3.7冷却系统的设计
3.7.1 设计原则
（1）尽量保证塑件收缩均匀，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加工工艺影响操作为好，对于加工工艺矩形模具，加工工艺通常沿宽加工工艺度方向开设水孔。
（7）合加工工艺理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。 3.7.2 冷却时间的确定
在对制造工艺冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间3S，开模时间3S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。
其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计计算：
S22t冷=??8㏑[?·2TS?TM] TE?TM=62/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)] =73（S）
式中：S——塑件平均壁厚，S取6mm；
?——塑料热扩散系数(mm2/s)，?=0.07；
TS——成型温度160-220℃，TS取200℃； TE——平均脱模温度，TE取80℃；
TM——设计手册模具温度40~80℃，TM取50℃。
由计算结果得冷却时间需要73 S，这么长的设制造工艺机械加工工艺计自动化冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图），使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。
3.7.3 模具加热和冷却系统的计算
本塑件在注射成型时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统,是否需要模具设计冷却系统可作如下设计计算。
设定模具平均工作温度为60oC，用常温20oC的水作为模具冷却介质，其出口温度为25oC，产量为（初算每1min1套）1.05kg/h。
塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。
根据体积流量的公式得： qv=Mq/60cρ（θ1-θ2）
=（1.25×2.5）×/60×4.45×1×（25°C-20°C） =0.35m3/min
Qv：冷却水体积流量，m3/min
M：单位时间注射入模具内的树脂质量，kg/h Q：单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/kg C：冷却水的比热容，J/(kg.k) ρ：冷却水的密度，kg/m3 θ1：冷却水出口处温度，°C θ2：冷却水入口处温度，°C
由体积流量qv查设计设计手册可知所需的冷却水管直径为6mm。 Q1 =nG CS(t1－t0)
= 60×236.2×10?3×1.65×（220－60） = 3365.02KJ/h
式中：n——每小时注射次数， n=60 （次）； G——每次的注射量(KG)， G=217.6×10?3； CS——塑料的比热容(KJ/KG·℃)，
CS=1.9
；
t1——熔融塑料进入型腔的温度℃，t1=220； t0——塑件脱模温度℃，t0=60。 Q2=3.6AZ??(t1－t2)
=3.6×4153×10?6×130×（220－50） =325.12 KJ/h
式中：AZ——注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m2），AZ=4069×10?6m2（AZ=4?R2 =4×3.14×182=4069×10?6m2，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；
?——金属传热系数 ?=140(W/ m2?℃)； t2——模具平均温度℃ t2=50 ；
t1——熔融塑料进入型腔的温度℃ t1=220。 Q对=h1?Am( t2－t3) =5.76×0.12×（50－20） =104
KJ/h
14343 式中：h（h1=4.27(0.25+——传热系数（KJ/ m
2? h ?℃），h
1=4.15
360360)= 4.27×（0.25+）= 6.15）； 50?300t2?300Am——两个分型面和四个侧面的面积m2，Am=0.203【Am=（Am1）+ (Am2)?nk = 0.075+0.35×0.78=0.41，Am1=2BL=2×250×230×10?6=0.081m2； Am2=4BH =4×220×250×10?6=0.22m2）；
t2——模具平均温度℃，t2=50；
t3——室温℃，t3=20。 Q辐=20.8 Am2??[(273?t34273?t24)－()] 100100273?504273?204）－（）] 100100=20.8×0.22×0.8×[（=128.7 KJ/h
式中:? ——辐射率，一般表面?=0.8~1.05； Am2=0.22；
Q台=h2?A接( t2－t3)
h2
= 512×0.0274×（50—30） =453.94 KJ/h
式中:传热系数——h2=502KJ/(m2h℃)；
A接 ——模具与工作台的接触面积m2，A接=0.0484；
从计算的结果看，工作台散发的热量比制造工艺塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q台的计算结果错误。这是因为有关Q台的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规范。简单的计算以制造工艺塑料熔体释放出的热量Q1为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的设计自动化冷却系统带走，实验表明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：
Q冷=（Q1+ Q2）－（Q对+ Q辐+ Q台）
由于现模具设计在无法得到Q台的正确值，所以计模具设计算以简单模具设计计算原则，取Q总= Q1。
第4章 注塑机校核
本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得ABS收缩率为Q=1.005%考虑到工厂模具制造的现有条件，尺寸公差取MT3,模具制造公差取z=△/3。
4.4.1模具设计自动化闭合高度的确定
图8总装图
因而模具的闭合高度：
170 ?D2F锁?F胀=A分·P型 =·P型 4=1/4×3.14×1052×26×106 =286.22 （KN） 式中 F锁:注射机的锁模力（N）； A分:塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P型:型腔压力，取P型=25MPa ； D取的是塑件的最大直径。 结合上面两项的计算，初步确定注塑机为国产注射机SZ-400/60，其加工工艺主要技术加工工艺参数如下表所示。 表2-1 加工工艺注射机参数 型号 螺杆直径（mm） 注射容量（cm3或g） 设计手册注射压力（N/cm3） 锁模力 （KN） 最大注射面积（cm2） SZ-400/60 Φ35 400` 150 600 14.05