不锈钢穿孔板模具设计说明书

　　模具设计说明书4

　　2011年06月02日

　　3.4成型零部件设计

　　成型零部件的设计应在塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本设计中采用平均值法计算，其中:塑件的尺寸精度取IT4级精度。塑件尺寸的公差值可由参考文献表3-1可得出。模具制造精度取=。具体的设计及计算如下。3.4.1凹模结构设计与计算

　　凹模是成型塑件外表面的零部件，其结构类型有整体式和组合式。本塑料若采用整体式虽然结构简单、牢固、不容易变形，塑件无拼缝痕迹，但将造成加工困难，浪费材料，五金模具更换不便，增加成本等一系列问题。所以采用组合式。这样可以改善加工工艺性，减少热变形，节省优质钢材。将四壁加工，热处理、研磨抛光后压入模套。为使内壁接缝紧密，其连接处外侧留有0.4mm的间隙。配合H7/f7，具体见总装配图。凹模按其结构可分为六种，1.整体式凹模;2.整体嵌入式凹模;3.局部镶嵌式凹模;4.大面积镶嵌式凹模;5.四壁拼合式凹模;6.拼块式凹模。对于有侧凹的圆形塑件(如骨架类塑件和带有嵌件的塑件)，为了塑件顺利地从凹模里取出来，凹模常用相同的两块或多块拼成，所以本产品采用组合式凹模。

　　3.4.1.1型腔的径尺寸计

　　塑件外形尺寸:，。

　　由参考文献中的公式7-7得型腔的径向基本尺寸为:

　　(4.6)

　　其中Lm——型腔的基本尺寸(mm);

　　—什么是电解抛光—塑料的平均收缩率，由2.2.4可知=0.005;

　　——塑件外形基本尺寸(mm);

　　——模具制造公差，这里取=;

　　——塑件尺寸公差值。

　　3.4.1.2型腔的深度尺寸计算

　　塑件高度尺寸:。

　　由参考文献中的公式7-11得型腔的深度尺寸为:

　　(4.7)

　　其中——塑件高度尺寸;

　　——型腔深度尺寸;

　　——模具制造公差=;

　　——塑件尺寸公差;

　　——塑料的平均收缩率;3.4.2型芯结构设计与尺寸计算

　　型芯是用来成型塑件的内表面，本产品采用组合试型芯，上型芯连接方式为凸肩与A板连接，下型芯连接方式为螺钉连接。

　　4.4.2.1型芯径向尺寸计算

　　塑件的内形尺寸:，，。

　　由参考文献中公式7-9得

　　(4.8)

　　其中——塑件的内形尺寸(mm);

　　——塑料的平均收缩率，=0.005;

　　——塑件内形基本尺寸(mm);不锈钢焊缝抛光机

　　——模具制造公差，这里取=;

　　——塑件尺寸公差。

　　型芯高度尺寸

　　塑件高度尺寸:，，。

　　由参考文献公式7-13得

　　(4.9)

　　其中——塑件深度尺寸;

　　——型芯高度尺寸;

　　——模具制造公差，这里取=;

　　——塑件尺寸公差;

　　——塑料的平均收缩率;

　　成型零件的尺寸对应凹模零件图，大型芯零件图，以及小型芯零件图。3.5模架的选用

　　注塑模模架国家标准有两个，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者适用于模板尺寸为B×L≤560mm×900mm;后者的模板尺寸B×L为(630mm×630mm)～(1250mm×2000mm)。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己木质吸音板规格的标准，该设计采用非标准模架。3.5.1型腔侧壁以及底板厚度尺寸

　　在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力[]时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。

　　根据大型模具按刚度条件设计，按强度校核;小型模具按强度条件设计，按刚度校核原则:模具结构形式如图4.11所示:

　　3.9模具结构形式

　　本塑件的模具是小型模具所以只要按强度条件校核异型管即可。由6.1.1可知凹摸为组合式，查参考文献表3-9可知以下计算公式以及相应的参数值。

　　(4.10)

　　(4.11)

　　式中——按强度计算腔侧壁厚度(mm);

　　r——型腔内半径(mm)，由塑件二维图2.2可知r=63mm;

　　——按强度计算底板厚度(mm);

　　p——型腔内熔融塑料压力(Pa)，前面的3.2.1可知，p=30MP;

　　——模具钢的许用应力(Pa)，预硬模具钢的。3.5.2模具高度尺寸的确定

　　各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意:

