分油套注塑成型工艺及模具设计【套筒件】【含7张cad图纸+文档全套资料】
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分油套注塑成型工艺及模具设计1.前言1.1 塑料模的功能模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具、金属冲压模具、金属压铸模具、橡胶模具、玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成型的模具，称为塑料成型模具。塑料模优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定后，塑料模具设计对制品质量与产量，就有决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑料成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含义，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成型设备确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的发展应是刻不容缓的策略。尤其大型模具的设计与制造水平，常可标志一个国家工业化的发展程度。1.2 我国塑料模现状在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家落后许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大。在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全，质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool 软件等应用比率不高；独立的模具工厂少；专业与柔化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属于劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。1.3 塑料模发展趋势1.注射模CAD 实用化；2.挤塑模CAD 的开发；3.压模CAD 化；4.塑料专用钢材系列化；5.塑料模CAD/CAE/CAM 集成化；6.塑料模标准化。2.塑件成型工艺分析2.1 塑件图材料：ABS分油套塑件如图：图1 塑件2.2 塑件的分析1.外形尺寸该塑件壁厚为3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性为中性，适合于注射成型。2.精度等级塑件的尺寸精度为高精度MT5。3.脱模斜度ABS的成性收缩率不大，ABS的流动性为中性，为使注射充型流畅，ABS的脱模斜度选为0.5。2.3 ABS的性能分析1.ABS特性：ABS无毒，无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.16-1.21g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有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。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70度左右，热变形温度约为90度左右。耐气候差，在紫外线作用下易变硬发脆。2.成型性能ABS在升温时黏度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度稍大，ABS易吸水，成型前加工要进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚，溶料温度及收缩率影响极小。3.综合性能：综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。3 塑件的成型工艺参数确定3.1ABS注射性能分析3.1.1注射成型过程1.成型前的准备。对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。2.注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3.塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为6075，处理时间为1620s。3.2注射工艺参数查手册得到ABS(阻燃）塑料的成型工艺参数：适用注射机类型： 螺杆式密度： 1.16 1.21g/cm3；收缩率：0.40.8 % ；模具温度：4090；料筒：210240；预热温度： 70C 80C，预热时间 1 2 h ；料筒温度 ： 后段200C210C，中段210C230C，前段180C200C；喷嘴温度： 180C 190C；模具温度： 50C 70C；注射压力： 70 90 MPa ；成型时间： 注射时间3 5s ，保压时间15 30s ，冷却时间15 30s 。3.3尺寸精度按GB/T14486-1993 标准(塑料模具技术手册)，塑料件尺寸精度分为7 级。本塑件所用材料为ABS塑料,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用MT5级精度。零件具体尺寸及其公差值可详见零件图。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关，尤以小型精密塑件为甚。