【正文】 D 模具設(shè)計進(jìn)階教程 耳式澆口 : t z Y D x t : 成品平均厚度 (mm) D: 流道直徑 (mm) Y: 澆口寬度 (mm) Z: 澆口長度 (mm) X: 澆口深度 (mm) Y=D X= Z= 模具設(shè)計進(jìn)階教程 針點(diǎn)澆口 : 針點(diǎn)澆口尺寸 成形品重量 50~150 15~40 6~15 3~6 每分鐘成形數(shù) 2~3 4~5 6~7 8~10 d ~ ~ 1~ ~1 R 4 a 模具設(shè)計進(jìn)階教程 模具溫度控制 : 流體在管中流動 ,通往管壁有熱傳達(dá)的情況 ,在化學(xué)工程的領(lǐng)域做 過各種研究 . 我們來看看這些研究是不是能夠適用於成形模具的溫度調(diào)節(jié)上 .流 體在管的時候 ,由於流體以層狀流動或亂流 (混流 )流動的情況 ,其適 用公式不同 ,所以必須明確區(qū)分開來 . 讀者可以先不管公式 ,跳過去繼續(xù)看下去也沒關(guān)係 . 在共同的條件下 ,下表做為模式 . 射出材料溫度 220℃ 成形周期 30秒 取出平均 80℃ 樹脂的平均比熱 Kcal/kg ℃ 模具溫度 60 ℃ 1次射出操作重量 60g 模式成形條件 模具設(shè)計進(jìn)階教程 材料為非結(jié)晶性 ,假設(shè)保持長程中的熱平衡狀態(tài) 假設(shè)流道也包含在內(nèi) 此樹脂在 220 ℃ 冷卻到 80 ℃ 時 ,被具取走的熱量 Q計算看看 .在這里 和模具的重量無關(guān) . Q= 比熱溫度差【 ℃ 】 = △ t = (20080) =重量 時間 Kg hr Kcal kg℃ W hr Cp 3600 30 結(jié)晶性樹脂的時候 ,還要加上結(jié)晶潛熱 ,這個公式必須變成下列所示 ,以 80℃ 取出時 ,由於結(jié)晶化程度的全部都還未進(jìn)行 ,所以計算上要注意 .結(jié) 晶潛熱的一部分傳給模具的熱量從熱澆道 (hot runner)傳給模具的熱量從噴嘴 (nozzle)傳給模具的熱量傳到 空中 ,機(jī)械的熱量公式 將變成 : Q= 【 Cp△ t+Ho】 +H1+H2H3 w h Ho kcal/kg H1 kcal/kg H2 kcal/kg H3 kcal/kg 模具設(shè)計進(jìn)階教程 從噴嘴口 (nozzle touch)傳來的熱將造成噴嘴的重要溫度亂掉 ,對於 模具也是沒有用處的熱 ,所以應(yīng)避免沒有必要的接觸 ,模具鋼材的反復(fù) 耐壓強(qiáng)度和圓筒缸的前進(jìn)力而來的接觸面積加以計算 ,也應(yīng)能夠理解 越狹窄樹脂越不會漏 . : 流體通往冷卻孔 ,其流體的流速密度 ,粘度與孔徑之間 ,下列的公式成立 這個雷諾數(shù) (Re)今後將發(fā)揮主要功能 . Re= D v p u (1) Re:雷諾數(shù)【 1】表示流動混合程度的數(shù)字 d: 孔的直徑【 cm】或【 m】 v: 流速【 cm/sec】或【 m/hr】 p: 流體的密度【 g/cm 】或【 kg/m 】 u: 流體的粘度【 g/cm． sec】或【 kg/m． hr】 此時 ,讓我們來考量通往冷卻孔的水量和溫度 . 模具設(shè)計進(jìn)階教程 Re(雷諾數(shù) )在 2100~10000之間是亂流和層流的分界點(diǎn) ,首先考量亂流 . 流體流過管中時 ,因為粘性粘住管壁使流動困難的一層薄膜會形成 . 