　　(1)凸模底板厚度和凹模底板厚度;在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若凸模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者，所以凸模底板厚度尺寸需要校筛粉机核才能确定，根据公式4-11知道，厚度满足11mm可满足要求，为了安全，取底板厚度为15mm，。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取凹模底板厚度为35mm。

　　(2)推杆推出距离;在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为45mm左右，黏结在型芯上的尺寸约25mm左右，所以当推出距离为25mm时就能使塑件和型芯分离。

　　完成了以上的工作，确定模架的长×宽具体尺寸为355×250mm。各模板的确定如下:

　　(a)A板的尺寸

　　本模具中A板既为定模型腔固定板又为上模座，因为塑件上型芯固定在A板上，而且冲孔铝单板斜导柱固定部分也在A板上，根据下面斜导柱计算中的4.8.1.6中的式(4-24)可知，A板的厚度可取为35mm。

　　(b)B板的尺寸

　　B板为动模板，下型芯固定在其高度为25mm，在模板上需要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此B板厚度取80mm。

　　(c)C垫块尺寸

　　如果C垫板(即模脚)的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，需要满足下面关系式:

　　H-h1-h2-h3-h>0

　　式中H——C板高度;

　　h1——挡销高度，一般取(3~5)mm，这里取挡销的高度为4mm;

　　h2——推板厚度;

　　h3——推杆固定板厚度;

　　h——推出距离;

　　取C垫板的高度大于即可，这里取垫板的厚度为80mm。

　　完成了以上的工作，确定该模具可用板面尺寸为250×355mm，其中A板厚度35mm，木质吸音板价格B板厚度80mm，C板厚度80mm的模架，根据本模具的特点，可以把上模座与A板做成一体，因此汽车保险杆冲压模毕业设计，这个地方不符合标准模架，但其他的模板都可参考标准模架里的A2型，编号为31的标准模架。为了凸、凹模不碰伤，A板和B板之间取1mm间隙。3.6导向与定位机构

　　导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来模具的对合精度。注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构内容包括:导柱和导套的典型结构;导柱和导向孔的配合以及导柱的数量和布置。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。这里用导柱导向机构导向开合模，用复位杆来导向脱模机构的运动。设计导柱和导套需要注意预应力多孔板的事项有:

　　1)合理布置导柱的，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;导柱不应设在矩形模具四角的断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。

　　2)导柱工作部分长度应比型芯端面高出6~8mm，以确保其导向与引导作用。

　　3)导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求;导柱固定部分配合精度采用H7/k6;导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.5~2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。

　　4)导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。

　　为了模具的平稳性及协调性，顺利滑动，模具加工厂采用4对导柱导套对称布置。材料为T8A。导向机构的装配关系图4.10。

　　1-推杆2-导柱3-导套4-复位杆5-推杆固定板6-推板

　　图4.10导向以及脱模装配关系图3.7脱模机构的设计

　　脱模机构的设计有遵循以下原则:

　　1.塑件滞留于动模，以便于借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，使模具结构简单。

　　2.防止塑件变形和损坏，正确分析塑件对模腔的黏附力的大小及其所在部位，有针对性地选择适当的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。

　　3.力求良好的塑件外观，在选择顶出时候，应尽量设在对塑件外观影响不大的。在采用推杆脱模尤其要注意这个问题。

　　4.结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。

　　脱模机构分异型管挤出机器类有多种方法，但主要以脱模装置结构特征分类较实用和直观，参考同类型零件的脱模机构，本塑件产品的脱模机构采用顶杆脱模机构。脱模机构的设计如图4.10。3.7.1脱模力的计算

　　本产品为薄壁壳类零件，故查参考文献中公式3-56可知脱模力为:

　　(4.12)(4.13)

　　式中——塑料的拉伸模量(MPa)，查参考文献表3-29可知;

　　——塑件成型平均收缩率，;

　　——塑件包容型芯的长度(mm);

　　——塑件的壁厚(mm);

　　——脱模斜度，，;

　　——塑料与钢材之间的摩擦系数，;

　　——塑料泊松比，=0.38;

　　——

　　——塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积()。

　　由的分析可知，定模上型芯的脱模力为，动模上的型芯的脱模力为。动定模的脱模力相差不大，但由于该塑件有三个侧抽芯，因机械模具此在开模时，塑件一定会留在动模上。塑件所需要的最小脱模力为。3.7.2推杆脱模机构设计

　　推杆的形状有多种形式，等圆截面推杆应用最广，所以本设计推杆零件采用为等截面推杆。推杆脱模机构的设计有以下几个设计要点:

