【正文】 ，由于型芯有錐度，故在抽拔力 1dF 作用下，塑件對(duì)型芯的正壓力降低了 1sindF ? ，這時(shí)摩擦阻力為1( si n )f p dF f F F ??? 沿 o軸方向 由平衡方程式 0OF ?? 即 1c o s sinf d pF F F???? （ 510） 11( sin ) . c os sinp d d pf F F F F? ? ?? ? ? （ 511） 1 c o s ( )1 s in c o sPd F f tgF f ?????? ? （ 512） 式中 1dF —— 克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力所需的 抽拔力 f —— 脫模 系數(shù) （摩擦系數(shù)） 因塑件底部沒(méi)有孔，在 推出 時(shí) 還 需克服大氣壓力造成的阻力 2dF 2 10dFA?? 式中 A—— 垂直于 開(kāi)模 方向型芯的投影面積 cm2，大氣壓力按 10N/cm2計(jì)算 不計(jì) 塑料對(duì)鋼材粘附力和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力時(shí)，總 抽拔 力 12d d dF F F?? 所以單個(gè)塑件所需的抽拔力為 c o s ( ) c o s ( )1 0 2 1 01 s in c o s 1 1 s in c o sPd F f tg l f tgF A E t Aff?? ????? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? （ 513） 其中 l =, ?? , A= 查 表 41知： 51. 8 ~ 2. 6 10E M Pa??， ~ ? ? ， ~ ? ， ? = 因脫模力準(zhǔn)確計(jì)算很困難 ，為了可靠推出， 對(duì)這里的 E、 ? 、 f 取上限。 支承板 板厚設(shè)計(jì) 支承板厚度和所選模架兩支架之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架選在500500? 這個(gè)大類(lèi)范圍之內(nèi)，支架之間的跨度約為 375mm，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)支承板的壓力，就可以計(jì)算得到支承板的厚度，即 113351 3 5 3 1 6 4 00 . 5 4 ( ) 0 . 5 4 2 6 4 ( ) 4 2 . 22 . 1 1 0 5 0 0 0 . 0 3 3 3PPAT L m mEL ? ?? ? ? ? ?? ? ? （ 515） 式中 P—— 型腔壓力（取 35MPa） L— — 兩支承塊之間的距離（約為 375） E—— 材料的彈性模量（取 10 MPa? ） P? — 支承塊剛度計(jì)算許用變形量 151525 ( 5 01 )25 ( 5 264 01 264 ) 33. 3 333P WWm m m????? ? ? ? ? ? （ 516） W—— 影響模具變形的最大尺寸（ mm），即 L； 為了安全起見(jiàn)，將支承板的厚度設(shè)計(jì)為 50mm。 本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓 形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為 ： D =k( 2LFnEd)41 （ 514） d— 推桿直徑； n— 推桿的數(shù)量， n取 4； L— 推桿長(zhǎng)度（參考模架尺寸，估取 L= ）； E— 推桿材料的彈性模量，取 E=10 5 MPa ； k— 安全系數(shù)，取 k=； dF — 總的脫模力， dF = 930（ N）； 代入數(shù)據(jù)得 4mmD? ，考慮到塑件較薄，為確保因頂桿截面太小而頂壞塑件，這里選擇D=10mm 的頂桿 ，每個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成用 4 根頂桿推出 。 正壓力計(jì)算 圖 58 Z 型頭拉料桿冷料井 33 要確定將塑件從圓錐型芯上脫下的摩擦阻力，應(yīng)先計(jì)算塑件收縮時(shí)對(duì)型芯的正壓力。 (3)尺寸結(jié)構(gòu)：冷流井直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，其深度為直徑的 1倍 ~ 倍。 (2)冷料井 類(lèi)型的選擇 ： 常見(jiàn)的有 Z型頭拉料鉤冷料井、球頭 拉桿 冷料井、倒錐形 拉桿冷料井和圓環(huán)槽型冷料井，其原理都是通過(guò) 拉料桿頭部 側(cè)凹 將主流道凝料拉住，開(kāi)模時(shí)從主流道中拉出 。 澆口的選擇 分析： 因模具布局為一模四腔且 分流道設(shè)在主分型面上， 故不能采用直澆口的形式 ； 由 于塑件中心有一個(gè)大的型芯（即凸模）， 塑料熔體沖擊在大型芯上，降低了流速、改變了流向，即使 采用小澆口進(jìn)料也不會(huì)產(chǎn)生噴射， 又因?yàn)槭菑?側(cè)面進(jìn)料，所以不宜采用點(diǎn)澆口；而采用側(cè)澆口進(jìn)料能夠保證順利充模，且澆口的加工工藝性好，成型后的加工余量相對(duì)較小。點(diǎn)澆口適用于表觀粘度對(duì)剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。 澆口 斷面面積約為分流道斷面面積的 3%~9%，澆口 越小， 即比表面積 越大 大，熔體流經(jīng)澆口時(shí) 的熱量損 越 大， 澆口處的流動(dòng)阻力也越大，但由于澆口尺寸很小，導(dǎo)致 熔體流經(jīng)澆口時(shí) 剪切速率明顯升高， 這 使得熔體表觀粘度降低，從而又使流體流動(dòng)變得容易 ，一定程度上抵消了因澆口尺寸變小而 增加的流動(dòng)阻力，另外因熔體通過(guò)澆口時(shí)有明顯的粘性發(fā)熱現(xiàn)象，使進(jìn)入型腔的熔體溫度升高，反而使充模更容易， 充模效果優(yōu)于大澆口 。