塑料成型工藝與模具設計項目3-4

本章能力目標1．會確定型腔數(shù)目和合理選擇分型面。2．具有設計澆注系統(tǒng)及排氣、引氣系統(tǒng)的能力。3．會合理設計注射模具成型零件的結構和計算模具工作部分尺寸。4．具有合理選用注射模具標準模架的能力。5．會設計注射模具調溫系統(tǒng)。6．會設計注射模推出機構和側向分型抽芯機構。7．具有繪制中等復雜程度模具工程圖的能力。本章知識目標1．掌握注射模澆注系統(tǒng)、排氣與引氣設計方法。2．掌握模架的分類及結構特征。3．掌握模具零件結構的設計、計算方法。4．了解模具溫度對塑件的影響5．掌握簡單推出機構工作原理6．熟悉斜導柱側向分型抽芯機構7．了解模具工程圖的繪制要求項目3

注射模具結構設計項目3

注射模具結構設計一

設計注射模具成型零件二注射模標準模架的選用三

設計注射模具調溫系統(tǒng)四

設計注射模推出機構五

設計注射模側向分型抽芯機構六

模具工程圖繪制及材料選擇七任務分型面的確定澆注系統(tǒng)的設計分型面的確定澆注系統(tǒng)的設計任務4

設計注射模具調溫系統(tǒng)能力目標1．會分析模具溫度對塑件質量的影響。2．能夠合理設計模具冷卻裝置。3．會根據(jù)需要設計模具加熱系統(tǒng)。知識目標1．了解模具溫度對塑料成型的影響。2．掌握加熱與冷卻機構的設計原則。3．掌握加熱與冷卻裝置設計計算方法和設計要點。一、任務引入

本項目以如圖3-62防護罩，材料為ABS，要求設計成型該塑件注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)等為載體，針對項目的訓練內容，學習塑料注射成型模具溫度調節(jié)設計方面的相關知識。

5二、相關知識（一）模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的內涵

1.模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的重要性

1.模具溫度對塑料制件質量的影響

模具溫度及其波動對塑料制件的收縮率、尺寸穩(wěn)定性、力學性能、變形、應力開裂和表面質量等均有影響。

2.模具溫度對模塑成型周期的影響

在保證制件質量和成型工藝順利進行的前提下，降低模具溫度有利于縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。溫度調節(jié)的目的，就是要通過控制模具溫度，使模塑成型具有良好的產(chǎn)品質量和較高的生產(chǎn)率。模具溫度的調節(jié)是指對模具進行冷卻或加熱，必要時兩者兼有，從而達到控制模溫的目的。

無論何種塑料在進行注射成型時，均有一個適宜的模具溫度范圍，在次范圍內塑料的流動性能良好、容易充滿型腔、塑件變形小、尺寸穩(wěn)定、表面質量和力學性能較好、冷卻時間短、生產(chǎn)率高。二、相關知識（一）模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的內涵

1.模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的重要性

無論何種塑料在進行注射成型時，均有一個適宜的模具溫度范圍，在次范圍內塑料的流動性能良好、容易充滿型腔、塑件變形小、尺寸穩(wěn)定、表面質量和力學性能較好、冷卻時間短、生產(chǎn)率高。二、相關知識（一）模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的內涵

1.模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的重要性

二、相關知識（一）模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的內涵

2.模具溫度調整系統(tǒng)設計原則

熱塑性塑料

黏度低：冷卻裝置（80oC或90oC以下）

PE、PP、PS、PA

黏度高：加熱裝置（80oC或90oC以上）PSF、POM、PPO及氟塑料結晶性

熱固性塑料：加熱裝置

1）塑料種類2）塑件的壁厚、澆注系統(tǒng)的尺寸3）成型工藝條件：粘流化溫度高——冷卻5）生產(chǎn)率4）精密模具中同時設置加熱和冷卻裝置，實施分段分時控制。二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計1.冷卻系統(tǒng)設計原則