从模具制造精度对塑件精度的影响可知，模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系，由塑件零件图可得，模具精度等级为IT7。3.4 圆角从塑件可知，该塑件内外表面的转折处都设计了圆角,半径R=1mm。其采用圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的流动充模性能，减少了流动阻力。降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形流畅美观。而且成型对应的圆角，提高了模具型腔也有了成型零件的强度。4.拟定模具结构形式4.1 分型面位置确定该塑件是采用轮辐式浇口形式，考虑到浇注系统凝料的方便取出，本次模具设计采用单分型面设计（即图2中的A-A分型面），单分型面使结构变得更加简单，分型更加简便和可靠，具体结构见图2。 图2 分型面4.2 型腔数量与排列方式的确定该设计中的塑件属于中小型件，精度一般，但应用到旋转侧向抽芯，故采用一模一腔的形式。因为是一模一腔的形式，故型腔通过浇注系统从压力中心中取得所需的压力，以保证塑料熔体均匀地充满型腔，使塑件内在质量均匀。从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔，居中安置，根据塑件结构形状，推出机构拟采用推管推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用平衡式，浇口采用轮辐式浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板和支撑板。由上综合分析可确定选用单分型面注射模。4.3选择注塑机4.3.1 注射量的计算通过Pro/E 建模分析可得塑件体积：塑件质量：（4-1）4.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为（4-2）4.3.3选择注塑机根据上面计算得出一次性注入模具型腔的塑料总体积V 总=35.85cm 3 ，结合公式则有：。根据以上计算，初步选定公称注射量为60cm 3 ，注射机型号为XS-Z-60，其主要技术参数（参考资料3第311312 页）5.注射机有关工艺参数的校核5.1注射压力校核PA66 注射压力为7090MPa，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数，则:所以，注射机注射压力合格。5.2锁模力的校核1.塑件在分型面上的投影面积，则（4-3）2.浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料在分型面上的投影面积数值，是塑件在分型面上的投影面积A塑的0.20.5 倍。由于本设计流道简单，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取=0.2。3.塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则（4-4）4.模具型腔内的胀型力F 胀，则（4-5）其中，是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为1436MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。这里取=30MPa。查表4.2 可得该注射机的公称锁模力F 锁=500kN，锁模力安全系数为 =1.11.2，这里取 =1.2，则，所以，注射机锁模力合格。6.浇注系统的设计6.1 主流道尺寸的确定1.主流道的长度初取主L =22mm。2.主流道小端直径d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（3+0.5）mm=3.5mm3.主流道大端直径,式中4.主流道球面半径SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=（10+2）mm=12mm。球面的配合高度6.2主流道的凝料体积主流道当量半径6.3主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中采用T10A，热处理淬火表面硬度为5055HRC。6.4 分流道的设计6.4.1 分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用轮辐式分流道。6.4.2 分流道的长度由于流道设计简单，根据型芯结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。此处单边分流道长度分L 取21mm。6.4.3 分流道的当量直径因为该塑件的质量（6-1）根据经验公式（参考资料3第94 页）可得，分流道的当量直径为：（6-2）6.4.4 分流道的截面形状图3 分流道截面图常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U 形、六角形等为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。6.4.5 分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为x ，底面圆角的半径R =1mm，并查表得，取梯形的高h =4mm，则该梯形的截面积为（6-3）再根据该面积与当量直径为3.5mm 的圆面积相等，可得（6-4）即可得：x 2mm，则梯形的上底约为3mm。6.4.6 凝料体积1.分流道的长度2.分流道截面积3.凝料体积（6-5）6.5校核剪切速率1.确定注射时间查表（参考资料3第11页）可取t = 1.4s2.