【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具，其優(yōu)點(diǎn)不僅活動(dòng)了斜導(dǎo)柱、滑塊等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成型，更主要的是在某些無法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，必須使用活動(dòng)鑲件形式。這種方法的缺點(diǎn)是操作時(shí)安全性差，生產(chǎn)效率低。（6） 角式注射機(jī)用注射模 角式注射機(jī)用注射模又稱直角式注射模。這類模具在成型時(shí)進(jìn)丵的方向與開模方向相互垂直，其主流產(chǎn)開設(shè)在動(dòng)’定模分型面上的兩側(cè)，其截面積通常是不變的，常呈圓形或扁圓形，這與其他注射機(jī)用的模具是有區(qū)別的。通過以上的分析，再考慮到制件的外形特點(diǎn)，模具宜采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，綜合各種因素，這里選擇“斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模”。 注射機(jī)的選擇從模具設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，應(yīng)了解的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范有：注射機(jī)的類型、最大注射量、最大注射壓力、鎖模力、最大注射面積、模具的最大和最小閉合厚度、最大開模行程以及模具在注射機(jī)上安裝時(shí)所需的定位孔的大小、螺釘孔的位置等等。工件有關(guān)尺寸如表21所示。注射機(jī)型號(hào)選擇為 臥式XSZY125 ， 其基本參數(shù)如表31所示：表31 臥式XSZY125注射機(jī)的規(guī)格和性能型號(hào)XSZY125額定注射量125 cm3 螺桿直徑42 mm注射壓力120 MPa注射行程115 mm鎖模力900 KN最大成型面積320 cm2最大開合模行程300 mm模具最大厚度300 mm模具最小厚度200 mm噴嘴圓弧半徑12 mm噴嘴孔直徑4 mm動(dòng)、定模固定板尺寸428 458 mm拉桿空間266 290 mm合模方式液壓 機(jī)械液壓泵流量100 L/min 壓力 Mpa電動(dòng)機(jī)功率11 KW螺桿驅(qū)動(dòng)4 kN加熱功率5 kW機(jī)器外形尺寸3340 750 1550 mm（1） 最大注射量的校核最大注射量是指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量。設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量，根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》，有：nm + m1 ≤　Kmp式中：K —— 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，；m1 —— 澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量，g；m —— 單個(gè)塑件的質(zhì)量，g；n —— 開腔的數(shù)量。這里取，m1 = m，則nm + m1 = + = gKmp = 125 = 140g所以該注射機(jī)的最大注射量符合要求。（2） 鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料精神分析充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分開面漲開的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分開面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的客家鎖模力Fp，才能保證注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象，根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》：Fz = p(nA + A1) ＜ Fp式中， Fz —— 熔融塑料在分型面上的漲開力，N； Fp —— 注射機(jī)的額定鎖模力，N； A —— 單個(gè)塑件在模具分型面上投影面積， A1 ——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的夜景面積，；P —— 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%，MPa。nA + A1 根據(jù)塑件取保守最大值 40 72 = 2880 mm2 ；P = 120 = 96 MPa那么 Fz = KN ≤ 900 KN ， 鎖模力符合使用要求。（3） 注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑件形狀和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的，對(duì)于粘度較大的塑料以及形狀細(xì)薄、流程長(zhǎng)的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。由于注塞式注射機(jī)的壓力損失比螺桿式大，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需的壓力。查表知，PVC的成型壓力一般為20~40MPa，XSZY125注射機(jī)的額定注射壓力為 120 MPa，所以該注射機(jī)符合使用要求。（4） 開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。由于XSZY125注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合用的鎖模機(jī)構(gòu)，所以最大開模程度由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程所決定，并不受模具厚度的影響。為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分開面注射模具，需要在開模距離增加定模板與中間板之間的分開距離a。a的大小應(yīng)保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料，這里取a = 50 mm。根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》：s ≥ H1 + H2 + a + (5~10 ) mm = 16 + 24 + 50 + (5~10) = 96 mm式中 s —— 注射機(jī)的最大開模行程，mm，XSZY125注射機(jī)為115 mm；H1 —— 推出距離（脫模距離），mm； H2 —— 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm。（5） 推出裝置的校核各種型號(hào)的注射機(jī)的推出裝置和最大推出距離不盡相同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)相適應(yīng)。通常是根據(jù)開合模系統(tǒng)推出裝置的推出形式、推桿直徑、推桿間距和推出距離等，校核模具內(nèi)的推桿位置是否合理，推桿推出距離能否達(dá)到使塑件脫模要求。