【導讀】種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。本次設計的課題是水管堵頭注塑成型及模具設計。注射機閉合高度等方面。最后進行脫模機構設計冷卻系統(tǒng)設計等方面。至2020年，我國塑料制件的年產量已突破2500t。從2020年我國模具進口的海關統(tǒng)計資料可知，塑料模具占了模具進口總量的57%，很大程度上要靠注塑模具設計的合理性和先進性來保證。這也顯示了目前我國注塑模具技術已達到了較高水平，并在國民。塑料的加工與應用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對國家科技與生產，以及國民積極發(fā)展。的巨大影響是不言而喻的。在日本模具被譽為“進入富裕社會的原動力”。展過程中將處于十分重要的地位。的塑料制品需求量正在逐年增加，這為模具工業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。中國模具工業(yè)產值僅次于日本和美國，排在世界前三位。壽命模具在整個塑料模具產量中所占的比重越來越大。具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，，未來的塑料模具無論是在品種、結構、性

　　

【正文】 底部和表面要打上“十字碼”，防止在裝配時出錯。 7）推出機構的導向。 當推桿較細或數(shù)量較多時，為了防止因塑件反阻力不均而導致推桿固定板扭曲或傾斜而折斷推桿或發(fā)生運 動卡滯現(xiàn)象，常在推出機構中設導向零件，一般包括導柱和導套。 8）推出機構的復位。脫模機構完成塑件推出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置。目前常用的復位形式只要有復位桿復位和彈簧復位，根據(jù)選定的標準模架采用復位桿復位。復位桿又稱回乘桿或反推桿。復位桿通常裝在與固定推桿的同一固定板上，一般設 2~4根，且各個復位桿的長度必須一致。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 38 第十章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 模具的溫度直接影響到塑件的成型質量和生產效率，所以在模具上需要設置冷卻系統(tǒng)，以便塑件在模腔內很快冷 凝定型，縮短成型周期，提高生產效率。 冷卻介質有冷卻水喝壓縮空氣，但用冷卻水普遍的多，這是因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，且低于室溫的水容易取得。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內開設冷卻水通道，利用循環(huán)水將熱量帶走，維持恒溫。 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。一般注射到模具內的塑料溫度為 200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時溫度在 60℃以下，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將熱量帶走的緣故。普通 的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。這種冷卻方法一般用于流動性好的低熔點塑料的成型。為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內。因為成型周期主要取決于冷卻時間，用低溫水冷卻模具，可以提高成型效率。不過需要注意的是，用低溫水冷卻，大氣中的水分可能在型腔表面凝聚，會影響之間的質量。 流動性差的塑料如聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲醛等，要求模具溫度高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內應力較大，甚至還會出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。尤其是當冷模剛剛 開始注射時，這種情況更為明顯。因此，對于高熔點、流動性差的塑料、流動距離長（相對壁厚而言）的制作，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水或把模具加熱，但模具溫度也不能過高，否則要求冷卻時間延長，且制件脫模后易發(fā)生變形?？傊?，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須能夠進行溫度調節(jié)，應根據(jù)需要，進行設計。 冷卻系統(tǒng)的設計原則 1．合理確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離。根據(jù)經(jīng)驗，一般冷卻管道中心線與型腔的距離應為冷卻管道直徑的 1～ 2倍，冷卻管道的中心距約為管道直徑的3～ 5倍，并盡可能使冷卻管道孔分別 到各處型腔表面的距離相等。 2．降低進出水的溫差。一般精密模具的進出水溫差應在 2℃內，普通模具不應超過5℃。