【正文】 計(jì)的目的﹕ 。 水路設(shè)計(jì)的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時(shí)間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)周期(成本)。 對(duì)質(zhì)量的影響﹕在成型時(shí)水路是用來(lái)控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動(dòng)對(duì)制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機(jī)械強(qiáng)度﹑應(yīng)力開(kāi)裂和表面質(zhì)量等均有影響。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應(yīng)力﹔結(jié)晶度﹔熱彎曲。對(duì)生產(chǎn)周期的影響﹕一個(gè)成型周期主要由以下幾部分構(gòu)成。縮短冷卻時(shí)間就是提高成型效率。注射時(shí)間保壓時(shí)間冷卻時(shí)間開(kāi)模時(shí)間相關(guān)時(shí)間占整個(gè)周期的80%占整個(gè)周期的5%占整個(gè)周期的15% 成型周期示意圖從塑料到模穴壁的熱傳導(dǎo): 冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉(zhuǎn)移到模穴表面的溫度的影響。它會(huì)受到材料性質(zhì)、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。 從模穴壁到水管壁的熱傳導(dǎo): 冷卻系統(tǒng)行為也受通過(guò)模具材料到達(dá)冷卻水管的熱傳導(dǎo)的影響。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導(dǎo)率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內(nèi)部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過(guò)近﹐會(huì)產(chǎn)生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應(yīng)是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo): 冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過(guò)大的紊亂會(huì)浪費(fèi)泵功率﹐而且沒(méi)有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。 圖 熱交換和流動(dòng)率示意圖在模具結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數(shù)量盡量多﹐冷卻才會(huì)愈均勻水路距型腔表面距離應(yīng)基本一致﹐且不宜太近或太遠(yuǎn)當(dāng)水路通過(guò)兩個(gè)鑲件時(shí)要設(shè)置“O”形環(huán)水孔接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)﹐最好也不要設(shè)計(jì)在天地側(cè)。水孔不宜排布于螺釘正上方水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于3mm一般不在塑件熔接的地方設(shè)置水路﹐免影響制品強(qiáng)度盡量避免從成型面及側(cè)壁打水孔水孔不可與任何對(duì)象干涉澆口﹐熱流道附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻﹐通常可使冷卻水先通過(guò)澆口附近水路不宜過(guò)長(zhǎng)﹐保證進(jìn)出冷卻水溫一般5度以內(nèi)﹐精密件3度內(nèi) 制品較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻手機(jī)塑模常用水路排布形式手機(jī)塑件都要求很高質(zhì)量﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環(huán)水路以良好控制模溫﹐提高成品質(zhì)量。冷卻水道位置取決于于成品的形狀和不同的壁厚,原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料自模具熱傳導(dǎo)困難的地方,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,冷卻水道應(yīng)圍繞模具的成型的成品,且盡量排列均勻一致冷卻過(guò)程熱傳導(dǎo)的最重部份是從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo): 冷卻系統(tǒng)行為受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過(guò)大的紊亂會(huì)浪費(fèi)泵功率﹐而且沒(méi)有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。確定冷卻水孔的直徑應(yīng)注意的問(wèn)題是, 無(wú)論多大的模具,水孔的直徑不能大于14mm, 否則冷卻難以形成亂流狀況。一般水孔的直徑可根據(jù)制品的平均肉厚來(lái)確定。平均肉厚小于2mm時(shí), 水孔的直徑取8~10mm。 平均肉厚為2~4mm時(shí), 水孔的直徑取10~12mm。 平均肉厚為4~6mm時(shí), 水孔的直徑取10~14mm。手機(jī)塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多取8mm,當(dāng)成品很小時(shí)也可取6mm。五﹑水路配件介紹1. 止水栓右圖為其實(shí)際結(jié)構(gòu)﹐在圖面中我們作如下圖簡(jiǎn)化表示,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意保證其L值。 止水栓結(jié)構(gòu)圖2.“O”型環(huán)選用“O”型環(huán)時(shí)要比水孔直徑大一個(gè)規(guī)格。如常見(jiàn)的Φ 8水路當(dāng)選P10 “O”型環(huán)(如右圖D值大于水孔直徑)﹐ “O”型環(huán)裝在模板上(如下圖). “O”型環(huán)結(jié)構(gòu)圖使用隔板水路時(shí)當(dāng)注意保證水路信道的橫截面積基本一致﹐以保證一致流速與冷卻效果及小的壓力。 溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法有很多種，但對(duì)于注射模而言，由于是斷續(xù)工作的，而且受人為影響因素較多，所以不需要很精確的計(jì)算。