【文章內(nèi)容簡介】 型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算 [11]；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。本設計采用平均值 法。 凹模工作尺寸的計算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系如圖 51所示： 1）凹模徑向尺寸的計算 湖南工業(yè)大學專科畢業(yè)設計 13 Lm 1 =[(1+Scp )Ls 1 － ?43] z?? Lm1=+(mm) 式中 Lm 1 — 凹模的徑向 尺寸上的長度； Ls 1 =18 ? — 塑件的公差值；塑件尺寸公差根據(jù) GB/T14486—— 1993 模塑件尺寸公差表取MT2—— B級，由尺寸段決定值的大小 ； z? — 制造公差， z? =3? ； Scp — 塑件的平均收縮率， Scp =。 L2m =[(1+Scp )Ls 2 － ?43 ] z?? Lm2= +(mm) 式中 L 2m — 凹模的徑向尺寸 上的寬度； Ls 2 =6mm 2）凹模深度尺寸的計算： Hm =[(1+ Scp )Hs － 32 ? ] z?? Hm=+(mm) 式中 Hs — 塑件的 凹模 側(cè)高度尺寸， Hs =15mm。凹模尺寸如下圖 41 所示。 凸模工作尺寸的計算 凸模 (型芯 )是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨圖 31 凹模尺寸 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 14 損會使被包容尺寸變小。因此 ，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 1）凸模徑向尺寸的計算： LM 1 =[(1+ Scp ) LS 1 + ?43]Z?? Lm1=(mm) 式中 LM 1 — 型芯 1 的徑向尺寸上的長度； LS 1 =6mm； L? M 1 =[(1+ Scp ) S1L? + ?43 ]Z?? L’ m1 =(mm) 式中 L? M 1 型芯 1的徑向尺寸上的寬度； S1L? =； L 2M =[(1+ Scp ) LS 2 + ?43 ]Z?? Lm2=(mm) 式中 LM 2 — 型芯 2 的徑向尺寸 上的長度； LS 2 =6mm。 2ML? =[(1+ Scp ) 2SL? + ?43 ] Z?? L’ m2=(mm) 式中 2ML? 型芯 2的徑向尺寸上的寬度； 2SL? = 2） 凸模高度 尺寸的計算： H 1M =[(1+ Scp ) HS +32 ? ]Z?? Hm1=(mm) 式中 HS — 凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。 凸模尺寸如圖 42 所示。 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 15 中心距尺寸的計算 模具上中心距尺寸與制品上中心距的公差標注均采用雙向等值公差 ??21 和 2Z??表示。此外，在中心距尺寸的計算中不考慮磨損量 。制品的名義尺寸 C中心 與模具的 名義尺寸 CM 均為平均尺寸，故有： CM =[(1+ Scp )C中心 ] 221?? Cm=+(mm) 式中 L— 模具中心距尺寸 ； L中心 塑件中心距尺寸， L中心 = mm 前模仁的設計 型腔壁厚和底版厚度計算 在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過型腔材料本圖 32凸模尺寸 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 16 身的許用應力 [? ]時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的 、 精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。 根據(jù)大型模具按剛度條件設計，按強度校核；小型模具按強度條件設計，按剛度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式如 圖 43所示 。 側(cè)壁厚度 s 計算公式 ： S≧(][4?Ecph)31 S=(mm) 式中 C— 與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比 h/L1 有關(guān)的系 數(shù)； 由于 h/L1 =,查表 可得 C=； p —— 型腔壓力， p 取 30MPa ； h —— 型腔深度， h =； E—— 模具材料的彈性模量（ MPa ）， E取 10 5 MPa； [? ]—— 剛度條件，即允許變形量 (mm)，取 [? ]=。 底板厚度 計算公式 ： sh ≧ （][421?EpLc） 31 Hs=(mm) 圖 33 模具結(jié)構(gòu)形式 湖南工業(yè)大學專科畢業(yè)設計 17 1c —— 由底板短邊與長邊邊長之比 12/LL 決定的系數(shù)； 12/LL =,查表 知 1c =； p —— 型腔壓力， p 取 30MPa ； 2L —— 底邊長度 (mm)， 2L =6mm； E—— 模具材料的彈性模量（ MPa ）， E取 10 5 MPa； [? ]—— 剛度條件，即允許變形量 (mm)，取 [? ]=。 成型零件的設計 （ 1）模仁尺寸的確定 因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設計取模仁的大小為 140 140 mm。 （ 2）凸、凹模尺寸的確定 凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或 剛度校核來確定。