【正文】 在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，有希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率，該比值大則流道的效率塑料模具設(shè)計(jì)論文 11 高。為了加工方便，采用矩形截面，由于矩形截面的尺寸無(wú)固定公式，又因?yàn)榫匦闻c梯形的 形狀類(lèi)似，所以在此套用梯形截面尺寸的計(jì)算公式，計(jì)算后取矩形截面的長(zhǎng)為 6mm，寬為 4mm。 圖 14 分流道與澆口的連接處 塑料模具設(shè)計(jì)論文 12 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大，本次設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口。 圖 15 側(cè)澆口形式 圖 15 中，圖 a 為分流道、澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形式；圖 b 為分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在塑件上；圖 c 為分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在分流道上。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于塑件結(jié)構(gòu)特殊，考慮到塑件的成型工藝，采用如圖 b）所塑料模具設(shè)計(jì)論文 13 示的澆口形式，即分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在塑件上。 l 一般取值為 2～ 3mm，取 3mm。本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)中只有主流道冷料穴。如果不能可靠地將上述氣體排出模腔，將導(dǎo)致以下后果： 塑料模具設(shè)計(jì)論文 14 或殘留于制品內(nèi)部形成氣泡，或積存于熔料與模腔表壁之間導(dǎo)致制品表面內(nèi)凹；增加熔體充型阻力，導(dǎo)致模腔填充不全、保壓不充分、注射壓力增大，熔體充模速率降低；熔接質(zhì)量差，制品上明顯的熔接痕甚至熔接縫（裂紋 ） ,塑件力學(xué)性能下降；塑件表層受壓氣體易導(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)銀紋、云霧、分層剝落等，表面質(zhì)量差；模腔內(nèi)被壓縮的氣體將伴隨溫度升高，可能使氣穴或氣泡周?chē)乃芰习l(fā)生局部降解變色或燒焦。 本設(shè)計(jì)中塑件的尺寸并不大，利用螺紋型芯與軸套的配合（ H8/f8） 間隙、軸套與型腔的配合（ H8/f8） 間隙排氣。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能，所以選 用 20Cr， 并滲碳淬火，硬度大于 55HRC。本次設(shè)計(jì)中采用組合式結(jié)構(gòu)，組合式凹模結(jié)構(gòu)是指型腔是由兩個(gè)以上的零部件組合而成的。小型塑件在采用多型腔模具成型時(shí)，各單個(gè)型腔采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。 圖 20 凸模三維圖 ③螺紋成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺紋直接成型的方法有： （ 1）采用螺紋成型零件（型芯或螺紋型環(huán)）在成型之后將塑件旋下，該方法在模具結(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。 （ 3）對(duì)于要求不高且用軟塑料成型的螺紋，可通過(guò)強(qiáng)制脫模來(lái)成型。 影響塑件精度的因素主要有 成型零件制造公差、成型收縮率、型腔和成型零件的磨損等， 鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計(jì)算方便，規(guī)定： 塑料模具設(shè)計(jì)論文 17 1） 塑件上的軸類(lèi)尺寸以其最大值為公稱(chēng)尺寸，公差為單向負(fù)偏差；塑件上孔類(lèi)尺寸以其最小尺寸為公稱(chēng)尺寸，公差為 單向正偏差。其中 A 類(lèi)尺寸有 SR SR 8? 、 ? ? 5 ? 1 ? 1? 1 ? 2 SR（ 4+1）、 SR（ 5+1）、 ? 5 ? 50、 1 2 1 2螺紋大徑為 ? 1中徑 ? 、小徑 ? ， B 類(lèi)尺寸有 1 10（ A 類(lèi)尺寸是指塑件上不受成型零件移動(dòng)的影響的尺寸， B 類(lèi)尺寸是指塑件上受成型零件移動(dòng)的影響的尺寸）。 大徑： d 大m = ? ?? ?0scp md1 ????? 中大S 中徑： d 中m = ? ?? ?0scp md1 ????? 中中S 小徑： d 小m = ? ?? ?0scp md1 ????? 中小S 螺距： Lm = ? ?? ? 2cp1 ms ??? LS 式中 d 大m 、 d 中m 、 d 小m —— 螺紋型芯的大徑、中 徑、和小徑的基本尺寸（ mm）； d 大m 、 d 中m 、 d 小m —— 塑料上螺孔的大徑、中徑、和小徑的基本尺寸（ mm）； Scp —— 塑料的平均收縮率（ %）； 中? —— 塑料內(nèi)螺紋中徑公差（ mm），可按金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)之最低精度取值； m? —— 螺紋型芯或型環(huán)中徑制造公差（ mm），一般取塑料螺紋中徑公差（ 4/1~5/1 ） 中? ； Lm —— 螺紋型芯或型環(huán)的螺距（ mm）； Ls —— 塑件上螺紋的螺距（ mm），對(duì)型芯而言是指內(nèi)螺紋螺距，對(duì)型環(huán)是指螺紋螺距。 ①按剛度條件計(jì)算，型腔底板厚為： h? ? ?3 ?E 所以 h? 354 ?? ??= ②按強(qiáng)度條件計(jì)算，型腔底板厚為： h? ? ?? 所以 h?355 2?? = 因此凹模型腔的底厚只要大于或等于 即可，為了縮短模具的制造周期，其厚度采用標(biāo)準(zhǔn)值，取 20mm。 圖 24 嵌件在模具中的位置 圖 25 嵌件的固定方式 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模方案的 確定 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中塑件帶有螺紋結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)設(shè)計(jì)脫螺紋的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的脫模。此次設(shè)計(jì)中模具螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模：開(kāi)模過(guò)程中，借助開(kāi)模運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪軸、錐齒輪、圓柱齒輪，最終帶動(dòng)螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺紋型芯從塑件中脫出 及拉出澆注系統(tǒng)系統(tǒng)凝料，完成塑件與澆注系統(tǒng)凝料的同步脫模。對(duì)于不通孔殼形塑件脫模時(shí)，還須克服大氣壓力。 ①對(duì)于薄壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩 ( N則采用的公式為： Mmin = ???? ?cos fr4 2cpS LES 式中： E=， S cp =%， r= 2/dm =， f=， S=2mm ， L? d? 2= 14 2=， ? =arctanmdn?P = arctan * 2*1 =? ， ? 查表取 ， ? =? ? ? ? ???? 2222 rR/rR =? ? ? ? . 3 57/6 . 3 57 2222 ??? =，? =h/cos? =? =6/cos30? =。 所以 Mmin2 = ???? ?cos fr4 2cpS LES = 9 2 s 1 1 . 8 0 2 ??? ??????? = N 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ，齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核式： ][1 HHE1tH ?? ??? ZZuubdKF 塑料模具設(shè)計(jì)論文 27 上述式中： u—— 齒數(shù)比； ZE —— 彈性影響系數(shù)，其數(shù)值與材料有關(guān)，查表 45 鋼彈性影響系數(shù) ； ZH —— 區(qū)域系數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪， ZH =； b—— 齒寬， mm； d1 —— 小齒輪分度圓直徑， mm。 mm 小齒輪齒數(shù) Z1 =20,則 Z2 =2 20=40， i=2040 =2 查圖： Ya1F = Ya1S = Ya2F = Ya2S = 因 ? ?1a1Fa1Y FSY? = ? = ? ?2a2Fa2Y FSY? = ? = 故應(yīng)對(duì)大齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。兩軸交角可根據(jù)需要確定，但大多為 90。曲線齒推出輪傳動(dòng)具有工作平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)，適于高速、重載應(yīng)用場(chǎng)合；其主要缺點(diǎn)是制造難，要求具備專(zhuān)用加工機(jī)床，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，所以一般場(chǎng)合不便推廣。 一般可用于＜ 5m／ s 場(chǎng)合。采用直齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式，并代入當(dāng)量齒輪的相應(yīng)參數(shù)，得直齒錐齒輪彎曲強(qiáng)度校核式和設(shè)計(jì)式如下： 校核計(jì)算公式： aamt1bm SFF YYKF?? ? ?aat1 R0 .51bm SF YYKF ?? ? ?F?? 設(shè)計(jì)計(jì)算公式： m? ? ?3 aa22211 1)( 4HSF YYURRZ KT ??? ??? 式中： m為大端模數(shù)； YaF 為齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) zv = ?cosz 查表； Ya1S 為齒根應(yīng)力修正系數(shù)，按 zv = ?cosz 查表。 mm 塑料模具設(shè)計(jì)論文 30 根據(jù) ZV =?cos1Z=? 20= 取 YaF =、 YaS =、 U取 3， 模數(shù) m? ? ?3 aa22211 1)( 4HSF YYURRZ KT ??? ??? = 3 22 74610)( ????? ???? = 將 m 放大 20% m= =，由 于塑料模具安裝在注塑機(jī)上，工作條件十分惡劣，為了保證齒輪的使用壽命以及方便加工，取 m=2mm。 齒輪參數(shù)： 小直錐齒輪 ： d1 =mz1 =2 20=40mm da1 =d1 +2ha cos 1? =40+2 2 ? = dm1=d1 2hf cos 1? =402 ? = 塑料模具設(shè)計(jì)論文 31 頂錐角： a1? = 1? + a? =? +? =? 