顶块注塑成型工艺及模具设计【全套含CAD图纸、说明书、三维模型】

湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计题 目：顶块注塑成型工艺及模具设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 顶块注塑成型工艺及模具设计目 录中文摘要及关键词 I英文摘要及关键词 .II第 1 章 绪 论11.1 模具的作用与地位.11.2 本次设计研究目的及意义11.3 CAD 发展概况 .11.4 注塑模 CAD 内容 .2第 2 章 塑件的工艺分析42.1 塑件的工艺性分析.42.1.1 塑件的原材料分析.42.1.2 ABS 的注塑工艺参数 52.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析.52.2.1 结构分析.62.2.2 尺寸精度分析.62.2.3 表面质量分析.62.3 计算塑件的体积和质量.6第 3 章 注射机的选择及校核73.1 注射机的选择73.2 型腔数目的确定及校核.83.3 锁模力的校核93.4 开模行程的校核9第 4 章 浇注系统的设计114.1 分型面的选择114.2 主流道的设计114.3 浇口设计124.3.1 剪切速率的校核134.3.2 主流道剪切速率校核13顶块注塑成型工艺及模具设计4.3.3 浇口剪切速率的校核14第 5 章 成型零部件设计155.1 型腔和型芯工作尺寸计算155.2 型腔侧壁厚度计算16第 6 章 合模导向机构设计18第 7 章 温度调节系统设计207.1 对温度调节系统的要求207.2 冷却系统设计207.2.1 设计原则207.2.2 冷却时间的确定207.2.3 塑料熔体释放的热量217.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热217.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量227.2.6 冷却系统的计算237.2.7 凹模冷却系统的计算24第 8 章 抽芯系统的设计278.1 斜导柱设计278.2 滑槽的设计298.3 楔紧设计308.4 滑块定位设计308.5 弹簧设计计算31第 9 章 模具工作原理说明32总 结33参考文献34致 谢35顶块注塑成型工艺及模具设计中文摘要及关键词摘 要：本设计是顶块塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把 CAD技术应用在注塑模具的设计上，在 CAD 系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 CAD 在模具上的应用，其中包括 AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺顶块注塑成型工艺及模具设计英文摘要及关键词Abstract：This design is a top piece of plastic injection mold design of parts, when combined with traditional mechanical design after the application of CAD technology in injection mold design, implementation of the model in the CAD system and injection mold design. This article describes the current state of development of mold technology and CAD in the mold applications, including AUTOCAD. The main mechanical part of the design, which includes plastic injection mold working principle and application of design criteria. Plastic injection mold design calculations, including the design of the mold design, injection molding machine selection, gating system design, dynamic, fixed mold, pouring system, the release mechanism, the ejection mechanism, cooling system and other aspects. So design a structure to ensure reliable operation of the mold work.Keywords: CAD; CAM; injection molding; Process顶块注塑成型工艺及模具设计1第 1 章 绪 论1.1 模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母” 。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。作为与模具的具有高生产效率，高稠度，低功耗和高精度和复杂性的援助大量生产部件的结果是因此国民经济日益受到制造业理解的，它被广泛使用的机器，电子，汽车，信息，航空，航天，轻工，军工，交通运输，建筑建材，医疗器械，五金工具，生物技术，能源，工业和日用品等，据统计，使用模具制造的零件数量，飞机，汽车，摩托车，拖拉机，发动机，器具，工具和其他机电产品占的计算机，电视机，摄像机，照相机，录像机，传真机，电话和移动电话等电子产品的 80以上的占多超过 85;在冰箱，空调，洗衣机，微波炉，吸尘器，电风扇，自行车等轻工产品占了 90以上，枪支和其他武器军工产品占比超过 95。中国的经济发展，国防和高端技术服务的现代化建设作出了贡献显著。模具工业是重要的基础产业。工业要发展，模具必须第一行。没有高水平的模具不是工业产品的较高水平。现在模具行业的水平已经成为制造业水平的国家重要指标衡量，发挥在国民经济中具有重要作用，模具技术具有生产的重要指标水平的衡量标准是一个国家1。 1。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3 CAD 发展概况计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD 应用程序，从而使设计人员在设计过程中，计算机，大容量信顶块注塑成型工艺及模具设计2息存储的算术和逻辑功能的权力，并利用太快信息和综合信息管理，数值分析，模拟，设计和起草的优化其他项目寻找工作和创意设计由设计师的最佳解决方案。