　　(1)推杆的顶出应该设在脱模阻力大的部位，盖，箱类塑件阻力最大的地方是侧面，在端面均匀设是最理想的。

　　(2)推杆不设置在塑件薄壁处，以免塑件变形破损，当结构特殊需要时，应该增大顶出面积使塑件受力得以改善，可以采用顶出盘顶出。

　　(3)推杆直径不宜过小，有足够强度照相机前盖壳注射模设计，而且尽可能大的面积与塑件接触，当直径小于3时应该采用阶梯推杆，以加大推杆的刚度。

　　(4)推杆材料多用45钢或T8、T10等碳素工具钢制造，采用头部局部淬火，淬火硬度在50HRC以东阳异型管上，局部淬火长度为1.5倍推出行程与配合长度之和，表面粗糙度在Ra1.6um以下。

　　3.7.2.1推杆的固定形式

　　推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。本模具采用推杆固定板固定。

　　3.7.2.2推出机构的复位

　　脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。当使用复位杆复位时，复位杆必须和推杆在同一块板上，其长度必须一直，分布必须均匀，端面要与所在动模的分型面齐平。有的模具中复位杆可以省去，推塑件边缘的推杆直径可以稍微大点，一半推塑件，另一半就起到复位杆的作用。还有模具在推杆上装有弹簧，这样在合模时，推出机构就可先于合模动作不锈钢异型管而复位了。本设计采用弹簧复位机构，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩，而合模时弹簧的回力就将推出机构复位。

　　3.7.2.3推杆直径的计算

　　推杆推出塑件时候应该有足够的稳定性，其受力状态可简化为一端固定，一端铰支的压杆稳定性模型。推杆材料选用45号钢。推杆直径公式可查参考文献式3-60，如下:

　　(4.14)

　　式中d——推杆直径(mm);

　　——安全系数，通常取;

　　——推杆长度(mm);

　　——脱模阻力(N);

　　——推杆材料的弹性模量，45号钢的;

　　——推杆根数。

　　设推杆长度，;代入下式

　　(4.15)

　　取，由参考文献公式3-61进行校核如下:

　　(4.16)

　　45号钢的>，故符合要求。

　　3.7.2.3推板厚度的确定

　　推板厚度按强度计算可按参考文献中的公式8-8如下:

　　(4.17)

　　式中——系数，fc穿孔吸音板按参考文献中的表8-4可知;

　　——推件板材料的许用应力，材料为50号钢;

　　——脱模力(N)，由4.7.1可知。

　　根据计算以及所选模架确定模具推板的厚度为20mm。推板的形状如图4.10所示。3.8侧向分型与抽芯机构设计

　　当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出然后再从模中取出塑件。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类。机动侧向分型与抽芯机构根据传动零件的不同，由可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同电解抛光类型的侧向分型与抽芯机构。根据塑件的特点，本模具采用斜滑块驱动侧向分型抽芯机构，通常斜滑块由锥行模套锁紧，能承受较大的侧向力。

　　斜滑块和套模都设计在动模一边，以便用顶出力同时达到推出塑件和侧向分型抽芯的目的。为了防止塑件对定模型芯的包紧力大于塑件对动模型芯的包紧力以及损伤，主型芯设于动模，这样有利于塑件顺利推出。滑块推出高度一般不超过导滑槽的2/3，否则会影响复位。滑块斜角以不超过30度为宜。主型芯设于动模边有利于塑件脱出导向，并防止损失的作用。

　　为了确保凹模斜滑块闭合锁紧，注射成型时不至于溢料，模具闭合后斜滑底部与模套之间应该有0.5mm间隙，同时斜滑块还应该高出模套0.5mm。斜销固定段与模板的配合为，与滑外墙保温板块呈松动配合，通常为，有时需要保持0.5~1mm的间隙。3.8.1斜导柱的设计

　　3.8.1.1抽芯距的计算

　　抽芯距是指将侧型芯抽至不妨碍塑件脱模的距离。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸台高度加上2~3mm的安全系数。由参考文献中的公式4-29可知:

　　式中S——抽芯距(mm);

　　——塑件侧孔深度或侧凸台高度(mm)。

　　该塑件有两个小的大小相同的对称的斜侧孔以及一个较大的斜侧孔，其深度分别为:=2.5mm，=50mm。根据本塑件的特点将一个小孔与一个大孔放在一个滑块上，另一个小孔放在另一个滑块上。这里的抽芯距只要计算两个即可。

　　(4.18)

