第四章 模具设计
生产效率有极大的影响，热塑性塑料熔体进入型腔后，释放大量的热而凝固。不同的塑料品种，需要模腔维持在一定的适当温度。模温对塑件质量的影响主要表现在以下六个方面：①改善成型性（塑件轮廓、充模质量，形状、尺寸精度）②成型收缩率③塑件变形（收缩不均导致翘曲）④尺寸稳定性⑤力学性能⑥外观质量
下面计算塑料单位时间内传给模具的总热Qin和自然对流散发到空气中的热量Qout，以确定是否安排冷却系统。 ⑴热平衡计算
制品重量由CAE分析得：21.5g =0.0215kg
查塑料模技术手册表3-41可知?i=755Kj/kg，塑件的成型周期为20s，那么
n=3600/20=180，CAE分析可知mg=0.0215Kg，mp=nmg=3.87Kg
将数据代入4-32计算得：
Qin??i?mp?enmg =2920KJh (4-32) 式中Qin——塑料熔体每小时冷却固化所放出的热量，KJh ?i——每千克塑料熔体凝固时放出热含量（KJKg） n——每小时注射次数
mg——每次注射的塑料用量，Kg mp——每小时注射的塑料量，Kg
设注射时间?=5s ，冷却时间?'=10s，开模取制件?''=5s ，得注塑周期时间为20s，由模具总装图可得：模具四侧面积F’=0.2330.232+0.2330.1832=0.16m2
合模面积F”=230.1830.2=0.076m2,再由设定的?，?'和?''，得开模率为：0.35，故得散热面积F=0.16+0.07630.35=0.18m2。设模具平均温度为t2m=60℃，室温为t0=20℃。 代如下列公式可得：
通过自然冷却传走的热量：Qc?a1.F(t2m?t0) (4-33)
试中：a1——热传递系数
t2m——为模具平均温度 ℃ t0 ——为室温m2℃a1
F''——模具散热表面积 m2
273?t2m4273?t04)?()] (4-34) 由辐射散发的热量：QR?20.8F'??[(100100试中： t2m——模具平均温度 ℃
t0——室温m2℃
?——辐射率，一般加工表面取 0.9
由注塑机工作台面传走的热量：QL?3.6aF''(t2m?t0) (4-35)
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四川理工学院毕业设计（论文）
试中：t2m——模具平均温度 ℃
t0——室温m2℃
F''——模具散热表面积 m2
冷却水所带走的热量，按公式4-36计算： (4-36) Qout?Q?(QC?QR?QL) =1600 KJh
式中——冷却水每小时从模具带走的热量，KJh
Q1'冷却水用量的计算：M? (4-37)
Cp(T0?Ti)M——每一次注射所需的单位时间用水量(kg/s)(l/s)； Q1′——由冷却系统传去的热功(W)；
Cp——水的定压比热[J/(kg2k)] 20℃ Cp=4183 ti——水之入口温度（℃）；
t0——水之出口温度（℃）；
参数设置： Q1′=1600KJh=445W, Cp=4178J/(kg2k), t0=25℃, t1=20℃
计算结果：M=0.0213 (kg/s)(1/s) 用水量(流量)校核：
所计算出的用水量(流量)与表4-7校核[7]。如大于允许值时，应加大孔径。
表4-7 冷却水管直径与冷却水速度的关系表
M=0.0213 (kg/s)(1/s) < 5 L/min 即：采用直径为8mm 的冷却水道能满足要求。
4.6模具主要连接、定位、导向件设计
⑴根据标准模架，可以确定导柱基本尺寸d=16mm。采用有肩导柱，其他尺寸和粗糙偏差值如图4-6-1。
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第四章 模具设计
图4-6-1
⑵根据标准模架选择导柱导套基本尺寸d=28mm，如图4-6-2。
图4-6-2
导柱和导套的其他尺寸查塑料模具设计软件版V1.0，如图4-6-3。
图4-6-3
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第五章 绘制模具总装图及零件图
运用Auto CAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图及各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图则按照3#图纸绘制。图样幅面应符合国家标准(GB4457.1-84)，基本幅面代号及尺寸采用表5-1规定的尺寸，其格式如图5-1所示。
图5-1 图纸幅面
幅面代号 A0 B3L e a c 10 表5-1
84131189 A1 5943841 20 25 5 A2 4203594 A3 2973420 10 A4 2103297 先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制[3]。
1.装配图的绘制 装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如模具高度、轮廓尺寸、开模行程以及装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图，填写详细的零件明细表和技术要求。 装配结构图如图5-2：
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