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 39 3．澆口處應加強冷卻。通常將冷卻水回路的入口設在澆口附近。 4．避免將冷卻水道開設在塑件熔接痕處，并注意干涉及密封等問題。 5．冷卻管道應便于加工和清理。 101所示：選用黃銅材料，所有冷卻水道水嘴與模具冷卻水道孔都采用螺紋連接。在其螺紋部位，應纏繞生膠帶以防止冷卻水泄漏。 圖 101 水嘴 鑒于以上幾點設計原則，合理布置水道。 冷卻介質 PE屬 于低等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為 150~250℃ ,50~70℃。所以，成型溫度和模具溫度分別選為 200℃和 50℃，用常溫水對模具進行冷卻。 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 單位時間內注入模具中的塑料熔體的總質量 W ) cmnVV ??????? （）（塑 kggVm ????? ? ，可以查［ 4］表 434得 st 45?冷 。取注射時間 st ?注脫模時間 st 8?脫 ，則注射周期： sstttt ??????? ）（脫冷注 。由此得每小時注射次數(shù)： N=（ 3600/）次≈ 66次 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 40 單 位 時 間 內 注 入 模 具 中 的 塑 料 熔 體 的 總 質 量 ： W=Nm=66 。 確定單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量 sQ 查表 101 直接可得 PE 的單位熱流量 sQ 的值的范圍在（ 690~810） kj/kg 之間，故可取 kgkjQs /700? 表 101 常用塑料熔體的單位熱量 sQ 塑料名稱 1??kgKJQs 塑料名稱 1??kgKJQs ABS 310~400 高密度聚乙烯 690~810 聚酰胺（ PA） 65~76 聚丙烯 (PP) 590 低密度聚乙烯 590~690 聚丙乙烯 (PS) 280~350 計算冷卻水的體積流量 qv 設冷卻水道入水口的水溫為 242?? ℃，出水口的水溫為 241?? ℃，取水的密度 1000?? kg/m3 ,水的比熱容 c=(kg℃ )。則根據(jù)公式可得： ? ? mi n/ n/ )(60 3321 mmcWQqv s ???? ???? ??? 確定冷卻水路地直徑 d 當 m in/ 3mqv ? 時，查表 102 可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑 d=。 表 102 冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量 冷卻水道直徑d/mm 最 低 流 速 v/m s1 流 量 （ 3m /min） （ 1/min） 8 5 10 12 15 20 25 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 41 冷卻水在管內的流速 v smsmdqvv /??? ???? ? 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因為平均水溫為 ℃，查表 103可得 f=,則有： ? ? ? ?℃℃）（ // 0 0 )( hmkjhmkjd vfh ??????? ? 表 103 不同水溫下的 f 值 平均水溫/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 f 平均水溫/℃ 40 45 50 55 60 65 70 75 f 計算冷卻水通道的導熱總面積 A 224s 0 4 27 0 mmhWQA ??????? ???????? ? 計算模具所需冷卻水管的總長度 L mmmmdAL ????? ? 冷卻水路地根數(shù) x 設每條水路的長度為 l=180mm,則冷卻水路的根數(shù)為 9 5 1 ???? lLx 根 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 42 第十一章 導向機構的設計 對合導向機構的功能是保證動、定模兩半部分能夠對準，使加工在動模和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準確的腔體，從而保證塑件形狀、壁厚和尺寸的準確。 合模導向機構對于塑料模具是不可缺少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，必須導向，導柱安裝在動?；蛘叨Ｒ贿吘?。導向機構零件包括導柱和導套等。 導向機構的總體設計 ，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強 度，防止導柱和導套壓入后變形； 4根導柱，其布置為等直徑導柱對稱布置； ，導套安裝在定模固定板上； ，導柱和導套在分型面處應制有承屑板，即可削去一個面或在導套的孔口倒角； 、導套及導向孔的軸線應保證平行； ，應保證導向零件首先接觸，避免型芯先進入型腔，導致模具損壞； ，可確保同軸度要求。 