统一饭碗注塑模具设计-便当饭碗、圆形饭盒塑料注射模含UG三维及10张CAD图
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1.毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1.1 题目背景 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6。 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中6090的产品的零件,组件和部件的生产加工12。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义.1.2研究意义 塑料模具产业近年来在我国发展很快,随之而来的是日益激烈的市场竞争,加入WTO后,外资模具厂家进入国内市场,要在激烈的竞争中脱颖而出,发展模具标准件、实施模具的专业化生产至关重要。发展模具标准件对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量都具有十分重要的意义,如果能够实现模具标准件的专业化生产和商品化供应,将能极大地促进我国模具工业的发展8。如能广泛应用模具标准件,将会缩短模具设计制造周期2540,并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍,推广使用模具标准件,能够实现部分资源共享,这会大大减少模具设计的工作量和工作时间,对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。1.3 国外相关研究情况 从20世纪80年代初开始,发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来,并发展成为独立的工业部门,其产值已超过机床工业的产值。 改革开放以来,我国的模具工业发展也十分迅速。近年来,每年都以15%的增长速度快速发展。模具企业达17000余家,从业人员达60多万。模具行业的快速发展是我国成为世界制造业大国的重要原因。今后,我国要发展成为世界制造业强国,仍将依赖于模具行业的快速发展,成为模具制造强国10。 中国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸(122cm)大屏幕彩电塑壳注射模具、65kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步,部分模具已达到国际先进水平,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,每年仍需进口10多亿美元的各类大型,精密,复杂模具。与发达国家的模具工业相比,在模具技术上仍有不小的差距。今后,我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新,以缩小与国际先进水平的距离9。 (1)注重开发大型,精密,复杂模具;随着我国轿车,家电等工业的快速发展,成型零件的大型化和精密化要求越来越高,模具也将日趋大型化和精密化。 (2)加强模具标准件的应用;使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。 (3)推广CAD/CAM/CAE技术;模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向,可显著地提高模具设计制造水平。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容本设计所设计的塑料件为统一饭碗,根据产品实物,需要采用气动顶出机构来脱模;确定模具的设计方案,进行整体设计;主要部件设计计算及校核并绘制塑料件零件图与模具装配图;编写设计说明书。塑件图如下( 图1)2.2研究方案1.浇口种类的确定 浇口种类有点浇口、直接浇口、直接浇口、中心浇口、潜伏式浇口、护耳浇口六类,由于本设计中外表面质量要求较高,所以选用直接浇口。直接浇口流动阻力小、流道存料少、进料快、动能损失小、传递压力好、保压补塑作用强。直接浇口直接在中间的圆端面处进,统一饭碗组装后,浇口被遮挡起来。 2.型腔数目的确定因为本设计中采用直接浇口,且塑件的尺寸不大,为提高塑件成功概率,并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模一腔,进行加工生产。 3.分型面的设计分型面的选择对塑件的质量,操作难易以及模具的结构影响很大,在选择分型面时候要遵守以下原则:(1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处;(2) 保证塑件的精度要求;(3) 满足塑件的外观质量要求;(4) 选择有利的留模方式;(5) 便于模具加工;(6) 对侧抽芯的影响(7) 考虑到排气的效果。 综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点选取最大端面作为分型面 此分型面选择在外形最大轮廓处,这样有利于塑件的顺利脱模,开模后塑件留在动模一侧。 4.型腔的分布由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用,需要相同的注射工艺参数,以达到高的成功率,模具采用直接浇口,并采用对称式布局,以求达到良好的浇注质量。 型腔数量采用一模一腔。2.3研究方法或措施 本次设计的任务是设计出统一饭碗的塑料模具,该零件侧方向有横孔,结构复杂,必须用考虑到侧抽芯机构才能完成,所以采用一模一腔,直接浇口进料方案,利用cad绘制其二维总装配图,用Pro/Engineer或UG绘制三维图,选择模具合理的加工方法,从而作出合理的模具设计,相信利用这些方法和措施可以让本次设计顺利完成。3.本课题研究的重点及难点,前期已展开工作本课题的重点是:1. 注射成型工艺方案及模具结构分析;2. 注射模具结构设计。 难点:模具五大系统设计以及设计计算。前期已经开展的工作:查阅统一饭碗模具设计相关的文献资料,绘制了塑件的三视图,了解了注射模具设计的要求和程序,并为下面更详细的设计做准备。4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写) 1-3周: 前期准备,查阅资料,了解课题,准备开题答辩; 4-6周: 确定设计方案,进行结构设计计算; 7-11周: 完成结构设计和装配图的绘制; 12-13周:完成三维建模,并进行模型装配; 13-15周:完善装配模型,撰写毕业论文; 16周: 毕业答辩。 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日参考文献1曹宏深,赵仲治,塑料成型工艺及模具设计M 北京机械工业出版社1993.2黄虹主编 塑料成型加工与模具M 化学工业出版社2003年3月第一版3宋卓颐 史勤芳 房双宽 赵永仙编 塑料原料与助剂M 科学技术文献出版社2003年9月第1版4黄锐.