汽車保險杠模具畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p>　　汽車保險杠注射模具設(shè)計</p><p>　　摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保險桿作為一種重要的安全裝置走向了革新的道路，保險桿除了有保護功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化和表亮化。本文敘述了其注塑模具設(shè)計的一般流程，包括塑膠件的工藝分析；模具具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計；及模具各種2D、3D工程圖的繪制；熱流道技術(shù)；注塑成型設(shè)備的選擇；相關(guān)參數(shù)的計算與說明等等。相比其他注塑模設(shè)計，本

2、文采用目前模具設(shè)計中先進的熱流道技術(shù)，包括噴嘴的設(shè)計、流道板的具體參數(shù)的選擇與設(shè)計等等。本塑件是一個寬度1.6米左右，高0.3米左右，厚度2.5~4厘米之間的汽車后保險杠。塑件整體尺寸較大，無螺紋，所以不需要涉及螺紋設(shè)計。這次設(shè)計的模具的頂出方式采用簡單脫模機構(gòu)中的頂桿脫模機構(gòu)。頂桿脫模機構(gòu)是最典型的簡單脫模機構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易且維修方便。在整個設(shè)計工作中，本文主要運用3D軟件Pro/E以及CAD軟件來完成產(chǎn)品的造型。此外還利用C

3、AD繪制了模具裝配圖以及各種成型零件圖。這是第一次利用繪圖軟件對整套模具進行設(shè)計，對所學(xué)知識進行了全面鞏固，意義重大！</p><p>　　關(guān)鍵詞：熱流道；注塑模設(shè)計；Pro/E; CAD</p><p>　　Bumper Mould Design</p><p>　　Abstract：The birth of mobile phones has changed m

4、any people's living habits, and the cell phone charge at GM because of its exceptional circumstances (price, convenience, etc.) get more people liked it, so in our lives was widely used. Block, which is connected rec

5、hargeable cell phone battery charging devices and the key positions. This paper describes the design of its injection mold of the general processes, including plastic pieces of technology analysis; specific structure of

6、the mold and di</p><p>　　Keywords：Hot Runner；Injection Mould Design；Pro/E; CAD</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1前言1</b></p><p>　　2塑件結(jié)構(gòu)與成型工藝分析4&

7、lt;/p><p>　　2.1汽車保險杠模具的設(shè)計4</p><p>　　2.1.1汽車保險杠的立體示意圖4</p><p>　　2.1.2汽車保險杠的二維視圖4</p><p>　　2.1.3汽車保險杠的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析4</p><p>　　2.1.4塑件工藝性分析5</p><p>

8、　　2.2塑料彎管原材料的選擇分析5</p><p>　　2.2.1塑料的原材料的選擇5</p><p>　　2.2超高沖擊強度PP性能指標5</p><p>　　3成型工藝方案的確定7</p><p>　　3.1尺寸精度分析7</p><p>　　3.2塑件的體積和質(zhì)量7</p><p

9、>　　3.3選擇注射機7</p><p>　　3.4型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核8</p><p>　　3.4.1型腔數(shù)量8</p><p>　　3.4.2最大注射量校核8</p><p>　　3.4.3鎖模力的校核9</p><p>　　3.4.4注射壓力校核9</p><

10、;p>　　3.4.5開模行程校核9</p><p>　　3.5分型面的選擇9</p><p>　　4澆注系統(tǒng)設(shè)計11</p><p>　　4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計原則11</p><p>　　4.2熱流道注塑模具技術(shù)13</p><p>　　4.3主流道設(shè)計14</p><p>　　

11、4.2加熱管功率的計算15</p><p><b>　　4.3噴嘴16</b></p><p><b>　　4.4流道板18</b></p><p>　　4.5氣動系統(tǒng)19</p><p>　　4.6注塑模的熱流道系統(tǒng)的裝配21</p><p>　　5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)

12、計24</p><p>　　5.1型芯與型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計24</p><p>　　5.2整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計算。24</p><p>　　5.3整體式矩形底板厚度計算25</p><p>　　5.4型芯的尺寸計算26</p><p>　　5.4.1型芯的徑尺寸計算26</p><p&g

13、t;　　5.4.2型芯高度尺寸計算26</p><p>　　5.5型腔尺寸計算27</p><p>　　5.5.1型腔徑向尺寸27</p><p>　　5.5.2型腔高度尺寸計算27</p><p>　　6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計28</p><p>　　6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則28</p><p&

14、gt;　　6.2塑料注射量的計算28</p><p>　　6.3制品所需冷卻時間的計算29</p><p>　　6.4冷卻水體積流量的計算30</p><p>　　6.5水孔直徑的選擇31</p><p>　　6.6冷卻水在管道內(nèi)的流速31</p><p>　　6.7冷卻水流動狀態(tài)的校核31</p&g

15、t;<p>　　6.8冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h31</p><p>　　6.9計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A32</p><p>　　6.10計算模具所需冷卻水管道的總長度L32</p><p>　　6.11冷卻水路的根數(shù)x32</p><p>　　6.12冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計32</p><p

16、><b>　　7排氣系統(tǒng)34</b></p><p>　　8塑件脫模機構(gòu)的設(shè)計35</p><p>　　8.1脫模機構(gòu)設(shè)計原則35</p><p>　　8.2脫模力的計算36</p><p>　　8.21矩形臺錐形型芯脫模力計算36</p><p>　　8.3頂桿的尺寸的計算：3

17、7</p><p>　　9繪制模具裝配圖和模具的安裝制造38</p><p>　　9.1裝配圖的繪制38</p><p>　　9.2模具零件加工制造39</p><p>　　9.2.1 注塑模主要零件加工工藝39</p><p>　　9.3模具的安裝與試模39</p><p>　　9.

