所以主流道护管内壁和内加热器外壁之间的间隙宽度为 3 ： 30 9 （ （ s/ 330 . 0 4 9 0 . 0 4 9 5 6 6 0 . 4 4 c m m m （ 2） 分流道的直径 ： 30 3 （ 加热方式。 （ s/ 330 . 2 7 3 0 . 2 7 3 1 4 1 . 5 1 . 4 2 1 4 . 2 c m m m 取为 15 （ 3） 进料口 点进料口直径3： 30 . 0 4 6 7P G （ （ s/ 330 . 0 4 6 7 0 . 0 4 6 7 7 0 . 7 5 0 . 1 9 3 1 1 . 9 3 1P G c m m m 取为 2流道板（集流板）的设计 热流道板加热功率的计算 所谓加热功率是指把热流道板升温，从室温（以 20计 ）升高到指 定温度（一般为200 220 ）所需的热功。升温时间是个重要因素，习惯以 1h 为准，但近年来为了提高生产率，对中小型模具改为 一般计算式为： 0 5860 式中 ： P 加热功率（ 图 7 13 点浇口 图 7 12 分流道 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 18 页 共 29 页 t 热流道板所需要升高的温度（热流道板温度减去室温） 取 244 20（）； W 热流道板的重量（包括紧固螺钉在内） T 升温时间 ，取 1（ h）； 热效率（从实 际统计约为 可取低值） 取 实际上，在升温的过程中，不断有热损失发生。这种热损失随温度的升高而逐渐增大。假定热损失为零时，升温时间为 效率为 1（在考虑热损失的总和之后确定热效率），则可以用以下公式简化计算。 30 . 2 6 7 1 0P t W （ 流道板热损失的计算 (1) 由辐射及对流所生的热损失 当热流道板温度为 200 300时，热流道板表面积每 1 2损失为： 辐射损失 ( 0 . 0 0 3 0 2 0 . 3 5 6 )P t a （ W） 式中 a 表面辐射率（一般热流道板的表面辐射率为 对流损失 ( 0 . 0 0 0 7 9 0 . 0 4 3 ) （ W） 当表面积为 A 时， ，两者合计为： ( ) ( 0 . 0 0 3 2 0 6 0 . 3 2 7 8 )P P A t A （ W） (2) 由传导所生的损失 热流道板一般均为架空安装。但仍必须要有支承物，而且支承物由于受一定的压力，其面积不能过小 。支承物的热传导能率与其接触面积承正比，而与其高度承反比。因 此 ，有支承物的传导热损失为： l 式中 ： P 支承物的总的传导热损失（ W）； a 支承物的接触面积 2 图 7 14 热流道板 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 19 页 共 29 页 t 热流道板与模具的温差 154（） l 支承物之高度 支承物之热导率（ W/ ） 中 碳 钢 锈钢 . 加热于热流道板所需的总功率 假定热流板的温度在 200间，热流道板表面为钢的氧化表面， a 温时间为 且留有 10的余裕 ，则其计算式为 1 ： P W （ A + (W) 224 224 154 . 热流道板的结构形式 常用的热流道板为一平板，其外形轮廓一般为一字形、 H 形、十字形等。为节省加热功率，其体积以小为宜。但过于小则热容量太小，温度不易稳定。外加热式热流道板（所谓外加热是指不在流道内加热）的形式 采用 如图 7示 。分流道加工成通孔，其外端用堵塞堵住。 热流道板在工作中受较大的压力和热应力，一般应使用较强韧的炭结构钢，利用其热导率高的优点。为增加其强度，可用调质处理。 热流道板的隔热 与 支持 图 7 11 热流道板和二级喷嘴 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 20 页 共 29 页 热流道板虽然在 结构上与模具本体大面积隔离，但支撑部位仍然接触。由接触部的传热虽然不大，但它却能影响模具温度的均一性，造成局部过热。 装配好的二级喷嘴和热流道板如图 7 11 所示。 具冷却系统的设计与计算 塑料熔体具有的热量通过辐射、对流约有 5扩散到空气中，而 95由模具本身传导，假设熔体带入的热量全部由模具传导，则有 1 ： 311 1 21 . 9 1 8 2 . 1 7 8 0 . 0 1 2 / m i n( ) 1 0 0 0 4 . 1 7 8 ( 2 7 2 0 ) 式中，3 / ； W 是单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料熔体质量 ）； 是冷却水的密度 1000（ 3/kg m ）； 1c ( )；1是冷却水出口温度 27（）；2是冷却水入口温度 20（）。 1 1 2 3 4( ) 1 . 0 4 7 ( 2 4 4 7 0 ) 1 8 2 . 