塑料成型工艺学 第二版 中国轻工业出版社 1997年5月第2版5塑料模设计手册(软件版) 机械工业出版社6王文广 田宝善 田雁晨 主编 塑料注射模具设计技巧与实例 化学工业出版社2004年1月第1版7田春年主编 塑料注射成型模具结构设计图册 北京 轻工业出版社 19988 夏玉海. 模具产业的现状及发展趋势J. 现代制造技术与装备,2007, 07(6): 129 蒋媛. 聚焦中国模具J. 模具专刊(工业设计),2008, 11(5): 4247.10 贺平,王巍. 线圈注射模设计J. 机械设计与制造,2007, 12(12): 192193.11 马党参,陈再枝,刘建华. 我国模具钢的发展机遇与挑战J. 金属加工(冷加工),2008, 19(8): 7175.12 马忠臣,李强,杨秀林. 现代模具工业发展评述J. 机械工程师,2006, 03(3): 2324.13 张立明. 我国现阶段模具行业的发展状况及发张趋势J. 机械工程师,2008, 11(5): 56.14 程述. 长三角模具产业现状及发展趋势探讨J. 金属加工(冷加工),2008, 15(11): 91215 赵兰蓉,申开智,张杰在. 基于CAE分析的精密线圈骨架制品及模具的优化设计J.工程塑料应用,2004, 32(10): 515316 S.H.Tang, Y.J.Tan, S.M.Sapuan etc. The use of Taguchi method in the design of plastic injection mould for reducing warpageJ. Journal of Materials Processing Technology, 2007, 14(128): 41842617 Jiung-Ming Huang, Yuang-Tsan Jou, Shen-Tsu Wang etc. A web-based model for developing: A mold base design systemJ. Expert Systems with Applications, 2009, 38(36): 83568367 18 Ching-Piao Chen, Chih-Hung Tsai, Yun-Hsiang Hsiao etc. Simulation and experimental study in determining injection molding process parameters for thin-shell plastic parts via design of experiments analysisJ. Expert Systems with Applications, 2009, 51(36): 1011081统一饭碗注塑模具设计统一饭碗注塑模具设计摘 要根据塑料统一饭碗制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,考量塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔,直接浇口进料,注射机采用 160XB 型号,设置冷却系统,CAD 和 UG 绘制二维总装图和零件图,选择模具合理的加工方法。附上说明书,系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算等分析塑件,从而作出合理的注塑模具设计。关键词:关键词:统一饭碗;浇口;注射机;冷却系统;注塑模具2AbstractAbstractAccording to the requirements of plastic unified rice bowl products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as workability, dimensional accuracy, and consider the size of plastic parts. This mold adopts one mold, one cavity, direct gate feed, injection machine adopts 160XB model, sets cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, and selects reasonable processing method of die. Attached is an instruction book, which systematically uses simple words, simple sketches and calculations to analyze plastic parts, so as to make a reasonable design of injection moulds.KeyKey words:words: unified rice bowl; gate; injection machine; cooling system; injection mould3目目 录录摘摘 要要.1ABSTRACTABSTRACT.21 1 前言前言.51.11.1 课题背景课题背景.51.21.2 课题分析课题分析.72 2 塑件分析塑件分析 .82.12.1 产品分析及其技术条件产品分析及其技术条件.82.22.2 塑件材料的确定塑件材料的确定.92.32.3 塑件材料的性能分析塑件材料的性能分析.102.3.1 基本特性.102.3.2 成型性能.112.3.3 主要用途.133 3 成型布局及注塑机选择成型布局及注塑机选择.153.13.1 进胶方式选择进胶方式选择.153.23.2 型腔的布局及成型尺寸型腔的布局及成型尺寸.153.33.3 估算塑件体积质量估算塑件体积质量.163.43.4 注塑机的选择和校核注塑机的选择和校核.173.4.1 注射胶量的计算.173.4.2 锁模力的计算.173.4.3 注塑机选择确定.184 4 注塑模具设计注塑模具设计 .194.14.1 模架的选用模架的选用.194.1.1 模架基本类型.194.1.2 模架的选择.1944.1.3 导向与定位机构设计.214.24.2 浇注系统的设计浇注系统的设计.224.2.1 主流道设计.224.2.2 浇口的设计.234.34.3 分型面的设计分型面的设计.234.44.4 成型零部件的设计成型零部件的设计.244.4.1 成型零部件结构.254.4.2 成型零部件工作尺寸的计算.264.4.3 凹模宽度尺寸的计算.274.4.4 凹模长度尺寸的计算.274.4.5 凹模高度尺寸的计算.274.4.6 凸模宽度尺寸的计算.274.4.7 凸模长度的计算.284.7.8 凸模高度尺寸的计算.284.4.9 