塑料殼罩注射模的設(shè)計(jì)

塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)      2011 屆畢業(yè)論文           塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)          系  、  部：          機(jī)械工程系           學(xué)生姓名：            唐曉波             指導(dǎo)教師：     張蓉     職稱    副 教授     專     業(yè)：      材料成型及控制工程       班     級(jí)：            0702 班            完成時(shí)間：        2011 年 5 月 17 號(hào)                            塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    1 摘   要       對(duì)塑料罩 殼注射模結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口進(jìn)料 ， 采用 一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，  材料采用 流動(dòng)性能 中等 的 ABS塑料， 通過對(duì)塑件的分析，注射機(jī)的選定， 澆注系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和導(dǎo)向地位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，給出了生產(chǎn)塑料罩殼的一個(gè)實(shí)際參考設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。   關(guān)鍵詞 : ABS； 一模四腔 ； 側(cè)澆口 ；模具設(shè)計(jì)    ABSTRACT      To plastic cover shell injection mould structure adopts point runner feeding； Selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow property ABS plastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency； Based on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design of the shunt way, Lord, molding parts design calculation of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide mechanism design, status are given a production of plastic cover shell actual reference design of the production process.  Keywords: ABS； Plastic cover shells； Injection mould； Mold design.         塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    2 目錄   1.塑件成型工藝性分析 . 5 1.1 塑件的分析  . 5  1.2  ABS 工程塑料的性能分析 . 5 1.2.1 基本性能  . 5 1.2.2 ABS 物理性能  . 6 1.2.3 ABS 熱性能  . 6 1.2.4 ABS 力學(xué)性能：  . 7 1.3 ABS 的注射成型過程及其工藝參數(shù) . 8 1.3.1 注射成型過程  . 8 1.3.2 注射工藝參數(shù) . 8 2.擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī) . 8 2.1 分型面位置的確定  . 8 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定  . 9 2.3 注射機(jī)型號(hào)的確定  . 10 2.3.1 注射量的計(jì)算  . 10 2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算 . 10 2.3.3 選擇注射機(jī) . 11 2.3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 . 11 3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 12 3.1.主流道的設(shè)計(jì)  . 12 3.1.1 主流道尺寸 . 12 3.1.2 主流道的凝料體積 . 13 3.1.3 主流道當(dāng)量半徑 . 13 3.1.4 主流道交口套的形式 . 13 3.2. 分流道的設(shè)計(jì)  . 14 3.2.1 分流道的布置形式 . 14 3.2.2 分流道的長度 . 14 3.2.3 分流道的當(dāng)量直徑 . 14 3.2.4 分流道的截面形狀 . 14 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    3 3.2.5 分流道界面尺寸 . 15 3.2.6 凝料體積 . 16 3.2.7 校核剪切速率 . 16 3.2.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 . 16 3.3. 澆口的設(shè)計(jì)  . 16 3.3.1 側(cè)澆口尺寸的確定 . 18 3.3.2 側(cè)澆口剪切速率的校核 . 18 3.4 校核主流道的剪切速率  . 18 3.5  冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 19 4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 19 4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  . 19 4.2.成型零件鋼材的選用  . 21 4.3  成型零件工作尺寸的計(jì)算  . 21 4.3.1 凹模內(nèi)尺寸的計(jì)算 . 21 4.3.2 凹模深度尺寸的計(jì)算  . 22 4.3.3 型芯尺寸的計(jì)算  . 22 4.3.4 型芯高度尺寸的計(jì)算 . 22 4.3.5 6、 8、 10 型芯徑向尺寸的計(jì)算  . 23 4.3.6 成型孔的高度 . 23 4.3.7 成型孔間距的計(jì)算 . 23 4.4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算  . 24 4.1.1 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算  . 24 4.1.2 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算  . 25 5.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 26 5.1 脫模力的計(jì)算  . 26 5.2. 推出方式的確定  . 27 5.2.1 采用推 桿推出 . 27 6.模架的確定 . 27 6.1 各模板厚度尺寸的確定  . 