塑料成型工艺与模具设计任务五.ppt

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1、2023年3月11日项目二项目二 注射成型模具设计注射成型模具设计任务一任务一 确定模具结构并选用注射机确定模具结构并选用注射机任务二任务二 选择分型面并设计浇注系统选择分型面并设计浇注系统任务三任务三 成型零件结构设计成型零件结构设计任务四任务四 合模导向机构与推出机构设计合模导向机构与推出机构设计任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用任务六任务六 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日 任务书塑件名称阀盖材料PVC产 量5万件技术要求1塑件尺寸公差由尺寸重要性确定，主要尺

2、寸精度取MT3，其它取MT52脱模斜度102，未注圆角R13塑件表面应光滑、不能有熔接痕、银丝、气泡、内应力、划痕、油污等缺陷表表2-12-1阀盖注射成型模具设计任务阀盖注射成型模具设计任务任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习了解模具温度对塑件成型的影响。掌握模具温度调节系统的计算与结构设计，能初步设计模具温度调节系统。了解模架的分类及应用，能按标准合理选用模架。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练

3、习 模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、尺寸和精度都有重要的影响。模具中设置加热与冷却系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率；塑料注射模模架已标准化、系列化，因此，在设计时只需根据型腔和型芯的结构、尺寸及使用情况进行合理选用。完成表2-1所示阀盖注射成型模具调温系统设计及模架标准选用。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日1.模具加热与冷却系统的基本要求模具加热与冷却系统的基本要求n（1 1）温度控制系统应具备的功能）

4、温度控制系统应具备的功能 n（2 2）根据塑料品种、成型方法及模具尺寸大）根据塑料品种、成型方法及模具尺寸大 小，正确确定模温的调节方法小，正确确定模温的调节方法 n（3 3）温度调节系统要尽量做到结构简单、加工）温度调节系统要尽量做到结构简单、加工 容易、成本低廉。容易、成本低廉。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习一、模具加热与冷却系统设计一、模具加热与冷却系统设计任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日2.2.模具加热装置设计模具加热装置设计n（1 1）电加热的主要方式）电加热的主要方式n电热丝直接加热n电热棒加热 如图2-99

5、所示。电加热棒加热的特点是使用和安装都很方便。n电热圈加热 如图2-100所示。其特点是结构简单、更换方便，但缺点是耗电量大，这种加热装置更适合于压缩模和压注模。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日图2-99电热棒及其安装1接线柱 2螺钉 3帽 4垫圈任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日图2-100 电热圈的形式任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架

6、选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日（2）电加热的总功率）电加热的总功率n n （2-35）n式中 P加热模具所需的总功率，kW；n M模具的质量，kg；n Cp模具材料的定压比热容，kJkgK；n 1模具初始温度，0C；n 2模具要求加热后的温度，0C；n 加热元件的效率，约0305；n t加热时间，h。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n电加热装置加热模具的总功率也可根据经验，先查表2-17，取得单位质量模具所需的电功率q，然后乘以模具质量即可得到所需的电功率。v表表2-17

7、 2-17 单位质量模具加热所需的电功率单位质量模具加热所需的电功率 Wkg模具类型q值电热棒加热电热圈加热大型(100kg)3560中型(40-100kg)3050小型(40kg)2540任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日3.模具冷却装置设计模具冷却装置设计n设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，所以应根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效的冷却回路。下面介绍

8、冷却装置设计的基本原则。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日（1）冷却装置设计的基本原则）冷却装置设计的基本原则n冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大 图2-101所示，型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度。n冷却水道离模具型腔表面的距离 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相当，但当塑件壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为1015 mm。图2-101 模具内的温度分布 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小

9、结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日水道出入口的布置 水道出入口的布置应该注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出人口温差应尽量小。图2-102所示冷却水道的布置形式示意图。图2-102 冷却水道出、入口的布置任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n为了缩小出入口冷却水的温差，应根据型腔形状的不同进行水道的排布。图2-103(b)的形式比图2-103(a)的形式要好，即降低了出入口温差，又提高了冷却效果。v图2-103 冷却水道的排

10、布形式任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n冷却水道应沿着塑料收缩方向设置 对于聚乙烯、聚丙烯等收缩率大的塑料，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方向设置。n冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位，塑件易产生熔接痕的地方，本身的温度就比较低，如果在该处再设置冷却水道，就会更加促使熔接痕的产生。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日（2 2）常见冷却系统的结构）常见冷却系统的结构n浅型腔扁平塑件 图2-

11、104 浅型腔扁平塑件的冷却水道任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n中等深度的塑件 图2-105 中等塑件的冷却水道任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n深型腔塑件 图2-106 大型深型腔塑件的冷却水道任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日n细长塑件 图2-107 采用喷射式对型芯冷却 图2-10