CAD（电脑团队埃迪标志）诞生于 20 世纪 60 年代，美国马萨诸塞州大学的研究提供了一个交互式图形程序，由于昂贵的硬件，只有美国通用汽车公司和美国航空公司的波音开发出了利用交互式绘图系统。 70 年代，成本下降小型机美国工业开始广泛使用交互式绘图系统。 80 年来，随着 PP 机，CAD 快速发展的应用程序的结果，是专业从事 CAD 系统开发的公司。 CAD 是在汽车，航空航天，电子等行业中的大公司的首次应用。随着电脑越来越便宜，逐渐广泛的应用。通用 CAD 成员的 AutoCAD，AutoCAD 的，但它是一个普遍的绘图软件，行业专用机械的差异，但幸运的是，AutoCAD 是一个开放的软件，可以进行二次开发，使用 ADS，ARX 语言如。由于二次深度开发，加强参数化设计，智能化设计，充分发挥了强大的搜索功能和计算机从计算机2。CAD 技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具 CAD 软件是澳大利亚 MOLDFLOW 公司于 1976 年推出并以公司名字命名的 MOLDFLOW。目前 MOLDFLOW 已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国 Protetype为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm 2；1P 为塑料熔体在型腔中的成型压力，Mpa;为注塑机的额定销模力,N。pF3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，顶块注塑成型工艺及模具设计10塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式：（4-3）10521aHS式中 模具开模行程；推出距离（脱模距离）1塑件高度；（H 2）2定模板与中间板之间的分开距离。a则 =291mm500mm10521aS小于注射机最大开合模行程，故满足要求。顶块注塑成型工艺及模具设计11第 4 章 浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口 6。浇注系统设计是注塑模具设计，注模周期和塑料零件（如外观，物理性质，尺寸稳定性等） ，直接影响的质量的一个重要组成部分，它的设计以使腔体的设备和栅极开始对称份力求避免模具磨损部分负荷产生多余材料现象和浇口位置必须适合插入件的后果，并防止小核心，核心是防止栅极的变形允许塑件的疤痕外观。一般情况下，我们应注意以下几个问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1 根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2 塑件的生产批量；3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4 型腔的溢流和排气条件；5 模具加工的工艺性。4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了顶块注塑成型工艺及模具设计12方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大 0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径 D 应尽量选得小些。如果 D 过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。4.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间 7。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；顶块注塑成型工艺及模具设计13考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810 510S 、浇口231的剪切速率 R=10 10 S 时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推451荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=3.nvRq式中 q 体积流量（CM /S） ；R 浇注系统断面当量半径（CM） 。v 33n4.3.2 主流道剪切速率校核Q =0.8Q /T =338.21.5=225.5 （CM /S）主 v公 3T 注射时间：T=2.5（S） ； R 主流道的平均当量截面半径：R = =0.538（CM） n n421dd 主流道小端直径 ， d =0.63 （CM） ； d 主流道大端直径，d =1.2（CM）1 12 2R = = 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S主 3.nvq 31510 1.4710 510 (满足条件)233顶块注塑成型工艺及模具设计144.3.3 浇口剪切速率的校核R = =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S浇 3.nvq 1其中：浇口面积 S= /4(D22-D12),当量面积 S= R 所以 R =7mm。 2当n当n单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 1 腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易， ，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。顶块注塑成型工艺及模具设计15第 5 章 成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得 PP 收缩率为 Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 z=/3 8。