模具强度与刚度校核.284.64.6 脱模及推出机构脱模及推出机构.284.6.1 脱模力.284.6.2 推出机构.294.74.7 冷却系统的设计与计算冷却系统的设计与计算.314.7.1 冷却水道设计的要点.314.7.2 冷却水道在定模和动模中的位置.324.7.3 冷却水道的计算.334.84.8 排气结构设计排气结构设计.334.94.9 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核.345 5 结语结语.36致谢致谢 .37参考文献参考文献.3851 1 前言前言1.11.1 课题背景课题背景模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业等行业中,60%80%的零件都依靠模具成形,并且随着近年来这些行业的迅速发展,对模具的要求越来越高,结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率,是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断地扩大,越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具,在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代,同时也决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。注射模的种类很多,其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关,其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上,动模部分安装在注射机的移动模板上,在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。由于模具的使用特点,决定了模具设计也区别与其他行业。模具设计要考虑的要点如下:a塑件的物理力学性能,如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性,不同塑料品种其性能各有所长,在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点,避免或补偿其缺点。b塑料的成型工艺性,如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩,同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使6热固性塑料制品均匀地固化。c塑件结构能使模具总体结构尽可能简化,特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。对于特殊用途的制品,还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。目前,我国的模具制造技术已从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。在塑料模具方面,能设计制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析(CAE)技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等,合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等,使模具设计方案进一步优化,也缩短了模具设计和制造周期采用模具先进加工技术及设备,使模具制造能力大为提高。采用 CAE 技术,可以完全代替试模,CAE 技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造加工之前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统,使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制,提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用,对模具制造能力的提高也起到了很大作用。我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内模具市场将继续高速发展;另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。 随着计算机技术的发展应用,模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展。特别是模具成型零件方面的软件等,这些技术采用计算机辅助设计,进而将数据交换7到加工制造设备,实现计算机辅助制造,或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化。1.21.2 课题分析课题分析本课题內容是对统一饭碗进行测绘。基于生产实践之上的对产品进行模具设计,模具设计主要内容有型腔布局、浇口形式与位置、模胚选择、分型面的确定、冷却系统设置、推出机构设置、注塑机台选择及注塑工艺分析等。根据塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,本模具采用一模一腔布局,侧入式浇口进料,注射机采用 160XB 型号,设置冷却系统,CAD 和 UG 绘制二维总装图和零件图,系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算分析,从而作出合理的模具设计。选择合理的加工方法。模具方案确定后进行工艺分析。根据此方案可以达到设计的预期效果,并且大大提高了注塑模的质量。82 2 塑件分析塑件分析2.12.1 产品分析及其技术条件产品分析及其技术条件在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析,只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。课题目标产品是一个生活中常见的统一饭碗,其零件外形如图所示。具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构简单,生产量大,要求较低的模具成本,成型容易,精度要求不高。9 产品产品 2D/3D2D/3D 视图视图塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本,在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大,所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。