【正文】 ................................................................................ １８ 冷卻水在管道內(nèi)的流速 .......................................................................................... １８ 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) .......................................................... １８ 冷卻管道的傳熱總面積 .......................................................................................... １９ 冷卻水路的條數(shù) ...................................................................................................... １９ 冷卻裝置的布置 ...................................................................................................... １９ 10 注塑模具總體校核 ........................................................................................................... ２１ 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n ..................................................... ２１ 注射壓力的校核 .................................................................................................... ２１ 鎖模力校核 ............................................................................................................ ２１ 模具與注射機(jī)配合尺寸的校核 ............................................................................ ２２ 設(shè)計(jì)總結(jié) ................................................................................................................................... ２３ 致謝 ........................................................................................................................................... ２４ 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................... ２５ 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) [摘要 ] 目前，塑料制品得到了越來越廣泛的應(yīng)用，塑料的成型方法也越來越多。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料注射模則是注射成型的工具。注塑模具的典型結(jié)構(gòu)由成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。為快速開發(fā)產(chǎn)品，搶占市場(chǎng)，設(shè)計(jì)尺寸嚴(yán)格按照國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在最大程度上采用標(biāo)準(zhǔn)件，以縮短模具生產(chǎn)地準(zhǔn)備期，降低模具制造成本，同時(shí)也便于維修。 PE的基本特性 聚乙烯是白色蠟狀半透明塑料，柔而韌，密度為 ~，無毒，耐腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良，可以 氯化，輻照改性，可用玻璃纖維增強(qiáng)。因此，產(chǎn)品的主要原料選用高密度聚乙烯 HDPE。吸濕小，含水量一般都在 %以下，不需要充分干燥。 聚乙烯流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，熔體流動(dòng)速率在 1~10g/10min 范圍內(nèi)，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均與， 填充速度快，保壓充分。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。 加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生分解，灼傷。 可能發(fā)生熔體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開裂。 注塑工藝 聚乙烯一般不需干燥，但是對(duì)于含水量超過 %的潮料必須進(jìn)行干燥，可在 70~80℃下干燥 ~2h。 PE 的流動(dòng)性好，壁厚應(yīng)在 以上， HDPE 流動(dòng)比為 230： 1，排氣槽深度應(yīng)控制在 。~4539。~4539。 因聚乙烯成型收縮率大，需長(zhǎng)時(shí)間對(duì)制品進(jìn)行保壓，保壓壓力約為注射 壓力的30%~60%，背壓約為 5~20MPa。的脫模斜度，因此將帶有標(biāo)準(zhǔn)螺紋的型芯利用車床加工，將其從螺紋底部開始，削去部分螺紋，這樣不僅可以使脫模時(shí)需要的脫模力減小，也使牙膏蓋產(chǎn)品可以再使用時(shí)有愈旋 愈緊的效果，同時(shí)，也避免了采用豎直的普通螺紋可能造成的牙膏蓋中間段壁厚較薄，容易破裂的缺點(diǎn)。而螺紋的末端，由于本次設(shè)計(jì)中將型芯以 5176。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ３ 3 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 分型面位置的確定 模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。 分型面的選擇原則 1） 不影響塑件的外觀質(zhì)量，尤其是對(duì)外觀有明顯要求的塑件。 3） 便于塑件的脫模，盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 5） 有利于模具加工，特別是型腔的加工。 7） 長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。 9） 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 確定型腔的數(shù)量和排列方式 該塑件精度要求不高，體積較小，可大批量生產(chǎn)，而且通用性較高，基本不用改型，現(xiàn)擬用一模十腔的模具形式，容易達(dá)到快速注射，以提高產(chǎn)量。