27 6.2 計(jì)算并選擇模架型號(hào)  . 28 6.3 模架尺寸的校核  . 28 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    4 7.排氣槽的設(shè)計(jì) . 29 8.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 29 8.1 冷卻介質(zhì)  . 29 8.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算  . 29 8.2.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W . 29 8.2.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量sQ . 30 8.2.3 計(jì)算冷卻水的體積流量vq . 30 8.2.4 確定冷卻水路的直徑 . 30 8.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速 v  . 30 8.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) h  . 31 8.2.7 計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A . 31 8.2.8 計(jì)算冷卻模具水管的總長度 L . 31 8.2.9 冷卻水路的根數(shù) . 31 9.導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 31 9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)  . 32 10.模具總活動(dòng)過程說明 . 32 11.設(shè)計(jì)小結(jié) . 32 參考文獻(xiàn) . 34 致謝 . 35          塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    5 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)  1 塑件成型工藝性分析   1.1 塑件的分析    （ 1）外形尺寸   該塑件壁厚為 1.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長，其材料為 ABS 塑料，為熱塑性塑料，流動(dòng)性較好，適合于注射成型。     (2) 精度等級(jí)   塑件所有尺寸公差在任務(wù)書中未能給出，未注公差的尺寸取為 MT7.    (3) 脫模斜度   ABS 的成型性能良好，成型收縮率較小，參考文獻(xiàn) 1中表1-12，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 1。   1.2  ABS 工程塑料的性能分析    1.2.1 基本性能  ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯 -丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。這些不同品 質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS 材料具有超強(qiáng)塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    6 的易加工性，外觀特性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件，專動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。  成形特性：  1無定形料，其品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種  確定成形方法及成形條件。  2吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)長時(shí)間干燥。  3流動(dòng)性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯， AS 差，但是比聚碳酸酯、聚 氯乙烯好）。      4比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高），料溫對(duì)物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度在 250左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件模具溫度宜取 5060 ，要求光澤及耐熱型塑件宜取 6080 ，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為 180230 ，注射壓力為 100140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160220 ， 70100MPa 為宜。   1.2.2 ABS 物理性能  密度：               1.031.08g/cm3 比體積：              0.860.98 cm3/g 吸水率：              0.20.4%  1.2.3 ABS 熱性能  熔點(diǎn)：                130160  熔融指數(shù)：            200 負(fù)荷 50N,噴嘴 2.09   0.410.82g/10min 維卡針入度；          71122  馬丁耐熱：            63  熱變形溫度：          90108 (45N/cm2)                      83103 (180N/cm2) 線膨脹系數(shù)：          7.0 10-5/  計(jì)算收縮率：          0.40.7% 比熱容：              1470 J/ (kg . K) 燃燒性：              慢  熱導(dǎo)率：              0.263 W/ (m . k) 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    7  1.2.4 ABS 力學(xué)性能                 屈服強(qiáng)度：             50MPa 抗拉強(qiáng)度：             38MPa                 斷裂伸長率：           35%                 拉伸強(qiáng)性模量：         1.8GPa                 抗彎強(qiáng)度：             80MPa                 彎曲彈性模量：         1.4GPa                 抗壓強(qiáng)度：             53MPa                 抗剪強(qiáng)度：             24MPa                 沖擊韌度：無缺口       261 k / Jm2                           有缺口       11 k / Jm2             布氏硬度：             9.7HBS 說明：該成形條件為加工通用級(jí) ABS料時(shí)所用，苯乙烯 -丙烯腈共聚物（即AS）成形條件與上相似。     查參考文獻(xiàn) 1中表 1-3 得其主要性能指標(biāo)，見表 1。   