【正文】 一模六腔，其總體結(jié)構(gòu)較大，因此，采用推板導(dǎo)柱固定在支承板上（兩根） 。在推桿固定板上設(shè)有復(fù)位桿，一般為四根，均采用圓形截面，根據(jù)所選模架，取 Φ20 的復(fù)位零件。 排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體充填模具型腔時(shí)，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及填充不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低沖模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。對(duì)于由于排氣不暢而造成的型腔局部填充困難時(shí)，除了設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)外，還可以考慮開(kāi)設(shè)溢流槽，用于在容納冷料的同時(shí)也容納一部分氣體，有時(shí)采用這種措施是十分有效的。注射模通常有三種排氣方式：利用配合間隙排氣、在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽、利用排氣塞排氣。通常，選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：(1)排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；(2)最好開(kāi)設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；(3)最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；(4)開(kāi)設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；(5)開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；(6)若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí),可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；(7)高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 為了防止排氣槽在面對(duì)操作工人時(shí)，熔料從排氣槽噴出而引發(fā)人身事故，因此將排氣槽設(shè)計(jì)成離型腔 5~8mm 后拐彎的形式，這樣能降低熔料的溢出動(dòng)能，同時(shí)在拐彎后再適當(dāng)增加排氣槽的深度，根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 分型面上的排氣槽深度，可知 ABS 塑料的深度 h 應(yīng)取 ，所以排氣槽的開(kāi)設(shè)位置尺寸如圖 17 所示：29 / 53 圖 17．排氣槽30 / 53 推管、推桿、鑲件排氣功能的證明由上面我們知道，推桿和型芯的公差配合取 H8/f7 屬于間隙配合，現(xiàn)在計(jì)算這個(gè)配合的極限間隙。推桿外徑為 6mm 和 8mm,所以計(jì)算 和 。7/86fH?7/8f查表求得基本尺寸 的標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8=18 ，IT7=12 。6?m?孔、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔 H8 EI=0；ES=EI+IT8=0+18=18基準(zhǔn)軸 f7 es=－10 。 ei=es－IT7=－10－12=－22m?孔、軸的極限偏差分別為：；?H??f的極限間隙為：/fX =ES－ei=18－（－22 ）=40max ?X =EI－es=0－（－10）=10in m同理，計(jì)算 孔、軸的極限偏差為：7/8f?；??的極限間隙為：/fX =ES－ei=22－（－28 ）=50max ?X =EI－es=0－（－13）=13in m從計(jì)算結(jié)果看，間隙在 ~ mm 之間。相比排氣槽的深度 ，似乎推桿能更好的排氣，這也說(shuō)明了，增加推管和鑲件等可以有利于型腔的排氣。 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于任何塑料制品，模溫波動(dòng)較大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。對(duì)于要求模溫較低的 ABS 塑料，由于模具不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自然散熱不能使其保持較低的溫度，因此，必須加冷卻機(jī)構(gòu)。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具冷卻劑可以用水、壓縮空氣和冷卻水冷卻，而水冷卻最為普遍。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開(kāi)設(shè)水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低。有時(shí)為了滿足加速冷卻，也可以采用冷卻水冷卻。冷卻水道的開(kāi)設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點(diǎn)靈活地設(shè)置冷卻裝置。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：（1） 實(shí)驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)制品的冷卻也就越均勻。（2） 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用 12~15mm。