塑料模具设计第十周 第一讲(第四章)

目的和要求：

了解注射模具弯销侧向抽芯机构，斜导槽侧向抽芯机构，斜滑块侧向抽芯机构，斜推杆侧向抽芯机构，摆杆机构侧向抽芯机构，齿轮齿条侧向抽芯机构，弹性元件侧向抽芯机构。熟悉注射模温度调节系统设计，了解其必要性，及设计原则和注意事项，初步掌握冷却系统的结构形式。

重点难点：

后续几种侧向抽芯机构的相关形式，注射模温度调节系统的设计原则，冷却系统的具体结构形式。

4.10.3 弯销侧向抽芯机构—斜导柱的一种变异形式，如图4-262所示。该结构的优点是斜角alfa最大可达30°，即在同一个开模距离中，能得到比斜导柱更大的抽芯距。在设计弯销侧向抽芯机构时，必须要注意弯销与滑块孔之间的间隙要大些，一般在0.5mm左右，否则闭模时可能发生卡死现象。

（1）弯销在模外侧向抽芯机构—图4-263为弯销各段加工成不同的斜度，如alfa‘大于alfa以改变侧向抽芯的速度和抽芯距。此种机构常适用于侧抽芯距及抽芯力比较大的情况。

（2）弯销在模内侧向抽芯机构—如图4-2所示，开模时，塑件首先脱离定模型芯，然后在弯销的作用下使滑块向外移动而完成塑件外侧向抽芯。

（3）弯销在模内延时分型抽芯机构—如图4-265所示，开模时，滑块带着塑件随动模板移动而脱离定模型芯，然后弯销带动滑块分开，塑件自动脱落。

（4）弯销滑块的内侧向抽芯机构--如图4-266所示，弯销还可以用于滑块的内侧抽芯，塑件内侧壁有凹槽，开模时首先沿着第一个分型面分开，弯销带动滑块向中心移动，完成内侧抽芯动作，弹簧使滑块保持终止位置。

     如图4-267所示为弯销、斜导柱分级侧向抽芯机构。由于制品的某些部位较薄，为避免被损坏，采用分级抽芯。其原理是，小滑块在大滑块上滑动，而大滑块又在脱模板上滑动。开模时，在弯销的作用下完成小滑块的侧抽芯，当推出系统作用时，脱模板推动大滑块在斜导柱的作用下完成二级侧抽芯。

     也可以用改变分型面的位置来防止塑件外侧凹的变形或损坏，如图4-268所示的结构也能起到与上面分级抽芯相类似的效果。

4.10.4. 斜导槽侧向抽芯机构--斜导柱的另一种变异形式，如图4-269所示。它是在侧型芯滑块的外侧用斜导槽代替斜导柱，开模时滚轮沿斜导槽的直槽部分运动，该部分的斜角alfa=0，可以起到延时抽芯的作用，目的是使滑块先脱离楔紧块。当运动到斜导槽的斜槽位置（alfa不等于0）便带动滑块完成侧抽芯动作。一般斜槽起抽芯作用的斜角alfa在25°以下较好，如果抽芯距很大需超过此角度时，可将斜槽分两段，第一段alfa1为25°左右，第二段也不应超过40°，如图4-270所示，这种机构可用于抽芯距较大的场合（100mm左右）。

4.10.5. 斜滑块侧向抽芯机构

        该抽芯机构是利用成型塑件侧孔或侧凹的斜滑块，在模具推出机构的作用下沿斜导槽滑动，从而使分型抽芯以及推出塑件同时进行的一种侧向分型抽芯机构。这种机构结构简单，运动平稳、可靠，因此应用广泛。根据导滑部分的结构不同，常见的是滑块导滑的斜滑块侧向抽芯机构。

       1. 滑块导滑的斜滑块侧向抽芯机构—按斜滑块所处位置不同，又可分为斜滑块外侧抽芯和内侧抽芯两种形式

（1）斜滑块外侧向抽芯机构

如图4-271所示，凹模有两块斜滑块组成，斜滑块在推杆的作用下，沿斜滑槽移动的同时向两侧分开，并完成塑件脱离主型芯的动作。

对于这种结构，通常将斜滑块和锥形模套都设计在动模一边，以便在利用推出力的同时，达到推出塑件和完成侧向抽芯的目的。

         （2）斜滑块内侧向抽芯机构

如图4-272所示为成型带有直槽内螺纹（即螺纹分成几段）塑件的斜滑块内侧向抽芯机构的结构。开模后在推杆的作用下，斜滑块沿型芯的导滑槽移动，塑件的推出与内侧抽芯同时进行，使塑件脱出型芯和斜滑块。

