4 - 机械注塑料模具毕业课程设计说明书论文参考资料(6)

2019-04-09 12:10

合模时能正确复位。

但本塑件有一个特点——零件小中间的位置有内孔,孔端面是平面而且有一定距离,分型面为平面。如果在底部设置推杆推出机构的话,此凸起可大大增加了设计手册推杆推杆设计手册与塑件的接触面积,也增加了推出位置的刚性,保证塑件不被损坏。

3.7冷却系设计手册模具设计模具设计模具设计塑料模具统的设计

3.7.1 塑料模具设计原则

(1)尽量保证塑件收缩均匀,维持模制造工艺具的热平衡;

(2)冷却水制造工艺孔的数量越多,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2.5~3.5D,冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B。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,对于加工工艺矩形模具,加工工艺通常沿宽加工工艺度方向开设水孔。

(7)合加工工艺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。 3.7.2 冷却时间的确定

在对冷却系统做设计设计设计计算之前,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,一般模具设计用下式计计计算:

S22t冷=??8㏑[?·2TS?TM] TE?TM=62/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)] =73(S)

式中:S——塑件平均壁厚,S取6mm;

?——塑制造工艺料热扩散系数(mm2/s),?=0.07;

TS——成型温度160-220℃,TS取200℃; TE——平制造工艺均脱模温度,TE取80℃; TM——模具温度40~80℃,TM取50℃。

由计算结果得制造工艺冷却时间需要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),使冷却水设计手册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,塑料模具冷却时间取30S即可。

3.7.3 模塑料模具具加热和模具设计冷却系统的计算

本塑件在注射成型时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统,是否需要制造工艺冷却系统可作如下设计计算。

设定模具平均工作温度为60oC,用常温20oC的水作为模具冷却介质,其出口温度为25oC,产量为(初算每1min1套)1.05kg/h。

塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到制造工艺空气中的制造工艺模具热量、辐射散发到空气中的制造工艺模具热量制造工艺及模具传给注射机热量的差值,即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内模具设计释放的热量全部由冷却水传导的话,即忽略其他传热因素,那么模具所需的冷模具设计却水体积流量则可用下式计算。

根据体积流量的公式得: qv=Mq/60cρ(θ1-θ2)

=(1.25×2.5)×/60×4.45×1×(25°C-20°C)

=0.35m3/min

Qv:冷却水体积流量,m3/min

M:单位时间注射入模具内的树脂质量,kg/h Q:单位时间内树脂在模具内释放的热量,J/kg C:冷却水的比热容,J/(kg.k) ρ:冷却水的密度,kg/m3 θ1:冷却水出口处温度,°C θ2:冷却水入口处温度,°C

由体积流量qv查设计设计设计设计手册可知所需的冷却水模具设计管直径为6mm。

Q1 =nG CS(t1-t0)

= 60×236.2×10?3×1.65×(220-60) = 3365.02KJ/h

式中:n——每小模具设计时注射次数, n=60 (次); G——每次的注射量(KG), G=217.6×10?3; CS——塑料的比热容(KJ/KG·℃),

CS=1.9

t1——熔融塑料进入型腔的温度℃,t1=220; t0——塑件脱模温度℃,t0=60。 Q2=3.6AZ??(t1-t2)

=3.6×4153×10?6×130×(220-50) =325.12 KJ/h

式中:AZ——注塑机的喷嘴头与模具设计手册的接触面积(m2),AZ=4069×10?6m2(AZ=4?R2 =4×3.14×182=4069×10?6m2,R=18mm注塑机喷嘴球半径,);

?——金属传热系数 ?=140(W/ m2?℃); t2——模具平均温度℃ t2=50 ;

t1——熔融塑料进入型腔的温度℃ t1=220。 Q对=h1?Am( t2-t3) 43

=5.76×0.12×(50-20) =104

KJ/h

143 式中:h(h1=4.27(0.25+——传热系数(KJ/ m

2? h ?℃),h

1=4.15

360360)= 4.27×(0.25+)= 6.15); 50?300t2?300Am——两个分型面和四个侧面的面积m2,Am=0.203【Am=(Am1)+ (Am2)?nk = 0.075+0.35×0.78=0.41,Am1=2BL=2×250×230×10?6=0.081m2; Am2=4BH =4×220×250×10?6=0.22m2);

t2——模具平均温度℃,t2=50; t3——室温℃,t3=20。 Q辐=20.8 Am2??[(273?t34273?t24)-()] 100100=20.8×0.22×0.8×[(=128.7 KJ/h

273?504273?204)-()] 100100式中:? ——辐射率,一般表面?=0.8~1.05; Am2=0.22;

Q台=h2?A接( t2-t3)

h2

= 512×0.0274×(50—30) =453.94 KJ/h

式中:传热系数——h2=502KJ/(m2h℃);

A接 ——模具与工作台的接触面积m2,A接=0.0484;

从计算的结果看,工作台散发的热量比加工工艺塑料熔体释放的热量还多,这显然是不正确的,说明了Q台的计算结果错误。这是因为有关Q台的制造工艺计算参考制造工艺资料很少,制造工艺计算中有很多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量Q1为总热量,这些热量全部由冷却介质带走,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。模具应由塑料模具冷却系统带走的热量:

Q冷=(Q1+ Q2)-(Q对+ Q辐+ Q台)

由于现在无法得到Q台的正确值,所以计算以简单计算原则,取Q总= Q1。

第4章 注塑机校核

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ABS制造工艺收缩率为Q=1.005%制造工艺考虑到工厂模具制造的现有条件,尺寸公差取MT3,模具制造公差取z=△/3。 4.4.1模具闭合高度的确定

图8总装图

因而模具的塑料成型闭合高度: 170

4.4.2 由模具设计塑料成型锁模力选塑料成型定注射机

?D2F锁?F胀=A分·P型 =·P型 4=1/4×3.14×1052×26×106 =286.22 (KN)

式中 F锁:注射机的锁模力(N); A分:塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和;P型:型腔压力,取P型=25MPa ; D取加工工艺的是塑件加工工艺的最大直径。

结合上面两项的计算,初步确定注塑机为国产注射机SZ-400/60,其主要


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