【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 期，成型零件的尺寸和精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在沖模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在允許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱(chēng)為成型零件，本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側(cè)抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力，有足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來(lái)說(shuō)成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求，查《塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì)》附錄G（常用模具材料與熱處理），本設(shè)計(jì)成型零件選用3Cr2Mo調(diào)質(zhì)處理，硬度≥55HRC,耐磨性號(hào)好且處理過(guò)程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工型及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價(jià)格，隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級(jí)和壽命要求的提高而增加。傳統(tǒng)的成型零件設(shè)計(jì)方法一般為根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)及精度尺寸，并考慮塑料收縮率，計(jì)算出成型零件的工作尺寸，這種方法有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：；；，設(shè)計(jì)效率低。為了克服以上缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中采用PRO/ENGINEER設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行成型零部件的設(shè)計(jì)。 PRO/E中的模具模塊設(shè)計(jì)利用PRO/ENGINEER內(nèi)置的模具設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)一般有以下幾步：，胚料即以后生成的凹模、凸模的大??；，為后面生成成型零件提供參數(shù)；、分流道及澆口（也可在生成模具成型零件后再完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）； surf命令設(shè)計(jì)出分模面（包括主分模面及側(cè)型芯分模面）；，生成成型零件，同時(shí)檢測(cè)分模面是否有問(wèn)題；，生成澆注件。 opening定義模具開(kāi)模動(dòng)作生成爆炸圖。以下對(duì)凹模、凸模的設(shè)計(jì)分述。.⑴分模面設(shè)計(jì)【圖7－1】分模面由于塑料件表面多孔并有缺口，以及有側(cè)抽芯孔等,故在分模設(shè)計(jì)時(shí)需要把這些孔補(bǔ)全，側(cè)抽芯也必須設(shè)計(jì)單獨(dú)的分模面，模具才能夠順利的進(jìn)行開(kāi)模，通常把在PRO/E中進(jìn)行補(bǔ)面的過(guò)程稱(chēng)為“靠破孔” ，設(shè)計(jì)如下圖所示：.⑵模具開(kāi)模動(dòng)作模擬及開(kāi)模檢測(cè)在分模面設(shè)計(jì)完成之后，可由分模面和坯料自動(dòng)生成模具體，并進(jìn)一步生成模具模仁及澆注件。在此基礎(chǔ)上，就可以對(duì)分模設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，如倒勾檢測(cè)、拔模斜度檢測(cè)等等，并可簡(jiǎn)單的模擬模具開(kāi)模動(dòng)作。開(kāi)模圖及各檢測(cè)結(jié)果如下所示：【圖7－2】開(kāi)模模擬開(kāi)模動(dòng)作之外,我們還可以利用PRO/ENGINEER模具分析中的拔模檢測(cè)功能,檢查模具的拔模斜度:分別對(duì)定模和動(dòng)模進(jìn)行拔模檢測(cè),其檢測(cè)結(jié)果如下:【圖7－3】拔模檢測(cè)結(jié)論:綜合以上分析，分模設(shè)計(jì)無(wú)倒勾存在，可順利開(kāi)模；而拔模檢測(cè)圖顯示，模具的動(dòng)定模兩側(cè)最小拔模斜度均為零度，不過(guò)考慮塑件的結(jié)構(gòu)較小，并無(wú)大的拔模面存在，綜合考慮，并不會(huì)對(duì)開(kāi)模和塑件質(zhì)量產(chǎn)生大的影響。凹模是成型塑件外表面的成型零件，凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式和組合式。采用鑲拼結(jié)構(gòu)的凹模，對(duì)于改善模具加工工藝性有明顯好處。 .⑴整體式凹模在成型模具的凹模板上加工型腔，其特點(diǎn)是有較高的強(qiáng)度和剛度，但是加工困難。因此對(duì)于形狀簡(jiǎn)單，容易制造或形狀雖然比較復(fù)雜，但?？梢圆捎梅滦螜C(jī)等殊須加工方法加工的場(chǎng)合是適宜的。整體結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：；；；；。整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下：；；，拐角處難以加工成角形；，其型腔的加工工藝性較差一般此類(lèi)成型零件都是在淬硬后在進(jìn)行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線(xiàn)切割為輔的加工方法，并且在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床還未普遍應(yīng)用之前，整體式型腔一般只用在形狀簡(jiǎn)單的小形塑件的成型。.