【正文】 一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁厚來確定。本次設計的模具結構中只需要墊塊 ，其作用主要是在動模墊板與動模座之間形成頂出機構所需的動作空間。現(xiàn)以中小型模架為例說明其組成。 （ 2）驗算齒面接觸強度 Ft =11d2T = 30 ? = H? =ZE ZH UUKF 1bd2 21t ?? = 14020 )11( 2 ?? ???? =? ?1H? =，安全。采用直齒圓柱齒輪強度計算公式，并代入當量齒輪的相應參數(shù)，得直齒錐齒輪彎曲強度校核式和設計式如下： 校核計算公式： aamt1bm SFF YYKF?? ? ?aat1 R0 .51bm SF YYKF ?? ? ?F?? 設計計算公式： m? ? ?3 aa22211 1)( 4HSF YYURRZ KT ??? ??? 式中： m為大端模數(shù)； YaF 為齒形系數(shù)，按當量齒數(shù) zv = ?cosz 查表； Ya1S 為齒根應力修正系數(shù)，按 zv = ?cosz 查表。 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? = ? = 故應對大齒輪進行彎曲強度計算。 ①對于薄壁螺紋塑件的旋轉脫模，其所需最小扭矩 ( N ①按剛度條件計算，型腔底板厚為： h? ? ?3 ?E 所以 h? 354 ?? ??= ②按強度條件計算，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，其厚度采用標準值，取 20mm。 （ 3）對于要求不高且用軟塑料成型的螺紋，可通過強制脫模來成型。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，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、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。 l 一般取值為 2～ 3mm，取 3mm。為了加工方便，采用矩形截面，由于矩形截面的尺寸無固定公式，又因為矩形與梯形的 形狀類似，所以在此套用梯形截面尺寸的計算公式，計算后取矩形截面的長為 6mm，寬為 4mm。主流道的形狀結構如圖 9 所示，其設計要點： 圖 9 主流道的形狀結構 1） 主流道設計成圓錐形，其錐角常取 ?? 4~2 ，流動差的塑料可取 ?? 6~3 ，流道壁表面粗糙度取 ?R ，且加工時應沿流道軸拋光。有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一 ； 有些塑件則有許多方案可供選擇。接線盒兩側是進線處，用來引接電話線。在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國今后可能將扶植以下的發(fā)展方向： 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。模具城的產出要比上年增長 25%以上。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。受全球金融危機的影響，中國經濟出現(xiàn)了增速放緩的現(xiàn)象，加上成本上升、效益下滑等因素，已影響到部分企業(yè)的投資意愿和能力，進而對消費增長構成制約 。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內外市場前景良好和現(xiàn)有企業(yè)大多利好的情況下，模具行業(yè)固定資產投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。 圖 5 塑件內螺紋的具體結構 為了克服塑料冷卻收縮緊緊包裹于型芯或其它凸起部分便于從成型零件上順利脫出塑件，須在塑件內外表面沿脫模方向設計 有足夠的斜度，塑件的斜度大小與塑料的收縮率、塑件的形狀、結構、壁厚、深度及成型工藝條件都有一定的關系。 ① 根據注塑機的額定注射量選擇注塑機型號，注射機的額定注射量應滿足： 澆注塑件額定 VVV ?? 式中 V額定 —— 注射機額定注射量（ cm3）； V塑件 —— 單個塑件的容量（ cm3）； V澆注 —— 澆注系統(tǒng)凝料的容量（ cm3）； n —— 型腔個數(shù)。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。