根錐角： f1? = 1? f? =? ? =? 大錐齒 : 2? =90? ? =? d2 =mz2 =2 60=120mm da2 =d2 +2ha cos 2? =40+2 2 ? = dm2=d2 2hf cos 2? =402 ? = 頂錐角： a2? = 2? + a? =? +? =? 根錐角： f2? = 2? f? =? ? =? （五） 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)參照?qǐng)A柱齒輪設(shè)計(jì)方法： 圖 30 齒輪齒條傳動(dòng) （ 1）選擇材料及確定許用應(yīng) 力 小齒輪用 45 鋼正火，齒面硬度 170～ 210HBS, lmi1H? =400MPa， 1FE? =340MPa 大齒輪用 45 鋼正火，齒面硬度 170～ 210HBS, lmi2H? =380MPa， 2FE? =320MPa 查表： HS =, FS =2（高可靠度，失效概率 ? 1/10000） ? ?1H? =HHlmi1S? = = MPa ? ?2H? = = ? ?1F? = FFES1? = 2340 =170MPa ? ?2F? = 2320 = 160MPa (2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)齒輪按 9級(jí)精度制造。 小齒輪齒數(shù) Z1 =20,則 Z2 =2 20=40， i=2040 =2 查圖： Ya1F = Ya1S = Ya2F = Ya2S = 因 ? ?1a1Fa1Y FSY? = ? = ? ?2a2Fa2Y FSY? = ? = 故應(yīng)對(duì)大齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 （ 2）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 Ft =11d2T = 30 ? = H? =ZE ZH UUKF 1bd2 21t ?? = 14020 )11( 2 ?? ???? =? ?1H? =，安全。其他尺寸根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定。 根據(jù)以上公式可以推出軸的最小直徑的計(jì)算公式： ? ?3 ?T? 整個(gè)脫螺紋機(jī)構(gòu)中，受到扭矩最大的軸是齒輪齒條傳動(dòng)中齒輪的軸，其扭矩 T為 3= N另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)澆口模架、帶推板頂出的模架等?，F(xiàn)以中小型模架為例說(shuō)明其組成。 模架的選擇 裝置是脫螺紋機(jī)構(gòu)（自行設(shè)計(jì)），而不是推桿推件機(jī)構(gòu)，因此模架中無(wú)推桿、復(fù)位桿、推桿固定板及推板。 （一）固定板 固定板在模具中起安裝和固定成型零件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及頂出脫模機(jī)構(gòu)等零部件的作用。 圖 33 定模板圖 34 動(dòng)模板 （二）支承板 支承板是墊在動(dòng)模板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件（工作零件）傳遞的壓力，因此它要具有較高的平行度和剛強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)中只需要墊塊 ，其作用主要是在動(dòng)模墊板與動(dòng)模座之間形成頂出機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)作空間。 （四）模座 與注射機(jī)動(dòng)定模板相連接的模具底板稱(chēng)為模座，設(shè)計(jì)模座或選用標(biāo)準(zhǔn)模座時(shí)，必須要保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機(jī)上的動(dòng)定固定模板相匹配，所以其外形尺寸為 250mm 250mm。 圖 36 定模座板 圖 37 動(dòng)模座板 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí) ，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來(lái)保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確對(duì)合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是比較常用的一種形式，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，直接根據(jù)模具模板的大小選用標(biāo)準(zhǔn)件。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來(lái)確定。 ② 開(kāi)模行程的校核 對(duì)于單分型面： 塑料模具設(shè)計(jì)論文 38 ? ? SHHS ???? 10~521m 式中 mS —— 完成塑件及流道凝料脫模所需的開(kāi)模距離（ mm）； 1H —— 塑件的推出距離（ mm），此項(xiàng)在本設(shè)計(jì)中為旋出螺紋所需的距離，為； 2H —— 塑件高度（ mm）；對(duì)單分型面注射模，其還應(yīng)包括流道凝料的高度，長(zhǎng)度為 54mm。 模具三維效果圖 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)過(guò)程，