表 1  ABS 的性能指標(biāo)  密度 3k/ dmg  1.031.07  抗拉屈服強(qiáng)度 pa/Mb 50 比體積 13dm/ kgv  0.860.98 拉伸彈性模量 Pa/1 GE  1.8 吸水率 %/h24  0.20.4 抗彎強(qiáng)度 a/ MP  80 收縮率 %/s  0.30.8 沖擊韌度（缺口） 2m/ kJ  11 熱變形溫度 /t  90108 硬度 HB  9.7， R121 熔點(diǎn) /t  130160 體積電阻系數(shù) cmv /  6.9 1610  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    8 1.3 ABS 的注射成型過程及其工藝參數(shù)    1.3.1 注射成型過程   （ 1）成型前準(zhǔn)備。對(duì) ABS 的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 ABS 含有氰基等吸水性集團(tuán)，故吸水性較大，因此成型前須進(jìn)行充分干燥，使其水分含量降至 0.1%以下，常用方法是循環(huán)鼓風(fēng)干燥，溫度控 制是 7080 ，時(shí)間 4h 以上。也可以采用烘箱干燥，溫度控制在 80100 ，時(shí)間 2h，干燥粒層厚度不超過50mm。   （ 2）注射過程。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。   （ 3）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為70 ，處理時(shí)間為 2h4h。  1.3.2 注射工藝參數(shù)  （ 1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為 30r/min.。  （ 2）料筒溫度 t/ ：前段 180200；  中段 165180；  后段 150170。   （ 3）模具溫度 t/ ： 5080；   （ 4）注射壓力 (p/Mpa)： 60100；   （ 5）成型時(shí)間（ s）： 注射時(shí)間      2090 S     高壓時(shí)間      05 S     冷卻時(shí)間      20120 S      總周期        50220 S 2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)   2.1 分型面位置的確定     通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在塑件截面積最大，且有利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖 2 所示。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    9  圖 2  分型面的選擇  2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定    （ 1）型腔數(shù)量的確定   由于該塑件精度要求不高，塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。    （ 2）型腔排列方式的確定   由于該模具選擇的是一模四腔，其型腔中心距的確定故流道采用 H 型對(duì)稱排列，使型腔進(jìn)料平衡，如圖 3 所示。   圖 3  型腔數(shù)量的排列布置     （ 3）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定   由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)是一模四腔，對(duì)稱 H 型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形 狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    10 型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或帶推件板）的單分型面注射模。  2.3 注射機(jī)型號(hào)的確定    2.3.1 注射量的計(jì)算    通過 Pro/E 建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖 4 所示。  圖 4  塑件質(zhì)量屬性    塑件體積： 3cm75.011塑V   塑件質(zhì)量：塑塑 Vm=1.0511.075=11.63g 式中， 可根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 9-6 取為 1.05 3/g cm 。    2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算      由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件提及的 0.2 倍 1 倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0.3 倍來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 4 個(gè)塑件體積之和）為：  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    11 塑總 VV n03.1=1.3411.075=57.6 3cm    2.3.3 選擇注射機(jī)  根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為總V=57.6 3cm ，由 參考文獻(xiàn) 2式 4-18，公V=總V/0.8=57.6/0.8=72.00 3cm 。根據(jù)以上的計(jì)算，查參考文獻(xiàn) 1中表 1-25，初步選定公稱注射量為 106 3cm ，注射機(jī)型號(hào)為 SZ-100/630 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表 2。   表 2  注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)   理論注射量 3/mm  106  拉桿內(nèi)向距 /mm 370320 螺桿柱塞直徑 /mm 35 移模行程 /mm 270 注射壓力 MPa/  164.5 最大模具厚度 /mm 300 注射速率 1/ sg  80 最小模具厚度 /mm 150 塑化能力 hkg/  11.8 鎖模形式  雙曲肘  螺桿轉(zhuǎn)速 1min/ r  14200 模具定位孔直 徑 /mm 125 鎖模力 /kN 630  噴嘴球半徑 /mm 15    2.3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核    (1) 注射壓力校核   查 參考文獻(xiàn) 4可知， ABS 所需注射壓力為 70MPa90MPa，這里取0P=90MPa，該該注射機(jī)的公稱注射壓力公P=164.5MPa，注射壓力安全系數(shù) 1k =1.251.4，這里取 1k =1.3，則： 1k0P=1.390=117<公P，所以注射機(jī)注射壓力符合要求。    (2) 鎖模力校核。    