景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
为14.1029吨，因此，就锁模力而言，方案二更好。
（5）熔融体流动前沿温度
熔融体流动前沿温度指的是熔融体流动前沿到某一节点的温度。在制件比较薄的地方，如果这一温度太低，则会造成滞流、短射现象的发生。如果这一温度太高，则会使塑料聚合体发生降解，造成制件的表面缺陷。两种方案的熔融体流动前沿温度的分析结果如图22、图23和图24所示。
图22 流动前沿温度（方案一） 图23 流动前沿温度（方案二） 图24 流动前沿温度（方案
三）
由上图可以看出，方案的熔融体流动前沿温度都较均匀，但相对而言，凹槽处的温度较低，且凹槽部位较薄，容易产生滞流、短射现象，方案二熔融体流动前沿温度各处的温差接近，绝大部分与设置的模温230°C相近，而方案一和方案三的温差相差较大，分布也较均匀。因此，对熔融体流动前沿温度而言，方案二较好。 4.4.2保压分析结果比较
塑料熔融体从融态冷却到固态时体积变化很大，注射保压时间的目的是对浇口的塑料熔融体保持压力，使得当模腔内的塑料制品产生收缩时，塑料熔融体能继续充满型腔。
（1）体积收缩率是指塑料聚合物从熔融温度逐步冷却到周围温度时发生的收缩。两种方案的体积收缩率结果如图25、图26和图27所示。
第 16 页 共 48 页 16
景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
图25 体积收缩率（方案一） 图26 体积收缩率（方案二） 图27 体积收缩率（方案三）
由上图可以看出，方案一的体积收缩率最大为8%，体积收缩较均匀，方案二的体积收缩率最大为6.479%，方案三的体积收缩率最大为6.404%，相比较而言，方案一体积收缩总体计较均匀，而方案二和方案三的最大收缩率比较小，所以各有优势，均可。
通过模流分析，我们可以预先分析出产品可能发生的成型缺陷，找出缺陷产生的原因，提供相应的改进方法。也为后面的模具设计提供了依据。本模具经以上分析，初步得出以下结论：
a. 模具的浇口位置初步设定在离塑件中部中心位置X方向30mm，Y方向10mm处。
b. 熔接痕均分布在塑件边缘不重要的部分，不会影响塑件的美观，符合设计要求。 c. 塑件气穴大多位于塑件边缘，主要利用分型面排气
根据制件的具体使用要求，填充流动分析的比较，综合考虑模具的制造难易，采用浇注方案二较好，因此，本设计实例采用浇注方案二的设计，采用长边方向的侧浇口冷流道。
4.5 冷却系统的方案设计
由于冷却时间在整个注塑生产周期中几乎占80%以上，注塑冷却系统的设计直接影响着注塑生产率和制件质量。一个完善的冷却系统设计能显著减少冷却时间，消除由于冷却不均匀所引起的翘曲变形和内部残余应力。而衡量注射模冷却系统的优劣有两个标准：第一是使注射模成型冷却时间最短，第二是使注塑件表面温度均匀，以减少塑件变形。
第 17 页 共 48 页 17
景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
4.5.1 冷却系统方案设计
根据塑件的形状特点，有三种冷却方案设计
冷却系统设计方案一：采用16根冷却水管，管径为8mm，较稀疏的管道中心间距为32mm，较密集的管道中心间距为18mm，8个冷却液入口，冷却液选用水，如图27所示。
冷却系统设计方案二：采用32根冷却水管，管径为8mm，8个冷却液入口，冷却液选用水，如图28所示。
冷却系统设计方案三：采用32根冷却水管，管径为8mm，16个冷却液入口，冷却液选用水，如图43所示。
图28 冷却装置（方案一） 图29 冷却装置（方案二） 图30 冷却装置（方案三）
4.5.2 冷却分析结果及其比较 以下是三种方案的比较。 （1）回路管壁温度
回路管壁温度也叫冷却液与管道接触面的温度。水路的管壁温度与冷却液的入水温度相差不超过5度。由图31、图32和图33所示的结果显示了水路所经区域的热集中情况。
第 18 页 共 48 页 18
景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
图31 回路管壁温度（方案一） 图32 回路管壁温度（方案二） 图33 回路管壁温度（方案三）
从图中可以看出，三种方案的冷却方式从入水口到出水口的温度增长均没有超过 。冷却方案一的最高回路管壁温度为26.05，入水口和出水口的温差为1.03；冷却方案二的最高回路管壁温度为25.74，入水口和出水口的温差为0.73。冷却在这种情方案三的最高回路管壁温度为25.72，入水口和出水口的温差为0.71。由此可知，三种方案的效果相差不大。
（2） 达到顶出温度的时间
达到顶出温度的时间也叫制件冷却时间。理想情况下，制件应该尽可能在最短的时间内均匀的冷却。三种方案的冷却时间分别如图34、图35、图36。.
图34 制件冷却时间（方案一） 图35 制件冷却时间（方案二） 图36 制件冷却时间（方案三）
从图中分析结果可以看出，两种方案中冷却方案一所需的最长冷却时间为10.22s，最短冷却时间为0.0748s；冷却方案二所需的最长冷却时间为10.24s，最短冷却时间为,0.749s；冷却方案三所需的最长冷却时间为10.25s，最短冷却时间为,0.749s。由此可知三种方案的冷却时间都较短，所以就制件的冷却时间来看，三种方案均可以。 4.5.3 翘曲分析结果及其比较
由上分析可知，在本设计中引起翘曲的主要原因是冷却不均和收缩不均。在以上
第 19 页 共 48 页
19
景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）
三种冷却方案下的翘曲分析结果如图37、图38和图39所示。
图37 总体翘曲变形（方案一） 图38 总体翘曲变形（方案二） 图39 总体翘曲变形（方案三）
从图中的分析结果可以看出，冷却方案一的最大翘曲量为0.2195mm；冷却方案二的最大翘曲量为5.773mm；冷却方案三的最大翘曲量为0.2197mm。可见，冷却方案二的翘曲值较大，方案一和方案三的设计更好。
4.6 冷却系统设计总结
由以上分析可知，方案二的变形量太大，方案一和方案三的效果接近，综合考虑到加工的难易和产品的经济性，我们选择方案一对塑件进行冷却。
5 浇注系统的设计
浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。
该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。
对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则： ① 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。 ② 采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。
第 20 页 共 48 页
20