18、3.1 熱流道模具的安裝39</p><p>　　9.3.2熱流道模具的試模40</p><p>　　10.動作原理41</p><p><b>　　致謝44</b></p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展，越來越多的汽車進入到

19、我們千家萬戶。從2009年開始，我國已居汽車生產(chǎn)和消費世界第一，但同時汽車的安全性能也廣受大家的關(guān)注，保險杠作為汽車的重要安全裝置也倍受各個汽車生產(chǎn)廠家的重視汽車保險杠是吸收緩和外界沖擊力、防護車身前后部的安全裝置。轎車前后保險杠在20年前是以金屬材料為主，用厚度為3毫米以上的鋼板沖壓成U形槽鋼，表面處理鍍鉻，與車架縱梁鉚接或焊接在一起，與車身有一段較大的間隙，這樣的保險杠既不美觀，而且成型困難，增加了車體重量且容易腐蝕破壞。隨著汽車工

20、業(yè)的發(fā)展，全金屬保險杠越來越不適合現(xiàn)代汽車在輕量化以及車體造型一體化等方面的要求，尤其在轎車、輕型車上，用塑料保險杠取代全金屬保險杠的已成為一種趨勢。作為鋼鐵件的替代產(chǎn)品，其優(yōu)點很多：一、塑料的韌性好：可以吸收部分沖擊、碰撞、飛扎等帶來的沖擊能量。一般來說，目前的汽車保險杠材料是由PP改造而成，主要有POE添加或者EPDM添加。質(zhì)量高的保險杠用進口原裝PP，普通的就添加或者全部用進口PP。二、質(zhì)量輕。與鋼材相比，塑料保險杠的質(zhì)量只有鋼材

21、的六分之一到七分之一，能大大減少汽車自重。三、塑料保險杠加工成型方便。一旦開好一套模</p><p>　　我國塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，從總體來說，各個方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國模具市場的總體趨勢是穩(wěn)定提升的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。</p><p>　　這次模具

22、設(shè)計總主要運用到熱流道注射模具技術(shù), 從20世紀80年代以來，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，平均每年的增長速度均為13% ，在1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，到2000年我國模具總產(chǎn)值為260～270億元，其中塑料模具占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 </p><p>　　我國塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，從總體來說，各個方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大

23、提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國模具市場的總體趨勢是穩(wěn)定提升的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。</p><p>　　在未來的發(fā)展中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具將成為主流，這類模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展的速度，其中國產(chǎn)化的占有率也會提高；在塑料模具設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，先進的CAD/CAE/CAM技術(shù)對提高模具生產(chǎn)效率和質(zhì)量

24、起到了直接的作用；推廣和應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注塑成型技術(shù)和高壓注塑成型技術(shù)，隨著生產(chǎn)的快速自動化要求，這類先進的成型技術(shù)將得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用；開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和進步，要求模具的生產(chǎn)周期大大縮短和經(jīng)濟實用；提高塑料模具標準化水平和標準件的使用率，由于現(xiàn)代工業(yè)的分工越來越細，模具行業(yè)也要提高模具的標準化，方便模具各零件的生產(chǎn)加工和使用，縮短模具的生產(chǎn)周期；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；研究

25、和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程等。</p><p>　　2塑件結(jié)構(gòu)與成型工藝分析</p><p>　　2.1汽車保險杠模具的設(shè)計</p><p>　　2.1.1汽車保險杠的立體示意圖</p><p>　　圖2.1 汽車保險杠3D圖</p><p>　　2.1.2汽車保險杠的二維視圖</p><p

26、>　　圖2.2 汽車保險杠三視圖</p><p>　　2.1.3汽車保險杠的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析</p><p>　　該塑件是前汽車保險杠，其二維圖如圖2.2所示。塑件的壁厚為3.5mm，材料為改性PP-EPDM-T10，成型工藝性好，可以注射成型。</p><p>　　2.1.4塑件工藝性分析</p><p>　　本塑件是一個寬度1.6米

27、左右，高0.3米左右，厚度2.5~4厘米之間的汽車后保險杠。塑件整體尺寸較大，無螺紋，所以不需要涉及螺紋設(shè)計。這次設(shè)計的模具的頂出方式采用簡單脫模機構(gòu)中的頂桿脫模機構(gòu)。頂桿脫模機構(gòu)是最典型的簡單脫模機構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易且維修方便。目前，PP汽車保險杠專用材料主要是以PP為主材，加入一定比例的橡膠或彈性體材料、無機填料、色母粒、助劑等經(jīng)過混煉加工而成。由于塑件較大，注塑過程選用熱流道澆注系統(tǒng)，以減少澆口數(shù)量以及冷凝料。從參考實體上可

28、以看到，制件合理設(shè)置了加強筋。增加了制件剛性，減少變形。制件中加強筋的設(shè)計同時能承受較大的頂出力，有利于布置頂桿。同時，加強筋厚度約等于制件壁厚，有利于塑料的充模。</p><p>　　2.2塑料彎管原材料的選擇分析</p><p>　　2.2.1塑料的原材料的選擇</p><p>　　實際生產(chǎn)采用的材質(zhì)為改型聚丙烯，超強沖擊強度PP。這種材質(zhì)相近的專業(yè)保險杠PP(

29、聚丙烯)材料，PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm（比水?。?。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化變形。</p><p>　　PP在熔

30、融溫度下有較好的流動性，成型性能好，PP在加工上有兩個特點：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。黄涠悍肿尤∠虺潭雀叨尸F(xiàn)較大的收縮率。 </p><p>　　2.2超高沖擊強度PP性能指標</p><p>　　表2.1超高沖擊強度PP材料的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3成型工藝方案的確定</p><p>

31、<b>　　3.1尺寸精度分析</b></p><p>　　該塑件所有尺寸的精度為IT4級，對塑件的尺寸精度要求不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，都為3.5。</p><p>　　3.2塑件的體積和質(zhì)量</p><p>　　塑件的工作條件對精度要求較高，根據(jù)PP的性能可選擇其塑件的公差等級為M

32、T4</p><p>　　使用Pro\E 3.0的分析測量實體功能，可以自動計算出制件的體積為體積4223966。</p><p>　　根據(jù)測出的體積，以及制件所用塑料的密度，可以算出每個制件的質(zhì)量，</p><p>　　=ρ=4223.966×0.95=4012.7677g 式（3.1） <