亂流地時候 ,管子中央部和壁面部的液體容易混雜在一起 ,而層流的場 合 ,不容易混雜在一起 ,所以會形成一層不易流動的薄膜 ,這個薄膜將大 大防礙熱的傳導(dǎo) .模具的場合 ,這種液體薄膜將形成熱傳導(dǎo)的大障礙 . 這種情形的計算 ,判斷依據(jù)就是用 ,水 ,油等流體 ,當(dāng) : 10 Re1210 Pr120 L/D≧ 60 的時候 ,下列公式成立 : ( )=( ) ( ) 4 4 (2) hd d v p Cp u 模具設(shè)計進(jìn)階教程 h : 界膜傳熱系數(shù) kcal/㎡． hr． ℃ Cp:體的平均定壓比熱 kcal/kg． ℃ d : 管的內(nèi)徑 m v : 流體的平均速度 m/hr p : 流體的平均密度 kg/m u : 流體的平均粘度 kg/m ． hr : 流體的熱傳導(dǎo)率 kcal/㎡． hr． ℃ 3 Cp u : 普蘭德爾數(shù) 表示流體的熱性質(zhì) hd : 努雪魯?shù)聰?shù) (2) hd d v p Cp u ( )=( ) ( ) 模具設(shè)計進(jìn)階教程 ( )內(nèi)每一項都沒有單位 ,因此 ,單位也不會混亂 ,如果是水的 場合可以簡略成下列帶有單位的式子 .在實用上較方面 .但只限用在亂 流合 . h=(3210+43． t)Us /(d’ ) (3) t : 不的平均溫度 : ℃ Us : 不的流速 : m/sec d’ 。飽如果在 a,b未填飽之前 亦即 b,c尚未承受 500kg/cm 壓力之前 ,b,c的澆口即已開始冷卻固化 ,則後 續(xù)壓力的增加 (含保壓 )亦無法改善其嚴(yán)重縮水凹陷的不良 . 因此如何達(dá)成多模穴同時充填完成的流路設(shè)計 ,實為模具設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù) . : 1) 流道長度越短越好 ,形狀以圖形最佳 . 2) 由澆道到各澆口的距離應(yīng)皆相等 (等長 ),如圖 : 模具設(shè)計進(jìn)階教程 模具設(shè)計進(jìn)階教程 4) 流動比與面積比 : 膠料在模穴中的流動性與粘度有密切關(guān)係 ,粘度愈低 ,流動性愈佳 ,當(dāng)然 流動的距離 (L)也越長 ,因膠料在模穴流動時 ,有一部分的熱量被模具帶 走 ,溫度逐漸下降 ( P壓力降造成摩擦熱產(chǎn)生的溫升不考慮時 )流動的 距離越長 ,阻力越大 ,越不易流動 ,成品的厚度 t越薄 ,流動阻力也相對提高 . 流動比即指膠料流動的長度 D(L)與成品厚度 (t)之比 ,下表為各種膠料不 同的流動比數(shù)值 : 樹脂 T(mm) L/T PE ~ 280~200 PP ~ 280~160 POM ~ 250~150 PA ~ 320~200 PS ~ 300~220 PS ~ 150~100 PVC(硬質(zhì) ) ~ 150~100 PC ~ 150~100 醋酸纖維素 ~ 300~220 ABS ~ 280~160 模具設(shè)計進(jìn)階教程 膠料在模穴中的流動比應(yīng)小於上表列之?dāng)?shù)值 ,否則會有充填不 良的現(xiàn)象 . 模溫高 ,料溫高 ,模穴拋光度佳時 ,流動比值可取高 (上限 ). 