只要凹模長邊的寬度滿足 mm就可以達到剛度要求，理論上只要取大于 mm 的值就滿足設計要求，但考慮到導柱和導套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 20mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 20 mm（實際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為 140 140 mm。 （ 3）模具高度尺寸的確定 各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這 里有兩個尺寸需要注意： ① 凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，厚度滿足 即 可滿足要湖南工業(yè)大學專科畢業(yè)設計 18 求，為了安全，取底板厚度為 10mm。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上， 又型腔的深度為 15mm,所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以 。 該 設 計取凹模底板厚度為 10 mm。 ② 推板推出距離；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為 15mm，黏結(jié)在型芯上的尺寸約 13mm左右，所以當推出距離為 20mm時就能使塑件和型芯分離。 需要滿足關(guān)系： H－ h1－ h2－ h3－ h＞ 0 H—— C 板高度； h1—— 擋銷高度； h2—— 推板厚度； h3—— 推桿固定板厚度； h—— 推出距離； 完成了以上的工作，確定模具尺寸為 140 140 mm， 型腔 厚度 10mm， 型芯 板厚度 50 mm。 導向與定位機 構(gòu) 為了保證注射模準確合模和開模，在注射模中必須設置導向機構(gòu)。導向機構(gòu)的作用是導向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 注射模的導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構(gòu)的運動導向 ，導柱導向機構(gòu)如圖 56 Hh1h2h3h圖 3 4 推出距離關(guān)系 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 19 示 。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 導柱：國家標準規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應開設油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。 [11] 導套 ：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導柱軸向固定容易。 設計導柱和導套需要注意的事項有： 1）合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的 1/3 處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 2）導柱工作部分長度應比型芯 (凸模 )端面高出 6～ 8 mm(圖 45)，以 免型芯進入 凹模 時與 凹模 相碰而損壞。 3）導柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導 柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長度通常取配合直徑的 ～ 2 倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 4）導柱可以設置在動模或定模，設在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。 5）導柱設在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件。 6）一般導柱滑動部分的配合形式按 H8/f8,導柱和導套固定部分配合按 H7/k6，導套外徑的配合按 H7/k6。 [12] 7）導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用 20 低碳鋼經(jīng)滲碳 — ，淬火 48— 55HRC，也可采用 T8A 8）導柱的直徑應根據(jù)模具大小而決定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 20 脫模機構(gòu)的設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。 設計脫模機構(gòu) 時，應該 遵循以下原則： 1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出 力應施于塑件剛性和強度最大的部位。 3）結(jié)構(gòu)合理可靠， 機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度， 便于制造和維護。 4） 保證塑件不變形、不損壞，保證塑件外觀良好。 本設計使用簡單的推 件板 脫模機構(gòu) 。 因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。 脫模力計算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力。它是設計脫模機構(gòu)的重要依據(jù)之一。 圖 35 導 向機構(gòu) 湖南工業(yè)大學?？飘厴I(yè)設計 21 當塑件收縮包緊型芯時，未脫模時，正壓力（ F 正 ）就是對型 芯的包緊力，此時的摩擦阻力即為 : F 阻 =f F 正 F 阻 —— 摩擦阻力（ N f—— 摩擦系數(shù)，一般取 f