33、/p><p><b>　　3.3選擇注射機</b></p><p>　　按塑化方式(即塑化用的零部件及原理)不同,注射機可分為柱塞式和螺桿式兩大類注射機。</p><p>　　螺桿式注射機。先是動模部分和定模部分合模，接著注射油缸活塞推動螺桿按要求的注射壓力和注射速度將已塑化好的塑料經(jīng)噴嘴及模具的澆注系統(tǒng)射入型腔，當塑科充滿型腔后，螺桿繼續(xù)對塑料保

34、持一定的壓力，促使塑料補充塑件冷卻收縮所需之料，同時阻止塑料倒流，經(jīng)一定時問的保壓后，注射油缸活塞壓力消失，螺桿開始轉(zhuǎn)動。這時，由料斗落入科簡的塑料在料簡中塑化。當模具型腔內(nèi)的塑件冷卻定型后，摸具打開，在模具推出機構(gòu)的作用下，塑件由模具型芯中脫出.</p><p>　　柱塞式注射機。由注射機的合模機構(gòu)帶動模具的動模部分與定模部分合模，然后注射機的柱塞將塑料推進到加料筒中，使其熔融成粘流態(tài)。在高壓下，高速地通過噴嘴

35、和模具的澆注系統(tǒng)進入型腔。充滿型腔的熔體在型腔中保壓冷卻定型。然后，柱塞復(fù)位，料斗中的塑料又落入料筒。合模機構(gòu)帶動動模部分把模具打開，由推件板把塑件由型芯上推下。</p><p>　　模塑設(shè)備的選擇主要依據(jù)注射量，因此需計算塑件的質(zhì)量，注塑模一次成型的塑料重量(塑件與流道凝料之和)應(yīng)在注塑機理論注塑量的10％~80％之間，這樣既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可以充分發(fā)揮設(shè)備的能力，以選在50％~80％之間為最好。因此，鑒于以

36、上選取思想，本次設(shè)計中擬采用HTF3600X1c型注塑機，主要性能指標見表3.1所示：</p><p>　　表3.1 注射機HTF3600X1c有關(guān)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.4型腔數(shù)量以及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核</p><p><b>　　3.4.1型腔數(shù)量</b></p><p>　　從注塑容積來看，此注塑機

37、已屬于大型注塑機的級別，通過對此注塑機最大注塑容積與制件的體積的比較，模具采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。本實驗采取一模一腔設(shè)計。</p><p>　　3.4.2最大注射量校核</p><p>　　注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好為注塑機的最大注塑量的80％。所以，選用的注塑機最大注塑量應(yīng)滿足：</p><p>

38、;<b>　　式（3.2）</b></p><p>　　塑件體積為4223966澆鑄系統(tǒng)體積大約為200000最大注射容積為11811㎝。很明顯該注塑機的注塑量滿足要求。</p><p>　　3.4.3鎖模力的校核</p><p>　　由于型腔平均壓力為50Mpa。</p><p>　　A=245771mm3

39、 </p><p>　　P×A=245771×50=7373.31KN </p><p>　　明顯小于注射機合模力36000KN，鎖模力合格。</p>

40、;<p>　　3.4.4注射壓力校核 </p><p>　　制品注塑壓力為70~100Mpa，同時較大注塑壓力的5點進澆的最大注塑壓力約為50Mpa，4點進澆最大注塑壓力約為60Mpa， 小于注射機：注射壓力 (MPa)：137Mpa,所以符合要求。</p><p>　　3.4.5開模行程校核</p><p>　　所選注塑機的模板行程為2250mm。

41、由于塑件高度只有310.5mm，加上需要頂出的距離，以及5～10mm的額外行程，仍然小于注塑機的模板行程，故該注塑機的開模行程滿足要求。其允許最大模厚最小模厚分別為2.1m和1.1m，初選模具模厚為1.9m左右，滿足開模行程要求。</p><p>　　綜合以上的校核，所選的注塑機完全符合要求。</p><p><b>　　3.5分型面的選擇</b></p>

42、<p>　　如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較。</p><p>　　選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：</p><p>　?。?) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。</p>&

43、lt;p>　?。?) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。</p><p>　?。?) 保證塑件的精度要求。</p><p>　?。?) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。</p><p>　?。?) 便于模具加工制造。</p><p>　?。?) 有利于防止溢料。</p><p>　?。?) 有利于排氣的效果

44、。</p><p>　　該塑件分型面沒有懸念，就選取在塑件投影面積最大處。</p><p><b>　　圖3.1分型面</b></p><p><b>　　4澆注系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計原則</p><p>　　塑料制件在注塑成型時，塑料在注射

45、機噴嘴中熔融，經(jīng)過主流道、分流道，最后通過澆口進入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻固化后可得到所需的制件。所以注塑模具的澆注系統(tǒng)是指從注射機噴嘴到型腔的塑料熔體的流動通道。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，占有非常重要的地位，它的設(shè)計合理與否對注塑的成型周期和制件質(zhì)量（幾何特征、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。因此，澆注系統(tǒng)的作用是保證塑料熔體順利、平穩(wěn)地填充到型腔當中，在這個過程中，把

46、壓力充分地傳遞到各個部位，以便于獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。</p><p>　　由于澆注系統(tǒng)在模具設(shè)計中的重要地位，所以設(shè)計時應(yīng)遵循如下原則：</p><p>　?。?）型腔布置和澆口開設(shè)的部位應(yīng)對稱，防止溢料現(xiàn)象的產(chǎn)生；</p><p>　?。?）型腔和澆口的排列要合理，盡量地縮小模具的外形尺寸；</p><p>　　（3）流程應(yīng)盡

47、可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大），且應(yīng)盡量減小彎折，降低壓力損失，縮短填充時間；</p><p>　?。?）對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置；</p><p>　?。?）在滿足充滿型腔的前提下，澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)盡量小，以減少塑料的耗量；</p><p>　?。?）澆口位置要適

