【文章內(nèi)容簡介】 同，機動抽芯又可分為斜導(dǎo)柱抽芯、斜滑塊抽芯、彎銷抽芯、斜導(dǎo)槽抽芯、彈簧抽芯、齒輪齒條抽芯等多種抽芯形式。本次設(shè)計根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，采用斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)。斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)是最常用的一種抽芯機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、安全可靠等特點；其工作原理是：斜導(dǎo)柱固定在定模板上，滑塊在動模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)可以移 動。開模時，開模力通過斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊在動模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向兩邊移動，完成抽芯動作；塑件由推板推出型腔；擋板、彈簧及螺釘是滑塊保持抽芯后的最終位置，保證合模時斜導(dǎo)柱能準確地進入滑塊的斜孔，使滑塊回到成型位置；在注射成型時，滑塊受到型腔熔體壓力的作用，有產(chǎn)生位移的可能，因此用楔緊塊來保證滑塊在成型時的準確位置。斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)主要由滑塊、滑塊槽、滑塊固定板和斜導(dǎo)柱等零件組成。 由于本塑件兩側(cè)有和一端有凹槽， 阻礙成型后塑件 直接 從模具里脫模，所以必須采用 內(nèi)側(cè) 抽芯機構(gòu)。 又因為抽芯距不是很大，側(cè)凸的成型面積較小 ，故可采用斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)。斜滑塊應(yīng)考慮分型與與抽芯方向的要求，并盡量保證塑件具有較好的外觀質(zhì)量，不要使塑件表面留有明顯的拼縫痕跡。另外，還應(yīng)使斜滑塊的組合部分具有足夠的強度。 `10 圖 71 抽芯機構(gòu) 抽拔距與抽拔力的計算 抽芯距 抽 芯 距是指型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，滑塊所移動的距離。一般抽 芯 距等于側(cè)孔深加 2～ 3mm。 則 S=S1+（ 1+3)mm=10mm+3mm=13mm （ 71） 抽芯力的計 算 查表得 抽 芯 力 Q的計算公式 [9]： 22( c os sin )Q lhp f ???? （ 72） 式 中 l— 活動型芯被塑件包緊的斷面形狀周長； h— 型 腔 部分的深度； 2p — 塑件對型芯單位面積的擠壓力，一般取 8~12MPa； 2f — 塑料與鋼的摩擦系數(shù)，一般取 ~； ? — 側(cè)孔或 側(cè)凹的脫模斜度 (? )，本設(shè)計中取 ? =2? 。 則 22( c os sin )Q lhp f ????=（ ++++3? ） ? 45? 8（ ? — sin2? ） = `11 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 1. 螺塞 圖 71 斜導(dǎo)柱 抽芯機構(gòu) 塑件的側(cè)向抽芯機構(gòu)如上圖所示，開模時，斜導(dǎo)柱隨定模一起運動，其帶動滑塊運動，直到運動到 定位裝置 的位置；閉模時，斜導(dǎo)柱先進入斜導(dǎo)柱孔，在斜導(dǎo)柱和楔緊塊的作用下，使側(cè)向機構(gòu)順利合模。 滑塊與滑塊槽的設(shè)計 (1)滑塊與側(cè)向型芯的連接 斜導(dǎo)柱抽芯 機構(gòu)的滑塊分為整體式和組合式兩種，考慮到節(jié)約材料和機械加工容易，本次設(shè)計中的滑塊采用 整體 式，側(cè)向型芯 作為滑塊的一部分一起加工。 (2)滑塊槽的設(shè)計 側(cè)向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運動，并要求運動平穩(wěn)且具有一定的精度。本次設(shè)計采用 “T” 形組合式的導(dǎo)滑槽，其由一塊板做成滑槽板，導(dǎo)滑部分容易磨削，精度也容易保證。 設(shè)計滑槽時還應(yīng)注意下面問題： 1 滑塊完成抽拔動作后，其滑動部分仍應(yīng)有全部或部分長度留在滑槽內(nèi)，滑塊的滑動配合長度常大于滑塊寬度的 ；滑塊完成抽拔動作后，其滑動部分留在導(dǎo)滑槽中的長度不應(yīng)小于 滑塊配合長度的 2/3，否則，滑塊復(fù)位時容易傾斜，甚至破壞模具。