　　3.8.1.2抽芯力的计算

　　注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯会产生一定的包紧力，要抽出侧型芯就要克电解抛光加工设备服此包紧力所引起的摩擦阻力。一般情况下，抽芯力可按下式估算:

　　，(4.19)

　　式中——抽芯力(N);

　　——塑件对型芯的包紧力(N);

　　——抽芯时的摩擦力(N);

　　——塑件包容型芯的面积，，;

　　——塑件对型芯单位面积上的包紧力(Pa)，一般模内冷却的塑件

　　，这里取;

　　——塑件与纲的摩擦系数;

　　——脱模斜度()。

　　由2.2.2可知。由2.2.3可知。

　　(4.20)

　　两侧的抽芯力分别为:，。

　　3.8.1.3斜销倾角的计算

　　斜销倾角为是决定斜销抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜销长度，而且对斜销的受力情况有重要的影响。一般为。

　　这里取。该塑件的型芯不与分型面平行，因而抽芯方向与开模方向不垂直，抽芯方向与分型面方向的夹角为β，由塑件二维图可知β多孔板密度=。

　　由参考文献表2-163中的公式可知:，关系如下图4.11所示:

　　3.11斜销倾角关系图

　　带入数值可得下式:

　　4.8.1.4斜销有效工作长度与最小开模行程的计算

　　由参考文献中表2-163中的公式可知:

　　(4.21)

　　式中——完成抽芯距所需要的开模行程(mm);

　　——斜销工作部分在开模方向的垂直距离(mm);

　　——斜导柱的有效工作长度(mm);

　　——抽芯距(mm);

　　——滑块抽向动模时的实际有效抽芯角();

　　——抽芯方向与分型面的夹角()。

　　由3.8.1.1可知，，结合的公式可得:

　　(4.22)

　　(4.23)

　　两斜销的开模行程分别为;。

　　两斜导柱的有效工作长度分别为;。

　　3.8.1.5斜销直径的计算

　　由参考文献中的式9-9可知大体斜销直径为:

　　(4.24)

　　式中——斜销的直径;

　　——斜销材料的弯曲许用应力，这里取=300MPa聚氨酯筛板;——斜销的有效工作长度。

　　对比查参考文献表9-2可知:应取两个斜销的直径分别为:;。其中小斜销的直径取大一些，为了平衡两边的受力，使其平衡。

　　3.8.1.6斜销长度的计算

　　查参考文献中的式9-10可知:

　　(4.25)

　　式中——锥体部分的长度，一般取(10~15)mm;

　　——斜导柱台肩直径(mm);

　　——斜导柱工作部分的直径(mm);

　　——斜导柱固定板厚度(mm)，由所选模架可知=28mm;

　　——斜导柱的倾斜角()。

　　另外斜导柱在固定板中的安装长度为:

　　(4.26)

　　(4.27)

　　斜销的对应尺寸如下图4.12所示:

　　图3.12斜销尺寸对应图3.8.2滑块的设计

　　滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中一个重要零部件，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都靠它来，滑块的结构主要有两种形式，整体式和组合式。在冲孔设备滑块上直接制出侧型芯或侧向型腔的结构称为整体式，这种结构仅使用于形状十分简单的侧向移动零件，尤其适用于瓣合式侧向分型结构。如把侧型芯和滑块分开加工，然后装配在一起，这种结构成为组合式。采用组合式的结构可以节省优质钢材，且加工容易，因此应用较为广泛。

　　3.8.2.1侧型芯和滑块的联接形式

　　本塑件有三个侧抽芯，有一个小型芯放在一个滑块上，另外有两个不同的侧型芯要放在一个滑块上。所以两个滑块的联接形式不同。只有一个型芯的滑块可用销钉固定小型芯的联接方式;有两个型芯的滑块的联接方式，把型芯镶入一固定板后用螺钉，销钉与滑块连接和固定。

　　3.8.2.2滑块的导滑形式

　　滑块在侧向分型抽芯和复位的过程中，要沿一定的方向平稳往复移动。交换网板导滑槽应使滑块运动平稳可靠，二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有间隙。滑块的导滑部分应具有足够的长度，以免运动中产生歪斜，一般导滑部分应大于滑块宽度的2/3，否则滑块在开始复位时容易发生倾斜。因此，导滑槽的长度不能太短，有时为了不增大模具尺寸，可采用局部加长的措施来解决，本模具把动模板的长度增加20mm，就是这个原因。导滑槽应有足够的耐磨性，由T8、T10或45钢制造，硬度在HRC50以上。本设计中导滑槽用T8材料，淬火硬度为50～55HRC。

