【正文】 水道布局如圖 510 所示： 圖 510 冷卻水道布局 合模導向與定位機構的設計導向機構的作用：。） d——管內徑（m）v ——與冷卻介質溫度有關的物理常數，取f ???代入數據 得 (1)4/()6 oKWC?????e. 求冷卻管道總傳熱面積 A ( )m （518）QA???式中△θ—模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（℃） ，模具溫度取 80℃ 代入數據得3 (8)Am??????? n （5???????????19）為模具長度，在此取一個粗略值 500mml從計算結果看，因塑件較小，單位時間注射量小，所需冷卻水道也比較小，但一條冷卻水道是不可取的，會導致冷卻不均，所以這里在分型面兩側設計分別設計 4 條冷卻水道?！妫?；c ——冷卻水出口溫度，取 25℃ (一般認為普通模具出入水溫差應在 5℃1?圍之內，精密模具在 2℃左右，如果出入水溫相差過大，會使模具溫度分布不均，特別是大型制品型腔和模板尺寸很大時。kg/ m179。kJ/kg ，取 q=10178。 2) 冷卻系統(tǒng)的簡略計算a. 塑件在固化時每分鐘釋放的熱量為 ()vq????式中 ——每分鐘的注塑次數（N=2 次/分鐘）N——每次注塑的塑料質量 kg/次()m——單位質量的塑料熔體在成型過程中放出的熱量，kJ/kgq查參表 393[3] =10178。1) 冷卻介質冷卻介質有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大，傳熱系數大，成本低。一般注射到模具內的塑料溫度為 200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在 65℃以下。（2）熱量計算冷卻時熱量的途徑有冷卻水傳熱 、模具向空氣對流傳熱 、模具向空氣1Q2Q輻射傳熱 、模具通過上下底板向注塑機傳熱 。④澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳；⑤應降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過 5℃；⑥冷卻水的開設方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設水孔。 冷卻系統(tǒng)設計(1) 設計原則 [4]①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；②冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經驗表明，冷卻水管中心距 B 大約為 ~，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 ~。 溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求（1）根據塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；（2）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產率和提高塑件質量；（3）采用低的模溫、快速、大流量通水冷卻效果一般比較好；（4）溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡可能做到結構簡單，加工容易，成本低廉。通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則 [4]：（1） 排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；（2）最好開設在分型面上，如果產生飛邊易隨塑件脫出；（3）最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）開設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）開設在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這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，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型芯時，可在型腔相應部位鑲嵌燒結的多孔金屬塊，以供排氣；（7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 該模具為中型模具，可以通過分型面和頂桿來排氣，不需要另設排氣槽。模具的排氣可以利用排氣槽排氣、分型面排氣、利用型芯、推桿、鑲件等的間隙排氣。 支承板板厚設計支承板厚度和所選模架兩支架之間的跨度有關，根據前面的型腔布置，模架選在 這個大類范圍之內，支架之間的跨度約為 375mm，根據型腔布50?置及型芯對支承板的壓力，就可以計算得到支承板的厚度，即 （51 13 ().5426()2.. mE??????15）式中 P——型腔壓力（取 35MPa） L——兩支承塊之間的距離（約為 375） E——材料的彈性模量（取 ）? —支承塊剛度計算許用變形量P? （5152(.)?????16） W——影響模具變形的最大尺寸（ mm） ，即 L；為了安全起見，將支承板的厚度設計為 50mm。本設計采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡化為： D =k( ) 2LFnEd41（514）d—推桿直徑； n—推桿的數量，n 取 4； L—推桿長度（參考模架尺寸，估取 L= ） ； E—推桿材料的彈性模量，取 E=10 MP ；5ak—安全系數，取 k=； —總的脫模力， = 930（N） ；dFdF代入數據得 ，考慮到塑件較薄，為確保因頂桿截面太小而頂壞塑件，4mD?這里選擇 的頂桿，每個產品設計成用 4 根頂桿推出。）? t——塑件的壁厚 mm 包緊力計算全面積所受的總壓力為 ，模被制件包緊部pF分的長度為 l, 取高度為 dl 的一圈作微分單元，半徑為 r，其表面積為 2cosdlAr???該段所受的包緊力為 圖 59 2cos(1)pdlEttFdlr???????薄壁塑件收縮使型芯全面積所受的總壓力為 （50121lPtdltl???????9）同理，側型芯所受的包緊力為 1PF112Etl?????