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 S，塑件的基本尺寸 Ls 是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为 Ls-，模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为 Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以 Lm +Z 表示型腔尺寸, PP 平均收缩率 S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取 0.5-0.75-塑件公差,取 MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + L S - 3/4 ) （7）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；Z ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位： ；S型腔尺寸：28（10.02）3/40.56 3/56.030（10.02）30.63/40.56 /.18（10.02）3/40.56 3/56.0顶块注塑成型工艺及模具设计162）型腔深度计算公式：H = ( H + H S- 2/3 ) （8）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；Z ZS- 塑件的成型收缩率， （取平均值） ；H - 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；MH - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；S凹模深度尺寸计算：HH （1k）(2/3) 塑 22.5(10.02)22.952/30.34 3/4.02、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + L S + 3/4 ) （9）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值 ；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；ML - 塑件的径向基本尺寸，单位：；S5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1 进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPa顶块注塑成型工艺及模具设计17r=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为 17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr 2/ 1/21.225028 2/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为 18mm。顶块注塑成型工艺及模具设计18第 6 章 合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作 9。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出 812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度 Ra 为 0.8m，导向部分 Ra 为0.80.4m，本设计采用？根导柱，固定端与模板间采用 H7/m6 导套常采用 T10A，型导套，采用 H7/m6 配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：对于两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩部列应该是列重大和长期建立的燃料，润滑油内存减少摩擦列为主。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构来防止，轴向容易解决的主要导向销。设计导柱导套注意事项有：（1）导柱位置的合理安排，引导磁极中心到模具厚度的外边缘必须有至少一个导向柱的直径，导向柱可以在矩形形状的四个角不危险的部分。通常位于最安全的 1/3 的中心线的长边。导柱安排经常被用来直径不等的对称不对称平等排列。（2）在工作部分的长度是直立比芯，使得定向和导向作用的端面高 68 毫米。（3）使用 H7 精确导向柱部的工作/ F7 可采取降低低精度要求 ;导柱固定用 H7 / K6 精密零件;采取外径 H7 / K6 精密引导套筒。其中所述长度通常具有的直径为 1.5 至 2 倍，而其余的可以进行清理，以减少摩擦，并减少了加工的难度。（4）可在导向提供，动模或以保护不受损坏核心在可动模的侧的固定模后，在有利于固定模塑料模具放在一边。书这套四个标准 - 导柱与标准线性引导作为导向套，导向柱在为了保护芯不受损坏涂敷在可动金属模。公共汽车和导柱如下：导柱：两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩柱，柱大而长油箱应设置，内存润滑剂减少摩擦面向列的。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具顶块注塑成型工艺及模具设计19柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构中，轴向引线导销容易修复的防止。顶块注塑成型工艺及模具设计20第 7 章 温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度 10。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP 推荐的成型温度为 160-220，模具温度为 4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1） 根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设计7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距 B 大约为 2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于 10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过 5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。7.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取顶块注塑成型工艺及模具设计21闭模时间 3S，开模时间 3S，顶出时间 2S，冷却时间 30S，保压时间 20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t = 冷2S28SMET=62/(3.1420.07)8/3.14 2(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S 取 6mm； 塑料热扩散系数(mm /s)， =0.07；2T 成型温度 160-220，T 取 200；S ST 平均脱模温度，T 取 80；EET 模具温度 4080 ，T 取 50。