12、8 细长型芯的间接法冷却 1铍铜合金 2冷却水 3入口 3出口 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日（3）冷却水体积流量的计算）冷却水体积流量的计算 n模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。n （2-37）n式中 qv冷却水体积流量，m3min；n m单位时间注射人模具内的树脂质量，kgh；n q单位时间内树脂在模具内释放的热焓量，J kg(查表2-18)；n c冷却水的比热容，J(kgk)；n 冷却水的密度，kgm3；n tl冷却水出口处温度，；n t2冷却水人口处温度，。任务目标任务分析相

13、关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日表表2-18 2-18 常用塑料在凝固时所放出的热焓量常用塑料在凝固时所放出的热焓量 KJkg塑料q塑料q高压聚乙烯低压聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯有机玻璃583.33700.14700.14816.48583.33700.14280.14349.85210.00285.85尼龙聚甲醛醋炭纤维素丁酸-醋炭纤维素ABSAS700.14816.48420.00289.38259.14326.76396.48280.14349.85任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任

14、务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日表表2-19 2-19 冷却流道的稳定湍流速度、流量、流道直径冷却流道的稳定湍流速度、流量、流道直径冷却流道直径d速度vqv冷却流道直径d速度vqv810121.661.321.105.010-36.210-37.410-31520250.870.660.539.210-312.410-315.510-3 注：在Re=10000和水温10C的条件下(Re为雷诺系数)。求出所需冷却水体积后，可根据处于湍流状态的流速、流量与管道直径的关系，确定模具上的冷却水道孔径，见表2-19。任务目标任务分析相关知识任务实施任务

15、小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日二、模架零件选用标准二、模架零件选用标准 模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为提高模具质量，缩短模具制造周期，组织专业化生产，我国于2006年完成了塑料注射模中小型模架和塑料注射模大型模架等国家标准的制定，并由国家技术监督局审批，发布实施。GB/T125552006塑料注射模模架代替GB/T12555.11990塑料注射模大型模架和GB/T12556.11990塑料注射模中小型模架。GB/T125552006塑料注射模模架标准规定了塑料注射模模架的组合形式、尺寸标记，适用于塑料注射模模架。任

16、务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习1 1冷却系统的设计冷却系统的设计 在塑料固化成型过程中，由熔融状态冷却到固化状态是靠熔料温度和模具的温差来实现的，而一般来说，模具温度应在塑件热变形温度以下才能达到迅速固化成型的目的。因此模具温度直接影响到塑料的充模和塑件的定型，也直接影响注塑周期和塑件的质量，所以必须对模具进行有效的冷却，使模具温度保持在一定的温度范围内。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任

17、务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习图2-116 冷却水路设计 根据Moldflow冷却分析结果，在定模上设环形水路冷却型腔保证制件外表面冷却充分，制件内部冷却采用隔水板冷却型芯22，取冷却水管直径为8mm。冷却水路布置如图2-116所示。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2 2模架的选用模架的选用 根据型腔布局、浇注系统形式、成型零件结构、推出机构、冷却系统的设置要求，估算出模架周界尺寸为：290 x290mm，查附表L选取点浇口基本型模架，型号为DB型，尺寸WxL=350 x3

18、50。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习3 3注射机有关参数的校核注射机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为400mmx350mmx350mm。XS-ZY-250注射机模板最大安装尺寸为448mmx370mm，故能满足模具的安装要求。模具的闭合高度H=322mm，XS-ZY-250注射机所允许的模具的最小厚度Hmin=200mm，模具的最大厚度Hmax=350mm，即模具满足式（2-7）的安装条件，即 XS-ZY-250注射机的最大开模行程S=500mm，满足式（2-9）双分型面的开模条件，即经

19、验证，XS-ZY-250注射机能够满足使用要求，故可采用。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习4 4绘制模具总装图和零件图绘制模具总装图和零件图 阀盖模具总装图如图2-117所示，模具零件浇口套零件图如图2-39所示，定位圈零件图如图2-40所示，型腔零件图如图2-62所示，型芯23零件图如图2-63所示，型芯22零件图如图2-64所示，型腔固定板零件图如图2-118所示。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习 本任务学习了模具加热与冷却系统设计方法，学习了标准模架的选用方法，完成了阀盖成型模具加热与冷却系统设计，模架零件标准选用，最后对注射机参数进行较核，然后完成模具装配图及零件图绘制。至此，阀盖双分型面注射模设计工作全部完成。学生得到一次全面的工程实际训练，为完成其它塑料模设计奠定了基础。任务五任务五 模具调温系统设计及模架选用模具调温系统设计及模架选用2023年3月11日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习 如图2-119所示胶卷盒为深筒件，材料为PS，模具采用一模四腔结构，请设计冷却系统和模具结构并画出模具结构图。图2-119 胶卷盒