根据任务书和图纸要求,本次产品尺寸均采用 MT5 级精度,未注采用 MT8 级精度。塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外,主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 Ra 0.021.25之间,模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2,即mRa 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加,所m以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高,为 Ra0.8,内部为 Ra1.2。mm2.22.2 塑件材料的确定塑件材料的确定 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料,它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸,并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能,广泛应用于现代工业和日常生活,它具有密度小,质量轻,比强度高,绝缘性能好,介电损耗低,化学稳定性高,减摩耐磨性能10好,减振隔音性能好等诸多优点。另外,许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。此产品壁厚均匀,PP 性能优良,成本低廉,符合需求生产量大的要求,容易成型,对于本课题零件相当适用,所以在这选择其为产品的材料。2.32.3 塑件材料的性能分析塑件材料的性能分析2.3.12.3.1 基本特性基本特性 PP 塑胶原料,化学名称:聚丙烯,特点:密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在 100 度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。聚丙烯,英文名称:Polypropylene(PP),日文名称:,分子式:(C3H6)n。CAS 登录号:9003-07-0,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,聚丙烯树脂若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含量约为 95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达 167。耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。共聚物型的 PP 材料有较低的热变形温度(100)、低透明度、11低光泽度、低刚性,但是有更强的抗冲击强度,PP 的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP 的熔体质量流动速率(MFR)通常在 1100。性质描述中文名: 聚丙烯1聚丙烯结构图 3D 模型中文别名:丙纶;聚丙烯纤维;丙纶短纤维;聚丙烯短纤维;丙纶短纤;丙纶 fdy;丙纶长丝 fdy;烟用聚丙烯过滤丝束油剂2英文名: Polypropylene缩 写: PP化学式: (C3H6)nCAS 号: 9003-07-0密 度: 0.85-0.90g/cm3熔 点: 1641702.3.22.3.2 成型性能成型性能PP 是一种半结晶性材料。它比 PE 要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的 PP 温度低于 0以下时非常脆,因此许多商业的 PP 材料是加入 14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。 共聚物型的 PP 材料有较低的热扭12曲温度(100)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。PP 的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP 的维卡软化温度为 150。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP 不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 PP 进行改性。PP 的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比 PE-HD 等材料要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP 也不象 PE 那样在高温下仍具有抗氧化性。干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度:220275,注意不要超过 275。模具温度:4080,建议使用 50。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力:可大到 1800bar。注射速度:通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道,典型的流道直径范围是 47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm,但也可以使用小到 0.7mm 的浇口。 对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP 材料完全可以使用热流道系13统。2.3.32.3.3 主要用途主要用途注塑制品 PP 树脂用在注塑制品中的比例可占一半左右,其中日用品以普通 PP 为原料,汽车配件以增强或增韧 PP 为原料,而其它用途则以高冲击强度和低脆化温度的共聚聚丙烯 PPC 原料为主。汽车:PP 越来越成为汽车配件的主导材料,成为第一大汽车用塑料品种。增韧 PP 用于保险杠和轮壳罩等,增强 PP 则用于仪表盘、方向盘、手柄、容器、蓄电池壳等。日用品:普通 PP 常用于注塑衣架、椅子、凳子、桶、盆、玩具、文具、办公用品、家具、铰链、周转箱等。电器:改性 PP 用于洗衣机桶、电视机外壳、电风扇叶、电冰箱内衬、小家电外壳等。薄膜制品 PP 薄膜占 PP 用量的 10%左右,其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸,但柔软性不好,手揉有强声;强度高,可用于重包装材料;透氧率仅为 HDPE 薄膜的30%,适用于塑料制品有限公司防潮包装材料,比如高级衣物、药品、香烟等的包装。PP 薄膜的耐热性能好,可进行煮沸消毒,用于冷冻和保鲜食品的包装。