MM由计算结果得冷却时间需要 73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图） ，使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取 30S 即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C (t t )1S10= 60217.610 1.9（22060）3= 3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次） ；G每次的注射量(KG)， G=217.610 ；3C 塑料的比热容(KJ/KG)， C =1.9 ；S St 熔融塑料进入型腔的温度 ，t =220；1 1t 塑件脱模温度，t =60。0 07.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q =3.6A (t t )2Z12=3.6406910 140（22050）6顶块注塑成型工艺及模具设计22=348.63 KJ/h式中：A 注塑机的喷嘴头与模具的接触面积 （m ） ，A =406910 m （A =4 RZ 2Z62Z=43.1418 =406910 m ，R=18mm 注塑机喷嘴球半径 ， ） ；2262金属传热系数 =140(W/ m )；t 模具平均温度 t =50 ；2 2t 熔融塑料进入型腔的温度 t =220。1 17.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量（1）对流传热Q =h A ( t t )对 m234=5.350.203（5020） 3=112 KJ/h式中：h 传热系数（ KJ/ m h ） ，h =5.35（h =4.187(0.25+ )= 1 2112360t4.187（0.25+ ）= 5.35） ；3605A 两个分型面和四个侧面的面积 m2，A =0.203【A =（A ）+ (Am m1) n2mk= 0.097+0.220.48=0.203，A =2BL=222022010 =0.097 m ； A =4BH 1m622m=422025010 =0.22m ） ；B 模具宽度 m m，B=220； L 模具长度 m m，L=220，开62模率 n = =（60-31.5）/60=0.48】 ；k(tt注 冷 ）t 模具平均温度，t =50；2 2t 室温，t =20。33（2）辐射散发的热量Q =20.8 A ( ) ( ) 辐 2m2710t43710t4顶块注塑成型工艺及模具设计23=20.80.220.8（ ） （ ） 2735014273014=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面 =0.80.9；A =0.22； 2m（3）工作台散发的热量Q =h A ( t t ) h台 2接 232= 5020.0484（5030）=485.94 KJ/h式中:传热系数h =502KJ/(m h )； 22AA 模具与工作台的接触面积 m ，A =0.0484；接 接A =bl= 22022010 =0.0484;b 模具与工作台接触宽度 m m，b=220;模具与工作接 6台接触长度 m m,l=220。从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了 Q 的计算结果错误。这是因为有关 Q 的计算参考资料很少，计算中有很台 台多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量 Q 为总热量，这些热量全部由冷1却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约 1/3 的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q =（Q + Q ）（Q + Q + Q ）冷 12对 辐 台由于现在无法得到 Q 的正确值，所以计算以简单计算原则，取 Q = Q 。台 总 17.2.6 冷却系统的计算型腔内发出的总热量（KJ/h）：Q = n G Q总 s=60 217.610 3003=3916.8（1）每次需要的注射量（KG）G=217.610 3顶块注塑成型工艺及模具设计24（2）确定生产周期（S）t=60（3）塑料单位热流量（KJ/h）Q =280350； 取 Q =300s s（4）每小时的注射次数n=60从计算结果看，Q 与 Q 相差不多但不相等，这是因为 Q 涉及的因素较多，所以应总 1 1该应该取 Q 来计算。 总7.2.7 凹模冷却系统的计算（1）凹模的冷却水体积流量q = 1(60CT凹出 进 ）v= 763103/1034.187103（25-20）60= 0.6110 m /min式中： Q =1/3 Q =1/32289=763 KJ/h凹 总水的密度 10 KG/m ；3C 水的比热容 4.18710 J/KG ；1 AT 水管出口温度，T 取 25；出 出T 水管入口温度，T 取 20。进 进（2）冷却水管的平均流速：V =平 均 24dqv=40.6110 /（3.140.008 2）3=12.14 m/min =0.202 m/s式中：d冷却水管直径，取 d=8 mm查冷却水的稳定湍流速度与流量得，管径为 8mm 的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s 时才能达到湍流状态，故冷却水在凹模冷却管道中的流动未达到湍流。（3）冷却水管壁与水交界面的传热膜系数 =2.08(dV）平 均=7.6（10000.202） 0.8/0.0080.2顶块注塑成型工艺及模具设计25=1395 (w/m k)2式中： 是与冷却介质温度有关的物理系数， 取 7.6。（4）凹模冷却管的传热面积A= )(360TQ凹=763103/36001395（50-22.5）=5.5210 m2式中：T 模具与冷却介质平均温度， T =27.5（T = T （T +T ）/2 M出 进=50（20+25）/2 =22.5 ） 。（5）冷却水孔总长 LL= )()3608.0TdVQ平 均 凹（=763103/36003.147.6（10000.2020.008） 0.8（50-22.5）=0.22m（6）模具上应开设的冷却水孔圈数n=L/B =0.22（40.076） =0.72，所以冷却水孔数位 1 根（如下图） 。式中：B 为开一圈冷却水道时冷却水道长度。（7）冷却水流动状态校核R =edV平 均=0.2020.008/（110 ）6=161610 4式中：R 雷诺数；e水的运动粘度， =110 （m /s） 。