通過(guò)計(jì)算可知，當(dāng)流道與長(zhǎng)度方向所成角度約為 o35 時(shí)，流道最短 ， 如圖 57所示 。斷面的比表面積 直接關(guān)系到熔體的熱量損失和流動(dòng)阻力，在其它條件相同時(shí)，比表面積越大 則熱量損失和流動(dòng)阻力也越大；反之亦然。 澆 注 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大 。 模架外形尺寸 ? ? ? ?寬 長(zhǎng) 高 =400 500 410 注塑機(jī)的 再次校核與 確定 （ 1） 注塑機(jī)安裝尺寸的校核 拉桿間距校核： 模架的 板 面尺寸 400500? ，所選注塑機(jī)的拉桿間距為 ?460 460 ，拉桿寬度 模具寬度，拉桿間距合格； 模具高度校核： 模具高度 410 最小模具厚度 280， 校核 合格； 開(kāi)模行程校核： 開(kāi)模行程 H是指從模具中取出塑件所需的最小開(kāi)合距離，它必須小于注塑機(jī)的動(dòng)模板的最大行程 S。 通過(guò)校核可知，所選注塑機(jī)的注塑壓 力和鎖模力偏小，為了安全起見(jiàn)，將注塑機(jī)初步更選為 SZ500/2021 型 25 表 43 SZ— 500/2021 型（臥式）注塑機(jī)主要參數(shù) [4] 理論注射容量 /cm179。) ~1.16 拉伸彈性模量 E/ GPa 10179。 ⑨ 成型時(shí)間（ τ /s）：注射 20～ 90；高壓 0～ 5； 成型周期 50～ 220；冷卻 20～ 120。 ⑤ 噴嘴溫度（ t/℃ ） ： 170～ 180。 注塑成型工藝條件 ABS 的注射工藝參數(shù) ① 注射機(jī)類(lèi)型：螺桿式。 （ 3）制件后處理 由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜 ， 再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同 ， 制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶 、 取向和收縮 ， 導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶 、 取向和收縮應(yīng)力 ， 脫模后除引起時(shí)效變形外 ， 還會(huì)使制件的力學(xué)性能 ， 光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞 ， 嚴(yán)重時(shí)會(huì) 開(kāi)裂 。 這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子 定向的程度越高。 （ 2）注 塑過(guò)程 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后 ， 進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射 、 保壓 、 倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示 31所示。 (2)滑塊寬度設(shè)計(jì)： 為了確保模具在合模時(shí)契緊塊能夠?qū)⒒瑝K正確歸位 ， 將契緊塊與滑塊在抽芯方向的作用長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成比抽芯距大 5mm~6mm(即 讓契緊塊 在合模過(guò)程中 與 滑塊剛接觸已經(jīng)有 5mm~6mm 的作用長(zhǎng)度 )， 所以 這里將作用長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成 15mm，作用面與垂直方向所成角度一般為 o15~20o ，這里設(shè)計(jì)成 o18 ，其結(jié)構(gòu)如 圖 37所示： 圖 37 滑塊結(jié)構(gòu)示意圖 19 第四章 注塑機(jī) 型號(hào) 的 選擇 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性 ， 首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化 ， 使之成為粘流狀態(tài)熔體 ， 然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下 ， 以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。 18 側(cè)型芯 與滑塊 的設(shè)計(jì) 側(cè)型芯設(shè)計(jì) 在上面的提出的 三 種設(shè)計(jì)方案中，側(cè)型芯的安裝有圖 36 兩種形式。 經(jīng)上述綜合分析比較， 方案 1 和 3 的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 比較合理 。 16 圖 34 （ 斜銷(xiāo) 內(nèi)抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 2 方案 2： 該 裝置采用的是兩段式斜銷(xiāo)， 如圖 34 斜銷(xiāo) 在推桿的作用沿 導(dǎo)滑槽 斜向 上 運(yùn)動(dòng)，完成內(nèi)側(cè)抽芯頂桿需向上運(yùn)動(dòng) 的 高度 h，其中 6h 22tan15o?? mm (側(cè)抽芯 距離 為 4mm，再加上 2mm 的安全值 ，斜滑塊運(yùn)動(dòng)方向與豎直方向所 成角度為 15o )，然后用手工的方法將塑件取出， 然后復(fù)位桿上的壓縮彈簧將頂針板往后復(fù)位，斜銷(xiāo)拉桿和頂針板一同往后復(fù)位通過(guò) ， 斜銷(xiāo)在拉桿的作用下往后復(fù)位 。 （ 3）結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、動(dòng)作合理 可靠 、合模時(shí)能正確復(fù)位 ，便于制造和維護(hù)。 