【文章內(nèi)容簡介】 況，所以采用左下角圖所示的凹模結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)如圖19所示。 圖19 型腔三維圖②凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于型芯和凹模的結(jié)構(gòu)十分類似，所以選用的結(jié)構(gòu)形式和凹模的結(jié)構(gòu)形式一樣，采用整體嵌入式，如圖20所示。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。多見于成型內(nèi)螺紋。（2）采用瓣合模成型，生產(chǎn)效率高，但常帶有飛邊。多見于外螺紋或分段內(nèi)螺紋的成型。（3）對(duì)于要求不高且用軟塑料成型的螺紋，可通過強(qiáng)制脫模來成型。這時(shí)，螺牙斷面最好設(shè)計(jì)得淺一些，且呈圓形或梯形斷面。本次設(shè)計(jì)中的塑件內(nèi)有內(nèi)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(jì)算所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體部位的尺寸，其直接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸。工作尺寸主要包括型腔徑向、深度；型芯徑向、高度，型芯間位置尺寸等。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：1） 塑件上的軸類尺寸以其最大值為公稱尺寸，公差為單向負(fù)偏差；塑件上孔類尺寸以其最小尺寸為公稱尺寸，公差為單向正偏差。2） 模具凹模類尺寸取其最小值為公稱尺寸，公差為單向正偏差；模具型芯類尺寸以其最大尺寸為基本尺寸，公差為單向負(fù)偏差。3） 塑件及模具成型零件上中心距類尺寸，其公差為雙向?qū)ΨQ分布。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，塑料件的材料是ABS，該塑件有以下尺寸：SRSR51112SR（4+1）、SR（5+1）、5150、12128，還有螺紋尺寸M14X2，通過查手冊螺紋的大徑為1。其中A類尺寸有SRSR51112SR（4+1）、SR（5+1）、550、1212螺紋大徑為1B類尺寸有110（A類尺寸是指塑件上不受成型零件移動(dòng)的影響的尺寸，B類尺寸是指塑件上受成型零件移動(dòng)的影響的尺寸）。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(jí)標(biāo)注，并根據(jù)A、B類尺寸查手冊將以上尺寸加公差如下，標(biāo)注如圖22所示：A類尺寸：SR、、SR（4+1）、SR（5+1）、、、。B類尺寸：、、將塑件上尺寸分類如下：孔類尺寸：SR、、（其中橫向尺寸有：SR其余為縱向尺寸）軸類尺寸：、SR（4+1）、SR（5+1）、（其中橫向尺寸有：、SR（4+1）、SR（5+1）、其余為縱向尺寸）中心距尺寸：、、螺紋尺寸：、對(duì)以上各尺寸按“入體原則”標(biāo)注，處理后的數(shù)據(jù)如下：孔類尺寸：、、、軸類尺寸：、、、中心距尺寸：、、螺紋尺寸：大徑1① 對(duì)于橫向尺寸L=② 對(duì)于縱向尺寸H=①對(duì)于橫向尺寸L=②對(duì)于縱向尺寸H=C=式中 L、C、H——成型零件工作尺寸(mm)；S——塑料平均收縮率(%)，%；L、C、H——塑件基本尺寸（mm）；——塑件公差值（mm）；——成型零件制造公差（mm），其值取。當(dāng)成型大型塑件時(shí)，取偏下限；當(dāng)成型小塑件或采用組合式型芯與凹模，取偏上限。大徑：d=中徑：d=小徑：d=螺距：L=式中 d、d、d——螺紋型芯的大徑、中徑、和小徑的基本尺寸（mm）；d、d、d——塑料上螺孔的大徑、中徑、和小徑的基本尺寸（mm）；S——塑料的平均收縮率（%）；——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；——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（）；L——螺紋型芯或型環(huán)的螺距（mm）；L——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）計(jì)算成型零件凹模類尺寸①對(duì)于橫向尺寸L=，取 L== L== L== L==22mm L== L== L== L==②對(duì)于縱向尺寸H= H== H==2）計(jì)算成型零件型芯類尺寸①對(duì)于橫向尺寸L=+ L==+ L==+ L==+ L==+ L==②對(duì)于縱向尺寸H=+ H==+ H==+ H==+ H==+ H==3）中心距工作尺寸計(jì)算C= C== C== C== C== C== C==4）螺紋型芯的計(jì)算（取）大徑：d===中徑：d===小徑：d===螺距：L===組合式圓形型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算，組合式圓形型腔按結(jié)構(gòu)及受力狀況如下圖所示：圖23 組合式型腔結(jié)構(gòu)及受力狀況①按剛度條件計(jì)算，側(cè)壁和型腔底配合處間隙值為：式中 P——型腔內(nèi)單位面積熔體壓力，P=Map，取30Map；——型腔材料泊桑比，mm；E——型腔材料拉伸彈性模量，；R——型腔外壁半徑，mm；r——型腔內(nèi)壁半徑，mm。應(yīng)使，則s=Rr所以：s=Rr29=②按強(qiáng)度條件計(jì)算壁厚為：s，取355MPas=Rr29=為了方便型腔工作零件加工時(shí)裝夾以及減小變形，取s=10mm。2）組合式圓形型腔底板厚度(即本設(shè)計(jì)中的支承板)的計(jì)算 組合式圓形型腔底板固定在圓環(huán)形的模上，并假定模腳的內(nèi)半徑等于型腔內(nèi)半徑，這樣底板可視作周邊簡支的圓板，最大變形發(fā)生在板中心。①按剛度條件計(jì)算，型腔底板厚為：h所以 h=②按強(qiáng)度條件計(jì)算，型腔底板厚為：h所以 h=，為了縮短模具的制造周期，其厚度采用標(biāo)準(zhǔn)值，取20mm。 嵌件在模具中的固定方案設(shè)計(jì)嵌件在模具內(nèi)的定位應(yīng)可靠，為避免嵌件在成型過程中受高壓高速的塑料流沖擊而可能發(fā)生位移或變形，同時(shí)，也防止塑料擠入嵌件上預(yù)留的孔或螺紋中影響其使用，安放在模具內(nèi)的嵌件必須定位可靠。