       2. 斜滑块的侧向分型与抽芯机构设计要点

         1）斜滑块的组合形式

根据塑件成型要求，常由几块滑块组合成型。如图4-273所示为斜滑块常用的组合形式，设计时应根据塑件外形、分型与抽芯方向合理组合，以满足最佳的外观质量要求，避免塑件有明显的拼合痕迹。同时，还应使组合部分有足够的强度，使模具结构简单，制造方便，工作可靠。

         2）斜滑块的导滑形式

按导滑部分的形状可分为矩形、半圆形和燕尾槽等三种形式，如图4-274所示。

         3）为保证斜滑块的分型面密合，成型时不致发生溢料，斜滑块底部与模套之间应留有0.2-0.5mm的间隙，同时斜滑块顶面应高出模套0.2-0.5mm。其装配要求如图4-271所示.

4）斜滑块的导向斜角alfa可比斜导柱的大些，但也不应大于30°，一般取10-25°，斜滑块的推出长度必须小于倒滑总长的2/3，如图4-275所示.

5）斜滑块与导滑槽的双面配合间隙z见表4-28，涉及斜滑块的宽度b。

       3. 主型芯位置的选择

          为了使塑件顺利脱模，必须合理选择主型芯的位置，如图4-271所示。当主型芯的位置设在动模一侧，在塑件脱模过程中主型芯起导向作用，塑件不至于粘附在斜滑块一侧。因此，一般使主型芯尽可能位于动模一侧。

          若主型芯设在定模一侧，如图4-276所示。由于塑件对定模型芯包紧力较大，开模时定模有可能将斜滑块带出而损伤塑件。为防止这种情况发生，可以在定模部分设计止动销，开模时，在弹簧的作用下止动销强迫塑件留在动模一侧。

          如图4-277所示为斜滑块的另一种止动方式。在斜滑块上钻一小孔，与固定在定模上的止动销呈间隙配合，开模时，在止动销的约束下无法向侧向运动，起到止动作用。只有开模至止动销脱离斜滑块的销孔时，斜滑块才在推出机构作用下侧向分型并推出塑件。

4.10.6斜推杆侧向抽芯机构

       1. 斜推杆倒滑的两种基本形式—这类机构也可分为外侧抽芯和内侧抽芯两种形式。

            （1）斜推杆倒滑的外侧向抽芯机构--如图4-278所示，开模时塑件留在动模，推出时，推杆固定板推动滚轮，迫使斜推杆沿动模板是斜方孔运动，与推杆共同推出塑件的同时，完成外侧向抽芯。

            （2）斜推杆倒滑的内侧向抽芯机构—如图4-279所示为斜推杆导滑的另一种结构形式，在推出塑件的同时，也可以完成内侧抽芯动作。

         2. 斜推杆设计要点

           1）当内侧抽芯时，斜推杆的顶端面应低于型芯顶端面0.05-0.10mm，以免推出时阻碍斜滑块的定向移动，如图4-280所示.另外，在斜推杆顶端面的径向移动范围内（L>L1），塑件内表面上不应有任何台阶，以免阻碍斜滑块活动。

           2）在可以满足侧向出模的情况下，斜推杆的斜度角尽量选用较小角度，斜角一般不大于20°，并且将斜推杆的侧向受力点下移，如增加图4-281中的镶块和斜推杆需要进行热处理增加硬度。另外，斜推杆底部在推杆固定板上的滑动要求平顺，以提高其寿命。