流動比 = L i =某段流路長度 t i =某段流路厚度 面積比 =1/流動比 =t / L i=1 i =n L i T i 5) 澆口形式 : 澆口種類很多 ,在使用上應(yīng)依膠料的粘度流動性等特性及成品形狀 大小 ,重量 ,厚度變化 ,成品分模線的復(fù)雜度 :決定適當(dāng)?shù)臐部谛褪?. 澆口形式及大小 ,直接與膠料的充填有關(guān) ,並影響成品呎寸的穩(wěn)定性 , 縮水 ,變形 ,接合線的產(chǎn)生等 ,澆口的設(shè)計除與製品品質(zhì)有關(guān)係 ,並影響 以後的生產(chǎn)性 . 模具設(shè)計進(jìn)階教程 常見的澆口形式有下列九種 : (Side Gate) (Over lap Gate) (Direct Gate) (Pin Point Gate) (Tab Gate) (Fan Gate) (Ring Disc Gate) (Film Gate) (Submarine Gate) 模具設(shè)計進(jìn)階教程 : 膠料在模具內(nèi)的流動距離與其粘度有密切的關(guān)係 ,粘度越高流動 距離越短 .流動比 (L/t)成正比 .與澆口的大小沒有正比例的線性關(guān)係 . 1) 澆口的大小與成口的重量有密切的關(guān)係 . 2) 澆口數(shù)目與成形品面積及成品的重量有關(guān) . 3) 如果一點(diǎn)澆口不能完成充填而需多點(diǎn)澆口時 ,每一澆口所負(fù)責(zé) 充填的面積 (重量 )應(yīng)相同 ,也就是須使每一澆口能同時均勻填 滿模腔內(nèi)的各部位 ,為達(dá)此目的 ,澆口的位置須慎重考慮 ,分析 . 4) 澆口位置須配合成品平坦度 ,接合線的要求 . 5)一般澆口附近 ,因保壓及膠料先充填之故 ,有下列現(xiàn)象 : ,應(yīng)力較大 ,易產(chǎn)生收縮變形的現(xiàn)象 . ,易生毛頭 ,但較不易產(chǎn)生接合線 . ,易有白化現(xiàn)象 . ,或冷料處理不當(dāng) ,澆口附近易產(chǎn)生流紋及不同的光 澤度 . ,使?jié)部诟浇a(chǎn)生許多不良現(xiàn)象 . 模具設(shè)計進(jìn)階教程 6) 理想的澆口位置 : . ,防止“包風(fēng)”現(xiàn)象 . . . . . ,撓曲 . ,順利充填 . . 7) 澆口位置圖例 : 中央一點(diǎn)澆口 端部一點(diǎn)澆口 端部三點(diǎn)澆口 端部薄膜澆口 模具設(shè)計進(jìn)階教程 : 分子排列方向與膠料流動方向平行 ,排列方向與成品的變形 ,應(yīng)力分 佈有密切關(guān)係 . : 膠料經(jīng)過澆口進(jìn)入模腔的瞬間 ,分子排列為交錯無方向性 ,遠(yuǎn)離澆口時 , 膠料接近模壁部分流速較慢 ,中央部分繼續(xù)前進(jìn) ,如圖所示 : 熔膠 射出成形機(jī) 澆口 模穴面 膠料中心 分子配向 膠料表面 模具設(shè)計進(jìn)階教程 : 如圖 ,對圓筒成品 ,側(cè)澆口充填產(chǎn)生肉厚不均的現(xiàn)象 , 改良對策 : 1) 改變澆口型式及位置 2) 心型強(qiáng)度的增加 3) 射出速度的降低 4) 動靜模同心度的確保 5) 均勻的成品肉厚 ,使膠料能均 勻等速前進(jìn) . 6) 動靜模插破面的考慮 模具設(shè)計進(jìn)階教程 . 澆口的數(shù)目應(yīng)盡量的少 ,不要過多 ,過多反而造成 : 1) 二次加工成本的增加 2) 接合線增加 3) 造成成品內(nèi)壓 ,變形 ,龜裂 . 4) 廳數(shù)個有較佳的真圓度 .