有搭接形式的側澆口是塑件端面進料的側澆口。 排氣措施 注塑模 排氣系統(tǒng)應保證排氣順暢、有序，其設計往往主要靠實踐經驗，通過試模與修模再加以完善。這種結構加工效率高，裝拆方便，可以保證各個型腔的形狀一致。 圖 22 加公差之后的塑件零件圖 由于尺寸未注公差，查資料得知 ABS塑件未注公差的尺寸按 MT5 級標注，并根據塑料模具設計論文 18 A、 B類尺寸查手冊將以上尺寸加公差如下，標注如圖 22 所示： A 類尺寸 ： SR4 ? 、 SR5? 、 8? ? 、 ? 4? 、 8? 、 ? 54? 、? 12? 、 ? 14? 、 ? 18? 、 ? 22? 、 SR（ 4+1） ? 、 SR（ 5+1） ? 、 ? 58? 、 ? 50? 、 17? 、 25? 、 2? 、12 ? 、 20 ? 、 28 ? 、 ? 14 ? 、 ? ? 、? ? 。 本次畢業(yè)設計中塑件的螺紋結構屬于縱向結構，因此采用如上方案：開模力旋轉脫縱向螺紋。 mm 脫螺紋機構零件（齒輪及軸）的設計 螺紋成型的方法是采用螺紋型芯成型，之后將塑件旋下，該方法在模具結構上需配有旋轉驅動裝置 ， 旋轉驅動裝置采用齒輪傳動機構 。 目前，應用最多的仍為直齒錐齒輪傳動，這主要是因為其設計、制造都比較簡單。取載荷系數(shù) K=，齒寬系數(shù) d? =～ ，取 。 mm，所以： ? ?3 ?T? =3 ? = 由于軸與齒輪連接處有鍵槽，考慮到鍵 槽對軸的削弱，將 d值加大 5%，故 d= ? 6mm 所以整個脫螺紋旋轉機構中的軸類零件直徑只要大于 6mm，即可滿足強度要求。為了保證固定件的穩(wěn)定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛強度，一塑料模具設計論文 35 般采用碳素結構鋼制成，當對工作條件要求較嚴格或對模具壽命要求較長時，可采用合金結構鋼制造。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。其余模具中的參數(shù)都是根據注塑機相關尺寸設計的，故不必再校核。模座的材料多用碳素結構鋼或合金結構鋼，經調質達 230～ 270HBS。支承零部件主要包括固定板（動模板、定模板）、墊板、支承件及模座等。 mm； TW 為抗扭截面系數(shù)， 3mm ，塑料模具設計論文 33 對于圓截面軸 TW = 33 ?? ； ??? 為許用扭切應力， MPa，軸的材料為 45 鋼，查表45 鋼的許用扭切應力為 30～ 40MPa，取 30MPa。 齒頂角： tan a? =eahR = =， a? =? 齒根角： tan f? =efhR = =， f? =? 分度圓齒厚 s=m? /2= ? = 齒寬 b=（ ~ ） Re =（ ~ ） = ~ mm，取 20mm （ 2）驗算齒面接觸強度 Ft =11dm2T =111bsind 2 ??T = ??? ? 4 3 4 in2040 = H? =ZE ZH ? ? UURKF 21t ??? ? = ? ?3 2 ?????? ? = Mpa? ?1H? =400MPa，安全。其中斜齒錐齒輪傳動應用較少。則采用的公式為： Mmin = ???? ?cos fr4 2cpS LES 式中： E=， r= 2/dm =， L? d? 2= 8 2=，? =arctanmdn?P = arctan 41?? =? ， ? =h/cos? =? =6/cos30? = ，? =? ? ? ? ???? 2222 rR/rR =? ? ? ? . 3 54/3 . 3 54 2222 ??? =， f=， S=4mm ，? 查表取 ， Scp =%。具體設計上應做到：首先塑件上必須塑料模具設計論文 24 帶有止轉結構；其次模具應能為脫模機構中提供旋轉運動。 本次畢業(yè)設計中，塑料件的材料是 ABS，該塑件有以下尺寸： SR SR 8? 、? ? 5 1 1 1 2 SR（ 4+1）、 SR（ 5+1）、 ? 5 1 ? 50、1 2 1 28，還有螺紋尺寸 M14X2，通過查手冊螺紋的大徑為 ? 1中徑? 、小徑 ? 。 整體嵌入式凹模如下圖所示。 排氣方案的設計 注射成型排氣不良的后果 在注射成型過程中，需要排除的氣體有因干燥不良而存在于熔體中的水 汽、模腔內空氣、原料中易揮發(fā)物質的揮發(fā)氣、材料降聚分解氣等。這類澆口可以根據塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強。