塑件在分型面上的投影 面積  塑A= 22222 5-10-68102-8050 =3664.5 2mm    澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積澆A，即澆道凝料 (包括澆口 )在分型面上的塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    12 投影面積澆A的數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分心來確定。澆A是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積塑A的 0.2 倍 0.5 倍。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些，這里取澆A=0.2塑A。    塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則有  總A =n( 塑A + 澆A )=n( 塑A +0.2 塑A )=41.2 塑A =17589.6 2mm    模具型腔內(nèi)的脹型力脹F，則  脹F= 總A模P=17589.625=439.74kN 式中，模P是型腔的平均計(jì)算壓力值。模P是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的 20%50%，大致范圍在 14MPa36MPa。對(duì)于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。 ABS 屬于中等黏度塑料切精度要求不高，故將模P取為 25MPa。  由表 2 可知注射機(jī)的公稱鎖模力是鎖F=630kN，鎖模力安全系數(shù) 2k =1.11.2這里取 2k =1.2，則取 2k脹F=1.2脹F=1.2439.74=527.7kN<鎖F所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。  對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。  3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)   3.1.主流道的設(shè)計(jì)    主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。 主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的交口套。    3.1.1 主流道尺寸    (1) 主流道的長度   一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具 L 應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)計(jì)中初取 55mm 進(jìn)行計(jì)算。    (2) 主流道小端直徑   d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +(0.51)mm= 4.5mm 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    13   (3) 主流道大端直徑   D=d+2主L 2/tan = 8mm 式中 4   (4) 主流道球面直徑   SR=注射機(jī)噴嘴球半徑 +(12)mm=15+2=17 mm。    (5) 球面的配合高度   h=3mm。    3.1.2 主流道的凝料體積     3/r22 主主主主主主 RrRLV =55( 22 5.224 +42.26)3.14/3=1730.63 3mm    3.1.3 主流道當(dāng)量半徑   25.132 45.22 nRmm   3.1.4 主流道交口套的形式    主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小斷入口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選 用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為 50HRC55HRC。如圖 5 所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。   圖 5 主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    14  3.2. 分流道的設(shè)計(jì)    3.2.1 分流道的布置形式    為盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖 6 所示。   圖 6 分流道布置形式     3.2.2 分流道的長度    根據(jù)四個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長度適中，如圖 6 所示。    3.2.3 分流道的當(dāng)量直徑    流過一級(jí)分流道塑料的質(zhì)量   塑Vm 1.0511.0754=46.52g < 106g 因該塑件壁厚為 1.5mm，單行分流道長度為 l =40mm，按參考文獻(xiàn) 3中式（ 2-20）得  D= 4654.20 Lm 4.52mm   3.2.4 分流道的截面形狀        本流道采用梯形截面，其加工工藝好，切塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力不大。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    15   3.2.5 分流道界面尺寸  表  2  部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍   塑料的名稱  分流道斷面直徑  （ mm）  塑料名稱  分流道斷面直徑  (mm) ABS、 AS 4.8 9.5  聚苯乙烯  3.5 10 聚乙烯  1.6 9.5 軟聚氯乙烯  3.5 10 尼龍類  1.6 9.5 聚氨酯  6.5 8 聚甲醛  3.5 10 熱塑性聚酯  3.5 8 丙烯酸塑料  8 10 聚苯醚  6.5 10       根據(jù)上表可取梯形的上底寬度為 B=5.4mm(便于選擇刀具 )，底面圓角的半徑 R=1mm，梯形高度 取 H=2B/3=3.6mm，設(shè)下底寬度為 b，梯形面積滿足如下關(guān)系。  242 DHbB      代值計(jì)算得 b=3.824mm，考慮到梯形底部圓弧對(duì)面積的減少及脫模斜度等因素，取 b=4.5mm。通過計(jì)算梯形斜度 =7.2，基本符合要求，如圖 7 所示。   圖 7 分流道截面形狀與尺寸   塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    16   3.2.6 凝料體積    (1) 分流道的長度為 分L(44.52+7.5+25.48 )2=152mm.   (2) 分流道截面積  2mm2042 3 . 6.45 分A    (3) 凝料體積   分分分 ALV 15220=3040 3mm =3.04 3cm  考慮到圓弧的影響取 分V3 3cm    3.2.7 校核剪切速率   （ 1）確定注射時(shí)間： 由參考文獻(xiàn) 2表 4-8， 可取 t=1.6 s。   （ 2）計(jì)算單邊分流道體積流量： 6.1 2075.115.1t 22/ 塑分分 VVq 14.78 13 scm   （ 3）由 參考文獻(xiàn) 3（式 2-22） 可得剪切速率  133-23 s1041.03102 . 2 63 . 1 4 1 4 . 783 . 3. 