為不增大模具體積又要保證導(dǎo)滑槽長度，可在模具上采用局部加長導(dǎo)滑槽的方法； 2 滑槽對滑塊的導(dǎo)滑部分采用 間隙配合，配合特性可選用 H8/g7 或 H8/h8， 其`12 它各部分均留有間隙，滑塊的滑動部分和滑槽導(dǎo)滑面的粗糙度 Ra為 m? ； 3由于模具工作時，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)要往復(fù)移動，為降低磨損，滑塊的材料可用 T8A、 T10A、或 45鋼，導(dǎo)滑部分淬火硬度在 40HRC以上，導(dǎo)滑槽的材料可用耐磨材料或銅滑板， 淬火硬度為 54~58HRC。 在本設(shè)計中，查閱《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表 2474，選定滑槽高度為 12mm，滑槽寬度為 9mm，材料選為 T10A，熱處理 54～ 58HRC。 定位裝置的設(shè)計 側(cè)抽芯動作完成后，滑塊應(yīng)留在所要求的位置上，不可任意滑動，以便合模時斜導(dǎo)柱能準確地進入滑塊的斜孔中 ， 該設(shè)計采用 鋼珠聯(lián)合彈簧 定位形式 。鋼珠直徑 7mm，彈簧絲直徑 1mm。 斜導(dǎo)柱的設(shè)計與計算 綜合實際情況，本模具采用斜導(dǎo)柱安裝在定模，滑塊安裝在動模的。斜導(dǎo)柱傾斜角選為 20176。，則斜導(dǎo)柱有效工作長度為 L=S/sin20176。，其中 S為抽芯距。 即 L2=13/sin20176。 =38mm 斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲力，按斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲應(yīng)力小于其許用彎曲應(yīng)力的原則，直徑的計算公式為 d=3 [ ]PH??彎= 3 10? m= （ 73） 其中 P為斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 ,主要取決于抽拔力 Q和傾斜角α，其簡化計算公式為 ?cosQP? ； （ 74） 在這里 P=?20 = H是抽芯孔中心與 A點的垂直距離（ mm）； ? ?彎? 是斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力（ MPa），可取 ? ?彎? =300MPa。經(jīng)計算與校核，斜導(dǎo)柱直徑選則 d=16mm。 `13 8. 溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)的選擇 模具溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 (1)尺寸精度 對一般塑件 ,必須使模溫較低 ,并保持恒定溫度 ,以減少塑件成型收縮率的波動 ,提高塑件尺寸穩(wěn)定性 ； (2)形狀精度 模具型芯和型腔的各部分溫差太大 ,會使塑件收縮不均勻?qū)е侣N曲變形 ,特別是對于壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件 ,常常會出現(xiàn)因收縮不均勻而變形的情況 ,因此 ,必須設(shè)計合適的冷卻回路 ,使模具型腔、型芯各個部分的溫度基本一致，從而使塑件各部分的冷卻速度相同； (3)力學(xué)性能 對于結(jié)晶型塑料冷卻速度影響其結(jié)晶度，而結(jié)晶度又影響其力學(xué)性能。冷卻速度快，結(jié)晶度低，應(yīng)力開裂的傾向小。一般可采用較高的熔體溫 度、較低的模具溫度、較短的保壓時間和快速填充，這樣成型條件來減少塑件應(yīng)力開裂的傾向。 (4)表面質(zhì)量 當(dāng)模具的溫度過低時，會使塑料熔體粘度提高，流動阻力增大，從而出現(xiàn)填充不滿，塑件輪廓不清，或者產(chǎn)生熔接痕或振動痕；提高模具溫度即可改善塑件表面狀態(tài)，使塑件表面粗糙度降低。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 (1)冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機構(gòu) (2)合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離 (3)降低進出水的溫度差，普通模具的進出水溫差不應(yīng)超過 5℃ (4)澆口處應(yīng)加強冷卻 (5)應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接 痕處 (6)冷卻水路應(yīng)便于加工和清理。 `14 冷卻裝置的布置如下 圖 81型腔冷卻系統(tǒng) 圖 82滑塊冷卻系統(tǒng) 圖 83 型芯的冷卻系統(tǒng) `15 9．