　　3.8.2.3滑块的定位装置

　　合模时为了斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后终止必须定位，所以滑块需要有定位装置，而且必须灵活、可靠、安全。经分析只模具设计是什么有一个侧抽的滑块采用弹簧、活动定位钉定位，如下图4.13所示。

　　3.13滑块定位装置(1)

　　有两个侧抽芯的滑块用弹簧使滑块停靠在陷位挡块上定位，弹簧力应为滑块自重的1.5~2倍。经过估算，弹簧的受力为250N，所以弹簧应选择为:弹簧丝的直径为2.5mm，弹簧中径为14mm，注塑模毕业设计。节距为4.73mm，最大工作负荷为284N的弹簧，其定位方式如图4.14:

　　图4.14滑块的定位装置(2)

　　3.8.2.4斜导柱与滑块的配合间隙

　　在斜导柱抽芯机构中，斜导柱只起驱动滑块的作用，至于在闭模状态下型腔内熔融塑料对滑块的压力应该由楔紧块来承受。因此为了运动灵活，斜导柱与滑块一般采用比较松动的配合，可作成单边0.5mm的间隙，或取f9配合。3.8.3楔紧块的设计

　　3.8.3.1楔紧块的形式

　　在注射成型的过程中，侧型芯会嘉隆模具厂受到型腔内熔融塑料较大推力的作用，这个力会通过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为一细长杆，受力后很容易变形。因此必须设置楔紧块，以便在合模状态下能压紧滑块，承受腔内熔融塑料给予侧向成型零件的推力。具体形式见上图4.14。

　　3.8.3.2楔紧块的楔角

　　在侧抽芯机构中，楔紧块的楔角是一个重要的参数。为了在合模时能压紧滑块，而在开模时它有能迅速脱离滑块，避免楔紧块影响导柱对滑块的驱动，锁紧角一般必须大于斜导柱的斜角，这样才能模具一开模，楔紧块就让开。

　　一般楔角要比斜导柱的倾角大。3.8.4斜导柱抽芯机构中的现象

　　现象是指滑块的复位先于推杆的复位，致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成推杆或侧型芯的损坏。避免的条汽液过滤网件，在侧抽芯结构中，如果侧型芯的水平投影与推杆重合或推杆的顶出距离大于侧型芯的最低面时，若仍采用复位杆复位，就为产生，因此在模具结构允许的情况下，应尽量避免推杆与侧抽芯的水平投影相重合，或是推杆顶出距离小于侧型芯的最低面。根据本模具的特点，侧型芯不与推杆重合，并且推杆顶出距离大于侧型芯的最低面，所以不会产生现象。3.9冷却系统设计

　　注射成型的过程是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中，经过冷却固化，从而达到所需要的制品。首先从提高生产效率的角度看，成型过程中的成型周期是个非常重要的环节。由于在整个成型周期中50%-60%的时间用于对制品的冷却，因此，在成型过程中冷却时间的长短的重要意五金模具图片义是不言而喻的。模具温度控制系统包括冷却和加热两个方面，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具的温度要求也不一样。对于要求较低模温的材料，只需要设计冷却系统即可，本塑件采用的聚丙烯就属于此类材料，因此只要开设冷却系统就可以，即在模具内通入冷却水将热量带走，并通过调节水的流量来调节模温。对于要求较高模温的材料，且模具较大时，需要设计加热系统。3.9.1冷却系统的计算

　　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，则模具冷却时所需冷却介质的体积流量可按下步骤计算，下面公式来自参考文献中的公式3-87~3-91。

　　1)塑件的成型周期

　　由产品图得知，制品的最厚壁厚为4mm，故冷却时间t2应以该厚度为计算依据。查参不锈钢平面抛光机考文献表3-42，得到制品的冷却时间t2为38s。由于该制品开模时自动坠落，无需手工取出，设开模落出制品的时间t3为1s，在加上注射时间t1=1.5s，故制品的成型周期为

　　(4.28)

　　(4.29)

　　2)冷却水的体积流量

　　热焓差是指塑料进入模具的温度和脱模温度下的热焓差，即成形时放出的热焓量，对冷却时间也有很大的影响。由参考文献中表3-41，得聚丙烯的的热焓量为3500。该塑件材料为聚丙烯塑料，采用冷却水冷却，水流呈湍流状态，分别为25，20时水的比热容C为，密度为。可有下面公式计算体积流量。