3 q3 分分分 R 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在2105 13105 s 之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。    3.2.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度      分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取其粗糙度為 Ra 1.25m2.5m 即可，此處取 Ra 1.6m。另外其脫模斜度一般在 5 10之間，通過上述計(jì)算脫模斜度為 10.6，脫模斜度足夠。   3.3. 澆口的設(shè)計(jì)      該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四腔注射，為方便調(diào)整沖模 時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其界面形狀簡單，易于加工，便于試模后修整，切開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。      運(yùn)用 pro/E 分析工具 PLASTIC Advisor 對(duì)澆口選擇點(diǎn)和熔料充型難 易 程度進(jìn)塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    17 行監(jiān)測分析，澆口選定在分型面上，從塑件底部進(jìn)料填充，如圖 8 所示。   圖 8 澆口的選定和充型模擬       經(jīng) pro/E 分析工具 PLASTIC Advisor 充型模擬分析，選取圖 8 所示澆口進(jìn)行充型，能很好的實(shí)現(xiàn)塑件 熔體 的填充，分析結(jié)果如圖 9 所示   塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    18 圖 9  充型結(jié)果顯示   3.3.1 側(cè)澆口尺寸的確 定   （ 1）計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù) 參考文獻(xiàn) 3表 2-6，可得側(cè)澆口的深度 h 的計(jì)算公式為  h=nt=1.50.7=1.05mm 式中， t 是塑件壁厚，這里 t=1.5mm； n 是塑料成型系數(shù)，對(duì)于 ABS，其成型系數(shù)為 n=0.7     為了便于今后試模是發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參考文獻(xiàn) 2表 4-9 中推薦的 ABS 側(cè)澆口的厚度為 1.2mm1.4mm，故此處澆口深度 h 取 1.3mm。   （ 2）計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)參考文獻(xiàn) 1表 2-6，可得側(cè)澆口的寬度 B 的計(jì)算公式為   30AnB mm.7130 7.472626.0  式中， A 為凹模的內(nèi)表面積 (約等于塑件的外表面積 )。   （ 3）計(jì)算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表 2-6 啊，可取側(cè)澆口的長度 澆L0.75mm。   3.3.2 側(cè)澆口剪切速率的校核   （ 1）確定注射時(shí)間：查參考文獻(xiàn) 1表 2-3，可取 t=1.6s；   （ 2）計(jì)算澆口的體積流量： 1292.66.1 0 7 5.11 scmtVq 塑澆  （ 3）計(jì)算澆口的剪切速率：對(duì)于矩形澆口可得：3.3q3nR 澆 4 1410 s ，則   3.3q3nR 澆 1 6 9 9 775.00 2.96.33 3 1.7 1410 s <4 1410 s ，剪切速率合格。  式中，nR為矩形澆口的當(dāng)量半徑，即nR= 5.70212 1222 3232 LA  mm。  該矩形澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當(dāng)做小一點(diǎn)，通過試模根據(jù)塑件成型情況來調(diào)整。   3.4 校核主流道的剪切速率    上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積 (澆口體積的大小可以忽略不計(jì) )以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    19   1) 計(jì)算主流道的體積流量  13cm5.530.61 475.011373.51q st nVVV 塑分主主    2) 計(jì)算主流道的剪切速率  133-33 s1052.011025.134.13 5.530.33. 3 q3 主主R 主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 132 105105 s之間，所以，主流道的剪切速率合格。  3.5  冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算    冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道陳濤中脫出。  4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算   4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹 模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時(shí)可省去定模座板 根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，如圖 10 所示。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    20  圖 10  整體嵌入式凹模    (2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (型芯 )  凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式組合式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖 11 所示，因塑件的包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分。   塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    21 圖 11  凸模型芯   4.2.成型零件鋼材的選用    根據(jù)對(duì)成型塑件的分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮到它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 P20。對(duì)于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選擇 P20 鋼，進(jìn)行滲氮處理。   4.3  成型零件工作尺寸的計(jì)算    采用參考文獻(xiàn) 2中式 (2-26)(2-30)相應(yīng)公式中的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按 照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。    