鑒于塑件螺紋為常見的標(biāo)準(zhǔn)螺紋，牙型不高， HDPE 材質(zhì)硬度不高，彈性模量比較小，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，可用強(qiáng)制 脫模的方法脫模，以提高產(chǎn)量。型腔的排列方式采用雙列直排，因?yàn)橹本€形的排列加工容易，平衡性好，使用廣泛。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ４ 圖 型腔布局示意圖 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從以上的分析中可知，本模具擬用一模十腔，雙列直排，推件板推出，流道可采用非平衡式，澆口采用潛伏式澆口，動(dòng)模部分需要一塊型芯固定板和支承板，因此基本上可確定模具結(jié)構(gòu)為 A4 型帶推件板的單分型面注射模。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿距離、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。 注射量的計(jì)算 國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注射機(jī)注射聚苯乙烯時(shí)在 對(duì)空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最大容量（ cm3）。 塑件的質(zhì)量 m1為 ，塑件體積311 ??? ρV，流道凝料的質(zhì)量 m2還是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的 倍來估算。 P 型 取 25MPa（根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]表 22 常用塑料注射成型時(shí) 型腔平均壓力表格中， PE、 PP 等壁厚均勻的日用品，容器類容易成型 塑件， P 型 選 25MPa）。 根據(jù)額定注射量 G 和額定鎖模力 F，選定 SZ100/630 型臥式注射機(jī)，見表 表 射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 /cm3 75 螺桿直徑 /mm 30 注射壓力 /MPa 224 注射速率 /(g/s) 60 塑化能力 /(g/s) 螺桿轉(zhuǎn)速 /(r/min) 14~200 噴嘴球半徑 /mm 15 鎖模方式 雙曲肘 鎖模力 /kN 630 拉桿內(nèi)間距 /mm 370 320 移模行程 /mm 270 最大模厚 /mm 300 最小模厚 /mm 150 噴嘴口直徑 /mm 3 定位孔直徑 /mm 125 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ６ 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔體通道，是熔體注入模具最先經(jīng)過的一段流道。 主流道尺寸 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接處，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的圓形流動(dòng)通道，其小端尺寸 d 應(yīng)與所選注射機(jī)噴嘴次村相適應(yīng)。選取即可，HDPE 得流動(dòng)性很好，因此在這里只取 2176。本次設(shè)計(jì)中取 1mm，即 mm16115112 ????? RR 主流道襯套形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求嚴(yán)格，因而模具主流道部分長(zhǎng)設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，一般采用碳素工具鋼，如 T8A、 T10A 等，熱處理硬度為53HRC~57HRC。 本設(shè)計(jì)雖然是小型 模具 ，但為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ７ 圖 主流道襯套 主流道凝料體積 332222 hq ????????? ）（）（主 ?? DD 主流道剪切速率校核 13133n ?? ?????? ＜R q v??? 式中， qv—— 模具的體積流量； Rn—— 主流道的平均半徑。 分流道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。 分流道布置形式 分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。另外，注射時(shí)間極短，僅為不到 1s，因此，不用擔(dān)心冷卻不均勻造成產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷。其排布示意如圖 所示。 一級(jí)分流道長(zhǎng) 138mm。 分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積 1） 形狀及截面尺寸 為了便于加工及凝料脫模，一級(jí)分流道截面加工成圓形，在 A 和 B 兩塊板上分別加工出半圓形的流道，當(dāng)兩塊板合起時(shí)，即為圓形。將二級(jí)分流道設(shè)置在分型面的動(dòng)模一側(cè)，截面積設(shè)計(jì)成半圓形，為便于熔體的流動(dòng)，直徑也設(shè)計(jì)煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ８ 為 6mm，這樣使兩級(jí)分流道銜接更好。 2r2???A 圖 一級(jí)分流道截面示意 圖 二級(jí)分流道截面示意 2） 凝料體積 一級(jí)分流道截面積 2221 ????? ?A 凝料體積 331 ????分 二級(jí)分流道截面積 212 ??? AA 凝料體積 332 ?????分 因此， 321 ????? 分分分 3） 分流道的剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 3133n ??????? ?R???，在 32 105~105 ?? 之間，剪切速率校驗(yàn)合格。 4） 分流道的表面粗糙度 分流道的內(nèi)表面并不要求很光滑，一般表面粗糙度 Ra取 ? 即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動(dòng)小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于對(duì)熔融塑料的保溫。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ９ 潛伏澆口注射成型示意 潛伏式澆口尺寸的確定 根據(jù)參考資料經(jīng)驗(yàn)公式得， 1 6 1 92 0 44 ????? A 式中， A—— 塑件表面積， ?A ； n—— 塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定，通常 PE、 PS 的 ? ； k—— 塑料壁厚的函數(shù)，根據(jù)參考資料 [4] ? ， k 值適用于 ~ ? ，這里取 1t? ，則 ? 。 澆口剪切速率的校核 根據(jù)參考資料 [4]中表 25，由點(diǎn)澆口的經(jīng)