產(chǎn)品布局 型腔排列形式 采用矩形對(duì)稱(chēng)布局，如 圖 32 所示。 單 腔模具、多 腔 模 各自 的缺點(diǎn)和使用范圍 ：?jiǎn)涡颓荒＞呓Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)自由度較大，成型塑件的形狀和尺寸的一致性好，塑件精度較高；多型腔模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，分配到單個(gè)塑件上的成本低。 （ 4）有利于 澆注系統(tǒng)、 排氣 系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和 模具型腔的 加工 。 這里 因塑件外圓角半徑為 4mm,塑件內(nèi)圓角設(shè)為 2mm(外圓角半徑減去壁厚 2mm),凸臺(tái) 圓角半徑為 1mm。 塑件壁厚分析 塑件壁厚對(duì)質(zhì)量的影響 [3]： 壁厚過(guò)小：成型時(shí)流動(dòng)阻力大， 熔體 難以充滿(mǎn)型腔； 壁厚過(guò)大：易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷；增加冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。115? 塑件內(nèi)外表面的脫模高度為 60mm，凸臺(tái)的高度為 25mm，所以脫模斜度分 別 取 39。在不影響塑件使用的前提下，為了便于塑件脫模，在塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)一定的脫模斜度。 產(chǎn)品精度分析 注 塑 用材料為 POM， 查主要技術(shù)指標(biāo)知： POM 的收縮率為 s ~ ? ? 。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來(lái)越高。 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高。 模具的精度將越來(lái)越高。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì) 模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對(duì)模具制造周期有很大影響。由于體制和資金等方面的原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較妥善的解決。 ② 人才嚴(yán)重不 足，科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)、資金、勞動(dòng)密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，掌握并且熟練運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺，高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊張。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～ 20萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～ 30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè) 還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足 30%，而國(guó)外在 50%以上。當(dāng)前存在的問(wèn)題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面： (1) 總量供不應(yīng)求 國(guó)內(nèi)模具自配率只有 70%左右。當(dāng)前國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以塑料模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具，這是與工程塑料的快速發(fā)展分不開(kāi)的。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為 1/3 左右，國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別6 是精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，仍主要依賴(lài)進(jìn)口。精密的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，長(zhǎng)期以來(lái)受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。一汽模具制造有限公司設(shè)計(jì)制造了 12套樹(shù)脂模具用于全新小紅旗轎車(chē)的改型試制，這 12套模具分別是行李箱、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件的拉延模具，其主要特點(diǎn)是模具型面以 CAD/CAM 加工的主模型為基準(zhǔn)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形，凸凹模間隙采用進(jìn)口專(zhuān)用蠟片準(zhǔn)確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費(fèi)用可節(jié)省 1000 萬(wàn)元左右 (12 套模具 )。 （ 2）、無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制造技術(shù)，無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAT 技術(shù)為主要手段，快速