62（8）进出口温差校核T T =出 进 平 均凹 VCdQ290=763103/（9003.140.008 210341870.202）湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计题 目：顶块注塑成型工艺及模具设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 顶块注塑成型工艺及模具设计目 录中文摘要及关键词 I英文摘要及关键词 .II第 1 章 绪 论11.1 模具的作用与地位.11.2 本次设计研究目的及意义11.3 CAD 发展概况 .11.4 注塑模 CAD 内容 .2第 2 章 塑件的工艺分析42.1 塑件的工艺性分析.42.1.1 塑件的原材料分析.42.1.2 ABS 的注塑工艺参数 52.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析.52.2.1 结构分析.62.2.2 尺寸精度分析.62.2.3 表面质量分析.62.3 计算塑件的体积和质量.6第 3 章 注射机的选择及校核73.1 注射机的选择73.2 型腔数目的确定及校核.83.3 锁模力的校核93.4 开模行程的校核9第 4 章 浇注系统的设计114.1 分型面的选择114.2 主流道的设计114.3 浇口设计124.3.1 剪切速率的校核134.3.2 主流道剪切速率校核13顶块注塑成型工艺及模具设计4.3.3 浇口剪切速率的校核14第 5 章 成型零部件设计155.1 型腔和型芯工作尺寸计算155.2 型腔侧壁厚度计算16第 6 章 合模导向机构设计18第 7 章 温度调节系统设计207.1 对温度调节系统的要求207.2 冷却系统设计207.2.1 设计原则207.2.2 冷却时间的确定207.2.3 塑料熔体释放的热量217.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热217.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量227.2.6 冷却系统的计算237.2.7 凹模冷却系统的计算24第 8 章 抽芯系统的设计278.1 斜导柱设计278.2 滑槽的设计298.3 楔紧设计308.4 滑块定位设计308.5 弹簧设计计算31第 9 章 模具工作原理说明32总 结33参考文献34致 谢35顶块注塑成型工艺及模具设计中文摘要及关键词摘 要：本设计是顶块塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把 CAD技术应用在注塑模具的设计上，在 CAD 系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 CAD 在模具上的应用，其中包括 AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺顶块注塑成型工艺及模具设计英文摘要及关键词Abstract：This design is a top piece of plastic injection mold design of parts, when combined with traditional mechanical design after the application of CAD technology in injection mold design, implementation of the model in the CAD system and injection mold design. This article describes the current state of development of mold technology and CAD in the mold applications, including AUTOCAD. The main mechanical part of the design, which includes plastic injection mold working principle and application of design criteria. Plastic injection mold design calculations, including the design of the mold design, injection molding machine selection, gating system design, dynamic, fixed mold, pouring system, the release mechanism, the ejection mechanism, cooling system and other aspects. So design a structure to ensure reliable operation of the mold work.Keywords: CAD; CAM; injection molding; Process顶块注塑成型工艺及模具设计1第 1 章 绪 论1.1 模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母” 。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。作为与模具的具有高生产效率，高稠度，低功耗和高精度和复杂性的援助大量生产部件的结果是因此国民经济日益受到制造业理解的，它被广泛使用的机器，电子，汽车，信息，航空，航天，轻工，军工，交通运输，建筑建材，医疗器械，五金工具，生物技术，能源，工业和日用品等，据统计，使用模具制造的零件数量，飞机，汽车，摩托车，拖拉机，发动机，器具，工具和其他机电产品占的计算机，电视机，摄像机，照相机，录像机，传真机，电话和移动电话等电子产品的 80以上的占多超过 85;在冰箱，空调，洗衣机，微波炉，吸尘器，电风扇，自行车等轻工产品占了 90以上，枪支和其他武器军工产品占比超过 95。中国的经济发展，国防和高端技术服务的现代化建设作出了贡献显著。模具工业是重要的基础产业。工业要发展，模具必须第一行。没有高水平的模具不是工业产品的较高水平。现在模具行业的水平已经成为制造业水平的国家重要指标衡量，发挥在国民经济中具有重要作用，模具技术具有生产的重要指标水平的衡量标准是一个国家1。 1。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3 CAD 发展概况计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD 应用程序，从而使设计人员在设计过程中，计算机，大容量信顶块注塑成型工艺及模具设计2息存储的算术和逻辑功能的权力，并利用太快信息和综合信息管理，数值分析，模拟，设计和起草的优化其他项目寻找工作和创意设计由设计师的最佳解决方案。CAD（电脑团队埃迪标志）诞生于 20 世纪 60 年代，美国马萨诸塞州大学的研究提供了一个交互式图形程序，由于昂贵的硬件，只有美国通用汽车公司和美国航空公司的波音开发出了利用交互式绘图系统。 