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塑胶模具设计超实用教程排气、冷却系统的设计与计算

发表在 塑胶模具设计 2018-10-31 19:32 [复制链接] 0 238

1、排气系统的设计
   排气槽的截面积可用如下公式进行计算:
                                        F25m1(273+T1)1/2/tP0  
   式中:F——排气槽的截面面积(m2)
           m1——模具内气体的质量(kg)
      P0——模具内气体的初始压力(Mp)取0.1Mp
      T1——模具内被压缩气体的最终温度()
           t——充模时间(s)
  模内气体质量按常压常温20℃的氮气密度ρ01.16kg/m3计算,有
      m1=ρ0V0  
    式中:V0——模具型腔的体积(m3)
  应用气体状态方程可求得上式中被压缩气体的最终温度(℃)
   T1=(273+T0(P1/P)0.1304-273  ②
式中:T0——模具内气体的初始温度(℃)
   由V9132mm3
        充模时间t=1s
        被压缩气体最终排气压力为P120MPa
   由③式得:T1(273+20)(20/0.1)0.1304-273=311.7
      模具内的气体质量由②式得:
          m1=V0ρ0=9.132×10-6×1.16kg=1.06 ×10-5kg
      将数据代入①式得:所需排气槽的截面面积为:
     F=[25×1.06×10-5(273+311.7)1/2]/(1×0.1×106)=0.064mm2
   查取排气槽高度h=0.03mm,因此排气槽的总宽度为:
     W’’=F/h=0.064/0.03=2.13mm
   为了便于加工和有利于排气,运用镶拼式的型芯结构,与整体式型芯相比,镶拼型芯使加工和热处理工艺大为简化。
 2)冷却系统的设计与计算
    冷却系统设计的有关公式:
      qV=WQ1/ρc1(θ1-θ2)     
        式中:qV——冷却水的体积流量(m3/min)
       W——单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min)
       Q1——单位重量的塑料制品在凝固时所放出的热量(kJ/kg)
       ρ——冷却水的密度(kg/m3)       0.98×103
       c1——冷却水的比热容[kJ/(kg.   4.187
       θ1——冷却水的出口温度()     25
       θ2——冷却水的入口温度()     20
        Q1可表示为:Q1=[c2(θ3-θ4)+u]
        式中:c2——塑料的比热容[kJ/(kg.)]        1.465
              Q3——塑料熔体的初始温度()        200
              θ4——塑料制品在推出时的温度()    60
               u——结晶型塑料的熔化质量焓(kJ/kg)
        Q1=[c2(θ3-θ4)+u]=1.465(200-60)=205.1kJ/kg
     将以上各数代入①式得:
        qV=(0.013×205.1)/[0.98×104.187(25-20)]m3/min
          =0.13×10-3m3/min
   上述计算的设定条件是:模具的平均工作温度为40℃,用常温20℃的水作为模具的冷却介质,其出口温度为25℃,产量为0.013kg/min
      由体积流量查表可知所需的冷却水管的直径非常小,体积流量也很小,故可不设冷却系统,依靠空冷的方式即可。但为满足模具在不同温度条件下的使用,可在适当的位置布置直径d8mm的管道来调节温度。

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