一、求塑料制件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 常用塑料熔體的單位熱流量塑料品種（kj/kg）塑料品種（kj/kg）PVC~聚乙烯ABS~聚碳酸酯由上表知PVC的單位熱流量＝~（kj/kg）塑料每小時(shí)釋放熱量的計(jì)算公式： 式中：W——單位時(shí)間（每分鐘）注入模具內(nèi)的塑料質(zhì)量kg/min，塑件和澆注系統(tǒng)總重量未190g,成型周期為40～90s，：二、求冷卻水的體積流量冷卻介質(zhì)的體積流量計(jì)算公式 式中 ——冷卻介質(zhì)的體積流量，；——單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所釋放的熱量200kg/min——冷卻介質(zhì)的密度1000——冷卻介質(zhì)的比熱容，——冷卻介質(zhì)的出口溫度，25℃——冷卻介質(zhì)的入口溫度，20℃所以，要求的冷卻水的體積流量為：三、求冷卻管道的直徑 表 冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量冷卻水道直徑(mm)最低流速(m/s)流量812 由上一步的計(jì)算結(jié)果知道冷卻水的體積流量為，查上表知要想使冷卻水處于湍流狀態(tài)，則冷卻管道直徑取8mm。四、冷卻水在管道內(nèi)的流速冷卻水在管道內(nèi)的流速v的經(jīng)驗(yàn)公式如下：v冷卻介質(zhì)的流速(m/s)；冷卻介質(zhì)的體積流量，取D冷卻管道的直徑，取8mm所以，五、冷卻管道空壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)傳熱膜系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式：式中V——冷卻介質(zhì)的流速，表 6 不同水溫下的f值表平均水溫℃10152025f查表知，六、冷卻管道的總傳熱面積冷卻管道的傳熱面積計(jì)算公式：式中： h——冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)； ——模具與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差。七、模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻管道數(shù)目冷卻管道孔數(shù)計(jì)算公式L——冷卻管道開(kāi)設(shè)方向上模具的長(zhǎng)度(m)。d——冷卻管道的直徑(m)，；A——冷卻管道的總傳熱面積；所以，冷卻管道孔數(shù)取2可以滿足要求。由于動(dòng)模、定模均為鑲拼式，受結(jié)構(gòu)限制。第8章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于制品尺寸較小，利用分型面和推桿、拉料桿的配合間隙排氣即可。塑件在閉模時(shí)有大量空氣，在注塑時(shí)應(yīng)該盡快地把空氣排出，以使塑件能完整的成形，緊貼于模腔壁上，如果某一局部有空氣滯留，外形即不完整而為廢品。最有效的排氣法是在分型面上設(shè)排氣槽，而瓶徑的肩部及瓶底的隅部為容易滯留空氣的死角，應(yīng)設(shè)漏斗形排氣。所有的角部以及截面突然改變處也應(yīng)設(shè)置排氣孔。（）行腔的分型面的接觸面積應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p小，以使兩個(gè)半模能夠密合。因?yàn)榇邓軝C(jī)的鎖模遠(yuǎn)小于注射機(jī)。為了增大分型面上的鎖摩壓強(qiáng)，一般都沿行腔周圍留有3～10㎜寬的接觸面（依行腔容積而定）?！L的空隙。而排氣槽則開(kāi)在留下的接觸面上。㎜，一般用平面磨床精磨而成，槽寬10～25㎜，依模具的大小而定每一付模具在分型面上的槽數(shù)也依據(jù)行腔的溶劑而定，在行腔的兩邊各開(kāi)三條以上的排氣槽。 排氣槽 在瓶肩及瓶底的周圍，是容易滯留空氣的所在。而瓶肩的及瓶底有時(shí)是用嵌件組成的 ，不便社排氣槽。即便可以設(shè)置排氣槽，而有時(shí)由于瓶體的造型不同，往往這些部位易使空氣駐留。因此必須設(shè)置排氣孔。排氣孔的格式依具體情況而異。圖中，a） 為盲孔排氣，用于型腔小的模具，儲(chǔ)留空氣量不大，深度階于25和35 mm之間。一般在試模后發(fā)現(xiàn)有局部憋氣是采用，新模不用。圖中，b） 為漏斗形孔，型腔有深凹的最凹處，～，根據(jù)所選用的塑料決定，如聚乙烯、聚丙烯，PET，孔徑要小。聚氯乙烯孔徑可大。同時(shí)也根據(jù)型腔的容積而定。如矩形桶大于10時(shí)，孔徑要大些。制造是應(yīng)先鉆小孔，待試模后決定?？讖降拇笮‰m然和排氣的快慢有關(guān)系，但孔的位置更是關(guān)鍵。如果孔的位置正確，孔徑雖小也可以排出儲(chǔ)留的氣體。圖中，c） 為排氣栓塞，一般做為六角棱柱，～，嵌入需要排氣的部位。由于型腔表面多為弧面，所以栓塞應(yīng)該在型腔精加工以前嵌入。但應(yīng)該注意在精加工時(shí)不可被切榍堵塞氣隙。圖中，d） 為燒結(jié)金屬栓塞，一般用銅燒結(jié)合金。 A） b） 排氣孔的結(jié)構(gòu)形式參考文獻(xiàn)[1] 曹宏深，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版1993.[2] 屈華昌，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.[3] [M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1988.[4] [M].模具工業(yè)，1987.[5] [M].機(jī)械工業(yè)出版社.[6] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[7] [M].機(jī)械工業(yè)出版社,200010.[8] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[9] (第二版) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[10](第2版) [M].北京：機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)出社，2005.[11]馮炳堯，韓泰榮，(第二版) [M]. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999.[12][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.[13][M].中國(guó)鐵道出版社,1987.[14][M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,1997(5).