1 7 8 式中，2 ( )；3是塑料熔体的初始温度 244（）；4是塑件在推出时候的温度 70（）； 是结晶型塑料的熔化质量焓（ /kJ 。 根据冷却水出于湍流状态下的流速 v 与管道直径 d 的关系，确定冷却管道的直径 d 取为15却管道总传热面积 A（ 2m ）可用下式 计算 1 ： 2160 6 0 1 . 9 1 8 2 . 7 1 8 0 . 1 23 7 6 4 . 1 4 4 5 式中， W、 1Q 意义同上， h 是冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 ( )； 是模具温度与冷却水温度之间的平均温差 45（）。对于长径比大于 50 的细长冷却管道，其孔壁与冷却 水的传热膜系数为 h 计算公式为 1 ： 0 . 8 0 . 80 . 2 0 . 21 0 0 0 1 . 1 33 . 6 3 . 6 6 . 4 8 3 7 6 4 . 1 415 224 0 . 0 1 2 4 1 . 1 3 /3 . 1 4 0 . 0 1 5 6 0m 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 21 页 共 29 页 式中 f 值查表 4 23 为 0 s/ d 为直径 m）。 所以，模具应开设的冷却管道的孔数为 ： 0 . 1 2 3 . 6 73 . 1 4 1 5 9 2 6 0 . 0 1 5 0 . 7 1An 所以，取为 4 个。 冷却水孔中心线 与型腔壁厚的距离应为冷却水道直径的 1 倍 2 倍，取为 30却水道之间的中心距约为水孔直径的 3 倍 5 倍。布置冷却水孔如下图 7 12 所示： 8. 校核计算 大注射量的校核 注塑机 的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的 80。所以，选用的注塑机最大注塑量应 2 ： 0 . 8 M M M塑 件 浇机 式中： 注塑机的最大注塑量， g； 塑件的体积， g，该产品 8 316g； 浇注系统体积， g，本模具为热流道， 。 3 2 0M 4 1 5 8 0 . 8 塑 件 浇机此处我们选择的注塑机注塑量为 920g/s，加上热流道内的塑料，可以满足需 要。 浇注系统体积， g，本模具为热流道， 为 0。 故 图 7 12 冷却水管布置 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 22 页 共 29 页 3 2 0M 4 1 5 8 0 . 8 塑 件 浇机此处我们选择的注塑机注塑量为 920g/s，加上热流道内的塑料，可以满足需要。 射压力的校核 注射机 的 最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需要注射压力。 注射时注射压力 取 120 本模具所选的 注射机的额定注射压 力为0P 175足要求。 装尺寸的校核 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适应： 模具长宽 拉杆面积； 模具的长宽为 710 630 ) 注塑机拉杆的间距 1180 1100 ) 模具闭合高度校核： 模具实际闭合厚度 H 8 9 0 m m模； 注塑机模具厚度 H 6 0 0 1 1 0 0 m m ， 00 1100 之间，满足要求。 模行程和顶出行程的校核 所选注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式： 1212S H H H H 5 1 0 m m S H H 1 2 0 0 ( 8 9 0 6 0 0 ) 9 1 0H H 5 1 0 1 5 1 5 1 0 4 0 最 小机 模最 小机 模（ ） （ ）（ ）（ ）显然：满足要求！ 12H , m mH m mS m m机推 出 距 离 ；包 括 浇 注 系 统 在 内 的 塑 件 高 度 ， ；注 塑 机 最 大 开 模 行 程 ， 。模力的校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力 应小于注射机的额 定锁模力 于本模具是叠层模具，锁模力需 增加 15， 且为一模四腔， 所以 故 式中： 华北水利水电学院毕业 设计 说明书 第 23 页 共 29 页 F 1 1 5 P A = 4 1 . 1 5 1 0 0 1 8 3 8 0 = 8 4 5 4 8 0 0 N = 8 4 5 4 . 8 k N 推 模（ +% ） 模具型腔内塑料熔体的推力可按下式计算 ： F 1 1 5 P A推 模（ +%）2 8 3 8 0 m 0 0 0 k 0 0 M P a推锁模型 腔 内 塑 料 熔
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