计算分流道体积流量（6-6）3.校核剪切速率（参考资料3第14页）（6-7）该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。6.5.1分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra0.631.6u m 即可，此处取Ra 1.6u m。另外，其脱模斜度一般在之间，这里取脱模斜度为8。6.6浇口的设计6.6.1浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。6.6.2浇口尺寸的确定1.计算浇口的深度h = 0.7nt = 0.70.73mm=1.47mm式中，t 是塑件壁厚，这里t=3mm；n 是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。2.计算浇口的长度查表（参考资料3第18页）可知轮辐式浇口的长度L 浇一般选用0.751.0mm，这里取=0.8mm。3.计算浇口的宽度式中，t 是塑件壁厚，这里t=3mm；n 是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7。6.6.3校核浇口的剪切速率1.计算浇口的当量半径由面积相等可得，由此矩形浇口的当量半径（6-8）2.确定注射时间取t=1.4s计算浇口的体积流量（6-9）3.计算浇口的剪切速率（参考资料3第95 页）（6-10）所以，浇口的剪切速率校核合格。6.6.4校核主流道的剪切速率1.计算主流道的体积流量（6-11）2.计算主流道的剪切速率（参考资料3第95 页）主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。6.7冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用三脚顶套推出塑件，故采用与之相匹配的球头冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。7. 成型零件工作尺寸的计算7.1工作尺寸的计算1.凹模径向尺寸（7-1）（7-2）2.凹模深度尺寸（7-3）（7-4）3.型芯径向尺寸（7-5）4.型芯高度尺寸（7-6）5.侧型芯径向尺寸（7-7）6.孔中心到成型面尺寸（7-8）7.侧型芯高度尺寸（7-9）7.2成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算1.凹模侧壁厚度的计算 成型零部件的壁厚计算一般常用计算法和查表法，但计算法比较复杂而繁琐，而计算结果与经验数据比较接近，所以，本套模具采用查表格法。(参考文献1-第139页）初选的模架。（7-10）式中，p 是型腔压力（MPa）；E 是材料弹性模量（MPa）；h =W，W 是影响变形的最大尺寸，而,是模具刚度计算许用变形量。（7-11）（7-12）型腔壁厚；模套壁厚。2.动模垫板厚度的计算由表7-5型腔底壁厚度的经验数据动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关。垫块之间的跨度大约为L=180mm-33mm-33mm=114mm。那么，根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力式中（参考资料3第131 页），（7-13）是动模垫板刚度计算许用变形量；L 是两个垫块之间的距离，约96mm；是动模垫板的长度，取160mm；A 是型芯投影到动模垫板上的面积。（7-14）由此推算，近似得到动模垫板厚度（7-15）故动模垫板可按照标准厚度取。8.模架的选择8.1 注射模模架的结构模架是注塑机的骨架和机体，模具的每一部分都寄生其中，通过它将模具的各个部分有机的联系在一起。我国市场上销售的模架一般由定模座板（或定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模定板（或叫型芯固定板）、支撑板（或叫动模垫板）、垫块（或叫模脚）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。根据需要，还有特殊的模架，如点浇口模架等。8.2模板尺寸的确定选模架 模架A18 18-30x60x60GB/T12555-2006图4 模架其相应的各结构尺寸为：模具各尺寸的校核1.模具平面尺寸200mm355mm345mm345mm，校核合格。2.模具高度尺寸264mm,200mm264mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。3.模具的开模行程S=H1+H2+(510)mm=8590mm325mm(开模行程)校验合格。9.侧向抽芯机构的设计9.1 侧向分型与抽芯机构当塑件上具有与开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时，除极少数情况下可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后才能将整个塑件从模具中脱出。带动侧向成型零件作侧向移动（抽拔或复位）的整个机构称之为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况（包括垂直分型的瓣合模），常常称其为侧向分型，而对于成型侧孔或侧凹的情况，则应称其为侧向抽芯。