           3）斜推杆在开模方向的复位。

               为保证合模后斜推杆回复到预定的位置，一般采用如图4-282a所示结构形式。通常利用平行于开模方向的平面或柱面“A”对斜推杆进行复位，保证斜推杆回复到预定的位置。

              如图4-282b所示，通常利用垂直于开模方向的平面“A”对斜推杆进行限位，保证斜推杆回复到预定的位置。台阶平面也可设计在斜推杆的另两个侧面。

             4）在结构允许的情况下，尽量加大斜推杆横截面的尺寸。当斜推杆较长且单薄，或倾斜角较大的情况下，通常采用如图4-283所示的缩短斜推杆的方法，来增加斜推杆的刚度以提高寿命。在斜推杆可向塑件外侧加厚的情况下，向外加厚，以增加强度，并使B1有足够的位置，作为回位装置。加限位块，H2= H1+0.5mm，以免推出时斜推杆刮伤塑件，斜推杆及下面垫块表面应作渗氮处理，以增强耐磨性。另外也可采用如图4-283b所示的复位机构来取代图4-283a中宽度为B1的复位台阶。

  4.10.7摆杆机构侧向抽芯机构

      1. 摆杆机构侧向抽芯机构的两种形式

       （1）摆杆外侧向抽芯机构--如图4-284所示，摆杆头部成型塑件的外凸端、尾部的铰链与推板连接，推出时摆杆推动塑件移动，当摆杆头部伸出动模板时，摆杆凸缘A处即与镶块接触，从而使摆杆头部向上摆动脱出塑件，完成外侧抽芯。

       （2）摆杆内侧向抽芯机构--如图4-285所示，推出时摆杆带动塑件一同运动，当摆杆后部斜面B处与动模板接触时，则迫使摆杆向内侧平移，完成内侧抽芯动作。

      2. 摆杆机构侧向抽芯机构设计要点

          1）设计摆杆机构时，应保证L2>L1;L4>L3。

          2）易磨损处须提高硬度。

  4.10.8 齿轮齿条侧向抽芯机构

         使用齿轮齿条机构，并且借助于模具开模提供动力，将直线运动转换为回转运动，在将回转运动转换为直线运动或圆弧运动，以完成侧型芯的抽出与复位。按照侧型芯的运动轨迹不同可分为水平运动、倾斜运动、圆弧运动等三种情况。

        1. 齿轮齿条水平侧抽芯，

如图4-286中所示齿条装在定模上，开模时，同轴齿轮上的大齿轮在静止的大齿条作用下作逆时针旋转，同方向旋转的小齿轮则带动小齿条5向右运动，从而完成侧抽芯运动。如图4-287中齿条装在动模的推出机构上，开模后在推出机构的作用下，大齿条带动同轴齿轮作逆时针旋转，同方向旋转的小齿轮则带动小齿条6向右运动，从而完成侧抽芯运动。其中压紧轮是用来防止大齿条的翘曲。

        2. 齿轮齿条倾斜侧抽芯

           如图4-288中所示为齿条固定在定模上的斜向抽芯机构，塑件上的斜孔由齿条型芯成型。开模时，固定在定模上的传动齿条通过齿轮带动齿条型芯脱出塑件。开模到最终位置时，传动齿条脱离齿轮。为保证型芯的准确复位，可在齿轮轴上设置定位钉和弹簧来定位。

           如图4-2中所示为齿条固定在推板上的斜向抽芯机构，开模后，在注射机推杆的作用下，传动齿条带动齿轮逆时针方向旋转并驱动型芯齿条从塑件中抽出。继续开模时，固定齿条推板和固定推杆的推板相接触并同时动作将塑件推出。由于传动齿条与齿轮始终啮合，所以在齿轮轴上不需设定位装置。

        3. 齿轮齿条圆弧形侧抽芯。

           如图4-290所示塑件为电话听筒，利用开模力使固定在在定模板上的齿条拖动动模边上的直齿轮，通过互成90°的斜齿轮转向后，由直齿轮带动弧形齿条型芯沿弧线抽出，同时装在定模板上的斜导柱使滑块抽芯，塑件由推杆推出模外。

  4.10.9 弹性元件侧向抽芯机构

        当塑件的侧凹比较浅，而抽芯力和抽芯距都不大的情况下，可以采用弹簧或硬橡皮实现侧抽芯动作。如图4-291所示为闭模时锁紧楔迫使侧型芯至成型位置。开模后，锁紧楔脱离侧型芯，此时侧型芯即在弹簧(或橡皮)的作用下脱出塑件。该图中弹簧的位置是内置式，也可以将弹簧改为外置式。

4.11 注射模温度调节系统设计

4.11.1 温度调节的必要性

      1. 温度调节的几种方式

在注射成型中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑件的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不同。通常温度调节系统分为冷却系统和加热系统两种：