定位圈與主流道襯套的配合為 H9/f9，如圖 12所示。注塑加工時所需注射壓力與塑件品種、塑件的形狀及尺寸、注塑機類型、噴嘴及模具流道阻力等因素有關。 經查資料 ABS 塑料的注射成型工藝典型值如下表： ABS 塑料的注射成型工藝典型值 料筒溫度 /C? ： 前段 210～ 250 中段 200～ 240 后段 180～ 220 噴嘴 溫度 / C? ： 160～ 165 模具溫度 / C? :50～ 80 注射壓力 /MPa:70～ 100 保壓壓力 /MPa： 60～ 80 保壓時間 /s： 15～ 30 冷卻時間 /s： 15～ 30 注塑機類型：螺桿式 噴嘴形式：直通式 塑件 的 結構和尺寸精度及表面質量分析 塑料模具設計論文 6 從零件圖上可以看出，零件尺寸未標注公差，有螺紋結構， 塑料螺紋在成型過程中，由于螺距容易變化，因此，一般塑料螺紋的螺距不應小于 ，注射成型螺紋直徑不得小于 2mm， 為增加塑件螺紋的強度，防止最外圈螺紋可能產生的崩裂或變形，應使其始末端不得突然開始和結束，須留有一定的過渡段，經查手冊 塑件內螺紋的詳細結構如圖 5 所示 ；塑件表面質量無特殊要求，一般注塑可達到要求。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。由于總數(shù)量的供不應求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得 有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。技術水平落后，生產效率低，這使得我國幾乎所有的模具企業(yè)都只能生產中低檔的模具產品，而高中檔產品只能大量進口。模具既直接為高新技術產業(yè)化服務，又大量采用高新技術，如 CAD/CAE/CAM，新工藝、新材料 ，各類先進制造技術及裝備等，模具工業(yè)已成為高新技術產業(yè)的重要組成部分。 三是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng) 造了更為有利的條件。 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術。 利用 IDEAS 軟件，根據零件圖紙繪制出三維圖形，如圖 3（圖中螺紋結構未畫塑料模具設計論文 5 出）所示： 圖 3 塑件三維圖 利用 IDEAS 軟件中的三轉二功能，將上圖的 3D 塑件轉成相應的軸測圖，如圖 4所示： 圖 4 塑件軸測圖 塑件材料 的 性能分析 塑件材料選用 ABS。 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多， 基本 要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。 3） 主流道末端呈圓角過渡，圓角半徑 r= mm3~1 。通常分流道內表面粗糙度常取 Ra m? ，當分流道截面尺寸較大時可采用 Ra m? 。 圖 16 分流道和澆口的三維圖 冷料穴的設計 冷料穴也稱冷料井，其作用是捕集熔體前鋒“冷料”，防止相對過冷料堵塞澆 口或進入模腔后而影響塑件質量；當開模時利用冷料穴的結構，將主流道凝料拉出。 成型零部件結構的設計 成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。 本次設計中的塑件內有內螺紋，因此采用第一種方案，采用螺紋型芯，成型之后將塑件旋下， 如圖 21 所示： 圖 21 螺紋型芯的三維圖 成型零部件工作尺寸的計算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體部位的尺寸，其直接對應塑件的形狀與尺寸。在注射成型過程中，塑料的壓力會使嵌件發(fā)生位移或變形，所以在嵌件設計時，無論桿形或環(huán)形嵌件，其高度不宜超過其定位部分直徑的兩倍。 mm)的經驗計算式如下： Mmin = ???? ?cos fr4 2cpS LES 式中： E —— 塑料的拉伸彈性模量， MPa，查表得知 ABS 塑料的彈性模量為 ～，取 ； Scp —— 塑料的成型收縮率， %，取 %； t —— 塑件上螺紋部分的平均壁厚， mm； r —— 螺紋型芯或型環(huán)的中半徑， mm； L —— 螺紋型芯或型環(huán)的螺紋長度， mm； f —— 塑料與型腔材料（鋼 材）之間的摩擦系數(shù)，查表 f=～ ，取 ； S —