　　(4.30)

　　式中:V——冷却介质的体积流量，;

　　G——单位时间(每小时)内注入模具的塑料质量，;

　　模具斜导柱计算公式——单位质量的塑件在凝固时所放出的热焓量，=;

　　——冷却介质的密度，;

　　C——冷穿孔板却介质的比热容，C=;

　　——冷却介质出口温度，=25;

　　——冷却介质进口温度，=20。

　　3)冷却水道的直径

　　根据体积流量，由参考文献中表3-44可知，取冷却水道直径d=10mm合适。

　　4)冷却水在水孔内的流速

　　(4.32)

　　5)求冷却水道壁与冷却水间的传热系数α

　　由参考文献中的表3-38查得200时水的φ=7.50

　　由下式

　　(4.33)

　　6)冷却水孔总传热面积A

　　由公式得到:

　　(4.34)

　　式中:A——冷却水孔总传热面积(m2)

　　G——单位时间内注入模具中的塑料质量13.17(kg/h)

　　——塑料成型时在模内的热焓量(KJ/kg)

　　α——冷却水的传热系数(W/m2.K)，由可知;

　　——模具温度(C0)，由表3-3可知

　　——冷却水的平均温度(C0)，。

　　7)冷却水孔总长度

　　由A=可知:

　　(4.35)

　　8)冷却水孔孔数

　　模具上应开设的冷却水孔的装饰板品牌孔数由下式可知:

　　(4.36)

　　——为每一跟水孔的长度，由所选模架可知，;

　　根据所设计模具的具体特点，这里设计6个水孔。

　　9)冷却水流状态校核

　　当平均水温22.50由参考文献图3-319查得水的运动粘度η=0.92×10-6

　　由式(4.37)

　　故冷却水属于紊流状态，冷却效果好。

　　10)冷却水进出口温差校核

　　由公式(4.38)

　　与原设定值一致。3.9.2冷却系统的设计原则

　　冷却系统的设计应遵循以下原则:

　　1)尽量塑件收缩均匀，维持模具的热平衡;

　　2)冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好;

　　3)尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.5~3.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B。最小不要小于10。

　　4)浇口处加强冷却，冷减压孔板的安装却水从浇口处进入最佳;

　　5)应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5℃

　　6)冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。

　　7)合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头，避免与模具的其他机构发生。

　　因为对塑件进行冷却质量分析的时候，发现冷却质量不佳的位于塑件的上方，如图4.7，在开模前，塑件上方要完全凝固，所以冷却系统设在A板以及动模板上，形状就是打成通孔的形式，如图4.15所示

　　4.15水道布置

　　本模具采用的水嘴类型如下图4.16所示:选用黄铜材料，所有冷却水道水嘴与模具冷却水道孔都采用螺纹连接。在其螺纹部位，应缠绕生胶带以防止冷却水泄漏。

　　图4-16水嘴3.10模具成型零部件材料的选择

　　由于标准模架的座板精密模具是什么、垫块、推件板、导柱、导套、螺钉等标准零件可查找设计手册确定，故此处只对成型零件的材料进行选择。由于各种模具用钢并不可能具备所有应该具备的条件，依模具的使用情况不同而合理的选择钢材，这是重要的。作为塑料模具的使用情况，有种种的不同条件，模具用钢大致应满足如下的要求:

　　1.机械加工性能优良;2.抛光性能优良;3.有良好的表面腐蚀加工性;4.既要耐磨损，而且又有韧性;5.淬火性能好，变形小;6.电火花加工性能好;7.有耐腐蚀性;8.焊接性好。

　　在选择模具钢材时，要依以下条件而逐次考虑之，最后作出结论。1.塑件的生产批量;2.塑件的尺寸精度;3.制件的复杂程度;4.制件体积大小;5.制件外观要求。

　　综合考虑各方冲孔筛片面因素，本模具的成型部位的材料选用的是55调质钢，硬度为250~280HB。易于切削加工，但抛光性和耐磨性较差。导柱和导套应有足够的强度和耐磨度，常采用20底碳钢渗碳淬火处理，硬度为大于55HRC，也可采用T8A或T10碳素工具钢，经表面淬火处理。本模具采用T8A钢，淬火处理。导柱和导套配合部分的表面粗糙度要求为Ra1.6μm。由于45、50钢具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后，可获得很好的韧性、塑性和耐磨性，材料来源光，价格低廉，一般可根据需要进行热处理用于顶杆、拉料杆、以及各种模板、推板、固定板、模座等。