        （1）设置冷却系统的模具

             一般注射到模具内的塑料熔体的温度为200°左右，熔体固化成为塑件后从60°左右的模具中脱模，温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温的塑料（一般低于80°），如PE、PP、PS、ABS等仅需要设置冷却系统即可，主要采用循环水冷却方式，因为通过调节水的流量就可以调节模具的温度。

        （2）设置加热系统的模具

              对于要求较高模温的塑料（80-120°），如PC、PSF、PPO等，若模具较大，模具散热面积大，有时依靠注入高温塑料来加热模具是不够的，因此需要设置加热装置。模具通过注入热水、蒸汽或热油的方式或安放电阻丝进行加热。

              注意有些塑件的物理性能、外观和尺寸精度的要求很高，对模具的温度要求十分严格，为此要设计专门的模温调节器，对模具冷却或加热的温度进行严格的控制。

     2. 温度调节对塑件质量的影响

温度调节对塑件质量的影响表现在以下几个方面：

（1）变形

     模具温度稳定，冷却速度均衡，可以减小塑件的变形。对于厚度不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况。因此，必须采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本上保持均匀，以便型腔里的塑料熔体能同时凝固。

（2）尺寸精度

     利用温度调节系统保持模具温度的恒定，能减少制品成型收缩率的波动，通过塑件尺寸精度稳定性。在可能的情况下，采用较低的模温能有助于减小塑件的成型收缩率。例如，对于结晶型塑料，因为模温较低，制品的结晶度低，较低的结晶度可以降低收缩率。但是结晶度低又不利于制品尺寸的稳定性，从尺寸的稳定性出发，又需要适当提高模具温度，使塑件结晶均匀。

（3）力学性能

     对于结晶型塑料，结晶度越高，塑件的应力开裂倾向越大，故从减小应力开裂的角度出发，降低模温是有利的。但对于PC一类高粘度无定性塑料，其应力开裂倾向与塑件中的内应力的大小有关，通过模温有利于减小制品中的内应力，也就减小了其应力开裂倾向。

（4）表面质量

             提高模具温度能改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的熔接痕，导致制品表面粗糙度值提高。

        以上几个方面对模具温度的要求有互相矛盾的地方，在选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制品的主要性能要求。

     3. 温度调节对生产效率的影响—

        在注射模中熔体从200°左右降低到60度左右，所释放的热量中约有5%以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95%由冷却介质（一般是水）带走，因此注射模的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果。据统计，模具的冷却时间约占整个注射循环周期的2/3，因而缩短注射循环周期的冷却时间是提高生产效率的关键。

表4-29 常用塑料的成型温度TS、模具温度TM、与脱模温度TE

在注射模中，冷却系统是通过冷却水的循环将塑料熔体的热量带出模具的。冷却通道中冷却水是处于层流状态还是湍流状态，对于冷却效果有显著影响。湍流的冷却效果比层流好得多，据资料表明，水在湍流情况下，热传递比层流高10-20倍。这是因为在层流中冷却水作平行于冷却通道壁的诸同心层运动，每一个热同心层都如一个绝热体，妨碍了模具通过冷却水进行散热过程。一旦冷却水的流动达到了湍流状态，冷却水便在通道内无规则运动，层流状态下的“同心层绝热体”不复存在，从而使散热效果明显增强。为了使冷却水处于湍流状态，希望水的雷诺数Re（动量和粘度的比值）达到6000以上，表4-30列出当温度在10度，Re为10000时，产生稳定中冷却水应达到的流速与流量。