70 年代，成本下降小型机美国工业开始广泛使用交互式绘图系统。 80 年来，随着 PP 机，CAD 快速发展的应用程序的结果，是专业从事 CAD 系统开发的公司。 CAD 是在汽车，航空航天，电子等行业中的大公司的首次应用。随着电脑越来越便宜，逐渐广泛的应用。通用 CAD 成员的 AutoCAD，AutoCAD 的，但它是一个普遍的绘图软件，行业专用机械的差异，但幸运的是，AutoCAD 是一个开放的软件，可以进行二次开发，使用 ADS，ARX 语言如。由于二次深度开发，加强参数化设计，智能化设计，充分发挥了强大的搜索功能和计算机从计算机2。CAD 技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具 CAD 软件是澳大利亚 MOLDFLOW 公司于 1976 年推出并以公司名字命名的 MOLDFLOW。目前 MOLDFLOW 已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国 Protetype为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm 2；1P 为塑料熔体在型腔中的成型压力，Mpa;为注塑机的额定销模力,N。pF3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，顶块注塑成型工艺及模具设计10塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式：（4-3）10521aHS式中 模具开模行程；推出距离（脱模距离）1塑件高度；（H 2）2定模板与中间板之间的分开距离。a则 =291mm500mm10521aS小于注射机最大开合模行程，故满足要求。顶块注塑成型工艺及模具设计11第 4 章 浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口 6。浇注系统设计是注塑模具设计，注模周期和塑料零件（如外观，物理性质，尺寸稳定性等） ，直接影响的质量的一个重要组成部分，它的设计以使腔体的设备和栅极开始对称份力求避免模具磨损部分负荷产生多余材料现象和浇口位置必须适合插入件的后果，并防止小核心，核心是防止栅极的变形允许塑件的疤痕外观。一般情况下，我们应注意以下几个问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1 根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2 塑件的生产批量；3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4 型腔的溢流和排气条件；5 模具加工的工艺性。4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了顶块注塑成型工艺及模具设计12方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大 12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大 0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径 D 应尽量选得小些。如果 D 过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。4.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间 7。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；顶块注塑成型工艺及模具设计13考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810 510S 、浇口231的剪切速率 R=10 10 S 时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推451荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=3.nvRq式中 q 体积流量（CM /S） ；R 浇注系统断面当量半径（CM） 。v 33n4.3.2 主流道剪切速率校核Q =0.8Q /T =338.21.5=225.5 （CM /S）主 v公 3T 注射时间：T=2.5（S） ； R 主流道的平均当量截面半径：R = =0.538（CM） n n421dd 主流道小端直径 ， d =0.63 （CM） ； d 主流道大端直径，d =1.2（CM）1 12 2R = = 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S主 3.nvq 31510 1.4710 510 (满足条件)233顶块注塑成型工艺及模具设计144.3.3 浇口剪切速率的校核R = =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S浇 3.nvq 1其中：浇口面积 S= /4(D22-D12),当量面积 S= R 所以 R =7mm。 2当n当n单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 1 腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易， ，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。顶块注塑成型工艺及模具设计15第 5 章 成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得 PP 收缩率为 Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 z=/3 8。