（3） 對(duì)熱量聚集大、溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻。31 / 53（4） 進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過(guò)冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力降。（5） 凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。（6） 冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)設(shè)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。（7） 復(fù)式冷卻循環(huán)應(yīng)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。（8） 進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過(guò)大，以免造成模具表面冷卻不均勻。 冷卻計(jì)算（1）冷卻時(shí)間的計(jì)算制品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔到開(kāi)模取出制品所需的時(shí)間?？梢蚤_(kāi)模的標(biāo)準(zhǔn)是制品已充分固化，且有一定的強(qiáng)度和剛度，在開(kāi)模過(guò)程中不發(fā)生變形開(kāi)裂。需量制品充分固化的標(biāo)準(zhǔn)有：。；，最大壁厚的中心層溫度達(dá)到固熔點(diǎn)，或者結(jié)晶溫度達(dá)到某一百分比。在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間 3S，開(kāi)模時(shí)間 3S，頂出時(shí)間 2S，冷卻時(shí)間 92S，保壓時(shí)間 8S，總周期為 110S。其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循： =（S+2S ）保T2S—塑件平均壁厚， S 取 3mm 所以有： =（3+23 ） = （S ）保 2若根據(jù)前面的資料，ABS 的保壓時(shí)間在 5~10S 之間，計(jì)算的結(jié)果是符合的，所以，參考實(shí)際的生產(chǎn)資料，以經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值為依據(jù),取保壓時(shí)間為 8S 的原因。根據(jù)冷卻時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式有：① 制品最大壁厚中心溫度達(dá)到熱變形溫度所需要的冷卻時(shí)間 )](4[121mcTgSt???式中 S—制品最大壁厚（mm）。g—塑料熱擴(kuò)散系數(shù)（ ） ，其值可查表；s/2—塑料注射溫度（ ） ；cTC?—模具溫度（ ） ；m—塑料熱變形溫度（ ） ；1制品最大壁厚為 7mm；塑料的擴(kuò)散系數(shù)查《模具設(shè)計(jì)與制造》表 824 常用塑料的32 / 53熱擴(kuò)散系數(shù)可知,ABS 為非結(jié)晶型塑料，其擴(kuò)散系數(shù)為 g= ； 注射溫度為sm/2cT200~270 ， 取 220； 脫模溫度為 80~90 ； 取 80； 模具溫度為 40~80 C?cT1C?1TC?取 50。有：mT ????)]5082(4[?t② 制品截面平均溫度達(dá)到出模時(shí)間所需的冷卻時(shí)間 )](ln[22mcTgSt其中 —制品界面內(nèi)平均溫度（ ） 。2TC?所以， ]50ln[ ?????t根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)與制造教程》表 452 幾種塑料的厚度與冷卻時(shí)間的關(guān)系，取冷卻時(shí)間 =92s。冷t（2）冷卻計(jì)算模具的熱量是由輻射傳熱、對(duì)流散熱、向模板的傳熱和與注射噴嘴接觸的傳熱等很多因素綜合作用的結(jié)果。要精確計(jì)算是十分困難的?，F(xiàn)僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略其他傳熱因素。①塑料熔體釋放的熱量：Q =nG C (t －t )=9010 （220－80）=?式中 n—每小時(shí)注射次數(shù)， n=90 （次） ； G—每次的注射量(KG) ，G= 310?? —塑料的比熱容(KJ/Kg )， = (KJ/Kg )；s C?s C? —熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度 ，t =220 ；1t 1? —塑件脫模溫度 ，t =80 。0?0②冷卻時(shí)所需冷卻水量： （Kg ）)()(43214311 TnmTQM?????式中 —通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（Kg） ；1 —出水溫度（ ） ；3TC? —進(jìn)水溫度（ ） ；4 —導(dǎo)熱系數(shù)（J/m ） ；查《模具設(shè)計(jì)與制造》表 826 常用塑料的導(dǎo)?熱系數(shù)、比熱、和熔化潛熱。33 / 53出水溫度 =30 ，進(jìn)水溫度 =20 ，導(dǎo)熱系數(shù) =1055 J/m3TC?4TC??C? 所以， Kg72)03(????M③ 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v 與水管道直徑 d 的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑 d，有： （mm）??v1304??