⑵組合式凹模無(wú)底型腔加工后裝上底板，構(gòu)成凹模整體型腔，稱(chēng)之為組合式凹模。它是一種大面積的鑲嵌。組合式型腔是由兩個(gè)以上零件組合而成的。這種型腔改善了加工工藝性，減少了熱處理變形，節(jié)約了模具貴重材料，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，裝配比較麻煩，塑件制品表面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性較差。因此，這種型腔主要用于形狀復(fù)雜的塑料制品的成型。組合式型腔的組合形式很多，常見(jiàn)的有嵌入式、鑲拼式及瓣合式幾種：整體嵌入式凹模：a. 整體嵌入式凹模。適用于小型塑料件采用多型腔塑料模成型，講多個(gè)一致性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。各單個(gè)型腔一般采用冷擠壓、電加工、電鑄等方法制成，然后整體嵌入模中。型腔鑲件的外形通常是帶臺(tái)階的圓柱形，先嵌入型腔固定板后，再用支撐板、螺釘將其固定；如要求嚴(yán)格定位時(shí)，可用銷(xiāo)釘或平鍵定位防轉(zhuǎn)。此型腔形狀及尺寸一致性較好，更換方便，可節(jié)約貴重金屬，但模具體積較大，用特殊加工法。為了加工方便或由于型腔某一部位容易磨損，需要更換者采用局部鑲嵌的辦法，此部位的鑲件單獨(dú)制成，然后嵌入模體。此外還有鑲拼式、瓣合式等組合型腔形式，在此不做闡述。由以上的比較容易看出，當(dāng)塑件較小，形狀較為復(fù)雜式，并且一模多腔成型時(shí)，采用嵌入式組合型腔是較為合理的選擇，故此例選用的凹模形式即為整體鑲嵌式，四個(gè)型腔分為四個(gè)鑲塊，固定方式采用支撐板固定，故不需要安裝螺釘，其結(jié)構(gòu)如圖所示：【圖7－4】凹?！緢D7－5】型腔鑲塊凸模設(shè)計(jì)的方法與凹模設(shè)計(jì)方法基本一樣，由塑件的結(jié)構(gòu)形式可知，凸模也采用局部鑲嵌形式，考慮定模部分無(wú)支撐板，故鑲塊的固定形式不同于凹模鑲塊，而采用內(nèi)六角圓柱螺釘固定： 【圖7－6】凸?！緢D7－7】型芯鑲塊： 由于本設(shè)計(jì)采用PRO/ENGINEER設(shè)計(jì)軟件，所以型腔及型芯的各尺寸可在PRO/ENGINEER中設(shè)置塑性材料的收縮率后自動(dòng)得到，故在此不做手工計(jì)算，型腔尺寸參見(jiàn)附圖型芯鑲塊。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第八章 注射?；窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第八章 注射?；窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)為側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來(lái)成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件，成型殼體制品內(nèi)側(cè)的局部凸起、凹槽和盲孔。具有側(cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，起可動(dòng)零件多，動(dòng)作復(fù)雜。當(dāng)塑件側(cè)壁上帶有的與開(kāi)模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙塑件成型后直接脫模時(shí)，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹零件做成活動(dòng)的，這種零件稱(chēng)為側(cè)型芯（俗稱(chēng)活動(dòng)型芯）。在塑件脫模前必須先抽除側(cè)型芯，然后再?gòu)哪＞咧型瞥鏊芗瓿蓚?cè)型芯的抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)即叫做側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中，塑件的一端有兩個(gè)側(cè)孔，故必須設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，模具才能順利脫模。側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，一般可將其分為機(jī)械力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或氣動(dòng)以及手動(dòng)三大類(lèi)型。機(jī)械力驅(qū)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)開(kāi)模力作為動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)零件使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制品中抽出，合模時(shí)使側(cè)向成型零件復(fù)位。這類(lèi)機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但分型與抽芯過(guò)程無(wú)需手工操作，生產(chǎn)率較高，且機(jī)動(dòng)抽芯抽芯力、抽芯距較大，故在生產(chǎn)中廣泛采用，故本設(shè)計(jì)采用機(jī)械力驅(qū)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。