【正文】 桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 ～ 。 31 第 12章 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮 大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模；模具溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑件輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。高置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。 。 。 ，以得到柔軟性、撓曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。 。 。 的位置。 ，應(yīng)將冷卻管道進(jìn)行串聯(lián)連接。 ，比采用獨(dú)根大冷卻管道好，因?yàn)槎喽?xì)的冷卻管道擴(kuò)大了模溫調(diào)節(jié)的范圍。 ，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路。 ，通過調(diào)節(jié)水的流量來(lái)調(diào)節(jié)模具溫度。 ，一般為冷卻管道直徑 d的 (1～ 2)倍，管道與管道間的距離一般為 (～ 4)d。 處型腔表面的距離相等。 。 。 。 、出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，為了不影響操場(chǎng)作，通常應(yīng)將進(jìn)、出口水管接頭設(shè)在注射機(jī)背面的模具一側(cè)。 熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的 2/3。 32 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均 勻時(shí)，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12～ 15mm. 澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。 冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長(zhǎng)，則冷卻水出、入口的溫 差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。 冷卻水道的總長(zhǎng)度的計(jì)算可公式： Lw=Aw/π Lw 冷卻水道總長(zhǎng)度 Aw熱傳導(dǎo)面積 Dw 冷卻水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長(zhǎng)度 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。 合理確定冷卻水管接頭位置 為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)。 冷卻系統(tǒng)的水道 盡量避免與模具上其它機(jī)構(gòu)（如推桿孔，小型芯等）發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。 冷卻水道水管接頭 應(yīng)埋入模板內(nèi) 以免模具在運(yùn)動(dòng)過程中造成損壞。 冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm 左右，不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm 的冷卻水道。 33 根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回跟可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。冷卻系統(tǒng)的主要形式有： 簡(jiǎn)單流道式 即通過在模具上直接打孔，并通以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn) 中最常用的一種形式。適用于成型較淺且面積較大的塑件，對(duì)深腔和高度較大的型芯冷卻效果好。； 螺旋式 其特點(diǎn)是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀態(tài)回路，冷卻效果好，但制造比較麻煩。 隔片導(dǎo)流式 一種用于多型芯的冷卻形式。 噴流式 用于長(zhǎng)型芯的冷卻形式，是在型芯中間裝有一個(gè)噴水管，冷卻水從噴水管的頂端噴出，向四周分流冷卻芯壁。 導(dǎo)熱桿及導(dǎo)熱型芯式 是在型芯上鑲有導(dǎo)熱性能好的鈹銅合金，冷卻水與鈹銅合金的全部接觸，以提高冷卻效率。 冷卻系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的 冷卻裝置有不同的零件，主要有以下幾種： ，一般由黃銅制成，對(duì)要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制成。 ，主要用來(lái)構(gòu)造水路，起截流作用。要求高的模具用黃銅制作。 ，主要用來(lái)使冷卻回路不泄漏。 ，主要用來(lái)使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏。 ，主要作用是連接并構(gòu)造模外冷卻回路。 本塑件屬于小型模具，可忽略空氣對(duì)流、輻射以及注射機(jī)接觸傳走的熱量，同時(shí)也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱。對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，及以塑料熔體釋放出的熱 Q1 作總熱量 ，全部由冷卻介質(zhì)傳走。 (模具實(shí)際工作過程中，這些熱量應(yīng)分別由凹模和冷卻系統(tǒng)所帶走，因此此處計(jì)算是個(gè)近似值 )。 ssQnGQ QnGQ ?? ??21凸凹 34 式中 G1， G2 分別為凹模和型芯所承擔(dān)制品質(zhì)量 (kg)，而且一般以制品壁厚的中性面作為凹模與型芯冷卻的交界面來(lái)計(jì)算 G G2。對(duì)于圓筒類制品，實(shí)驗(yàn)表明約40%的帶走，其 余 60%由型芯帶走。 單位時(shí)間內(nèi)從型腔中散發(fā)的總熱量 (Q 總 =Q1) 每次的注射量： G=nG 件 +G澆 =24g G是總的注射量， G 件是單位所需注射量， G 澆是澆注系統(tǒng)所消耗的注 射量 第六部分注射機(jī)的選擇時(shí)已計(jì)算得出。 確定生產(chǎn)周期： 脫冷注 tttt ??? 式中 t 為生產(chǎn)周期（ s）， t 注為注射時(shí)間， t冷為冷卻時(shí)間， t澆為脫模時(shí)間，由《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第 237 頁(yè)附錄 D 可查得 t注 1560s， t冷 1560s，總周期 t為 40140s； LDPE 的單位熱流量：《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第 143 頁(yè)表 425常用塑料熔體的單位熱流量可查得， LDPE(低密度聚乙烯 )的單位熱流量 Qs為 590690kJ/kg 每小時(shí)需要注射的次數(shù) N=3600/t； 取 t=120s，可求得 N=30 次 . 每小時(shí)的注射量： hkgGNW / ????? 從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 sQWQ ??總 Qs取 650kJ/kg，代入式中得 hkJkgkJhkgQ /468/650/ ???總 凹模冷卻水質(zhì)體積流量 )( 60/1 進(jìn)出凹 TTCQq v ??? ? 公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》經(jīng) 145 頁(yè) 491 式中 ? 