在注射成型過程中，塑料的壓力會(huì)使嵌件發(fā)生位移或變形，所以在嵌件設(shè)計(jì)時(shí)，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。本設(shè)計(jì)中，嵌件的形狀為薄壁形，直接利用其兩個(gè)螺紋孔定位，如圖24和圖25所示，由嵌件定位器將其固定。 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)來實(shí)現(xiàn)塑件的脫模。帶螺紋塑件的脫模方法主要有強(qiáng)制脫螺紋、機(jī)動(dòng)（或手動(dòng)）旋轉(zhuǎn)脫螺紋、側(cè)向瓣合式非旋轉(zhuǎn)脫螺紋。在這里選用螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其條件是：有能保證塑件與螺紋型芯或型環(huán)之間可保持相對(duì)的螺旋運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。具體設(shè)計(jì)上應(yīng)做到：首先塑件上必須帶有止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；其次模具應(yīng)能為脫模機(jī)構(gòu)中提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此次設(shè)計(jì)中模具螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模：開模過程中，借助開模運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過齒輪軸、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。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中塑件的螺紋結(jié)構(gòu)屬于縱向結(jié)構(gòu)，因此采用如上方案：開模力旋轉(zhuǎn)脫縱向螺紋。脫模機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖26所示，在開模過程中，借助開模運(yùn)動(dòng)，由齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過齒輪軸、錐齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)，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，脫模機(jī)構(gòu)中螺紋拉料桿的螺紋與螺紋型芯上的螺紋旋向應(yīng)相反，塑件上的螺紋旋向?yàn)橛倚?，這拉料桿上為左旋，螺距成比例（與拉料桿和螺紋型芯的轉(zhuǎn)速比成反比）。圖26 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 脫模力（旋轉(zhuǎn)扭矩）的計(jì)算塑件在冷卻時(shí)，將包緊型芯，產(chǎn)生包緊力：包緊力的大小，與塑件的收縮率、塑件的壁厚和形狀及大小所形成的塑件剛度，塑件對(duì)型芯和型腔表面的粗糙度及加工紋向等因素所形成的摩擦阻力、塑件材料及其對(duì)型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模時(shí)間、脫模斜度等都有關(guān)系。對(duì)于不通孔殼形塑件脫模時(shí)，還須克服大氣壓力。但在計(jì)算和確定脫模力時(shí)，一般只考慮主要因素，進(jìn)行近似計(jì)算，并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。此阻力在開模的瞬間最大，所以，計(jì)算的脫模力為初始脫模力。對(duì)于旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)，則應(yīng)計(jì)算其旋轉(zhuǎn)脫螺紋所需的扭矩，方法如下：根據(jù)塑件上螺紋對(duì)應(yīng)部分的幾何尺寸，分為薄壁螺紋塑件與厚壁螺紋塑件；當(dāng)螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比時(shí)，稱為薄壁螺紋塑件，反之稱為厚壁螺紋塑件。①對(duì)于薄壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩( Nmm)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下：M=②對(duì)于厚壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩( Nmm)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下：M=式中： E ——塑料的拉伸彈性模量，MPa，～，；S——塑料的成型收縮率，%，%；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=～，；S ——螺距，mm； ——螺紋升角，（）； ——厚壁螺紋塑件無量綱因子；其取值為：對(duì)于外螺紋塑件，=對(duì)于內(nèi)螺紋塑件，=；R ——塑件內(nèi)螺紋外半徑，mm；r——塑件外螺紋的內(nèi)半徑，mm；——塑料的泊松比；——螺紋形狀因子，由螺紋類型決定，普通螺紋的形狀因子計(jì)算式為=h/cos；h ——螺紋型芯或型環(huán)的螺紋工作高度，mm；是螺紋牙尖角之半，（）。① 塑件型芯的扭矩螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比=，所以屬于厚壁螺紋塑件。則采用的公式為：M=式中：E=，S=%，r==，f=，S=2mm ，L2=142=，=arctan= arctan=， ===，=h/cos==6/cos30=。所以 M== = Nmm② 冷料穴螺紋拉料桿的扭矩：螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比=，所以屬于厚壁螺紋塑件。則采用的公式為：M=式中：E=， r==， L2=82=，=arctan= arctan=，=h/cos==6/cos30= ，===，f=，S=4mm ，S=%。所以 M== = Nmm 脫螺紋機(jī)構(gòu)零件（齒輪及軸）的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