表4-30 冷却水的稳定湍流速度与流量

根据牛顿冷却定律，冷却系统从模具中带走的热量为

式中涉及模具与冷却系统之间所传递的热量；冷却通道孔壁与冷却介质之间膜的传热系数；冷却介质的传热面积；模具温度与冷却介质温度之间的差值；还有冷却时间。

由式4-52可知，当所需传递的热量Q不变时，可以通过如下三条途径来缩短冷却时间。

（1）提高传热膜系数

当冷却介质在圆管内呈湍流状态时，冷却通道孔壁与冷却介质之间膜的传热系数满足以下公式，

式中涉及冷却介质在一定温度下的密度；冷却介质在圆管内的流速；水孔直径；以及与冷却介质温度有关的物理系数。

可查表4-31 水温与f的关系

由上式可知，当冷却介质温度合冷却管道直径不变时，增加冷却介质在圆管中的流速可以提高传热膜系数。

（2）提高模具与冷却介质之间的温度差

      当模具温度一定时，适当降低冷却介质的温度，有利于缩短模具的冷却时间。一般注射模具所用的冷却介质是常温水，若改用低温水，便可提高模具与冷却介质之间的温度差，从而提高注射成型的生产率。但是当采用低温水冷却模具时，大气中的水分有可能在型腔表面凝聚而导致制品质量下降。

（3）增大冷却介质的传热面积

     增大冷却介质的传热面积，就需在模具上开设尺寸尽可能大和数量尽可能多的冷却通道，但是由于受在模具上有各种孔（如推杆孔、型芯孔）和缝隙（如镶块接缝）的，只能在满足模具结构设计的情况下尽量多开设冷却水通道。

4.11.2 冷却系统设计原则及注意事项

1. 冷却系统的设计原则

   1）动、定模要分别冷却，保持冷却平衡。

   2）孔径与位置，一般塑件的壁厚越厚，水管孔径越大。其塑件的壁厚、孔径的大小以及孔的位置的关系可参考表4-32（塑件的壁厚、孔径的大小以及孔的位置）选取。

   3）冷却水孔的数量越多，模具内温度梯度越小，塑件冷却越均匀，如图4-292所示。

   4）冷却通道可以穿过但是不能穿过镶件与镶件的交界面，以免漏水。

   5）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔至型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔，距离要小。如图4-293所示。

   6）浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远的温度越低，因此要加强浇口处的冷却。即冷却水从浇口附近流入，如图4-294所示，可能会出现侧浇口的循环冷却水路，也可能会是多浇口的循环冷却水路。必要时，在浇口附近单独设置冷却通道。

7）应降低进水和出水的温差。如果进水和出水的温差过大，将会使模具的温度分布不均匀，一般情况下，进水和出水的温度差不大于5°，如图4-295所示，可将只有一族的进、出口改成三组进、出口，即可降低进、出口水温，使模具的温度均匀。

8）标记出冷却通道的水流方向。如图4-295所示，在图样上标记进水口（IN1、IN2、IN3）和出水口（OUT1、OUT2、OUT3）。另外，当水路穿过模板与镶件的交界面时，应用UP和DOWN标记下水流的方向。

9）合理确定冷却水管接头的位置。水管接头应设在不影响操作的地方，接头应根据用户的要求选用。

10）冷却系统的水道尽量避免与模具上的其他机构（如推杆孔、小型型芯等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。

2. 流动速率与传热

当冷却水的流动从层流转变为湍流时，传热效率提高。因为在冷却水层流时，层与层之间仅以热传导传热；而湍流则是热传导和热对流两种方式传热，从而使传热效率显著增加，如图4-296所示。应注意确保冷却管路各部分的冷却水都是湍流。

   当冷却水达到湍流流动状态后，再增加冷却水的流动速率对传热效果的提高就不太明显了。另外，采取消除镶埋件与模板之间的气隙、减少冷却管路内的气泡等措施，也能提高冷却水的冷却效果。

3. 水道的配置和形式

   1）冷却孔道可以是并联或串联管路，如图4-297所示。当采用并联冷却孔道时，从冷却水供应歧管到冷却水收集歧管之间有多个流路。根据各冷却孔道流动阻力的不同，各冷却孔道的冷却水流动速率也不同，造成各冷却孔道不同传热效率。并联冷却孔道之间可能有不均匀的冷却效应。所以，采用并联冷却孔道时，通常模具的凹模与凸模分别有并联冷却系统，各系统的冷却孔道数目则取决于模具的尺寸和复杂性。

     如图4-297b所示的是串联冷却孔道，在串联冷却孔道中从冷却水供应歧管到冷却水收集歧管之间连接成单一流路，这是最常采用的冷却孔道装置。假如冷却孔道具有均匀的管径，可以将通过整个冷却系统的冷却水设计成所需的湍流获得最佳的传热效率。然而，串联冷却管路必须注意将冷却水上升温度的幅度控制在一定的范围内，通常出口与入口冷却水的温差在5度以内，精密模具则控制在3度以内。大型模具可能不只有一组串联冷却孔道，以确保均匀的冷却水温度和模具的均匀冷却。

