另一个是成型零件的中心轴孔内表面的小型芯，如下图4—3所示，设计时将其放在定模部分，同时有利于分散脱模力和简化模具结构。
图4—3
五、模架的确定
根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为105mm×251mm，又考虑吧凹模最小壁厚，导柱、导套的布置等，参考指导书表7-1，可
【2】
确定选用200x300直浇口B型模架。 5.1各模板尺寸的确定
①A版尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为30mm，凹模嵌件深度为25mm，又在模板上还要开设冷却水道，还需要留出足够的距离，故此A版厚度取50mm。 ②B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取35mm。
③C板（垫板）尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（5～10）mm=75～80mm，根据指导书表7-4初步选定C为80mm。
经过上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架B2030--50x35x80GB/T12555--2006
5.2模架各尺寸的校核
根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。
①模具平面尺寸200mm×300mm < 320mm×320mm（拉杆间距），校核合格。
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②模具高度尺寸265mm，170mm<265mm<300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。
③模具的开模行程S=H1+H2+（5～10）mm=（40+40）mm=75～80mm<300mm（开模行程），校核合格。
六、排气槽的设计
该塑件由于采用测浇口进料，熔体经塑件下方的台阶充满型腔，顶部有一个Φ10mm小型芯，其配合间隙可作为气体排出的方式，不会在顶部产生憋气的现象。同时，底面
【】
的气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模之间的间隙向外排出。2
七、脱模推出机构的设计
7.1推出方式的确定
本塑件圆周采用脱模板、中心采用推杆的综合推出方式。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦，设计中在用脱模板与型芯之间留出0.2mm的间隙，并采用锥面配
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合，可以放脱模板因偏心而产生溢料，同时避免了脱模板与型芯产生摩擦。 局部结构如图7—1
图7—1
7.2脱模力的计算 （1）圆柱大型芯脱模力
因为λ= r/t = 32.5/3 = 10.83 > 10,所以，此处视为薄壁圆筒塑件，因此： F1=2πt ESLcosΨ( f－tanΨ)/[(1－μ)K2]+0.1A
=[ 2×3.14×3×2.0×103×0.0065×27.17×cos1o×(0.5－tan1o)]÷[(1－0.32)
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×(1+0.5sin1ocos1o)] ＋ 0.1×37.52 ≈ 4903.282 N
式中，F是脱模力；E是塑料的弹性模量；S是塑料成型的平均收缩率（%）；t是塑件的壁厚；L是被包型芯的长度；μ是塑件的泊松比；Ψ是脱模斜度；f是塑料与刚才之间的摩擦因素；r是型芯平均半径；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，A视为零；K1是由λ和Ψ决定的无因次数，K1=2λ2/（cos2Ψ+2λcosΨ）,其中λ的值与塑件的横截面形状和尺寸有关（K1下面将会出现）；K2是由f和Ψ决定的无因次数，K2=1+fsinΨcosΨ。
（2）成型塑件内部圆筒型芯的脱模力计算
因为λ=r/t = 5/3 = 1.67 < 10，所以，此处视为厚壁圆筒塑件，同时，由于该塑件的内孔是通孔，所以，脱模时不存在真空压力，因此： F2=2πrESL(f－tanΨ)/[（1+μ+K1）K2 ] =2×3.14X5×2.0×103×0.0065×40×(0.5-tan1o)
÷[[1+0.32+2×1.672÷(cos21o +2×1.67X1.67×cos1o)] ×(1+0.5sin1ocos1o)] =3602.585 N
（3）4-d2小型芯脱模力
F3=4x2×3.14X5×2.0×103×0.0065×3×(0.5-tan1o)÷[[1+0.32+2×0.672÷(cos21o+2×0.67X0.67×cos1o)] ×(1+0.5sin1ocos1o)]=522.702N
所以 F=F1+F2+F3=9028.569N
7.3校核推出机构作用在塑件闪过的单位压应力
（1）推出面积
A1=π/4 (D2－d2)=π/4×(752－652)mm2=1099 mm2 A2=π/4 (D12－d22)=π/4×(18 2-12 2)mm 2=122.5 mm 2 A=A1+A2=1221.5mm 2 (2)推出应力
σ=F/A=9028.6/1221.5=7.39 MPa < 10 MPa
因此，抗压强度合格。
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八、冷却系统的设计
设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机所散发的热量，按单位时间内的塑
【2】
料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。 8.1冷却介质
HIPS属于中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为200℃和32～65℃。所以，模具温度初步定为40℃，用常温水对模具进行冷却。 8.2冷却系统的简单计算
（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W ①塑料制品的体积
V=V主+V分+nV塑=1.12+0.67+2X26.618= 55.026 cm3 ②塑件制品的质量
m = Vρ= 55.03×1.05= 57.78 g =0.0578 kg
③塑件壁厚为3mm，可以查教材表4-34得，t冷=17.4s。 取注射时间 t注=1.6s ，t脱= 6s。
则注射周期t=t注+t冷+t脱=（1.6+17.4+6）= 25s。 由此得每小时注射次数为：N=3600/25= 144次 ④单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量： W=Nm=144×0.0578= 8.3232 kg/h
（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Qs，查教材表4-35直接可知HIPS的单位热流量Qs的值得范围在（310～350）kj/kg,故可以取Qs=320 kj/kg。
（3）计算冷却水的体积流量qv
设冷却水道入水口的水温为θ2=23℃。出水口的水温为θ1=25℃，取水的密度ρ=1000kg/m3，水的比热容 c =4.187 kj/(kg·℃)，则：
qv=WQs/[60ρc(θ1－θ2)]
=8.3232×320÷[60×1000×4.187×(25-23)] =0.0053 m3/min
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(4)确定冷却水路直径d
当qv=0.0053 m3/min时，查教材表4-30可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径d=0.008m。 （5）冷却水在管内的流速v
v=4qv÷60÷π÷d2=4×0.0053÷60÷3.14÷0.0082=1.76 m/s.>1.66m/s 因此合理。 (6)求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h
因为平均水温为24℃，查教材表4-31可得f=6.75，则有： h=4.187f（ρv）^0.8 / d^0.2
=4.187×6.75×(1000×1.76)^0.8 ÷0.008^0.2 =29308.9kj/(m2·h·℃)
(7)计算冷却水通道的导热总面积A
A=WQs/（hΔθ）=8.32×320÷[29308.9×｛40-(23+25)/2｝] =0.0035 m2 (8)计算模具所需冷却水管的总长度L L=A/(πd)=0.0035÷3.14÷0.008= 139 mm (9)冷却水路的根数X
设每根水路的长度ι=120mm，则冷却水路的根数为： X=L/ι=139/120≈1.16根
由上述计算可以看出，一条冷却水道对于模具来说显然不适合，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。
8.3凹模嵌件和型芯冷却水道的设置
型芯的冷却系统的计算与凹模冷却系统的计算方法基本上是一样的。设计时，在大型芯的下部采用简单冷却流道式来设计，小型芯采用隔片式冷却水道。凹模嵌件拟采
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用两条冷却水道进行冷却。冷却系统还要遵循： 1.浇口处加强冷却。
2.冷却水孔到型腔表面的距离相等。
3.冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大。
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