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率 S，塑件的基本尺寸 Ls 是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为 Ls-，模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为 Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以 Lm +Z 表示型腔尺寸, PP 平均收缩率 S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取 0.5-0.75-塑件公差,取 MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + L S - 3/4 ) （7）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；Z ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位： ；S型腔尺寸：28（10.02）3/40.56 3/56.030（10.02）30.63/40.56 /.18（10.02）3/40.56 3/56.0顶块注塑成型工艺及模具设计162）型腔深度计算公式：H = ( H + H S- 2/3 ) （8）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；Z ZS- 塑件的成型收缩率， （取平均值） ；H - 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；MH - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；S凹模深度尺寸计算：HH （1k）(2/3) 塑 22.5(10.02)22.952/30.34 3/4.02、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + L S + 3/4 ) （9）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值 ；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；ML - 塑件的径向基本尺寸，单位：；S5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1 进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPa顶块注塑成型工艺及模具设计17r=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为 17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr 2/ 1/21.225028 2/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为 18mm。顶块注塑成型工艺及模具设计18第 6 章 合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作 9。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出 812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度 Ra 为 0.8m，导向部分 Ra 为0.80.4m，本设计采用？根导柱，固定端与模板间采用 H7/m6 导套常采用 T10A，型导套，采用 H7/m6 配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：对于两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩部列应该是列重大和长期建立的燃料，润滑油内存减少摩擦列为主。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构来防止，轴向容易解决的主要导向销。设计导柱导套注意事项有：（1）导柱位置的合理安排，引导磁极中心到模具厚度的外边缘必须有至少一个导向柱的直径，导向柱可以在矩形形状的四个角不危险的部分。通常位于最安全的 1/3 的中心线的长边。导柱安排经常被用来直径不等的对称不对称平等排列。（2）在工作部分的长度是直立比芯，使得定向和导向作用的端面高 68 毫米。（3）使用 H7 精确导向柱部的工作/ F7 可采取降低低精度要求 ;导柱固定用 H7 / K6 精密零件;采取外径 H7 / K6 精密引导套筒。其中所述长度通常具有的直径为 1.5 至 2 倍，而其余的可以进行清理，以减少摩擦，并减少了加工的难度。（4）可在导向提供，动模或以保护不受损坏核心在可动模的侧的固定模后，在有利于固定模塑料模具放在一边。书这套四个标准 - 导柱与标准线性引导作为导向套，导向柱在为了保护芯不受损坏涂敷在可动金属模。公共汽车和导柱如下：导柱：两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩柱，柱大而长油箱应设置，内存润滑剂减少摩擦面向列的。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具顶块注塑成型工艺及模具设计19柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构中，轴向引线导销容易修复的防止。顶块注塑成型工艺及模具设计20第 7 章 温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度 10。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP 推荐的成型温度为 160-220，模具温度为 4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1） 根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设计7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距 B 大约为 2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于 10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过 5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。7.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取顶块注塑成型工艺及模具设计21闭模时间 3S，开模时间 3S，顶出时间 2S，冷却时间 30S，保压时间 20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t = 冷2S28SMET=62/(3.1420.07)8/3.14 2(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S 取 6mm； 塑料热扩散系数(mm /s)， =0.07；2T 成型温度 160-220，T 取 200；S ST 平均脱模温度，T 取 80；EET 模具温度 4080 ，T 取 50。