3.15.1 加热系统
由于该套模具温度要求在50~70℃以下,又是小型模具,所以不用安装加热装置。 3.15.2 冷却系统
一般注射到模具内的塑料温度为200 ℃左右,当塑件固化后在从型腔中取出时,其温度一般在60℃以下。注射成型后,热塑性塑料必须要进行有效冷却,使得熔融塑料的热量快速传递到模具,以便塑料有效冷却定型及迅速脱模。对于ABS,因其成型工艺需求的模温(50~80℃)不高,因此一般用常温水(180~230℃)对其冷却。 1)冷却介质
冷却介质有冷却水和压缩空气两种,一般使用冷却水居多,因为水的热容量大,传热系数大,成本低。水冷却的使用方法是在模具型腔周围或内部开设冷却水道。 2) 冷却系统的简略计算
如果忽略模具因空气对流,热辐射以及与注射机接触所散发的热量,不考虑模具金属材料的热阻,可对模具冷却系统进行初步和简略计算。
求塑件在固化时每小时释放的热量Q=WQ1
qv??WQ1PC1(?1??2)
33.5281000?4.187?(26.5?25)?33
?0.000534m3/min?5.34?10m/min式中 Q1—单位质量塑件在凝固时所放出的热量,ABS为400 kJ/kg;
; P—冷却水的密度(1000kg/m3); C1—冷却水的比热容(4.187kg ℃)
?1—冷却水出水口的温度(26.5℃);
?2—冷却水入水口的温度(25℃);
W—单位时间(每分钟内注入模具中的塑料质量(kg/min)按每分钟注
射1次,即为79.828×1.05=83.194g/min)。
3) 冷却水管道直径
为了使冷却水处于湍流状态,取d=8mm
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4qv由式 V??2?d4?5.34?10?3?1.77m/s
823.14?()?601000大于最低流速1.66m/s,答到湍流状态,故所选管道直径合理。 4) 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热模系数h 因为与水温相关物理系数f=7.22(水温为30℃时)
0.8(PV)因此 h?3.6f
d0.20.8(1000?1.77) ?3.6?7.22?
80.2()1000 ?27077KJ/(m2h?C) 式中 f—指冷却水温度相关物理系数; ρ—冷却水在一定温度下密度(kg/m3); v—冷却水在圆管中流速(m/s); d—冷却管道直径(m)。 5) 冷却管道的总传热面积
60WQ1A??h??60?0.08382?4?102?0.005214m2?5214mm2
??26.5?25??27077??40????2????式中 W—单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(KJ/min);
Q1—单位重要的塑料制品在凝固时所放出的热量(kJ/kg); h—冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数[KJ/(m2.h.℃)]; Δθ—模具温度与冷却水温度之间的平均温差(℃),模具温度取70℃ 6) 模具上应开设冷却水孔数 n?A5214??0.59 ?dL3.14?8?350式中 L-模板的长度,为350mm。
考虑到动定模板2块板上均有开设,每块模板上1根水道,因此总水道为2孔 从计算结果看,因塑件小,单位时间注射量小,所需冷却水道也比较小,取一条冷却水管即可,但一条冷却水道对模具来说是不可取的(冷却不均匀),故取两条。
冷却水孔开设见图3-11所示冷却水道的布置示意图。
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3-11所示冷却水道的布置示意图
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4.典型零件的制造工艺
塑件表面质量好坏和精度高低,是由成型零件的制造工艺所取决,因此编制一个科学合理的制造工艺,是保证成型零件质量及产品质量的关键。成型零件主要有两类;型腔类和型芯类。机械切削加工基本上是数控化加工[21]。 4.1 塑料模成型零件的加工工艺及要求
1)注塑模基本板主要包括动、定模板,动、定模座板以及型芯固定板等,都属于板类零件。这类模板通常采用45钢制成,其中定、动模板需要进行调质处理。
2)在加工板类零件时,粗加工之后要在两平面需留有0.5mm左右的磨削余量,导柱、导套孔这需要留有2mm的镗孔余量,以方便镗孔加工。
3)当导柱固定部分直径与导套固定部分直径相同时,可将定模板和动模板合起来加工,使用工艺定位销定位后同时镗孔,这样不仅能确保孔径和孔距相同,又能确保孔的同轴度要求。
4)因本模具型腔属于异形形状型腔,此时一般铣削无法加工出复杂型面,须采用数控铣床或加工中心进行铣削型腔。采用数控铣机床加工时,由于数控机床具有综合各种加工的功能,因此在工艺过程中,某些工序如钻孔、镗孔等均可在数控机床的一次装夹中一起完成。
5)对于型腔的热处理工序,由于变形原因及装配修模的要求,塑料成型模的型腔一般采用调质代替淬火。当型腔需要淬火时,可能会引起变形,所以型腔的精加工应在热处理工序完成后进行。又由于工件经热处理后其硬度会显著提高,因此应选择磨削、电火花、线切割等精加工手段。
6)型腔表面的加工。由于电火花成型加工和电火花线切割加工后其成型表面会产生一层薄薄的变质层。该硬质层有许多缺陷,所以要采用光整加工来降低零件表面粗糙度,提高表面形状精度以及增加表面光泽,同时也提高了模具寿命、形状精度和改善制件表面质量。常见光整加工有研磨加工和抛光加工。 4.2典型零件制造工艺编制
现在对本设计有代表性的几个典型零件(定模仁、动模仁、动模板、定模板及型芯)进行制造工艺编制,定模仁加工工艺见表4-1,动模仁加工工艺见表4-2,动模板加工工艺见表4-3,定模板加工工艺见表4-4。
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