   2）合理选择冷却水道的形式，对于不同形状的塑件，冷却水孔的排列形式也有所不同，如图4-298所示，有薄壁扁平的，有针对中等深度壳形塑件的，有针对深腔塑件的各种冷却形式。

  4.11.3 冷却系统的结构形式

      1. 凹模的冷却方式

         常见的凹模冷却方法如图4-299所示。它是沿着凹模边缘设置若干并联或串联的循环水路。这是最简单的冷却方式。当凹模采用整体组合式的结构形式时，在其组合面上设置冷却水道，如图4-300所示，在凹模镶件外部开环形水道，进水分两路绕行。这种结构也比较简单，冷却效果较好。但是要注意水道两端设置密封圈，防止漏水。

         塑件精度要求较高时，为使凹模各部冷却均匀，采用图4-301的多层冷却形式，每层冷却水道都围绕凹模一周，用串联或并联的连接方式进水或出水，多在大型模具中使用。

         图4-302是在凹模底部采用平面盘肠型的冷却水道。冷却水从主流道附近流入，沿平面的同心圆水道旋转流出，使塑件底面冷却均匀，不易变形，保证塑件底部的平整要求，同时也起到浇口冷却的作用。它多用于凹模较浅，底部平面度要求较高的塑件。

当凹模较深而整体组合的结构时，可采用如图4-303所示的螺旋水道冷却的方式。它们都是从凹模底部位于浇口附近进水，由螺旋水道绕凹模周边流过，从下方流出，冷却效果极佳。但图中两种结构略有不同。第一是螺旋水道设置的部位不同，左图是将螺旋水道开在凹模镶件的外侧，水道的三个侧面都参与了冷却；右图是开在定模的内腔表面上，实际上水道只有一个侧面起凹模的冷却作用。由于前者的散热面积比比后者大得多，所以它的冷却效果也相对好得多。第二是密封环设置的部位不同，左图是采用阶梯式配合面，即在凹模端部有一段直径较小，而密封环放置在这个小径上，这样做的好处是，当凹模镶件由上而下装入定模镶孔时，可避免因端部的密封环与定模镶孔的内壁长距离的接触摩擦而损坏；右图采用的是同一直径的结构，就容易出现密封环与定模镶孔的内壁接触摩擦而损坏的现象。

         在多凹模的注射模中，为有效地利用模具空间，往往采用串联形式、并联形式或串并联相结合的冷却形式。图4-304就是串并联相结合的凹模冷却形式。

         冷却水从定模一侧流入后，以并联的形式分成几股相同形式的分支水道，各支流以串联的形式分别流过各型腔外壁边缘后，流出并汇入出水主干道上一并流出。当冷却水道与塑件的推杆相交时，又可以在推杆的外部采用如图4-302所示的盘肠型水道，让水绕过推杆通过。

      2. 型芯的冷却方式

         在一般情况下，对型芯的冷却比对凹模的冷却更重要。塑件在注射、成型、固化时，由于冷却收缩，塑件对型芯的包紧力比凹模大，因此型芯的温度对塑件冷却的影响比凹模大得多，所以对型芯的冷却，在整个冷却过程中是十分重要的。

         然而，对型芯的冷却受到一些条件的。一般来说，型芯总是设在动模一侧，而推出机构的设置总会占有有限的利用空间。在解决矛盾的过程中，必须统筹安排。在冷却和推出系统互不干扰的前提下，相互满足要求。

         （1）型芯冷却的基本方式—图4-305a是采用斜孔交叉贯通的方式冷却型芯的。这种形式比较简单，但冷却效果不理想。长条形的塑件亦可采用多组斜孔交叉贯通的方式。

              图4-305b的方式在小型模具中应用很广泛。应该注意的是水道的密封，特别是穿过型芯的横孔，既要密封好，又要顺应型芯侧面修复，防止在塑件内壁出现相应的疤痕。

图4-305c是在型芯内部设置环形通道。由于通道较深，为增加型芯的强度，应在型芯底部设置起支承作用的垫块，并密封水道。

图4-305d采用隔片方式，使冷却水以串联的形式流过各个冷却水道的。这种冷却方式多在矩形型芯中采用。

         （2）型芯直径较大，高度不高时的冷却—当型芯直径较大、而高度不高时，可采用图4-306平面盘肠形冷却水道，如俯视图所示的冷却通道从一侧进水，另一侧出水的结构形式。