PP 薄膜的电绝缘性能好,经过热定型处理的定向薄膜可用于电容器、电机、变压器的绝缘材料,比 PET 薄膜还要好。PP 双向拉伸薄膜(BOPP)的强度、透明性、光泽度等都很好,可用于打字机带、粘胶带基膜、香烟包装膜等。纤维制品 PP 纤维制品主要包括单丝、扁丝、纤维三类。PP 单丝的密度小、韧性好、耐磨性好,适用于生产绳索、渔网等。PP 扁丝拉伸强度高,适用于生产编织袋,用来替代传统的麻袋。PP 编织袋具有高强度,常用于化肥、水泥、粮食、食糖、矿物粉、化工原料的包装。PP 扁丝还14可以生产编织布,用于帐篷、防雨布、彩条布等。PP 纤维则广泛用于地毯、毛毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人造毛、尿布、滤布、无纺布和窗帘等。挤出制品 管材管件:主要以 PPC 为原料,用于上水、排水、供暖、化工腐蚀性介质等;管材与管件间可用热熔法连接。片材:常以 PP/PE 共混物为原料,主要用于文具和吸塑制品,比如文件夹、名牌夹、影集、一次性水杯等。另外,PP 还可以用来挤出棒材、板材等制品。中空制品 PP 中空制品的透明性和力学性能好,单层瓶主要用于洗涤剂、化妆品和药品的包装,与阻隔材料复合的复合瓶可用于食品、液体燃料、化学试剂的包装。153 3 成型布局及注塑机选择成型布局及注塑机选择3.13.1 进胶方式选择进胶方式选择注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。常向的浇口形式有直接浇口,直接浇口,点式浇口,扇形浇口,圆盘式浇口,环形浇口等。浇口的位置选择原则:浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时,应考虑以下几点:1. 熔体在型腔内流动时,其动能损失最小。要做到这一点必须使1)流程(包括分支流程)为最短;2)每一股分流都能大致同时到达其最远端;3)应先从壁厚较厚的部位进料;4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体由于本设计中塑件外表面质量要求较高,所以选用直接浇口。直接浇口在产品端面处,成形后切除浇口, 零件组装时浇口被遮挡起来。3.23.2 型腔的布局型腔的布局及成型尺寸及成型尺寸因为本设计中采用直接浇口,且塑件的尺寸较大,为提高塑件成功概率,并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模一腔,进行加工生产。型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短,同时16采用平衡流道。成型型腔尺寸依据塑件布局计算确定,需考量成形封闭结合面大小,太大造成模具尺寸过大,成本浪费,太小易导致成型时溢料飞边,甚至型腔变形。因模具是一模一腔,考量排布可得型腔长为 220mm,宽为 200mm。塑件的高度为 99mm,塑件的胶位都留在型腔部分,型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20-40mm,因此得出成型型腔总体厚度为 130mm。型腔布局如图。型腔布局型腔布局3.33.3 估算塑件体积估算塑件体积质量质量本次设计中,塑件的质量和体积采用 3D 测量,在 UG 软件中,使用塑模部件验证功能,可以测得塑件的体积为 77.9,PP 的密度为 0.9,即可以得出该3cm3/cmg17塑件制品的质量约为 70g。3.43.4 注塑机的选择和校核注塑机的选择和校核3.4.13.4.1 注射胶量的注射胶量的计算计算模具设计时,必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为:mmnm%8021式中:-型腔数量n -单个塑件的重量(g)1m -浇注系统所需塑料的重量(g)2m本设计中:n=1 70g g =0.7g g 1m2mm(1x70+0.7)/0.8 即 m88.375g因而预选注塑机额定注塑量最少为 90g 以上3.4.23.4.2 锁模力的锁模力的计算计算选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力,不然模具分型面要分开而产生溢料。塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。 成型投影面积=2AAAnA21式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积1A -浇注系统在模具分型面上的投影面积2A n=2 =16105 =0 1A2mm2A2mm本设计中 =1x16105+0=1610521AnA 2mm锁模力和成型面积的关系根据依照以下计算公式确定:181000PAP腔锁式中 锁模力,kN;P锁 型腔压力,MPa ;P腔A 成型投影面积,mm2;一般熔料经喷嘴时其注射压力达 6080MPa,经浇注系统入型腔时型腔压力通常为 20-40MPa,这里取 30MPa。计算:A/1000=3016105/1000=483.15 kN (取整 490 kN)P腔得出预选注塑机额定注塑压力为 490 kN 以上。3.4.33.4.3 注塑机选择确定注塑机选择确定综合考虑以上因素,选定注射机为 160XB。其相关性能符合成型方案要求,以下相关参数: 型号 参数单位1602A 1602B1602C螺杆直径mm404548理论注射容量cm3253320364注射重量 PSg230291331注射压力Mpa202159140注射行程mm201螺杆转速r/min0230料筒加热功率KW9.3锁模力KN1600拉杆内间距(水平垂直)mm455455允许最大模具厚度mm500允许最小模具厚度mm180移模行程mm420移模开距(最大)mm920液压顶出行程mm140液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW18.5油箱容积l24019机器尺寸(长宽高)m5.41.452.05机器重量t5最小模具尺寸(长宽)mm320320 表表 HTF160XB 注塑机参数注塑机参数204 4 注塑模具设计注塑模具设计4.14.1 模架的选用模架的选用4.1.14.1.1 模架基本类型模架基本类型注射模具的分类方式很多,此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下: 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。4.1.24.1.2 模架的选择模架的选择根据对塑件的综合分析,确定该模具是单分型面的模具,由 GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择 CI 型的模架,其基本结构如图所示:CICI 模架结构图模架结构图CI 型模具定模采用两块模板,动模采用一块模板,又叫两板模,大水口模架,适合直接浇口的注射成形模具。