【導(dǎo)讀】本文研究的是90帶螺紋的塑料彎管及其注射成型的總體設(shè)計過程。彎管成90直角，因此側(cè)向分型抽芯是研究的重點。本研究成功設(shè)計，將會為以后的彎管類塑料提供極高的參考價值，并且對于生產(chǎn)有很高的經(jīng)濟(jì)效益。專家預(yù)計，“十二五”期間我國塑料模具制品行業(yè)仍將會保持高速發(fā)展，會維持年均15%的市場增長率?！笆濉逼陂g，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能模具制造裝備發(fā)展的總目標(biāo)是以發(fā)展智能化模具來帶動高效、精密、高性能模具總體水平的提高，以滿足“智能制造”配套要求來帶動模具為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)總體水平的提高，使智能模具水平得到大幅度的提升，為我國模具行業(yè)到2020年步入世界模具強(qiáng)國奠定堅實的基礎(chǔ)。  第二，以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具占模具總量的比例從目前的約35%，達(dá)到“十二五”期末的40%以上，進(jìn)而達(dá)到50%以上的中長期目標(biāo)。  第三，不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性，首先達(dá)到“十二五”期末生產(chǎn)

　　

【正文】 當(dāng)塑件各處脫模阻力相同時，推桿應(yīng)均等設(shè)置，使塑件脫模時受力均勻；可增大頂出面積來改善塑件受力情況；⑵直徑階梯形推桿φ3mm以下；⑶裝配位置：～；⑷數(shù)量:在保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，推桿的數(shù)量不宜過多。當(dāng)塑件不允許有頂出痕跡時，可用頂出耳的形式；⑸推桿的端面形狀：除圓形以外的其它端面形狀的推桿，因其加工困難，故一般情況下很少采用。非圓形推桿推件面的形狀一般為塑件形狀的一部分。但也要照顧到加工方便；⑹材料：多用45號鋼。T8A或T10A推桿頭部要淬火處理，達(dá)HRC50以上。 推桿的尺寸的計算：按照公式進(jìn)行推桿的尺寸的計算：n= （）n桿件的穩(wěn)定裕度，取2；一根桿件的臨界載荷；E鋼材的彈性模量，J截面中心的慣性矩，對于圓形推桿，；L推桿的長度；穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)本塑件的形狀，安排三根推桿進(jìn)行脫模。因此=2=d。因此取d=5mm。 推桿的形狀與尺寸因為塑件的特殊性。需要設(shè)計兩種不同的推桿。 A型推桿 復(fù)位桿的設(shè)計因為存在斜銷與滑塊相互干涉的現(xiàn)象，因此必須設(shè)置復(fù)位桿，復(fù)位桿應(yīng)該設(shè)置四根，并且使用彈簧機(jī)構(gòu)復(fù)位。彈簧的選擇：彈簧的總長度=頂出距離；彈簧孔深=彈簧總長度；彈簧的總壓縮量；彈簧孔面到動模底面；彈簧孔徑為彈簧大邊避空1。彈簧選擇標(biāo)準(zhǔn)件：TM35。 拉料桿的設(shè)計當(dāng)動模向開模方向運動的時候，需要設(shè)計拉料的裝置，拉料裝置的作用在于拉出主流道中的凝料。因此根據(jù)實際情況設(shè)計拉料桿。： 拉料桿9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注塑模具型腔壁的溫度的高低及其均勻性對成型速率和制品的質(zhì)量影響極大[15]，一般注入模具的塑料熔體的溫度200，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60，視塑料品種的不同有很大的差異。為了調(diào)節(jié)型腔內(nèi)的溫度，需要在型腔開設(shè)冷卻水通道（或油道），通過模溫調(diào)節(jié)機(jī)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。以水為冷卻介質(zhì)的模具溫度調(diào)節(jié)機(jī)，也可以在模具上插入加熱棒或者加熱套來獲得100以上的模溫，即使這樣高的模溫相對高溫的塑料熔體來說仍然是起冷卻作用的。只不過脫模溫度不同而已。與此相反的塑料鑒于工藝上的需求或為提高生產(chǎn)效率可采用低于室溫的模溫，這時可采用冷凍水進(jìn)行進(jìn)行冷卻，必須采用具有制冷功能的模溫調(diào)節(jié)機(jī)，但應(yīng)該注意模具型腔表面的溫度不可以調(diào)節(jié)到該大氣環(huán)境露點以下的溫度，否則型腔內(nèi)壁會有水凝結(jié)，會影響制品的質(zhì)量。 