4.3.1 凹模內(nèi)尺寸的計(jì)算        塑件外部尺寸的轉(zhuǎn)換，塑件外緣基本尺寸為 50mm、 80mm 未注公差，屬 A類尺寸，按照任務(wù)書上要求尺寸精度 MT7 進(jìn)行計(jì)算，則  ，mml s 0 32.10 66.5066.050 相應(yīng)塑件的制造公差為 0 =1.32mm；  mml s 0 8.1-1 9.80.9080 ，相應(yīng)塑件的制造公差為 .8mm10 。   00000cp0 1 zxlSL sM     mm.150477.1502.318.50-6.65005.001 05.2023.0003.20003.200     0z00011 x-1 scpM lSL   mm.28096.280.816.50-.98005.001 96.3096.00.300.300   式中，cpS是塑件的平均收縮率，查表參考文獻(xiàn) 5中表 1-4 可知 ABS 的收縮率為0.3% 0.8%，所以取其平均收縮率cpS= 05.002 08.0003.00 ；0x是系數(shù)，查參考文獻(xiàn) 3可得0x=0.56；0是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 (下同 )，0z是塑件上相應(yīng)制造公差，對(duì)于中小型塑件取 z =6(下同 )。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    22   4.3.2 凹模深度尺寸的計(jì)算    塑件高度尺寸的換算：塑件的高度基本尺寸 mm44.144.4014 08.801 SH，相應(yīng)公差是 1 =0.88mm； mm4.52045.020 08.012 SH，相應(yīng)公差是 2 =1.08mm。  塑件高度為未注公差尺寸，屬 A 類尺寸，按 MT7 級(jí)進(jìn)行計(jì)算。   1z01111 x-1 scpM lSH       = mm1 4 . 1019.140194.148.806.50-4.41405.001 0 . 0 6 60 . 0 7 9-1 4 7 4.0 0400.0147.00147.00 2z02222 x-1 scpM lSH       mm0 . 9 7 60 . 0 0 4-8. 2 21 48.008.0108.010 .120. 0 4 820480.208.015.50-4.52005.001 式中， 1x 、 2x 是系數(shù)，查表 2-20 得， 1x =0.56， 2x =0.55。    4.3.3 型芯尺寸的計(jì)算     塑件內(nèi)徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：  mmmmL S 86.001 57.76.4 3077 ，相應(yīng)制造公差為 3 =0.86mm；mmmmL S 46.001 68.46. 32047 ，相應(yīng)制造公差為 3 =0.64mm,那么則有   03311 3x-1 zscpM LSl     mm094.0050.0-0 . 1 4 3 40-0 . 1 4 3 40- .1779365.17730 . 40 . 5 6. 5 7765. 0 001 ；   033113x-1 zscpM LSl     mm03.007.0-0 . 1 0 6 70-0 . 1 0 6 70- .3473.347460.50 . 68.6465. 0 001 式中，3x是系數(shù)，查表 2-20 可得，3x=0.56。    4.3.4 型芯高度尺寸的計(jì)算         塑件內(nèi)腔高度尺寸轉(zhuǎn)換：  mms 68.001 16.12mm4.30.512h ，相應(yīng)的制造公差 4 =0.68mm；  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    23 mmmms 88.002 06.1844.05.18h ，相應(yīng)的制造公差 5 =0.88mm。   0 4z4411 x-1 scpM hSh     mm015.0002.00 134.10-0 134.10- 6.126152.128.608.506.1125. 0 001 0 5z5522 x-1h scpM hS      = mm.61843.6188.806.506.01805.001 43.0004.10-0 47.10-0 47.10-   4.3.5 6、 8、 10 型芯徑向尺寸的計(jì)算  6、 8、 10自由公差按 MT5 查得： ，、 9.2009.2004.200 1086 不需要轉(zhuǎn)換，因此得：   0 6z6633 x-1 scpM lSl     mm.1698.164.20.70605.001 98.0054.000 4.00-0 4.00- 0 7z7744 x-1 scpM lSl     mm.28. 2 4 389.20.70805.001 43.00050.0-0 483.00-0 483.00- 0 8z8855 x-1 scpM lSl     mm053.00470.0-0 483.00-0 483.00- .21053.2109.20.701005.001 4.3.6 成型孔的高度    26、 28、 210的成型芯是與凹模碰穿，所以公差應(yīng)該取正，以利于修模。    4.3.7 成型孔間距的計(jì)算  成型孔之間的距離分別如下：   mm.124417.002.124417.002405.001211 617.00 217.00-s11 zcpM CSC mm.126417.003.126417.002605.001211 717.00 117.00-2s22 zcpM CSC 塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)注如圖 12 所示。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    24   圖 12  凹模嵌件及型芯的成型尺寸    4.4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算    4.1.1 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算。      凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻(xiàn) 2表4-19 中的剛度公式計(jì)算。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    25 mmEphSp3154314138.0010.812203532315mm 式中   p 型腔壓力 (MPa)； E 是材料彈性模量 (MPa)； h=W； W 是影 響變形的最大尺寸，而 h=30mm；p是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種可查參考文獻(xiàn) 2表 4-20 得  p=152i =150.8393m=12.589mm=0.0126mm 式中， 2i = 20001.02045.0001.05.40 5151 WW 0.8393m。      凹模嵌件初定單邊厚度選 10，由于壁厚不能滿足 15mm 要求，所以凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，有模板和型腔共同來承受型腔壓力。由于型腔采用 H 形直線對(duì)稱結(jié)構(gòu)布置，型腔之間的壁厚 1S =110(中心距 )-402=30mm(或1S =80-25=30mm)，由于型腔不是深大型腔，這個(gè)壁厚間隔能夠滿足要求。