MM由计算结果得冷却时间需要 73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图） ，使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取 30S 即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C (t t )1S10= 60217.610 1.9（22060）3= 3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次） ；G每次的注射量(KG)， G=217.610 ；3C 塑料的比热容(KJ/KG)， C =1.9 ；S St 熔融塑料进入型腔的温度 ，t =220；1 1t 塑件脱模温度，t =60。0 07.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q =3.6A (t t )2Z12=3.6406910 140（22050）6顶块注塑成型工艺及模具设计22=348.63 KJ/h式中：A 注塑机的喷嘴头与模具的接触面积 （m ） ，A =406910 m （A =4 RZ 2Z62Z=43.1418 =406910 m ，R=18mm 注塑机喷嘴球半径 ， ） ；2262金属传热系数 =140(W/ m )；t 模具平均温度 t =50 ；2 2t 熔融塑料进入型腔的温度 t =220。1 17.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量（1）对流传热Q =h A ( t t )对 m234=5.350.203（5020） 3=112 KJ/h式中：h 传热系数（ KJ/ m h ） ，h =5.35（h =4.187(0.25+ )= 1 2112360t4.187（0.25+ ）= 5.35） ；3605A 两个分型面和四个侧面的面积 m2，A =0.203【A =（A ）+ (Am m1) n2mk= 0.097+0.220.48=0.203，A =2BL=222022010 =0.097 m ； A =4BH 1m622m=422025010 =0.22m ） ；B 模具宽度 m m，B=220； L 模具长度 m m，L=220，开62模率 n = =（60-31.5）/60=0.48】 ；k(tt注 冷 ）t 模具平均温度，t =50；2 2t 室温，t =20。33（2）辐射散发的热量Q =20.8 A ( ) ( ) 辐 2m2710t43710t4顶块注塑成型工艺及模具设计23=20.80.220.8（ ） （ ） 2735014273014=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面 =0.80.9；A =0.22； 2m（3）工作台散发的热量Q =h A ( t t ) h台 2接 232= 5020.0484（5030）=485.94 KJ/h式中:传热系数h =502KJ/(m h )； 22AA 模具与工作台的接触面积 m ，A =0.0484；接 接A =bl= 22022010 =0.0484;b 模具与工作台接触宽度 m m，b=220;模具与工作接 6台接触长度 m m,l=220。从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了 Q 的计算结果错误。这是因为有关 Q 的计算参考资料很少，计算中有很台 台多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量 Q 为总热量，这些热量全部由冷1却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约 1/3 的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q =（Q + Q ）（Q + Q + Q ）冷 12对 辐 台由于现在无法得到 Q 的正确值，所以计算以简单计算原则，取 Q = Q 。台 总 17.2.6 冷却系统的计算型腔内发出的总热量（KJ/h）：Q = n G Q总 s=60 217.610 3003=3916.8（1）每次需要的注射量（KG）G=217.610 3顶块注塑成型工艺及模具设计24（2）确定生产周期（S）t=60（3）塑料单位热流量（KJ/h）Q =280350； 取 Q =300s s（4）每小时的注射次数n=60从计算结果看，Q 与 Q 相差不多但不相等，这是因为 Q 涉及的因素较多，所以应总 1 1该应该取 Q 来计算。 总7.2.7 凹模冷却系统的计算（1）凹模的冷却水体积流量q = 1(60CT凹出 进 ）v= 763103/1034.187103（25-20）60= 0.6110 m /min式中： Q =1/3 Q =1/32289=763 KJ/h凹 总水的密度 10 KG/m ；3C 水的比热容 4.18710 J/KG ；1 AT 水管出口温度，T 取 25；出 出T 水管入口温度，T 取 20。进 进（2）冷却水管的平均流速：V =平 均 24dqv=40.6110 /（3.140.008 2）3=12.14 m/min =0.202 m/s式中：d冷却水管直径，取 d=8 mm查冷却水的稳定湍流速度与流量得，管径为 8mm 的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s 时才能达到湍流状态，故冷却水在凹模冷却管道中的流动未达到湍流。（3）冷却水管壁与水交界面的传热膜系数 =2.08(dV）平 均=7.6（10000.202） 0.8/0.0080.2顶块注塑成型工艺及模具设计25=1395 (w/m k)2式中： 是与冷却介质温度有关的物理系数， 取 7.6。（4）凹模冷却管的传热面积A= )(360TQ凹=763103/36001395（50-22.5）=5.5210 m2式中：T 模具与冷却介质平均温度， T =27.5（T = T （T +T ）/2 M出 进=50（20+25）/2 =22.5 ） 。（5）冷却水孔总长 LL= )()3608.0TdVQ平 均 凹（=763103/36003.147.6（10000.2020.008） 0.8（50-22.5）=0.22m（6）模具上应开设的冷却水孔圈数n=L/B =0.22（40.076） =0.72，所以冷却水孔数位 1 根（如下图） 。式中：B 为开一圈冷却水道时冷却水道长度。（7）冷却水流动状态校核R =edV平 均=0.2020.008/（110 ）6=161610 4式中：R 雷诺数；e水的运动粘度， =110 （m /s） 。62（8）进出口温差校核T T =出 进 平 均凹 VCdQ290=763103/（9003.140.008 210341870.202）