模具溫度設(shè)計的原則 模具溫度與制品質(zhì)量的關(guān)系模具溫度高低視塑料品種的不同而不同，它對制品結(jié)晶度,力學(xué)性能,表面質(zhì)量,制品的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形有很大的影響。特別是結(jié)晶的塑料。（1）結(jié)晶性塑料的模溫的決定：模具溫度是注塑結(jié)晶型聚合物最重要的工藝參數(shù)，它決定了結(jié)晶條件。對于玻璃化溫度低于室溫的高聚物來說，若在成型時未達(dá)到足夠的結(jié)晶度則在使用或儲存過程中將發(fā)生后結(jié)晶現(xiàn)象，制品的形狀和尺寸都將改變，因此盡可能使結(jié)晶達(dá)到平衡狀態(tài)。（2）模溫內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形：模具型腔內(nèi)壁溫度的差異將直接影響脫模時塑件各處溫度的不同。由于脫模后塑件將繼續(xù)冷卻，最終降至室溫，顯然高溫部分的收縮較低溫部分為大，由于收縮的不均勻性會引起制品的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，因此脫模時要力求塑件各部位的溫度一致，但這并不等同于型腔各處相同的冷卻，因為澆口附近和厚壁部位都是熱量積聚較多的地方，應(yīng)加強(qiáng)冷卻。模溫過高而導(dǎo)致脫模時定型不好也是脫模后制品發(fā)生變形的原因。（3）模溫與制品外觀質(zhì)量：模溫過低會造成某些塑料制品表面不光。過低的模溫造成制品輪廓不清晰。過高的模溫易出現(xiàn)粘膜或使制品的透明度降低。因此模溫對制品外觀質(zhì)量有重要影響。 冷卻效率對生產(chǎn)效率的影響及其提高的辦法一般來說在整個成型周期中模內(nèi)的冷卻時間占75%，因此提高冷卻效率，縮短冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在注塑成型過程中高溫塑料熔體轉(zhuǎn)變成塑料制品要放出潛熱，其中約5%以輻射和對流的方式散發(fā)到大氣中，5%左右通過模板傳走，其余90%由冷卻水（或油）帶走。因此提高冷卻效率的方法主要有以下三點：（1）提高模板對冷卻介質(zhì)的傳熱系數(shù)，提高傳熱系數(shù)關(guān)鍵一點是提高冷卻介質(zhì)在模具冷卻通道內(nèi)的流速，或采取其他方式增加擾動使流體從層流狀態(tài)變成湍流狀態(tài)。（2）降低冷卻介質(zhì)溫度增加傳熱。（3）增大冷卻傳熱面積，模具型腔一邊的傳熱面積是不可更改的，僅可增加冷卻水道一邊的傳熱面積。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則為了提高冷卻效率，獲得質(zhì)量優(yōu)良的注塑制品，模具的冷卻系統(tǒng)可按下述原則進(jìn)行設(shè)計[16]。（1）冷卻水通道的設(shè)置:動定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水通道，不可只布置在模具的動模邊或定模邊，否則脫模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進(jìn)一步冷卻會發(fā)生翹曲變形。（2）冷卻水孔的設(shè)置：冷卻水孔孔間距越小，直徑越大，則對塑件冷卻越均勻。水管壁離型腔表面不得太近也不能太遠(yuǎn)，一般不超過管徑的3倍，以1215mm為宜。（3）水孔與相鄰型腔表面距離相等。（4）采用并流流向，加強(qiáng)澆口處的冷卻，熔體充模時澆口附近溫度最高，流動末端溫度較低，因此在澆口部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻，而采用與塑料熔體大致并流的流動形式，將冷卻回路的入口處設(shè)在澆口附近，出口設(shè)在流動末端。 降低入水與出水的溫差一般認(rèn)為出入水溫差應(yīng)在5范圍以內(nèi)，精密模具在2左右，如果出入水溫差過大，會使模具溫度分布不均勻，特別是大型制品型腔和模板尺寸很大時，為取得整個制品大致相同的冷卻速度，可以改變冷卻水排列形式。 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計計算 塑料注射量的計算每次注入系統(tǒng)的塑料量：V==210塑料制品的質(zhì)量：m===294g 制品所需冷卻時間的計算注入模具內(nèi)的塑料熔體所帶入的熱量通過模具模板進(jìn)入冷卻介質(zhì)，少量散發(fā)到大氣中，它們之間的熱交換速度是決定制品冷卻時間的決定因素。