21由于本次设计的统一饭碗塑件,采用的是气动顶出脱模机构,所以无需采用标准模架中的面针板,底针板,复位杆,底板,这些结构,所以采用一种非标 CI 模架结构。如下图所示非标非标 CICI 模架结构图模架结构图由分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式,经过考虑分析,导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸,以此分析计算:模架的长 L=型腔长度(220)+复位杆的直径+螺钉的直径+模板壁厚350mm模架的宽 W=型腔宽度(200)+导向杆的直径+模板壁厚330mm根据成型型腔的尺寸,在计算完模架的长宽以后,还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响,在设计中避免干涉。参考成型型腔厚度,考虑模板强度要求,定模板厚度取 130mm,动模板厚度取 80mm。考虑模具厚度和安装要求,支撑板取 50mm 以满足。综上所述所选择的模架的型号为:非标 CI-3335-A130-B80-C50。224.1.34.1.3 导向与定位机构设计导向与定位机构设计导向机构的作用:保证模具在进行开合模时,保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力,起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。 1. 导向结构的总体设计(1) 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后发生变形。(2) 根据模具的形状和大小,一副模具一般需要 2-4 个导柱。如果,模具的凸模与凹模合模有方位要求时,则用两个直径不同的导柱,或用两个直径相同,但错开位置的导柱。(3) 由于塑件通常留于公模,所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。(4) 导柱和导套在分型面处应有承屑槽(5) 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行(6) 合模时,应保证导向零件首先接触,避免公模先进入模腔,损坏成型零件。2. 导柱的设计(1) 有单节与台阶式之分(2) 导柱的长度必须高出公模端面 68mm(3) 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分(4) 固定方式有铆接固定和螺钉固定(5) 其表面应热处理,以保证耐磨。 3. 导套和导向孔(1) 无导套的导向孔,直接开在模板上,模板较厚时,导向孔必须做成盲孔,侧壁增加排气孔。(2) 导套有套筒式台阶式凸台式(3) 为了导柱顺利进入导套孔,在导套前端应倒有圆角 r。23一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.4.24.2 浇注系统的设计浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道,浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类,本设计中采用普通直接浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。浇注系统组成:普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道5浇口 6型腔 7冷料穴4.2.14.2.1 主流道设计主流道设计所选用 160XB 型注射剂喷嘴有关尺寸如下:喷嘴前段孔径 d0=3mm喷嘴圆弧半径 R0=12mm为了使凝料能够顺利拔出,主流道的小段直径 d 应稍大于喷嘴直径。d=d0+(0.51)=3.5mm主流道设计成圆锥形,其锥角通常为 24,过大的锥角会才产生湍流或涡流,卷入空气,过小的锥角使凝料脱模困难,还会使冲模时熔体的流动阻力过大,此处的锥角选用 1,主流道球面半径比喷嘴球面半径大 12mm。这里取主流道球面半径 R11mm,经测量主流道长度 L 取 46.3mm。24流道设计流道设计4.2.24.2.2 浇口的设计浇口的设计直接浇口普遍用于中小型塑件的多型腔模具,一般开设在分型面上,一般塑料熔体从外侧充填模具型腔,其截面形状多为矩形。直接浇口的尺寸作如下取值:直径 D=6.23 m4.34.3 分型面的设计分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为分型面,它是决定模具结构的重要因素,每个塑件的分型面可能只有一种选择,也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时,应从以下几个方面考虑:1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处;252)使塑件在开模后留在动模上;3)分型面的痕迹不影响塑件的外观;4)浇注系统,特别是浇口能合理的安排;5)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上;6)使塑件易于脱模。综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点,采用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧,如图所示。分型面的选择分型面的选择4.44.4 成型零部件的设计成型零部件的设计模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括型腔、型芯、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触,成型塑件的某些部分,承受着塑料熔体压力,决定着塑件形状与精度,因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用,长期工作后晚发生磨损、变形和破裂,因此必须合理设计其结构形式,准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。264.4.14.4.1 成型零部件结构成型零部件结构成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下,从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件,其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关,常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用嵌入式型腔及型芯,如图所示。