根據(jù)型腔的布置，初步選定模板平面尺寸為 300mm300mm，它比型腔布置的尺寸要大得多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。    4.1.2 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算  動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 300mm300mm 這個(gè)范圍內(nèi)，查參考文獻(xiàn) 2表 7-4 墊塊之間的跨度大約為 mmmmWWL 1 5 44822 5 02 2 。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力就 可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板的厚度，即  T=0.54L 311ppElA=0.54154 315 3 4 7.003 0 010.811 4 4 7 635 53.8mm 式中，p是模具剛度許用變量。根據(jù)注射塑料品種查參考文獻(xiàn) 2表 4-20 得p=152i = ）（）（ 154001.015445.015001.05.4015 5151 LL =0.03465mm     L 是兩個(gè)墊板之間的距離，約 154mm； 1L 是動(dòng)模墊板的長度，取 250mm，A 是四個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。  單件型芯所受壓力的面積是   0A=4777=3619 2mm  四個(gè)型芯的面積是            A=40A=43619=14476 2mm  動(dòng)模墊板可以按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取為 45mm，顯然不符合要求，可采用支撐柱的塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    26 形式來增加支撐板的剛度。采用兩根直徑為 50mm 的支撐柱，且布置在支撐板正中間，根據(jù)力學(xué)模型認(rèn)為， n=1，所以墊板的厚度計(jì)算為   .853211n 1 3434TT 21.35<53.8mm   符合要求。  5.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)  在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。  本塑件結(jié)構(gòu)簡單， 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式，根據(jù)脫模力計(jì)算來確定。   5.1 脫模力的計(jì)算    (1) 主型芯脫模力   塑件為矩形塑件，其 106.275.114.3 8050 t ba ，（或10.322.514.13 8025 ），因此根據(jù)參考文獻(xiàn) 2中式（ 4-25）可得脫模力為       AKfE S LF 1.01 t a nc o st8 21       = N12.2 1 7 61 4 4 7 6.100 0 7 8.136.01 1t an45.0co s 16.1505.0010.81.5183 mm   (2) 3- 6 小型芯脫模力   對(duì)于此處小型芯其 1034.35.1 5r t，跟根據(jù)參考文獻(xiàn) 2中式（ 4-26）計(jì)算其脫模力為     31.01 t a n2 2212 AKKfr E S LF     N6.8112305.314.31.00078.19.236.01 1t a n45.01.6108.1514.32 23   (3) 同上 述（ 2）中步驟，分別計(jì)算得到 8 小型芯脫模力、 10 小型芯脫模力為3F=154.74N， 4F =198.2N。  式中   E 塑料的拉伸彈性模量（ MPa）；  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    27  S 塑料成型的平均收縮率（ %）；   t 塑件的壁厚（ mm）；   L 被包型芯長度（ mm）；   塑料的泊松比（查參考文獻(xiàn) 3表 2-12）；   脫模斜度（ ）；   f 塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；   A 型芯的平均直徑（ mm）；   1K 由 和 決定的無因次數(shù)，c os2c os2221 K；   2K 由 和 決定的無因次數(shù)， co ss in12 fK 。    (4) 總脫模力的大小      F=4331 FFFF =2176.12+116.86+154.74+198.2=2645.92N.  5.2. 推出方式的確定    5.2.1 采用推桿推出    (1)推出面積   設(shè) 4mm 的圓推桿設(shè)置 16 根 (4 4 根 )，那么推出面積為  2221 96.20034164 mmdA    (2)推桿推出力   根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 2-12 取許用應(yīng)力 =14MPa = a7.1136.9200 2.92645 MPAF < =14MPa      因此，經(jīng)上述計(jì)算得出，在實(shí)際生產(chǎn)中，以此推桿推出塑件，不會(huì)有頂白或者頂破的可能，故采用推桿推出。  6.模架的確定   6.1 各模板厚度尺寸的確定    (1) A 板尺寸   A 板是定模固定板，塑件高度為 20mm，考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，必須留出足夠的距離，故 A 板厚度取 50mm。    (2) B 板 尺寸   B 板是型芯固定板，按照標(biāo)準(zhǔn)模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取為 60mm。  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    28   (3) C 板 (墊塊 )尺寸   墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度+(510)mm=(25+25+20+510)mm=75mm85mm，此處初步選定 C 板厚度為80mm。   6.2 計(jì)算并選擇模架型號(hào)  模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，模具結(jié)構(gòu)以緊湊實(shí)用為好?，F(xiàn)根據(jù)一種標(biāo)準(zhǔn)模架選型的經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行模架的選擇，即是根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或者模仁周邊尺寸，以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔或是模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架的大小。其具體計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下：  塑件投影寬度 W 3W-10 塑件投影長度 L 2L - 2D (復(fù)位桿直徑 ) -30 式中   常數(shù) 10 推桿邊緣與墊塊之間的雙邊距離，見參考文獻(xiàn) 3表 7-4；        常數(shù) 30 復(fù)位桿與型腔或者模仁邊緣之間的雙邊距 離，參見表 7-4。  