9.2侧向抽芯尺寸计算9.2.1抽芯距的计算9.2.2抽芯力的计算属于厚壁件9.2.3脱模力的计算（9-1）式中，F 是脱模力（N）；E 是塑料的弹性模量（MPa），查表可知，PA66的弹性模量E=2.110MPa；S 是塑料成型的平均收缩率（%），S=0.006；t 是塑件的壁厚（mm），此处，t=4mm；L 是被包型芯的长度（mm），L=60mm；是塑料的柏松比，=0； 是脱模斜度（）， =0.5；f 是塑料与钢材摩擦因数，f=0.58；r 是型芯的平均半径，r=20mm；A 是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（mm），此处，塑件是圆筒通孔形状，故A=0；是和 决定的无因次数，（9-2）9.3斜导柱的设计9.3.1斜导柱弯曲力的计算：该模具侧抽芯的抽拔方向与开模方向垂直，滑块的受力图（9-3）式中 其中N斜导柱所受的弯曲力（N）抽拔阻力（）；钢材之间的摩擦因数，一般取f=0.15；摩擦角（。），。9.3.2斜导柱截面尺寸确定本设计采用圆形截面，其直径为（9-4）式中 许用弯曲应力（MPa），对于碳钢；斜导柱所受的最大弯曲力（N），为65.90N根据710选的标准斜导柱尺寸d=12mm，公差，斜导柱台阶孔公式长度计算为：（9-5）式中，L是斜导柱总长度（mm）；D是斜导柱固定部分大端直径（mm）；h是斜导柱固定板厚度（mm）；d是斜导柱直径（mm）；是斜导柱的倾角（。）；称斜导柱的有效长度；称斜导柱的伸出长度；斜导柱头部长度，常取815mm根据710取斜导柱总长度为100mm。由于抽拔方向与开模方向垂直，完成抽芯距所需最小开模行程（mm)为9.4滑块设计此设计侧型芯仅是很小的孔，方便加工，采用整体式。1.滑块的导滑形式：滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，不发生卡滞，跳动现象，本设计采用T型导滑槽，其结构如图所示。2.滑块的导滑长度L应大于滑块宽度B的1.5倍，滑块完成侧抽芯动作后，应继续留在导滑槽内，并保证在导滑槽内的长度l不小于滑块全长的。3.本设计中，长度L=60mm，宽度B=40mm为，而导滑槽长（见总装图）。而抽芯距离仅需6mm，滑块抽芯复位过程中全部位于导滑槽内，所以运行平稳。4.滑块的定位装置：为了保证斜导柱的伸出端可靠的进入滑块的斜孔，滑块在 抽芯后的终止位置必须定位。该模具采用弹簧螺钉和挡板的传统定位方式，其结构形式如图所示1.压紧楔的设计。2.滑块锁紧楔形式：为了防止活动型芯和滑块在成型过程中受力而移动，滑块应采用楔紧块锁紧。该模具采用整体式楔紧块（要求制造精度比较高），如图所示。3.楔紧块的楔角:当斜导柱带动滑块作抽芯移动时，楔紧块的楔角必须大于斜导柱的楔角，这样当模具一开启，楔紧块就让开，否则斜导柱无法带动滑块做抽芯动作，一般。该设计中为，可取为。10导向机构的确定10.1 导向机构的作用塑料注射模具导向机构的功能是保证其动模部分和其定模部分在模具工作时，能够进行正确大的导向与定为。不仅如此，有的比较精密的模具，为了保证顶出机构平稳地工作，不使塑料件在顶出过程中产生变形等质量问题，还在顶出机构设置导向机构。导向机构的作用具体有：导向作用模具在和模过程中，首先是导向零件接触，引导动模部分和定模部分准确地闭合，避免型芯在先进入型腔过程中造成模具相关成型零件的破坏。定位作用模具闭合之后，导向机构还同时保证动模部分和定模部分进行正确的定为，也就是要保证各分型面两侧型腔的形状与尺寸的准确。增加了模具相关零件的强度由于导向装置在模具工作过程中，承受一定的侧向压力（塑料熔体在充型过程中会产生侧向压力），或者由于成型设备精度下降的影响，也会使导柱承受一定的侧向压力。所以，模具的正常工作得以保证。如果侧向压力很大时，就不能单靠导柱来承受，那么，设计时就应该考虑增设锥面定为机构。10.2 导柱、导套的导向机构设计要点1.尽量选用（或参考）标准模架，因为标准模架导柱、导套的设计与制作的有依据的，并经过实践考验过的；2.合理布置导柱的位置，一副模具中最少用2 根导柱，模板外形尺寸大的模具，最多可用4 根导柱。为了使模具在使用、维修时拆装过程不会发生动、定模错方向，导柱的布置可采取等直径不对称布置或采取不等直径对称布置；3.导柱长度尺寸应能保证位于动、定模两侧的型腔和型芯开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱的直径；4.导柱配合部分采用H7/f7，固定配合部分采用H7/k6；导套固定配合采用H6/k6，配合长度为配合直径的1.52 倍。其余部分可扩孔，减小摩擦或降低加工难度。10.3 导柱的设计1.导柱的布置形式 导柱应均匀分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，常取导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5 倍，以保证模具强度。本模具采用倒装的形式，布置位置按标准模架所规定的位置。2.导柱的长度为保证合模时是导柱先进入导套起先导向的作用，本设计中模架的导柱先用较长的长度。3.导柱的选材 导柱应具有足够的耐用磨度和强度，常采用20钢经渗碳淬火处理或T8、T10 钢经淬火处理，硬度为5055HRC ，导柱和导套配合部分表面粗糙度为Ra0.8Ra0.4m，固定部分的表面粗糙度为Ra0.8m。本设计中导柱的材料选为T8A 钢。10.4 导套的设计导向孔可带导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论是带导套还是不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔（盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合）带导套的模具应采用阶带肩导柱。11脱模机构的确定在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的结构称为脱模机构（或称推出结构、顶出结构）。