其特点是结构简单,牢固可靠,不容易变形,成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹,还有助于减少注射模中成型零部件的数量,并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难,要用到数控加工或电火花加工。型腔型腔 3D3D 图图27型芯型芯 3D3D 图图4.4.24.4.2 成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸,型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸,型芯和型芯之间的位置尺寸,以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率,模具成型零部件的制造误差,模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差(因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定),这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后,因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小,收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一,选定 PP 材料的平均收缩率为 0.5%,刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为:28A=B+0.016B式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸4.4.34.4.3 凹模宽度尺寸的计算凹模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LS1=1400.05=142.24-0.70MM,相应的塑件制造公差,LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(10.016)+140+0.60.700.22=1z2z1z2z142.2400.22mm式中,是塑件的平均收缩率,PP 的收缩率是 1.016;、是系数, 一cpS1x2xx般在 0.50.8 之间,此处取;分别是塑件上相应尺寸的公差(下6 . 021 xx21 、同);是塑件上相应尺寸制造公差对于中小型零件取(下同)。21、zz61z4.4.44.4.4 凹模长度尺寸的计算凹模长度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LS1=1550.05=157.481.20MM,相应的塑件制造公差 3=1.2MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.016)+155+0.51.200.2=157.1z2z1z2z4800.2MM式中,是系数,一般在 0.50.8 之间,此处取。21xx 、6 . 0, 5 . 021xx4.4.54.4.5 凹模高度尺寸的计算凹模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换:HS1=88.830.05=90.25-0.040MM,相应的塑件制造公差 0.1mmHM1=(1+SCP) +HS1+X1P1=(1+0.016)+88.83+0.70.400.067=90.2500.067MM1z2z1z2z式中,是系数,一般在 0.50.7 之间,此处取。21xx 、5 . 0, 7 . 021xx4.4.64.4.6 凸模宽度尺寸的计算凸模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LS=1400.05=142.2400.7MM,相应的塑件制造公差 0.7mmLM=(1+SCP) +LS+XP= (1+0.016) +140+0.60.70.1170 1z2z1z2z=142.24.1170 MM29式中,是系数,一般在 0.50.7 之间,此处取。x6 . 0x4.4.74.4.7 凸模长度的计算凸模长度的计算塑件尺寸的转换 LS=1550.05=157.4801.02MM:,相应的塑件制造公差 1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.016)+155+0.651.02-0.170 1z2z1z2z=157.48-0.170 MM式中,是系数,知一般在 0.50.7 之间,此处取。x65. 0x4.7.84.7.8 凸模高度尺寸的计算凸模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换 HS=87.40.02=88.800O.4MM,相应的塑件制造公差 o.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.016)+87.4+0.60.4-0.170 1z2z1z2z=88.8.0670 MM式中,是系数,可知一般在 0.50.7 之间,此处取。x6 . 0x4.4.94.4.9 模具强度模具强度与刚度校核与刚度校核普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求,足够的强度才可以保证模具能正常工作。由于模具形式较多,计算也不尽相同且较复杂,实际生产中,采用经验设计和强度校核相结合的方法,通过强度校核来调整设计,保证模具能正常工作。模具强度计算较为复杂,一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法,原则是:选取最不利的受力结构形式,选用较大的安全系数,然后再优化模具结构,充分提高模具强度。为保证模具能正常工作,不仅要校核模具的整体性强度,也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度,型腔底板厚度,合模面所能承受的压力等几个方面,实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算,选取较大的尺寸。4.64.6 脱模及推出机构脱模及推出机构4.6.14.6.1 脱模力脱模力脱模力的产生范围:30(脱模)塑件在模具中冷却定型时,由于体积收缩,产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件,脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力,开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力,后面防需的脱模力,比初始脱模力小,防止计算脱模力时,一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素:a 脱模力与塑件壁厚,型芯长度,垂直于脱模方向塑件的投影面积有关,各项值越大,则脱模力越大。 