48、當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)的排氣要良好，能夠順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個深度，不產(chǎn)成渦流和紊流，并能使模腔內(nèi)的氣體順利排除。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計包含了主流道的設(shè)計、冷料井的設(shè)計、分流道的設(shè)計、澆口的設(shè)計等。其中澆口又稱進料口，是連接分流道末端與型腔入口之間的一段細短的流道（直接澆口

49、除外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置對制件的質(zhì)量有直接的影響，位置選擇不當會產(chǎn)生變形、熔接痕、凹陷等等。</p><p>　　所以在一般的澆注系統(tǒng)設(shè)計中，澆口的設(shè)計要注意以下幾點：</p><p>　?。?）澆口的位置應(yīng)使充模的流程最短；</p><p>　?。?）澆口的位置應(yīng)有利于排氣；</p><p>　?。?）澆口的位置的選擇應(yīng)該

50、避免制件的變形；</p><p>　　（4）澆口的位置避免選擇在細長薄壁上；</p><p>　　（5）澆口的位置設(shè)計應(yīng)該避免產(chǎn)生熔接痕。</p><p>　　這是傳統(tǒng)模具設(shè)計的重要設(shè)計環(huán)節(jié)，對于本次畢業(yè)設(shè)計，采用的是熱流道型注塑模具設(shè)計，所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計與熱流道系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)合在一起，流道和澆口的直徑大小，主流道與分流道的布置等內(nèi)容將在熱流道系統(tǒng)中提及，所以這部分

51、將省略。</p><p>　　由于塑件尺寸很大，熔料流程很長，使得前鋒熔料到達型腔末端時溫度過低。容易產(chǎn)生熔接不牢和充填不足現(xiàn)象。通常注射工藝上會采取增大注射壓力的辦法來提高熔料的流動性。但是注射壓力增大，熔料易粘模，塑件脫模困難，而且在強大的注射壓力作用下模具可能會鎖不緊，易產(chǎn)生溢料飛邊。因此該模具考慮了采用熱流道澆注系統(tǒng)。節(jié)約原料、降低制品成本是熱流道模具最顯著的特點。普通澆注系統(tǒng)中要產(chǎn)生大量的料柄，在生產(chǎn)小

52、制品時澆注系統(tǒng)凝料的重量可能超過制品重量。由于塑料在熱流道模具內(nèi)一直處于熔融狀態(tài)，制品不需修剪澆口，基本上是無廢料加工，因此可節(jié)約大量原材料。由于不需廢料的回收、挑選、粉碎、染色等工序，故省工、省時、節(jié)能降耗。注射料中因不再摻入經(jīng)過反復(fù)加工的澆口料，故產(chǎn)品質(zhì)量可以得到顯著的提高，同時由于澆注系統(tǒng)塑料保持熔融，流動時壓力損失小，因而容易實現(xiàn)多澆口、多型腔模具及大型制品的低壓注射。熱澆口有利于壓力傳遞，在一定程度上能克服塑件由于補料不足而形

53、成的凹陷、縮孔、變形等缺陷.熱流道注射模在注射成型過程中，澆注系統(tǒng)內(nèi)的熔料始終處于熔熔狀態(tài)，流道暢通無阻，壓力損失小，熔料易于填充，而且澆注系統(tǒng)不需脫模，在下一次成型時，與從</p><p>　　4.2熱流道注塑模具技術(shù)</p><p>　　從20世紀80年代以來，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，平均每年的增長速度均為13% ，在1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，到2000年我國模具總產(chǎn)值為26

54、0～270億元，其中塑料模具占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 </p><p>　　我國塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，從總體來說，各個方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國模具市場的總體趨勢是穩(wěn)定提升的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。</p><p

55、>　　在未來的發(fā)展中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具將成為主流，這類模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展的速度，其中國產(chǎn)化的占有率也會提高；在塑料模具設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，先進的CAD/CAE/CAM技術(shù)對提高模具生產(chǎn)效率和質(zhì)量起到了直接的作用；推廣和應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注塑成型技術(shù)和高壓注塑成型技術(shù)，隨著生產(chǎn)的快速自動化要求，這類先進的成型技術(shù)將得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用；開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具，隨著

56、塑料工業(yè)的發(fā)展和進步，要求模具的生產(chǎn)周期大大縮短和經(jīng)濟實用；提高塑料模具標準化水平和標準件的使用率，由于現(xiàn)代工業(yè)的分工越來越細，模具行業(yè)也要提高模具的標準化，方便模具各零件的生產(chǎn)加工和使用，縮短模具的生產(chǎn)周期；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程等。</p><p>　　盡管在很多方面，熱流道模具與冷流道模具相比有顯著的優(yōu)點，但熱流道模具也存在一些缺點與不足。概括起來有以下

57、幾點。</p><p>　?。?）模具的總體成本上升。由于熱流道模具的元件價格比較貴，所以熱流道模具成本可能會大幅度增高。如果制件為小批量生產(chǎn)，成本價格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問題之一。</p><p>　　（2）熱流道模具制作工藝要求高。由于熱流道模具需要精密的加工機械作保證，所以熱流道系統(tǒng)與模具的配合要求極為嚴格，否則在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)很多嚴重問題，如噴嘴與澆口相對位置不好導(dǎo)致

58、制品質(zhì)量嚴重下降等。 </p><p>　　（3）溫度控制系統(tǒng)的精確要求很高。</p><p>　　（4）熱輻射難以控制，熱流道系統(tǒng)最大的毛病就是流道的熱量損耗，是一個需要解決的重大課題。  </p><p>　　（5）與冷流道模具相比，熱流道模具的生產(chǎn)操作與維修比較復(fù)雜，對這方面的技術(shù)人員要求較高。</p><p>　　由于快速自

59、動化注塑成型工藝的發(fā)展，熱流道注塑模具正在我國逐漸推廣使用。在20世紀70年代，我國已經(jīng)有熱流道技術(shù)的應(yīng)用，從20實際90年代開始，已相繼創(chuàng)建了不少熱流道裝備的經(jīng)營企業(yè)。</p><p>　　雖然目前我國的熱流道模具技術(shù)有了很大的進步，但是在模具設(shè)計和模具加工工藝、制造精度、表面粗糙度、加工模具的復(fù)雜程度以及模具的制造周期和使用壽命方面等與國外相比差距十分明顯。此外，模具工業(yè)的整體設(shè)備水平也存在相對落后和利用率低