雖然塑料在充模階段就開始冷卻，但是塑件帶入的熱量主要是在保壓階段和保壓之后的冷卻時間內(nèi)除去的，當(dāng)制品冷卻到熱變形溫度以下，即可開模取出制品[17]。根據(jù)公式：t（）式中：制品的壁厚，mm；塑料注塑溫度，；模具型腔的溫度，取50塑件脫模時的平均溫度，取70；塑料熱擴(kuò)散系數(shù)，/r。t=。制件的冷卻時間加上開模取出制件等輔助時間就是該塑件的成型周期，冷卻時間t通常占成型周期的75%左右，由此可以估算出單位時間成型制件數(shù)和單位時間放出的總熱量。由此得出每一個成型周期的時間是；計算出每小時注塑的次數(shù)為：N==60次； 冷卻水體積流量的計算本模具是否需要冷卻系統(tǒng)可以先做如下計算，先假設(shè)需要，然后計算其冷卻管道總傳熱面積，如果很小的話則不需要，如果較大的話則要計算其冷卻管道總長以及其他。忽略空氣對流，輻射，以及與注塑機(jī)接觸所傳導(dǎo)的熱量，根據(jù)熱平衡原理，單位時間內(nèi)塑料熔體凝固釋放的熱量應(yīng)該等于冷卻水所帶走的熱量，于是根據(jù)公式有： （）式中：—冷卻水的體積流量，；W—單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料的質(zhì)量，kg/min；—單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時候所放出的熱量，KJ/Kg；—冷卻水的密度，Kg/；—冷卻水的比熱容，KJ/Kg.；—冷卻水的出口溫度；—冷卻水的進(jìn)口溫度，℃。單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時候所放出的熱量查詢得到UPVC的單位熱流量在取。經(jīng)過計算本模具的成型周期是60r。，即W=；冷卻水的密度ρ=1000Kg/。冷卻水的比熱容。設(shè)置水的入口溫度在。則水的體積流量是：== 水孔直徑的選擇根據(jù)體積流量選擇水孔直徑d=9mm； 冷卻水在管道內(nèi)的流速根據(jù)公式計算水的流速：（）=m/r= 冷卻水流動狀態(tài)的校核冷卻水的雷諾數(shù)為： （）==14045式中：—冷卻水的運動粘度，；由于6000～10000，因此冷卻水是處于湍流狀態(tài)。 冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h ，查表得到f(與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù))，f=,則:h= （）=KJ/（） =20799KJ/（） 計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A冷卻水通道的導(dǎo)熱面積的計算：A===式中：—模具平均溫度與冷卻水平局溫度之間的差值； 計算模具所需冷卻水管道的總長度L冷卻水通道的總長度經(jīng)過計算：L=m=274mm 冷卻水路的根數(shù)x, 設(shè)每條冷卻水路的長度為l=300,則冷去水路的根數(shù)為X===由于不到一根的水管。因此本模具將采取自然冷卻的方式。10 模板尺寸的選擇。模板名稱長度/mm寬度/mm厚度/mm動模板480480150定模板48048070定模底板48048015動模座板48048035推板33448040推桿固定板墊塊334480256848012011 裝配圖的設(shè)計 模具合模注射完成以后，當(dāng)冷卻到一定的時間，開始開模。模具從分型面開始分開。動模向后運動，型芯在斜導(dǎo)柱的作用下開始進(jìn)行側(cè)向分型抽芯，主流道里面的凝料在拉料桿的作用下將其拉出，塑件在對動模型腔以及型芯的包緊作用下留在了動模一側(cè)。當(dāng)模具分開運動到規(guī)定的的位置以后，動模停止運動，彈簧鋼珠擋住滑塊的運動，側(cè)向分型抽芯完成。緊接著在注射機(jī)的頂桿的作用下，頂桿著推板，推板和推桿固定板開始向前運動。在推桿的作用下頂出塑件。塑件在重力的作用下自然脫落。接著復(fù)位桿在彈簧的作用下，帶動推桿拉料桿首先復(fù)位。然后模具開始合模?；瑝K也在斜導(dǎo)柱的作用下進(jìn)行復(fù)位。重新開始一個周期。 模具的主視圖[18]。 裝配圖的主視圖參考文獻(xiàn)[1]中國模具工業(yè)協(xié)會管理委員會，“十二五”，2011，37（3）：1～6[2]HongSeok Park,XuanPhuong of Conformal Cooling Channels with Array of Baffles for Plastic Injection Journal of 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