本設(shè)計(jì)中，根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為 220mm160mm，型腔所占的平面尺寸為 190mm130mm，利用上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算可得  3WW +10 =130+10=140mm 2L L + 2D +30=190+25+30=235mm     查參考文獻(xiàn) 3表 7-4，可取3W=150mm， 2L =250mm，根據(jù)以上計(jì)算可得W=300mm，因此考慮采用 300mm350mm 的模架，同時(shí)又考慮到是采 用推件板和推桿綜合推出方式，且推桿均勻布置在型芯內(nèi)，這樣推桿邊緣與推桿固定板邊緣距離較大，因此為降低模具成本，可適當(dāng)減少模具架尺寸，另考慮導(dǎo)柱、導(dǎo)套、水路的布置等因素，根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 7-1 可確定選用帶推 桿 的側(cè)澆口 DCT 型模架，根據(jù)表 7-4 得 WL=300mm300mm 及各板得厚度尺寸。  經(jīng)上述計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定， 根據(jù)注射模中小型模架及技術(shù)條件(GB/T12556 2006)標(biāo)準(zhǔn)，將模架 標(biāo)記為 DCT3030-60 70 80GB/T12555-2006。  6.3 模架尺寸的校核    根據(jù)所選注 射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。    (1)模具平面尺寸 300mm300mm <320mm370mm (拉桿 內(nèi) 間距 )，校核合格。    (2)模具高度尺寸 250mm， 240mm<260mm<400mm（模具的最大厚度和最小厚度，與注射機(jī)相配合的最大 模具 厚度是 260mm，最小 模具 厚度是 240mm），校塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    29 核合格。    (3)模具的開模行程 S= 21 HH 25mm+35mm+(510)mm=6570mm<300mm，校核合格。  7.排氣槽的設(shè)計(jì)  在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。  注射的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的方式。      該塑件由于采用側(cè)澆口，進(jìn)料熔體經(jīng)塑件底部向上填充型腔，每個(gè)型芯上有4 根推桿，其配合間隙可作為氣體排出方式，不會(huì)再頂部產(chǎn)生憋氣現(xiàn)象。同時(shí)，底面的氣體會(huì)沿著分型面、型芯和推件板之間的間隙排出。  8.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量硬等于冷卻說所帶走的熱量。   8.1 冷卻介質(zhì)       ABS 屬流動(dòng)性中等的材料，其成型溫度及模具溫度分別為 200 240  和 50 80 ，熱變形溫度為 70 107。所以模具溫度初步選定為 40，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。   8.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算    8.2.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W   1) 塑料制品的體積  塑分主 nVVVV =1.731+3.04+4 11.075=49.07 3cm  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    30   2) 塑料制品的質(zhì)量  m= V =1.05 49.07=51.53g 0.0515kg   3）塑件壁厚為 1.5mm，查參考文獻(xiàn) 2表 4-34 得冷t=5.7 s，注射時(shí)間注t由參考文獻(xiàn) 3表 2-3 查得為注t=1.6 s，脫模時(shí)間脫t=7.5 s，則注射周期為  t=冷t+注t+脫t=14.8 s 由此得到，每小時(shí)注射次數(shù)為 N=240 次。    4) 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔料的總質(zhì)量為  W=Nm=240 0.0515kg=12.37kg/h  8.2.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量sQ     查參考文獻(xiàn) 2表 4-35 直接可知道 ABS 的單位熱量SQ的值的范圍是(310400)kJ/kg 之間，故取值為SQ=355kJ/kg。   8.2.3 計(jì)算冷卻水的體積流量vq 設(shè)冷水道入水口的水溫為 2 =22，出水口為 1 =25，去水的密度為3/kg1000 m ，水的比熱容 CgJ k/k187.4c 。則根據(jù)公式可得：   m i n/1083.5222587.141 0 0 060 3 5 57.31260 3321 s mcWQq v   8.2.4 確定冷卻水路的直徑      當(dāng)vq=5.83 3-10 min/m3 時(shí)，查參考文獻(xiàn) 2表 4-30 可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑為 d=8mm.  8.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速 v  v =260q4 dv = ss /m66.1/m3.9108.004.1360 103.85423- 合理  塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)    31  8.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) h      因?yàn)槠骄疁貫?23.5，查參考文獻(xiàn) 2表 4-31 可得 672.0f ，則有 : ChmkJd vfh 22.08.02.08.0 /33.3 1 4 1 20 0 8.0 93.11 0 0 072.61 8 7.41 8 7.4  8.2.7 計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A 231045.85.234033.3 1 4 1 2 35533.12 mhWQA S  8.2.8 計(jì)算冷卻模具水管的總長度 L mmmAL 336336.008.014.3 105.48d 3   8.2.9 冷卻水路的根數(shù) x    以塑件外圍尺寸為基準(zhǔn)，大致確定冷卻水路的根數(shù) 為：   29.150802 3 3 6/ lLx根      由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水路對(duì)于模具來說顯然是不合適的，本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)定模兩條冷卻水路來對(duì)型芯和凹模嵌件進(jìn)行冷卻，成型零件的冷卻水道開設(shè)如圖所示。  9