式中 —冷卻水質(zhì)量（Kg） ；1M v—管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取 ~； —水的密度（ ） 。?3/mkg所以， （mm）。取標(biāo)準(zhǔn)值 d=????d④高溫噴嘴向模具的接觸傳熱： =)(21tAz???式中 —注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積（m ） ；z 2 —金屬傳熱系數(shù)， =140(W/ m )；?2?C? t —模具平均溫度 ，t =50 ； 2C?2 t —熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度 ，t =220。1 1因?yàn)樽⑺軝C(jī)噴嘴球半徑 R=2m m，所以 =4 R =42 =10 mzA?226?2因此有： =10 140（220－50） = KJ/h2Q6?根據(jù)實(shí)際情況，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實(shí)驗(yàn)表明，約1/3 的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量： )()(21 臺(tái)輻對(duì)冷 Q???因?yàn)楝F(xiàn)在無(wú)法得到 的正確值，所以計(jì)算以簡(jiǎn)單計(jì)算原則，取 。臺(tái) 1Q?總⑤冷卻系統(tǒng)的計(jì)算（1）每次需要的注射量（Kg）由前面的計(jì)算得每次需要的注射量 G= ；310??（2）確定生產(chǎn)周期 t=110s（3）塑料單位熱流量 =310~400，取 =350（KJ/h ） ；sQs（4）每小時(shí)的注射次數(shù) n=90；（5）型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（KJ/h）Q = n G 總 s =90 35 =??34 / 53⑥凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算體積流量的計(jì)算：=40% == q =v60)(1??進(jìn)出 凹 TC? )203(???= 10 m /min3式中 —水的密度 10 KG/m ； 3C —水的比熱容 10 J/KG ；1 AC? —水管出口溫度， 取 30 ；出T出T —水管入口溫度， 取 20 。進(jìn) 進(jìn)冷卻水管的平均流速： 24dqVv???平 均式中 q —凹模的冷卻水體積流量，q = 10 m /minv v3? D—冷卻水管直徑，取 d=8mm所以， sV/?????平 均 從表查得的資料表明，管徑為 8 的冷卻水管所對(duì)應(yīng)的最低流速為 m/s 時(shí)才能達(dá)到湍流狀態(tài)，但是由于體積流量 q 沒(méi)有在表的取值范圍內(nèi)，所以造成了 V 偏小，v 平 均如果要達(dá)到湍流狀態(tài)，可以增大體積流量和減小冷卻水管直徑，但是，冷卻的目的就是為了讓制品快速冷卻，提高生產(chǎn)率，同時(shí)改變制品的力學(xué)性能，為了達(dá)到湍流而增大體積流量是沒(méi)有意義的，因?yàn)樵?V 較小，既層流時(shí)就可以達(dá)到冷卻效果。平 均冷卻水管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù) ：?= = =(w/m k)?(d）平 均??.)961(?2式中 —與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 取 。?凹模冷卻管的傳熱面積：A= = = m)(360???TQ?凹 ）（ 3??31049.??2式中 —模具與冷卻介質(zhì)平均溫度，T =25 。? ?C?其中 =50－（20+30 ）/2 =25/)(進(jìn)出M? ?35 / 53冷卻水孔總長(zhǎng) L：L= =)()?????TdVQ?平 均 凹（ )250()(3???= m模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)：n=L/B=247。=(根 )；取 n=1 根式中 B—模具寬度，B=。冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核：= = =960＜10eR?dV平 均 .??4式中 —雷諾數(shù)；e —水的運(yùn)動(dòng)粘度， =110 （m /s） ；6?2進(jìn)出口溫差校核：= = = T?平 均凹 VCdQ??290 ??C?校核的結(jié)果與預(yù)期的基本一樣，說(shuō)明實(shí)際應(yīng)用正確。計(jì)算出的冷卻水孔數(shù)只需要一根，但是運(yùn)用 proe 軟件中 “塑料顧問(wèn)”進(jìn)行初步分析知道塑件的冷卻質(zhì)量較差，所以必須做好充分的冷卻工作。但由于模具型腔的布局為圓形，所以冷卻回路較難設(shè)置，且由軟件分析知道塑件冷卻質(zhì)量最差的部分是旋鈕手握處的中部，和圓形部分邊緣，如圖 18 所示，黃色部分冷卻質(zhì)量較差，紅色部分冷卻質(zhì)量最不好，所以為了達(dá)到一定的冷卻效果，防止翹曲等由于冷卻不均勻而引起的缺陷，按照分析結(jié)果適當(dāng)布置冷卻回路。具體的冷卻回路示意圖，如圖 19 所示： 36 / 53圖 18．冷卻質(zhì)量分析 圖 19．流道布置37 / 53型芯部分的小型芯體積小，不易插入冷卻水路，但也因?yàn)樾⌒托据^多，透氣性較好，熱交換性也較好，因而型芯部分可以不需要添加冷卻回路。（3）推出桿的更改由于冷卻回路的設(shè)置，給頂出造成了阻礙，所以推出桿的位置必須從新布置，中心線上的兩個(gè)塑件采用四根 的推出桿，而其余四個(gè)塑件則采用兩根 的推出桿，6?8?這樣才能不被水路阻礙，而得以順利推出，并且保證受力較為均勻。具體結(jié)構(gòu)如下圖20： 圖 20．頂桿位置5. 注射機(jī)的校核（1）按注射機(jī)的額定鎖模力校核注射機(jī)：