脱模机构的作用包括塑件等的脱出、取出两个动作，即首先就塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。根据脱模机构的设计原则，结合本设计中塑件的结构特点及其他成型零件的形状，本设计采用三脚顶套脱模机构。图5 三脚顶套10.3 脱模力的计算圆柱大型芯脱模力的计算（参考资料3第143页）因为，此39处视塑件为厚壁圆筒塑其脱模力的计算为：（11-1） 式中，F 是脱模力（N）；E 是塑料的弹性模量（MPa），查表可知，PA66的弹性模量E=2.110MPa；S 是塑料成型的平均收缩率（%），S=0.006；t 是塑件的壁厚（mm），此处，t=4mm；L 是被包型芯的长度（mm），L=60mm；是塑料柏松比，=0；是脱模斜度（），=0.5；f 是塑料与钢材摩擦因数，f=0.58；r 是型芯的平均半径，r=20mm；A 是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（mm），此处，塑件是圆筒通孔形状，故A=0；是和决定的无因次数，（11-2）；是由f 和决定的无因次数，11.1校核推出机构作用在塑件上的单位压应力1.推出面积 2.推出应力（抗压强度），合格。12排气系统的设计在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子气体和塑料中的水分在注射温度下汽化形成的水蒸气。这些气体若不能顺利排出，则可能因填充时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部碳化烧焦，同时，这些高温高压的气体也有可能挤入塑料熔体内而使塑件产生气泡、空洞或填充不足的缺陷。因此，在注射成型中及时地将这些气体排除到模具外是十分必要的，对于成型大型制品、精密制品以及聚氯乙烯、聚甲醛等易分解产生气体的树脂来说尤为重要。12.1 排气的几种方式通常，采用的排气方式有：利用模具分模面或配合间隙自然排气、采用开设排气槽排气以及镶嵌烧结金属块排气等方式。12.1.1 排气结构的设计原则排气槽应开设在型腔最后充填的部位，如塑件、流道、冷料穴的浇注终端。排气槽最好开设在型腔一侧，即使所产生的飞边、凝料也较容易脱模或去除。另外，排气槽应尽量设在便于清模的位置，以防止积存冷料。12.2 排气系统设计 该套模具属于小型模具，排气量很小，可不再另开设排气槽。13冷却系统的设计13.1 冷却系统的确定 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量,模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和粘模；温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节包括冷却系统和加热系统两种。由于各种塑料的性能成型工艺不同，对模具温度的要求也不同。一般注塑到模具内的塑料温度为200左右，熔体固化成为制品后，从60左右的模具内脱模内，温度的降低依靠在模具通入冷却水将热量带走。本设计产品材料为PE 塑料，在注塑成型时，黏度低，流动性好，要求模具温度（一般低于80）较低，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，因此仅需要设置水道冷却系统即可。13.2 冷却系统的设计13.2.1 冷却介质ABS成型温度及模具温度分别为250和5080。所以，模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却。13.2.2 冷却系统的简单计算1.单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W塑料制品的体积（13-1）2.塑料制品的质量（13-2）3.塑件壁厚为4mm，可以查表（参考资料3第210 页）得冷t =28.4s。取注射时间注t =3.6s，脱模时间脱t =8s，则注射周期：。由此得每小时注射次数：次。4.单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量。（13-3）5.确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量查表（参考资料3第211 页）可知ABS的单位热流量的值在（310400）kJ/kg 之间，故可取。6.计算冷却水的体积流量V q设冷却水道入水口的水温为2 =22，出水口的水温为1 =25，水的密度=1000kg/m，水的比热容c =4.187kJ/(kg)。则（参考资料3第211 页）（13-4）7.确定冷却水路的直径d当，取模具冷却水孔的直径d =0.008m。（参考资料3第200 页）8.冷却水在管内的流速（13-5）9.冷却管壁与水交界面的膜传热系数h平均水温为23.5，查表可得f = 6.7（参考资料3第200 页），则（13-6）10.计算冷却水通道的导热总面积A（13-7）11.计算模具所需冷却水管的总长度L（13-8）12.冷却水路的根数x设每条水路的长度为l =100mm，则冷却水路的根数为由上述计算可以看出，选用四根冷却水水路，设置在动模板中，环绕塑件部分。转盘因为它的转动性，不适合设置冷却水路，故采用外部工具进行冷却操作。总结随着科技进步、技术革新以及经验的不断积累和传递，相信模具制造业在不久的将来将会有更大更快的发展。新材料的运用，新技术的发现，更完备的标准得到通用，将会使模具制造变得更自动化、集成高效化、国际通用
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