         （3）当型芯高度较大时的冷却—采用如图4-307的螺旋冷却方式，其特点是使冷却水在模具中产生螺旋状回路，冷却效果较好，但制造比较麻烦。如图4-307a所示的为在细长型芯内部嵌入螺旋形铜管，并用低熔点合金浇注固定。

              另外，也可以在镶件表面车削出横截面为半圆形或矩形的螺旋槽，图4-308所示是横截面为矩形的螺旋槽水路。

3. 小型芯的冷却

        （1） 隔片导流式—在小型芯上垂直钻出主要冷却孔通道，并且在冷却孔中加入一片隔片将其分隔成两个半圆形流路，冷却水从主要冷却孔道的一侧流向片一侧，再回流到主要孔道。如图4-309所示为比较常见的一种多型芯的隔片导流式冷却系统。

              隔片导流式可提供冷却水最大接触面积，但是其隔片却很难保持在位置，使凸模两侧的冷却效果及温度分布可能不同。如果将金属隔片改成螺线隔片，如图4-310所示，螺线隔片让冷却水呈螺旋式地流到末端，再螺旋式地回流。可以改善克服上述缺点，同时，也符合制造上的经济性。

              另一种设计采用单螺旋式或双螺旋式隔片，如图4-311所示，其管径大约在12-50mm，也可以获得均匀的冷却效果。

        （2）喷流式—喷流管以小口径的内管取代隔片管的隔片，如图4-312所示为用于长型芯的冷却形式，是在型芯中间装有一个喷水管，冷却水从喷水管的顶端喷出，向四周分流冷却型芯壁。

             细长的凸模最有效的冷却是采用喷水管，其内、外管直径必须调整到具有相同的流动阻力，亦即：内管直径/外管直径=0.707

             目前喷水管已经标准化，可以用螺纹旋入凸模。外管直径d<4mm的喷水管应该将内管末端加工成斜边，以增加喷水出口的横截面积，如图4-313所示。喷水管除了应用于凸模，也可以应用于无法钻铣冷却孔道的平面模板。

             因为隔片管和喷水管的流动面积窄小，流动阻力大，所以应该细心地设计其尺寸。可采用流动分析软件的冷却分析将它们的流动行为和传热行为模式化，并且进行分析仿真。

        （3）空气冷却式—假如凸模的直径或宽度小于3mm，仍采用冷却水冷却时，冷却水中的杂质很可能堵塞狭窄的水道，这时，可以采用压缩空气作为冷却介质。空气是在打开模具后从外部吹入凸模，或经由内部的中心孔吹入凸模，如图4-314所示。

        （4）导热杆及导热型芯式—尺寸小于5mm的细长凸模的冷却以采用高热传导性材料作为镶埋件较好。例如铜或铍青铜，此镶埋件应尽可能采用大横截面积以提高传热效率。图4-315是在型芯内部插入与其配合紧密的铍青铜合金导热杆，并在底部由水冷却导热杆，达到冷却型芯的效果。

              还有一种形式是直接用铍青铜合金制作型芯，以加强冷却效果，如图4-316所示。但是，由于铍青铜其强度和耐磨性较差，型芯应有较大的脱模斜度，以防止摩擦损伤。

小结：

本讲学习了注射模具弯销侧向抽芯机构，斜导槽侧向抽芯机构，斜滑块侧向抽芯机构，斜推杆侧向抽芯机构，摆杆机构侧向抽芯机构，齿轮齿条侧向抽芯机构，弹性元件侧向抽芯机构。熟悉注射模温度调节系统设计，了解其必要性及设计原则和注意事项，初步掌握冷却系统的结构形式。重点难点是后续几种侧向抽芯机构的相关形式，注射模温度调节系统的设计原则，冷却系统的具体结构形式。

思考题：

1.注射模温度调节系统设计设计原则和注意事项有哪些，举例说明。

2.冷却系统的结构有哪些形式？

3.目前学习的侧向抽芯机构的相关形式有哪些？