其中 ——側孔周圍的壁厚，取近似值 10mm1t ——側孔的深度l 脫模力計算塑件包緊型芯時，其受力如圖 59 所示，該圖把空間匯交力系簡化在平面上，兩個對稱的 代替垂直于全圓錐表面的總包緊力 ，兩個對稱的表面摩2pFpF擦力 代替作用在全圓錐表面上的 ，由于型芯有錐度，故在抽拔力 作用 f fF1dF下，塑件對型芯的正壓力降低了 ，這時摩擦阻力為1sind?1(sin)fpdF???沿 o 軸方向 由平衡方程式 0OF??即 （51cssifdp?10） （511(sin).cosinpddpfFF????11） （512）1s()incoPdftg??式中 ——克服因包緊力而產生的摩擦力所需的抽拔力1dF——脫模系數（摩擦系數）f因塑件底部沒有孔，在推出時還需克服大氣壓力造成的阻力 2dF210dFA??式中 A——垂直于開模方向型芯的投影面積 cm2，大氣壓力按 10N/cm2 計算 不計塑料對鋼材粘附力和機構運動的摩擦阻力時，總抽拔力 1ddF??所以單個塑件所需的抽拔力為 （5cos()cos()102101in1inPdFftglftgAEt A???????????????13）其中 =, , A=查表 41 知： ， ， ， =~260EMPa??~7??~.f??因脫模力準確計算很困難 ，為了可靠推出，對這里的 E、 、 取上限。 正壓力計算要確定將塑件從圓錐型芯上脫下的摩擦阻力，應先計算塑件收縮時對型芯的正壓力。如 圖 58 所示： 脫模力計算本次設計使用是是推桿脫模機構，在對脫模機構做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。(3)尺寸結構：冷流井直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，其深度為直徑的 1 倍~ 倍。由于 ABS 塑料的機械強度較大、彈性性能較差，在強行脫出凝料時所需 圖 58 Z 型頭拉料桿冷料井的力較大。(2)冷料井類型的選擇：常見的有 Z 型頭拉料鉤冷料井、球頭拉桿冷料井、倒錐形拉桿冷料井和圓環(huán)槽型冷料井，其原理都是通過拉料桿頭部側凹將主流道凝料拉住，開模時從主流道中拉出。 （2）矩形澆口尺寸計算由經驗公式知：澆口深度為： （55 ）???澆口寬度為： （??6）式中 ——制品厚度，mm? A——塑件的外表面積， 2m ——材料系數（ ）,取 =~9k對于中小塑件矩形澆口的臺階長度 l 為 ，這里取 l=~m(3)矩形澆口剪切速率 計算?澆 4133r..?????澆澆口剪切速率 的合理范圍是 ，所有剪切速率校核合格。澆口的選擇分析：因模具布局為一模四腔且分流道設在主分型面上，故不能采用直澆口的形式；由于塑件中心有一個大的型芯（即凸模） ，塑料熔體沖擊在大型芯上，降低了流速、改變了流向，即使采用小澆口進料也不會產生噴射，又因為是從側面進料，所以不宜采用點澆口；而采用側澆口進料能夠保證順利充模，且澆口的加工工藝性好，成型后的加工余量相對較小。5) 直澆口：注塑壓力和熱量損失最小，固化時間長，延長了補料時間，補縮效果好。點澆口適用于表觀粘度對剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。2) 扇形澆口和平縫式澆口：能使物料在橫向得到均勻分配，降低了塑件的內應力，特別是減少應取向而產生的翹曲，常用于成型寬度較大的薄片狀制品，但成型后去除澆口的后加工量大。澆口斷面面積約為分流道斷面面積的 3%~9%，澆口越小，即比表面積越大大，熔體流經澆口時的熱量損越大，澆口處的流動阻力也越大，但由于澆口尺寸很小，導致熔體流經澆口時剪切速率明顯升高，這使得熔體表觀粘度降低，從而又使流體流動變得容易，一定程度上抵消了因澆口尺寸變小而增加的流動阻力，另外因熔體通過澆口時有明顯的粘性發(fā)熱現象，使進入型腔的熔體溫度升高，反而使充模更容易，充模效果優(yōu)于大澆口。式中 ——分流道體積流量（ ） Vq3/cms311()/??????分 塑 件（ ） / ——分流道截面的當量半徑（ ） nRc （5????4） 分流道截面面積 ，截面周長 。通過計算可知，當流道與長度方向所成角度約為 時，流道最短，如圖 57 所示。 表 55[3] 表 54 部分塑料分流道尺寸推薦值 [3] 塑料名稱 推薦直徑/mmABS、AS 圖 56 分流道截面（2）分流道的布置 分流道的設計原則：在熔體不產生噴射的前提下，流道越短越好，以減小壓力損失，提高充型壓力。斷面的比表面積直接關系到熔體的熱量損失和流動阻力，在其它條件相同時，比表面積越大則熱量損失和流動阻力也越大；反之亦然。 主流道設計 緊接注塑機噴嘴，與注塑機噴嘴在同一直線上，主流道形狀一般為圓形和圓錐形，為便于冷料流道凝料的拔出，設計成具有2~4 度的圓錐形。 澆系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質量關系極大。綜合以上各項校核可知 SZ500/2022 型（臥式）注塑機的各項參數均合格 。模架外形尺寸 寬 長 高 =410 注塑機的再次校核與確定（1）注塑機安裝尺寸的校核拉桿間距校核：模架的板面尺寸 ，所選注塑機的拉桿間距為 ，405??460拉桿寬度模具寬度，拉桿間距合格；模具高度校核：模具高度 410 最小模具厚度 280，校核合格；開模行程校核：開模行程 H 是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，它必須小于注塑機的動模板的最大行程 S。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據產品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可以大致確定模架的大小。通過校核可知，所選注塑機的注塑壓力和鎖模力偏小，為了安全起見，將注塑機初步更選為 SZ500/2022 型表 43 SZ—500/2022 型（臥式）注塑機主要參數 [4]理論注射容量/cm179。/kg 1）~ 抗彎強度 / MPa??80吸水率 24h/ 0??～ 沖擊韌度 2/()nKJm???261收縮率 s ～ 硬度 HB 熔點 t/℃ 130～160 體積電阻系數 /()Vc????抗拉屈服強度 σ/ MPa 50 熱變形溫度 t/℃ 83~103 按預選型腔數選擇注塑機 注塑機的初步選擇原則1） 0sm?2） F式中 ——最大注塑量 ( )0s 3cgm或 ——注塑機的額定鎖模力(N)——注塑所需的鎖模力（N）mF——一次注塑所需塑料量( )3cgm或（1）注塑量的計算 0sm? （41）?其中 ——成型單個塑件所需的塑料量( )3c