（1）冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等（2）澆口處加強冷卻（3）冷卻水道出、人口溫差應盡量?。?）冷卻應沿著塑料收縮的方向設置（6）冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位（7）進出口水管接頭的位置盡可能設在模具的同一側。（4）注意干涉和密封問題（特別是鑲塊裝配時的剪切面）（2

）澆口處加強冷卻（4）冷卻水道出、人口溫差應盡量?。?）冷卻時間的確定

確定影響冷卻時間的因素很多，如模具材料、冷卻介質溫度及流動狀態(tài)、塑料的熱性能、塑件厚度、冷卻回路的分布、模具溫度等。

二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

m—包括澆注系統(tǒng)在內的每次注人模具的塑料質量(kg)；n—每小時注射的次數(shù)；ρ—冷卻水在使用狀態(tài)下的密度(kg/m3

時)；Cp—冷卻水的比熱容[J/(kg·℃)]t1—冷卻水出口溫度(℃)；t2—冷卻水人口溫度(℃)；冷卻水出人口溫差小最好，一般控制在

5℃以內，精密模具應控制在2℃左右；Δh—從熔融狀態(tài)的塑料進入型腔時的溫度到塑料件冷卻到脫模溫度為止，塑料所放出的熱焓量(J/kg)，Δh值見表3-28。

式中V—所需冷卻水的體積流量(m3/min)

；（2）冷卻水的體積流量

V二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

二、相關知識確定模具冷卻水孔的直徑d

根據(jù)冷卻水處于湍流(湍流的熱傳遞效率為層流的10～20倍)狀態(tài)下的流速：與通道直徑d的關系(見表3-29)，確定模具冷卻水孔的直徑d。（2）冷卻水的體積流量

V二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

m—包括澆注系統(tǒng)在內的每次注人模具的塑料質量(kg)；n—每小時注射的次數(shù)；Δh—塑料所放出的熱燴量(J/kg)，Δh值見表3-28。

TM—模具溫度(℃)；TW—冷卻水平均溫度(℃)；α

—冷卻水的傳熱系數(shù)[W/(㎡·k)]；a可由下式求得；式中A—冷卻水孔的總傳熱面積(m2)

；（2）冷卻回路所需的總表面積A二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

（2）冷卻回路所需的總表面積A二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

式中L—冷卻水孔總長度(m)

；（3）冷卻回路的總長度（4）冷卻水孔數(shù)計算式中l(wèi)—一根冷卻水孔總長度(m)

；二、相關知識（二）冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻系統(tǒng)計算

計算出模具冷卻所需的回路長度后才能根據(jù)模具結構、塑件結構及要求合理布置管路。（三）常見冷卻系統(tǒng)結構四、模具冷卻裝置設計3．噴流式4．隔板式5．間接冷卻1．直流式和直流循環(huán)式2．循環(huán)式1．直流式和直流循環(huán)式

2．循環(huán)式

3．噴流式

4．隔板式

5．間接冷卻3）電熱棒加熱1）電熱絲直接加熱2）電熱圈加熱

將選擇好的電熱絲放人絕緣瓷管中裝人模板的加熱孔，通電后就可對模具加熱。這種加熱方法結構簡單、成本低廉，但電熱絲與空氣接觸后易氧化，壽命較短，同時也不太安全。

將電熱絲繞制在云母片上，再裝夾在特制的金屬外殼中，電熱絲與金屬外殼之間用云母片絕緣，將它圍在模具外側對模具進行加熱。電熱圈加熱的特點是結構簡單、更換方便；缺點是耗電量大。這種加熱裝置主要適合于壓縮模和壓注模。電熱棒是一種標準的加熱元件，電熱棒加熱的特點是使用和安裝都很方便。

二、相關知識（三）加熱系統(tǒng)設計1.模具的加熱方式二、相關知