塑件的 Moldflow 分析 有限元法介紹 Moldflow軟件的原理是有限元法，有限元法是力學(xué)、計算方法和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，由于它在解決工程技術(shù)問題時的靈活性、快速及有效性，發(fā)展非常神速，其解題范圍包括了各個領(lǐng)域（固體力學(xué)、流體場、電磁場、溫度場、聲場）的數(shù)理方程；其計算機程序幾乎能求解數(shù)理方程中的各類問題，是 工程技術(shù)人員必備工具，是力學(xué)、機械、土木工程、水力等專業(yè)的學(xué)生的必修課。 有限元法是求解復(fù)雜工程問題的一種近似數(shù)值解法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等各個學(xué)科，主要分析工作環(huán)境下物體的線性和非線性靜動態(tài)特性等性能。 有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對象的離散化 ， 有限元求解 ， 計算結(jié)果的處理三部分。曾經(jīng)有人做過統(tǒng)計：三個階段所用的時間分別占總時間的40%~50%、 5%及 50%~55%。也就是說，當(dāng)利用有限元分析對象時，主要時間是用于對象的離散及結(jié)果的處理。如果采用人工方法離散對象和處理計算結(jié)果，勢必費 力、費時且極易出錯，尤其當(dāng)分析模型復(fù)雜時，采用人工方法甚至很難進行，這將嚴重影響高級有限元分析程序的推廣和使用。因此，開展自動離散對象及結(jié)果的計算機可視化顯示的研究是一項重要而緊迫的任務(wù)。 有限元 分析的基本步驟和幾個問題： 離散化： （ 1）單元怎樣劃分？編排單元碼和節(jié)點碼有什么原則？ （ 2）荷載如何移置？ 單元分析： （ 1）節(jié)點力怎樣用節(jié)點位移表示？ （ 2）如何建立以節(jié)點位移表示的節(jié)點平衡 方程式？ （ 3）怎樣去求單元的內(nèi)力（應(yīng)力）？ 整體分析：如何以最快的速度、最少的時間、最好的方案解出方程組，以得到最佳（可 行精度）的結(jié)果？ 有柄蓋模型前處理 （ 1）網(wǎng)格的劃分，處理，診斷 `16 導(dǎo)入有柄蓋模型，并選擇網(wǎng)格類型為表面模型，設(shè)置全局網(wǎng)格邊長為 10mm 接著開始劃分網(wǎng)格。劃分完成后進行網(wǎng)格數(shù)據(jù)統(tǒng)計，網(wǎng)格數(shù)量 8853，無自由邊，無交叉邊，最小縱橫比 ，最大縱橫比 ?？梢钥闯?，對于之后要進行的翹曲分析，縱橫比過大，需要調(diào)整。進行網(wǎng)格的縱橫比診斷，調(diào)整網(wǎng)格縱橫比為小于 18。最后進行網(wǎng)格配向診斷，連通性診斷，自由邊診斷等，均沒有問題。 （ 2）分析類型及材料選擇 雙擊 Moldflow 左邊任務(wù)欄的填充，選擇分析類型 為“澆口位置”，然后選擇材料為“ TaiwanPP”牌號為 6331。雙擊任務(wù)欄的“立即分析” 。 圖 91 最佳澆口位置分析 查看分析結(jié)果，如圖 91所示，藍色顯示的即為最佳澆口位置。 修改分析類型為“冷卻 +流動 +翹曲”，為接下來的分析做準備。 （ 3）澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建 右鍵點擊任務(wù)欄中的注射位置，放置注射位置在杯底中心。點擊“建模”菜單的流道系統(tǒng)向?qū)?，選擇澆口位置中心作為主流道位置，設(shè)置入口直徑為 3mm，拔模角 3度，長度為 52mm。接著進行連通性診斷，連通性良好。繼續(xù)分析。 用手工方式創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)： 使用復(fù)制 /移動命令復(fù)制、移動節(jié)點，并將它們按順序連接成線，接著選擇網(wǎng)格菜單中的“生成網(wǎng)格”，網(wǎng)格邊長選擇默認。 放置水路進出口：右鍵點擊“創(chuàng)建冷卻回路”，放置冷卻液入口，從而完成創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。如圖 92所示。 `17 圖 92 冷卻回路 初始方案分析結(jié)果輸出 進行工藝參數(shù)的設(shè)置：雙擊工藝設(shè)置，彈出工藝設(shè)置向?qū)А? 在冷卻設(shè)置中，設(shè)置模具表面溫度設(shè)為 50C? ；熔體溫度 230C? ，開模時間 5s，注射 +保 壓 +冷卻時間為自動，查看頂出條件為頂出溫度 93C? ，頂出凍結(jié)百分比為100%； 在流動設(shè)置中，參數(shù)均為自動； 在翹曲設(shè)置中，勾選分離翹曲原因復(fù)選框。 準備就緒，進行有柄蓋的“冷卻 +流動 +翹曲”分析。得出分析結(jié)果。首先查看分析日志，在分析日志中查出最大注塑機鎖模力為 7 噸；最大注射壓力為 ，充填時間為