60、、高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏等現(xiàn)象。</p><p>　　針對當前國內(nèi)熱流道模具存在的情況，我國的熱流道模具工業(yè)主要發(fā)展趨勢要包括以下幾個方面：熱流道元件的小型化、標準化、系列化；提高熱流道模具材料的耐磨性和耐熱性；</p><p><b>　　4.3主流道設(shè)計</b></p><p>　　本塑件所用的材料為超高沖擊強度PP，根據(jù)其流動性特點，主

61、流道設(shè)計的主要參數(shù)如下：</p><p>　　根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》初步得型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：</p><p>　　噴嘴前端孔徑：d=10mm</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：=20mm；</p><p>　　根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：</p><p>　?。?

62、 式（4.1）</p><p>　　； 式（4.2）</p><p>　　取主流道球面半徑：R=21mm；</p><p>　　取主流道的小端直徑：d=11mmm；</p><p>　　圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖&

63、lt;/p><p>　　4.2加熱管功率的計算</p><p>　　熱流道澆注系統(tǒng)如圖3．9所示，主流道和分流道均在熱流道板內(nèi)，在分流道周圍鉆有4個孔，孔內(nèi)插入管式加熱器，功率為每根1 700W，而且在2個分澆口套外各套一個功率為500W的螺旋式加熱圈熱流道板相當于延伸了注塑機噴嘴，使得熔料流程大為縮短，有利于熔料的填充。但是采用熱流道澆注系統(tǒng)需配備精確的模具溫度控制器，以防止熔料溫度過高而燒

64、焦。加熱管功率一般憑經(jīng)驗按每kg熱流道板需0．1到0．15kW之間： 式（4.3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　P—加熱器功率，kW</p><p>　　

65、W—流道板重量，kg</p><p>　　C—鋼材比熱，碳鋼為0．115J／(kgK)</p><p>　　T—升溫時間，一般取0．5~1h</p><p>　　T—熱流道板溫度，℃</p><p><b>　　t—室溫，℃</b></p><p><b>　　4.3噴嘴</b&g

66、t;</p><p>　　熱流道噴嘴是熱流道系統(tǒng)的終端，它包括加熱器，熱電偶和澆口。它將熔體輸送到模具的型腔中。熱流道噴嘴也是熱流道系統(tǒng)的購置部件，包括主流道噴嘴和注射點的噴嘴。</p><p>　　主流道噴嘴，也稱中央噴嘴，有關(guān)零件組成部件也被稱為主流道杯。主流道噴嘴可直接注射成型塑料制件的型腔，也就是沒有分流道和流道板，這種熱流道噴嘴被稱為單噴嘴。另外一類的主流道噴嘴下游有多個噴嘴注射

67、型腔，這是多噴嘴的熱流道系統(tǒng)。</p><p>　　本文設(shè)計的是后者，注射機射來的熔體經(jīng)過主流道杯送到流道板里面的分流道，后經(jīng)注射點的噴嘴由澆口進入模具型腔內(nèi)。</p><p>　　另外一種就是注射點的噴嘴，許多場合，這種購置的噴嘴沒有澆口套零件，由模具制造者將澆口制造在定模上。不帶澆口的噴嘴，有輸出的流道，把熔體導(dǎo)入到注射點。</p><p>　　噴嘴是熱流道系統(tǒng)

68、中的復(fù)雜部件，其種類繁多。分類也有很多種，以下是其中一些分類形式：</p><p>　　從加熱類型分類，噴嘴有外部加熱、內(nèi)部加熱、兩者混合加熱。</p><p>　　從功能分類，分主流道噴嘴和注射點噴嘴。</p><p>　　從澆口類型分類，有開式噴嘴、頂針式噴嘴、開關(guān)式噴嘴和邊緣式噴嘴，熱流道行業(yè)通常以澆口的類型來命名噴嘴。</p><p>

69、;　　從注射點的數(shù)目分類，分單噴嘴和多點噴嘴。</p><p>　　除了按以上的形式來分類外，還有按噴嘴的流道分類、按澆口布置和噴嘴的殼體分類等等。</p><p>　　本文設(shè)計的是后者，注射機射來的熔體經(jīng)過主流道杯送到流道板里面的分流道，后經(jīng)注射點的噴嘴由澆口進入模具型腔內(nèi)。</p><p>　　從注射點的數(shù)目分類，分單噴嘴和多點噴嘴。</p>&l

70、t;p>　　除了按以上的形式來分類外，還有按噴嘴的流道分類、按澆口布置和噴嘴的殼體分類等等[13]。</p><p>　　本次設(shè)計選用閥式澆口熱流道噴嘴MV15~60，型號為KBS13，噴嘴的外直徑為φ28mm,噴嘴的流道直徑D為φ8mm，澆口直徑d為φ1mm，噴嘴長度L＝94mm。</p><p>　　圖 4.2 熱流道噴嘴</p><p>　　流道板的噴嘴

71、：缸體和彈簧可置于流道板側(cè)，可直接驅(qū)動閥針；熱流道系統(tǒng)所獨有的一種澆口類型:閥澆口,澆口由氣動/液動的閥針控制打開或者開關(guān).成品保壓完成后由閥針將澆口封閉,避免成品表面出線明顯的痕跡。。</p><p>　　針閥式熱流道系統(tǒng)的工作原理是：將熱嘴及熱流道板安裝在注射模具上，利用加熱的原理，使塑料從注塑機炮筒出來后始終保持熔融狀態(tài)。其結(jié)果是，制品的入水位就好像能直接接觸到注塑機的射嘴一樣，使成品在脫模時，由于針閥的作