為水的密度 33 /10 mkg ， C1 為水的比熱容 CkgJC ??? / ， T出為水管出口設(shè)定溫度， T進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)定溫度。 凹Q 為凹模帶走的熱量。設(shè)定水管進(jìn)口溫度 CT ??23進(jìn) ，水管出口溫度 CT ??27出 ，則平均水溫 CTTT ???? 252 出進(jìn)平將以上數(shù)據(jù)代入得： 35 m i n/)2327( 60/468 333 mqv ?????? 塑料制品成型及模具設(shè)計(jì) 冷卻管道直徑 d=8mm； 冷卻水的平均流速 smdqvv / 232 ?? ???? ??平均 冷卻管壁與水交界面的的傳熱膜系數(shù) h3 3 )( dfh ??? 式中， f 為與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，查《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第 146 頁(yè)表 427 可得，平均水溫 T平 =25 攝氏度時(shí)， f=， ? 為冷卻介質(zhì)在一定溫度下的密度，此處取 33 /10 mkg?? ； ? 為冷卻介質(zhì)在圓管中的流速，取sm/?? ； d 為水孔直徑，取 d=8mm=。將以上數(shù)據(jù)代入上式得： )( ??????h 凹模冷卻管的總?cè)珶崦娣e Th QA ??? 3 凹 式 中 ， △ T 為 模 具 溫 度 與 冷 卻 介 質(zhì) 溫 度 之 間 的 平 均 溫 差 ，即 : CCCCTTTT M ???? ???????? 202/)2723(452/)( 進(jìn)出 將以上數(shù)據(jù)代入上式得： 234 468 mA ?????? 計(jì)算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻管長(zhǎng)度 dALdLA ?? /???? mmmdAL ??????? ??? 本塑件是中等 深度的塑件，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用簡(jiǎn)單流道式即與型腔表面等距離鉆孔的形式。由以上計(jì)算可得：通水孔直徑取 d=8mm. 如下圖 121： 36 圖 121 中等深度的塑件 37 第 13章 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算 模具的閉模高度是指模具閉模時(shí)，定模板到模腳下表面的距離，從模具的裝配圖中可知： H=174mm。 由注射機(jī)的選擇參數(shù)可查得： Hmin=60mm Hmax=180mm HminHHmax，故模具能在設(shè)備上安裝。 S? =2(H1+H2)+(5～ 10) =2(42+15)+(5～ 10) =119～ 124mm H1～脫模距離， H2～塑件高度， S? 模具的實(shí)際開模行程 由前面注射機(jī)的選擇技術(shù)參數(shù)可查得，注射機(jī)的開模行程： S=160mm 故 S? S，模具能順利脫出塑件。 38 第 14章 模具工作過程 模具裝配試模完畢之后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)， 其基本工作過程如下： LDPE 進(jìn)行烘干，并裝入料斗； 、型腔，并涂上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱； 、鎖緊模具； ，注射裝置準(zhǔn)備注射； ，其過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模； ：開模時(shí)，由于彈簧壓力使中間板 11 與定模板 12 首先分型，此時(shí)凝料留在定模板上。中間板隨動(dòng)模一起向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)中間板運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，安裝在定模板上的定距拉板 18 擋住安裝在中間板上的限位銷 19，中間板停止移動(dòng)；動(dòng)模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在脫模板與中間板處第二次 分型，由于塑件收縮產(chǎn)生了包緊力，塑件緊包在螺紋型芯 13 上，故塑件隨動(dòng)模一起繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。這時(shí)頂桿將脫模板向上頂出，螺紋型芯隨塑件一起脫出大型芯，手動(dòng)將塑件取出，完成脫模 . ，合模。 39 結(jié) 論 通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序。 進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì)要求。對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的 制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動(dòng)性、收縮率，透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理，認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)的水平。在設(shè)計(jì)的過程中，理論指導(dǎo)實(shí)踐，將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，通過這次瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，熟悉了基本的設(shè)計(jì)流程，掌握了一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)技能。更重要的是進(jìn)一步鍛練和加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、全盤周到地考慮問題的能力，為今后的工作學(xué)習(xí)都打下了堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。也必將對(duì)今后的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)積極的影響。 40 致 謝 首先要感謝母校對(duì)我的培養(yǎng)和教育，在三年的大學(xué)生活中，我不僅學(xué)會(huì)了專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了許多做人處世的道理。提高了自己分析問題和解決問題的能力 .為今后走向社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) .其次要感謝三年來(lái)老師對(duì)我的教導(dǎo)，讓我從無(wú)知走向了成熟，掌握了一門專業(yè)知識(shí) .因?yàn)槔蠋焸兊哪瞰I(xiàn)，才有了我們的今天，我們才能順利的完成三年的學(xué)習(xí)生活 .特別要感謝我的我的指導(dǎo)老師，本次設(shè)計(jì)是在各位老師悉心指導(dǎo)下才能順利完成的 .同時(shí)還要感謝我的班主任和與我同窗的同學(xué)們，不管在學(xué)習(xí)還是在生活中，都給我?guī)?lái)了無(wú)窮的幫助和樂趣，正因?yàn)橛辛四銈?，我的三年學(xué)習(xí)生活才會(huì)如此的五彩濱紛，充滿了關(guān)愛與友誼 .還要感謝今天在坐的各位老師的聆聽與指導(dǎo) . 由于我的水平有限，設(shè)計(jì)中可能還存在許多不足的地方，希望在坐的各位老師、能夠批評(píng)指正，再次謝謝您們！ 41 參考資料 [1]屈華昌 .塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 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