導柱的設計 ，且不加油槽；結構如圖 111所示 凸模端面高度高出 6～ 8mm； ，導柱的端部常做成圓錐形或球形的先導部分； ，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架知為 Ф16mm）； 5.（導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按 H7/m6配合；導柱滑動部分按 H7/f7或H8/f7的間隙配合； ； 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 43 ，堅韌而不易折斷的內芯。多采用低碳鋼（ 20）經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼（ T8A、 T10A）經(jīng)淬火處理，硬度為 55HRC以上或 45鋼經(jīng)調質、表面淬火、低溫回火，硬度 55HRC以上。 圖 111 導柱 圖 112 導套 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 44 、導套的設計： ：采用帶頭導套（Ⅰ型）如圖 112所示，導套的固定孔與導柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔，以保證其配合精度； ，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余空氣； H8/f7或 H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為 。導套外徑按 H7/m6或 H7/k6配合鑲入模板； （青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或導套拉毛。 導柱與導套的配合形式： 導柱與導套的配用形式要根據(jù)模具的結構及生產要求而定，該模具采用的配合形式為間隙配合。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 45 設計總結 為期三個月的畢業(yè)設計至今己將近尾聲，這次畢業(yè)設計總結了四年來所學的理論專業(yè)知識，是理論和實 踐結合的大課題，提交我們的分析問題、解決問題，鞏固運用知識的能力發(fā)揮了舉足輕重的作用，為提交我們的實踐操作技能，為我們踏上社會走上工作崗位參加工作典定了良好的基礎。 通過本次畢業(yè)設計，我對塑料模的設計思路、方案分析， 擬定等各個環(huán)節(jié)有了較為清晰、深入的了解，拿到一個塑料制件，首先要對制件進行工藝分析，在滿足制件使用要求的前提下，為提高制件質量、精度還可以對制件的某件的某些部位進行改進，注射模的設計步驟主要還包括：模具型腔個數(shù)的確定、分型面的選擇、型腔配置、澆道、澆口系統(tǒng)的確定、側凹處理的方式、推件 裝置的確定、拉料桿型式的確定流道凝料脫落形式的確定、溫度控制方式的確定、型腔、型芯固定方式的確定、型芯抽拔方式的確定、校核、繪制主要需件工作簡圖等，在設計時要對各個方案進行權衡量，盡早彩用標準件以縮短設計周期，降低設計成本，在塑料模選材的方面，我認識到塑料模所用材料與冷沖模，玻璃模等其它模具所用的材料有所不同，其選標主要按用途而定如在這副模具中，模具用于成大量生產，所以應具有足夠的耐磨性，并應具有良好的定模板。 在設計的過程中，曾碰到了許多不夠成熟和理解的技術方面，制造方面，但經(jīng)過指導老師的悉心教導 和各參考書的參閱均得到了較為圓滿的答案。 由于本次畢業(yè)設計是在未曾真正接觸運用，操縱過模具的情況下僅憑書本認識和指導下完成，難免有些地方存在不足之處，還有待遇于今后在工作崗位上不斷的揣磨，積累經(jīng)驗提高設計的本領。 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 46 參考文獻 ［ 1］ Effects of nonsmooth characteristicson bionic bulldozer blades in resistancereduction against soil， October 2020,［ 2］ 陳萬林 .使用塑料注射模設計與制造［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 3］ 塑料模設計手冊編寫組 .塑料模設計手冊［ M］北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 4］ 劉呂祺 .塑料模具［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 1998 ［ 5］ 王文俊 .實用塑料成型工藝［ M］ . 北京：國防出版社， 1999 ［ 6］ 馬金駿 .塑料模具設計［ M］ .北京：中國科學出版社， 1994 ［ 7］ 許鶴峰，陳言秋 .注塑模具設計要點與圖例［ M］北京：化學工業(yè)出版社， 1999 ［ 8］ 宋滿倉，黃銀國，趙丹陽 .塑料模具設計與制造實戰(zhàn)［ M］ .北 京：機械工業(yè)出版社，2020 ［ 9］ 許長清 .合成樹脂及塑料手冊［ M］北京：化學工業(yè)出版社， 1991 ［ 10］ 北京化工學院，天津輕工業(yè)學院 .塑料成型機械［ M］ .北京：輕工業(yè)出版社， 1982 水管堵頭注塑成型工藝及模具設計 47