72、用而關(guān)閉了噴嘴口，避免出現(xiàn)一條或幾條水口，從而無廢料產(chǎn)生。 </p><p><b>　　4.4流道板</b></p><p>　　熱流道的流道板是整個熱流道系統(tǒng)的中心部件，它的作用是將主流道噴嘴傳輸來的塑料熔體經(jīng)流道平衡的輸送到各個注射點的噴嘴里面。</p><p>　　流道板的結(jié)構(gòu)繁多，而且隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，該部件的技術(shù)也在不斷發(fā)展。

73、流道板常見有管式和板式結(jié)構(gòu)。其中管式流道板雖然體積小、熱效率高、防腐蝕，但是需專門設(shè)計，而且加工和裝配也較為困難。所以常用的是板式結(jié)構(gòu)，而且是外加熱的。</p><p>　　板式結(jié)構(gòu)的流道板懸架在熱板框中，上有定模固定板，下有定模板（有時會在定模板上添加一塊板）。流道板是由電加熱器加熱的高溫器件，四周是低溫模板。為了與外界絕熱，流道板的上下平面以及它的四周和模板間都有間隙。</p><p>

74、;　　在模具中央軸線上，流道板與定模板（或附加板）之間配有中心定位銷，中心定位銷與流道板是緊密配合的。流道板的邊緣還設(shè)計有止轉(zhuǎn)定位銷，它在模板平面的徑向，必須有足夠的間隙，它只能限制流道板的轉(zhuǎn)動。流道板上的這兩種定位銷保證了流道板與其他部件的定位精度，保證了流道板與噴嘴的流道的對準，同時防止流道板產(chǎn)成過大的熱應(yīng)力和熱變形。</p><p>　　熱流道板的選擇或設(shè)計有些基本要求必須滿足：對于多型腔的塑料充模要有合理

75、的分配；流道板加熱升溫較快，且溫度控制可靠有效；流道板與模具的絕熱良好，且與噴嘴間無熔體泄漏等等。</p><p>　　為了熔體能平衡地輸送到注射點的噴嘴上，流道板上的流道就應(yīng)該有合理的幾何參數(shù)，流道的長度和直徑首先在滿足注射點的數(shù)目和排布的情況下，輸送熔體的流動速率也要合理。為了實現(xiàn)充模的平衡，可以通過兩個途徑來實現(xiàn)：</p><p>　?。?）通過設(shè)計相等的流徑長度，給予幾何參量的平衡

76、，也就是自然平衡。這種平衡是基于對各注射點流徑的排布，對所有的型腔的流道、澆口的長度都是相等的。流道分叉后，常見的有一分二、一分三和一分四，將流道合理的縮小。</p><p>　?。?）根據(jù)流徑長度的不同，以各注射點有相同壓力降為基礎(chǔ)，對流道截面積進行補償，也就是流變學(xué)平衡。這種平衡相對于自然平衡，流道的長度較短，總的體積較小，因此流道板較簡單、體積小、重量輕。用流變學(xué)平衡設(shè)計流道，其計算結(jié)果要在一定的工藝條件下

77、得到。</p><p>　　流道板上常見的流道直徑為φ6~φ10mm。流道直徑小于φ6mm將使傳輸壓力降過大，流道直徑大于φ10mm則會使熔體在流道中花費時間過長，但是大型制件的流道直徑有達到φ16mm。</p><p>　　為了充模的平衡性，流道的直徑根據(jù)自然平衡的方法來計算。在多層分流道直徑計算時，推薦采用下式：</p><p><b>　　式 （4.

78、4）</b></p><p>　　式中 ——上游流道的直徑；</p><p>　　——下游流道的直徑；</p><p>　　——下游流道分支數(shù)。</p><p><b>　　4.5氣動系統(tǒng)</b></p><p>　　源裝置——壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為

79、系統(tǒng)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。</p><p>　　執(zhí)行元件——將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能并完成做功動作的元件，如氣缸、氣馬達。</p><p>　　控制元件——控制氣體壓力、流量及運動方向的元件，如各種閥類（電磁閥，速度控制閥）。</p><p>　　磁性開關(guān)氣缸組成 : 缸體，活塞，密封圈，磁環(huán)（有sensor的氣缸）</p><p>　

80、　原理 : 壓力空氣使活塞移動，通過改變進氣方向，改變活塞桿的移動方向。 </p><p>　　磁性開關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán)，在缸筒上直接安裝磁性開關(guān)，磁性開關(guān)用來檢測氣缸行程的位置，控制氣缸往復(fù)運動。因此，就不需要在缸筒上安裝行程閥或行程開關(guān)來檢測氣缸活塞位置，也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊。</p><p>　　氣缸如下圖所示。它是在氣缸活塞上安裝永久磁環(huán)，在缸筒

81、外殼上裝有舌簧開關(guān)。開關(guān)內(nèi)裝有舌簧片、保護電路和動作指示燈等，均用樹脂塑封在一個盒子內(nèi)。當裝有永久磁鐵的活塞運動到舌簧片附近，磁力線通過舌簧片使其磁化，兩個簧片被吸引接觸，則開關(guān)接通。當永久磁鐵返回離開時，磁場減弱，兩簧片彈開，則開關(guān)斷開。由于開關(guān)的接通或斷開，使電磁閥換向，從而實現(xiàn)氣缸的往復(fù)運動。</p><p><b>　　圖4.3氣缸</b></p><p>　

82、　4.6注塑模的熱流道系統(tǒng)的裝配</p><p>　　這次設(shè)計的注塑模熱流道部分主要由噴嘴，流道板等組成，如圖4.4所示。</p><p>　　圖 4.4 熱流道系統(tǒng)裝配圖</p><p>　　在模具生產(chǎn)廠家，為了保證熱流道系統(tǒng)無塑料熔體的泄漏，各部件之間的裝配精度和安裝次序都要有很高的要求。下面的裝配步驟是大多廠家所執(zhí)行的。</p><p&g

