模具2 - 图文(7)

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6 模架的设计

在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制订塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及每模塑件数，并选定注射机的型号及规格。选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量。还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。

导向机构是保证动定模或上下模合模时，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两种形式。本模具采用导柱导向定位。其模架结构如下图13所示：

图13模架结构图

6.1 导向机构的作用

1）定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。

2）导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。

3）承受一定的侧压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

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导柱导向机构的主要零件是导柱和导套，导柱和导套均采用标准件。导柱设置在动模一侧，导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合：导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合，而导套用H7/r6的配合镶入模板。 6.2 导套和导柱 6.2.1导柱

1 导柱的结构形式 导柱采用[1]表2-111标准形式，这种形式结构简单，加工方便，用于简单模具。

2 导柱结构和技术要求

(1)长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。

(2)形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。

(3)材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用Y8、T10钢经淬火处理，硬度为HRC50~55。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8μm,导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4μm。

(4)配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/F7或H8/f7的间隙配合。 6.2.2导套

1 导套的结构形式 本模具的结构形式采用[1]表2-114形式，这种形式结构较简单，便于加工。

2 导套的结构和技术要求

(1)形状 为了使导柱顺利地进入导套，在导套的前端应倒圆角，导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。

(2)材料 导套与导柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬度应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8μm。

(3)固定形式及配合精度 导套用环形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合镶入模板。

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7 冷却系统设计

注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。

根据ABS塑料的成型工艺，本模具只要设置冷却系统即可。 7.1 注射模冷却系统设计原则

为了提高冷却效率和争取型腔表面温度的均匀和稳定，在系统的综合设计中应遵守生产中的约定原则。在管道回路布置时，还需要进一步考虑型腔的形状和尺寸，并使加工方便和密封效果好。冷却水道的设计原则如下：

1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大； 2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等； 3、浇口处加强冷却；

4、冷却水道出、入口温差应尽量小； 5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。

还有冷却水道应尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件的强度；冷却水道应易于清理，一般水道孔径为10㎜（不小于8㎜）。

根据中间板的厚度和型腔尺寸，参考设计手册推荐值，在中间板中开设4条直通式冷却水道，直径为8㎜。冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。如下图14所示：

图14水路路径

7.2 冷却系统计算

熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。

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冷却系统从模具中带走热量：Q=KAΔTt/3600 (J)； A 冷却介质传热面积（m2）：A=πdL。 d 冷却管道直径（m）； L 冷却管长度（m）；

K 冷却管壁与介质间的传热膜系数〔J/（m2hC） K=0.032x?W/d(vd?/?)0.8(?gC/?W)0.4 。

?W 冷却水的平均导热系数(w(/mk))； f 与冷却介质温度有关的物理系数； g 重力加速度（m/s2）； v 冷却介质在管中流速（m/s）；

ρ 冷却介质在该温度下的密度〔kg/m3〕,水在30℃时取为0.996×103kg/m3。 冷却管直径；

△T 模温与冷却介质的平均温差（℃）； t 冷却时间，见表3所示；

20 6.45 25 6.84 表3 水温与f关系 30 35 7.22 7.60 40 7.98 45 8.31 平均水温C of 7.3 冷却管尺寸

忽略其他散热，冷却介质流量，由V=WQ1/（?C1（t1-t2）） (m3/min)； C1 介质比热J/kg.oC，水为4.187x103； W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min）； Q1 塑料熔体的单位热量（J/kg）；

? 冷却介质密度（kg/ m3），水为103kg/ m。

表4

直径(mm)

8 10 12 15 20

o流速(m/s) 1.66 1.32 1.10 0.87 0.66

3流量(m/min)

5.0x103 6.2 x10 7.4 x10 9.2 x10 12.4 x10

3333当冷却水平均温度在20C以上，Ｒe=6 x103~4时，其计算结果产生误差在?2%以内：

K=2041x(1-0.015?)v0.87/d0.13

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? 为冷却水平均温度；

由表10-2数据得： 流量 V=W Q1/（?C1(t1?t2)) =2.62x10?6 m3/min 初步确定冷却水道 d=8mm; 流速为?=Q/πd2 =1.31x10?2m/s 管子的长度L=60WQ1/k?t

??t 热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值，其中冷却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值。

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