機(jī)械力驅(qū)動(dòng)抽芯按傳動(dòng)方式又可分為斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)、斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu)、齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)和其它形式抽芯機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)選用斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。.⑴抽芯距抽芯距是指?jìng)?cè)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置時(shí)所移動(dòng)的距離，通常用s表示。此外，為安全起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距通常比壁塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2～3mm。【圖8－1】抽芯距由圖8－1可知，故抽芯距：s＝＋2～3（mm），取s＝6mm.⑵抽芯力抽芯力的計(jì)算同脫模力的計(jì)算相同，對(duì)于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力通常比較小，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算： (《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》5－59)式中： ——抽芯力，N； ——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)，m； ——側(cè)型芯成型部分的高度，m； ——塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（抱緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件取(～)107Pa，模外冷卻的塑件取(～)107Pa； ——塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)剛的摩擦系數(shù)，～； ——側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角(176。)，這里＝0。故此塑件的側(cè)抽芯力應(yīng)由兩部分組成：六角孔和孔外測(cè)壁部分，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：={[(6)(2)]1107cos0}4 = 256(N).⑴斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱時(shí)分型抽芯機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件。它決定了抽芯力與抽芯距的大小，其設(shè)計(jì)主要包括斜導(dǎo)柱形狀、尺寸及傾角大小。1）斜導(dǎo)柱截面形狀：常見(jiàn)的斜導(dǎo)柱進(jìn)面形狀有圓形和矩形，圓形截面加工方便，裝配容易，應(yīng)用較廣；矩形截面在相同截面條件下，具有較大的斷面系數(shù)，能承受較大的彎矩，雖然加工較難，裝配不便，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍有使用，此設(shè)計(jì)選擇圓柱形截面。2）斜導(dǎo)柱斜角的確定：斜導(dǎo)柱的斜角α是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的一個(gè)主要參數(shù)。它的大小涉及導(dǎo)開(kāi)模力、斜導(dǎo)柱所受的彎曲力、滑塊實(shí)際抽芯力以及開(kāi)模行程等的小，其關(guān)系如下：式中： ——斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； ——斜導(dǎo)柱所用于滑塊的正壓力，它等于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； ——抽拔出側(cè)型芯所需要的抽芯力； ——抽出側(cè)型芯所需要的開(kāi)模力； ——斜導(dǎo)柱的斜角。由以上式子可知，當(dāng)斜角增大時(shí)，要獲得相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)所需要的開(kāi)模力也增大。因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度考慮，斜角越小越好；但當(dāng)抽芯距為一定值時(shí)，斜角的減小，必然單質(zhì)斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度的增加及開(kāi)模行程的加大，而開(kāi)模行程受到注射機(jī)開(kāi)模行程的限制，而且斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度的加長(zhǎng)會(huì)降低斜導(dǎo)柱的剛性，所以綜合考慮，在生產(chǎn)中斜角一般采用15176?！?0176。，最大不超過(guò)25176。，此設(shè)計(jì)選取:＝18176。3）斜導(dǎo)柱尺寸計(jì)算：直徑：斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力的影響，由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》，可用查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑，由抽芯力和斜角查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表5－20得最大彎曲力為3kN，再由和（側(cè)型芯滑塊受得脫模力作用線(xiàn)與斜導(dǎo)柱中心線(xiàn)得交點(diǎn)導(dǎo)斜導(dǎo)柱固定板的距離）