83、t;　　（1）將注射點的噴嘴安裝在定模板中，校核所有噴嘴的裝配平面高度，公差為±0.01mm。</p><p>　　（2）磨削支撐墊的高度，公差為±0.01mm。</p><p>　　（3）在不安放金屬密封圈的情況下，試裝流道板，校核止轉(zhuǎn)銷是否有必需的間隙。如果用螺栓聯(lián)接的，將流道板固定在定模板上（或附加板上）。</p><p>　?。?）用螺栓

84、將墊板固定在定模板上（或附加板上）。</p><p>　?。?）配合所有的承壓圈，獲得制造商推薦的間隙，間隙的大小要根據(jù)噴嘴加熱后的膨脹系數(shù)等來計算。</p><p>　?。?）拆卸流道板，在噴嘴上放置金屬密封圈，該高度應(yīng)該高于噴嘴平面約0.3mm。然后再次安裝流道板。（如果不安裝密封圈，步驟6就不執(zhí)行）</p><p>　　（7）固定定模座板。</p>

85、<p>　　流道板在受熱之后會線膨脹，每100℃的升溫，100mm就有0.1mm的膨脹，如果裝配不正確，很容易會產(chǎn)生高壓泄料。</p><p><b>　　5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　5.1型芯與型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　型芯是用來成型塑件內(nèi)表面的零件。型芯也有整體式和組合式之分，形狀簡單的主型芯和模

86、板可以做成整體式，形狀比較復(fù)雜或形狀雖不復(fù)雜，但從節(jié)省貴重鋼材，減少加工工作量考慮多采用組合式型芯。固定板和型芯可以分別采用不同的材料制造和熱處理，然后再連成一體。</p><p>　　凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式、整體嵌入式，局部鑲嵌式、大面積鑲拼組合式和四壁拼合式五種。對于本設(shè)計中的后保險杠制件，由于尺寸非常大，對凹模的強度以及剛度都有較高的要求，因此擬選用整體式凹模。以防止模腔在

87、塑料充?；蛘弑簳r發(fā)生變形。</p><p>　　整體式凹模是由一整塊金屬切削加工而成，整體式凹模的特點是牢固、不易變形。因此對于形狀簡單、容易制造或者形狀復(fù)雜，但可以采用加工中心、數(shù)控機床、仿形機床或電加工等特殊方法加工的場合是適宜的。近年來由于型腔加工新技術(shù)的發(fā)展和進步，許多過去必須組合加工的較復(fù)雜的凹?，F(xiàn)在也可以設(shè)計成整體式凹模。這樣不僅提高了型腔的強度，而且大大提高了加工精度和塑件的質(zhì)量。</p&g

88、t;<p>　　5.2整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計算。</p><p>　　理論分析與實踐證明，大型模具的剛度是主要問題，而強度是次要問題。故成型件尺寸應(yīng)以滿足剛度條件為前提。聚丙烯所允許撓曲量在0．03—0．04mm。將側(cè)壁看作是受均布載荷的固定梁模型，由撓度公式可推出允許最小側(cè)壁厚度：</p><p><b>　　式（5.1）</b></p>

89、<p><b>　　式中:</b></p><p>　　A—最小側(cè)壁厚度，mm</p><p><b>　　C—由而定的常數(shù)</b></p><p>　　E—模具材料的彈性模量，mpa</p><p>　　P—型腔壓力，mpa</p><p>　　H—側(cè)壁內(nèi)側(cè)邊

90、高，mm</p><p>　　—允許最大撓曲量，mm</p><p><b>　　式（5.2）</b></p><p><b>　　對于此保險杠模具</b></p><p>　　P=80mpa E=</p><p>　　h=310mm L=1614mmmm </p

91、><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　a=63.45mm</b></p><p>　　5.3整體式矩形底板厚度計算</p><p><b>　　式（5.3）</b></p><p>　　C—常數(shù)，由底板內(nèi)壁邊長之比L/b而定，也可按

92、近似公式計算：</p><p><b>　　式（5.4）</b></p><p><b>　　C=0.0312</b></p><p><b>　　S=114.6mm</b></p><p>　　5.4型芯的尺寸計算</p><p>　　5.4.1型芯的

93、徑尺寸計算</p><p>　　以塑料的平均收縮率為計算基準</p><p>　　查表2-1-2得塑料公差等級為MT4模具制造公差等級為IT10</p><p><b>　　PP取平均收縮率</b></p><p><b>　　最大磨損量</b></p><p>　　式（5.

94、5） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——型腔徑向尺寸 --塑件外形基本尺寸 </p><p>　　——PP平均收縮率 △——尺寸公差</p><p>　　——模具制造公差取=</p><p>　　5.4.2型芯高度

95、尺寸計算</p><p><b>　　式（5.6）</b></p><p><b>　　5.5型腔尺寸計算</b></p><p>　　5.5.1型腔徑向尺寸</p><p><b>　　式（5.7）</b></p><p>　　式中為型芯徑向尺寸

96、 為塑件內(nèi)形基本尺寸</p><p>　　5.5.2型腔高度尺寸計算</p><p><b>　　式（5.8）</b></p><p><b>　　6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則</p><p>　　在注塑生產(chǎn)過程中，塑件冷卻時間約占整個

97、注塑生產(chǎn)周期的80％。為了縮短成型周期，需要對模具進行冷卻，因此塑料注塑模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計計算，不僅影響成型制件的質(zhì)量，還直接影響到生產(chǎn)效率。常用的方法是用水對模具進行冷卻，即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔的制件上或制件上的孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計一般要遵循以下一些原則：</p><p>　　（1）在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道應(yīng)

98、盡量靠近型腔（型芯）表面。</p><p>　　（2）在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下，冷卻水道的排布應(yīng)盡量緊密。</p><p>　?。?）制件較厚的部位應(yīng)特別加強冷卻。</p><p>　?。?）冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)盡量相等。</p><p>　?。?）冷卻水道不應(yīng)該穿過鑲塊或者接縫部位，防止漏水。</p>&l

99、t;p>　?。?）冷卻水道避免設(shè)計在塑件的熔接痕處。</p><p>　　6.2塑料注射量的計算</p><p>　　每次注入系統(tǒng)的塑料量：</p><p>　　V= 式（6.1）</p><p>　　=17572.2+110459.8

100、+4223966=4351998</p><p><b>　　塑料制品的質(zhì)量：</b></p><p><b>　　m=</b></p><p>　　=43519980.92</p><p><b>　　=4003.8g</b></p><p>　　6.