b 塑件收缩率,弹性模量 E 越大,脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大,则脱模阻力俞大。 d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素,则型芯斜角大到,塑件则自动脱落。4.6.24.6.2 推出机构推出机构塑件从模具上取下以前有一个从模具的成型零部件上脱出的过程,使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件,推出零件固定板和推杆,推出机构的导向和复位部件等组成。脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构,机动推出机构,液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、推管推出机构、推杆推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。脱模机构的选用原则:(1)使塑件脱模时不发生变形(略有弹性变形在一般情况下是允许的,但不能形成永久变形);(2)推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排;(3)推杆的受力不可太大,以免造成塑件的被推局部产生隙裂;(4)推杆的强度及刚性应足够,在推出动作时不产生弹性变形;(5)推杆位置痕迹须不影响塑件外观;31考虑到塑件的特征等要求不高,决定选用简单推出机构中最简单、使用最广泛的气动推出机构。根据塑件的形状,本模具用气动顶出。先介绍下气顶的一些基本特点 气顶又名风梢、空气梢、气阀、气动顶针,在有深度,密闭的真空状态下,使用气顶相对顶针顶出更加容易;在产品表面积较大,不容易脱落时,采用气顶顶出的塑件力量均匀,效果更佳。气顶精度高,安装简单,不占空间,功能作用大,是目前顶出装置改良的最佳产品。其原理为利用空气阀控制,以空气扩散的原理,使产品在瞬间脱落,达到自动化的效果。气顶材质均采用不锈钢制成,不生锈。气顶的应用消除了模具在顶针设计以及制作过程中的麻烦,同时可以化解在射出上的故障,是模具制造产业的新突破。 气顶的种类介绍 气顶直径一般最小可以做到 5mm,直径最大可以做到 30mm,气顶高度最大可以做到 50mm,气顶一般由外壳,顶杆、弹簧、弹性圆柱销四部分组成,国内使用的模具一般使用普通气顶比较多,出口模具使用 DME 气顶又名 VA 气顶比较多,CUMSA 气顶次之,使用 HASCO 气顶的相对较少。如果使用国际标准的气顶,价格至今还很昂贵,通常都要几百元一个,以上这些国际标准的模具基本上国内都能生产,质量也比较可靠和稳定,这类技术已经掌握。 三、以普通气顶为例介绍 材质:SUS420 硬度:48-52HRC 规格: D 6 8 10 12 16 18 20 25 30 H 12 15 20 25 30 35 35 45 45 d 4.2 4.5 7 7.7 10.3 12 12.9 14.9 18 四、气顶结构和安装示意图 其他种类的气顶不在此一一讲述,气顶的结构大同小异,只是规格和标准不一样而已,常见模具气顶324.74.7 冷却系统的设计与计算冷却系统的设计与计算注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响,对于任一个塑料制品,模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形,若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性,使其难于充模,增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同,对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右,熔体固化成为塑件后,从左右的C200C60模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水,将热量带走。对于要求较低模温(一般小于)的塑料,仅需要设置冷系统即可,因为可以通过调节水的C80流量就可以调节模具的温度。4.7.14.7.1 冷却水道设计的要点冷却水道设计的要点 a冷却水孔的数量越多,对塑件冷却也就越均匀。b冷却水孔与型腔表面各处最好有相同的距离,即将孔的排列与型腔的形状一致。c塑件局部壁厚处,应加设冷却装置。当设计冷却孔直径为 D 时,它的孔距最好为 5D,孔与型腔的距离为 3D。d当大型塑件或薄壁零件成型时,料流较长,而料温越流越低,可以适当地改变冷却水道的排列密度。e冷却水道要避免接近塑料的熔接痕部分,以免熔接不牢,降低强度。f冷却水道不应穿过接缝部分,以防漏水。g冷却水道内不应有存水或产生回流的部分。h浇口部分由于经常接触注塑机喷嘴,是模具上最热的部分,应加强冷却,有时应考虑进料嘴单独冷却。i进出水水嘴接头,应设在不影响操作的方向,尽可能设在模具的同一侧,通常在注塑机操作的对面。j如果型芯太长,冷却水道无法开设,则可以选用热导系数较大的材料,在型芯下部采用喷水法进行冷却。334.7.24.7.2 冷却水道在定模和动模中的位置冷却水道在定模和动模中的位置冷却水道的位置取决于制品的形状和定、动模板的厚度,原则上冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具所成型的制品,且尽量排列均匀一致。不少小型模具的型腔时直接在模板上加工而成的(也可以采用拼镶结构,但是由于模具尺寸较小,所以型腔与型芯的镶件尺寸更小),对于这类模具,可以直接在模板上设置冷却水道。在模板上直接设置冷却水道,同样应遵循冷却系统的设计原则,使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔,使制品在成型过程中冷却均匀。本设计中型芯型腔各一组冷却水回路, 此方式冷却快速, 塑件冷却均匀, 确保尺寸变形一致。冷却水路排布如图所示:模具冷却水路图模具冷却水路图344.7.34.7.3 冷却水道的计算冷却水道的计算冷却计算:单位时间内进入模具应除去的总热量 Q,可以用参考文献中的公式计算:5 Q=W1 a 式中 W1单位时间内进入模具的塑料的重量 g a克塑料的热容量(J/g) 经计算:Q=6182651116130552574J则带走上述热量,所需的冷却水量按下式计算: 134()WaWK TT式中 W通过模具冷却水的重量
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