101、3制品所需冷卻時間的計算</p><p>　　注入模具內(nèi)的塑料熔體所帶入的熱量通過模具模板進入冷卻介質(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，當制品冷卻到熱變形溫度以下，即可開模取出制品。</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></

102、p><p><b>　　式（6.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S-制品的壁厚，mm；</p><p>　　-塑料注塑溫度，取250℃；</p><p>　　-模具型腔的溫度，取50℃;</p><p>　　-

103、塑件脫模時的平均溫度，取70℃；</p><p>　　-塑料熱擴散系數(shù)，/s，查表可知取0.067/s。</p><p>　　計算得到：t=39.0s。</p><p>　　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。</p><p&g

104、t;　　由此得出每一個成型周期的時間是52s；</p><p>　　計算出每小時注塑的次數(shù)為：N=3600/52=69次；</p><p>　　6.4冷卻水體積流量的計算</p><p>　　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

105、塑機接觸所傳導(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：</p><p><b>　　式（6.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—冷卻水的體積流量；</p><p>　　W—單位時間（每分鐘）內(nèi)注入

106、模具中的塑料的質(zhì)量，kg/min；</p><p>　　—單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時候所放出的熱量，KJ/Kg；</p><p>　　ρ—冷卻水的密度，Kg/；</p><p>　　—冷卻水的比熱容，KJ/Kg.℃；</p><p>　　—冷卻水的出口溫度；</p><p>　　—冷卻水的進口溫度，℃。</p&g

107、t;<p>　　單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時候所放出的熱量Q可以通過查表得查詢得到PP的單位熱流量為590kJ/kg。經(jīng)過計算本模具的成型周期是52s。那么每分鐘內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量就是5.02Kg，即W=5.02Kg/min；冷卻水的密度ρ=1000Kg/。</p><p>　　冷卻水的比熱容。設(shè)置水的入口溫度在為21℃，出口溫度為23℃。</p><p><b>

108、;　　則水的體積流量是：</b></p><p><b>　　=0.235</b></p><p>　　6.5水孔直徑的選擇</p><p>　　根據(jù)體積流量選擇水孔直徑d=30mm；</p><p>　　6.6冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p>　　式（6.4） </

109、p><p><b>　　=5.54m/s</b></p><p>　　6.7冷卻水流動狀態(tài)的校核</p><p><b>　　冷卻水的雷諾數(shù)為：</b></p><p>　　式（6.5） </p><p><b>　　=</b></p>

110、;<p>　　式中：—冷卻水的運動粘度，；</p><p>　　由于10000，因此冷卻水是處于穩(wěn)定湍流狀態(tài)。</p><p>　　6.8冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h</p><p>　　因為平均水溫為21.5℃，查表得到f(與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù))，f=3,則</p><p><b>　　式（6.6）<

111、;/b></p><p>　　6.9計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A</p><p>　　A= 式（6.7）</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.904</b

112、></p><p>　　式中：模具平均溫度與冷卻水平局溫度之間的差值℃；</p><p>　　6.10計算模具所需冷卻水管道的總長度L</p><p>　　L= 式（6.8）</p><p><b>　　=9.6m</b>

113、</p><p>　　6.11冷卻水路的根數(shù)x</p><p>　　設(shè)每條冷卻水路的長度為=1.2m,則冷去水路的根數(shù)為</p><p><b>　　X==8</b></p><p>　　6.12冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)以上經(jīng)驗原則以及制件的實際幾何特征，設(shè)計了制件的冷卻水道的

114、方案，考慮到冷卻水道的加工工藝的復(fù)雜性和制件所需冷卻水的流量較小，所以設(shè)計了一套冷卻水道的方案，具體結(jié)構(gòu)如圖所示。</p><p>　　圖6.1 冷卻水管的分布</p><p><b>　　7排氣系統(tǒng)</b></p><p>　　大型注塑模的排氣問題顯得特別重要，除了利用分型面、型芯、推桿等間隙排氣外，尚需要另設(shè)專用排氣隙，其設(shè)計原則如下。&l

115、t;/p><p>　?。?）排氣隙位置設(shè)在塑料熔體流動的末端或制品壁較薄的地方，且遠離操作者的方向。</p><p>　?。?）排氣隙尺寸其深度以易于排氣而不溢料或溢料很少為準，具體數(shù)值由塑料熔體的黏度特性決定，其延續(xù)部分深度可增大0.2~0.8mm。排氣隙的寬度，根據(jù)制件大小，可選5~25mm。此外，也可在距離型腔周圍約10mm的距離處，加工一封閉的環(huán)形槽通向大氣，其排氣效果也很好。對于矩形

116、型腔，在接觸邊的外側(cè)設(shè)置凹下的排氣槽。最好是在分型面的全部周邊上進行排氣，稱之為全周排氣槽。若認定氣體最后匯集在熔體流動末端，則可在分型面上進行部分排氣，稱之為末端排氣槽。 </p><p>　　(3)型芯、型腔的加熱冷卻系統(tǒng)。模溫是影響制品質(zhì)量及成型效率的一個重要因</p><p>　　素。在使用了熱流遭的模具中，一方面熱流道需要加熱而另一方面模具需要冷卻。且由于此模具體積巨大模具開始工

117、作時模溫低，需要預(yù)熱，工作一段時間后模溫上升超過規(guī)定溫度時又需要冷卻。聚丙烯(PP)的成型溫度在160℃~260℃，其模具溫度應(yīng)控制在55~65。大型注射模最好用自來水冷卻，比較經(jīng)濟，冷卻水孔直徑一般在20mm~30mm。大型注射模加熱裝置～般為電加熱棒加熱，它有方便、易控制等優(yōu)點，但必須防止局部過熱。</p><p>　　8塑件脫模機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　8.1脫模機構(gòu)設(shè)計原則&