查表知臥式 XSZY125注射機(jī)宜采用兩側(cè)雙頂桿推出裝置，符合本模具。 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排干凈，一方面將會(huì)在塑件上產(chǎn)生氣泡，接縫表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。由于本模具型腔較小且很簡(jiǎn)單，所以可以利用推板、活動(dòng)型芯等活動(dòng)配合間隙排氣，排氣間隙應(yīng)小于聚氯乙烯的溢料間隙（）。 成型零件的設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生磨擦。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(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件應(yīng)根據(jù)塑料的特性、塑件的結(jié)構(gòu)和使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。因?yàn)樗芗^小，而且采用一模一腔，使用動(dòng)定模采用組合式，因?yàn)椴捎眠@種形式各個(gè)凹模采用機(jī)械加工、冷擠壓和電加工等方式加工制成，然后壓入模板中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，維護(hù)方便，可以保證型腔形狀尺寸。它的特點(diǎn)是加工容易，熱處理方便，節(jié)約成型核材料，特別是形狀比較復(fù)雜的零件。根據(jù)工件的外形，定模設(shè)計(jì)為圖31所示的形狀。圖 31 動(dòng)模的基本形狀本模具設(shè)計(jì)的難度在于側(cè)型芯的設(shè)計(jì)，由于小型芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果用手工去設(shè)計(jì)，那難度是很大的，利用CAD三維軟件Pro/ENGINEER去設(shè)計(jì)，用軟件中的型腔設(shè)計(jì)可以很方便的抽取出小型芯。本方案中直徑較小的型芯采用階梯軸結(jié)構(gòu)，單獨(dú)制造，在嵌入模板中，用壓板固定。型芯采用P20鋼，熱處理要求硬度32~36HRC。如圖332所示：圖32 側(cè)型芯I圖 33 側(cè)型芯 II成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸。任何塑件制作都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)來確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因數(shù)很多，主要有：（1） 塑件收縮率的影響　拉手塑件的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，流動(dòng)性好，易于成型，成型收縮率小，%； （2） 模具成件型零件的制造誤差；　　（3） 模具成型零件的磨損；（4） 模具的安裝配合的誤差。塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小,可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞。也可能因剛度不足而產(chǎn)生繞曲變形,導(dǎo)致溢料或出現(xiàn)飛邊,降低塑件尺寸精度，,應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚,尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來確定型腔側(cè)壁和底板厚度。模具型腔壁厚的計(jì)算,熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的,隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié),型腔內(nèi)的壓力逐漸降低,大尺寸的模具型腔,剛度不足是主要矛盾,型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)。而對(duì)于小尺寸的模具型腔,在發(fā)生大的彈性變形前,其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力,因此強(qiáng)度不夠是主要矛盾,設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。型腔壁厚的強(qiáng)度計(jì)算條件是型腔在各種應(yīng)力形式下的應(yīng)力值不得超過模具材料的許用應(yīng)力。而剛度計(jì)算條件由于模具的特殊性,應(yīng)從以下三方面來考慮:(1)模具成型過程中不發(fā)生溢料；(2)保證塑件尺寸精度；(3)保證塑件順利脫模。（1） 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算在熔體壓力作用下,側(cè)壁向外膨脹產(chǎn)生彎曲變形,使側(cè)壁與底板間出現(xiàn)間隙,設(shè)允許最大變形量為[], 根據(jù)《塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)》，其壁厚按剛度條件計(jì)算式為:式中 s型腔側(cè)壁厚度(mm)。p型腔內(nèi)熔體的壓力(Mpa)。H1承受熔體壓力的側(cè)壁高度(mm)。l 型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng)(mm)。E鋼的彈性模量， 105 MPa。H型腔側(cè)壁總高度(mm)。[] 允許變形量(mm)。這里p = 50 MPa、H1/H = 4/[]=、l= 72mm，代入數(shù)據(jù)計(jì)算，型腔側(cè)壁厚度s計(jì)算得：20mm（2） 底板厚度計(jì)算,對(duì)于常見的動(dòng)模邊為雙支腳的底板,為簡(jiǎn)化計(jì)算,假定型腔長(zhǎng)邊l和支腳間距L相等,底板可作為受均勻載荷的簡(jiǎn)支梁,其最大變形出現(xiàn)在板的中間,根據(jù)《塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)》，按剛度條件計(jì)算底板的厚度為:式中 c由型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，l=72mm、b=42mm，經(jīng)計(jì)算取h=50mm。（3） 動(dòng)模支撐板厚度動(dòng)模支撐板又稱作型芯支撐板，一般都是兩端用墊塊支撐的。其厚度的選用按照經(jīng)驗(yàn)來選用，取30mm。設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)時(shí)，首先要考慮塑件壁厚均勻，以產(chǎn)生縮孔，氣孔，變形，開裂等缺陷,塑件強(qiáng)度較低處可設(shè)置加強(qiáng)筋等。塑件兩壁相交處必須用圓弧過渡，為了便于塑件從模具中脫出,防止脫模時(shí)拉傷塑件，設(shè)計(jì)時(shí)，塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)留有足夠的斜度，即脫模斜度，脫模斜度的取向應(yīng)根據(jù)塑件的內(nèi)，外尺寸而定。在塑件圖上標(biāo)注時(shí)，內(nèi)孔以小端尺寸為準(zhǔn)，塑件外形以大端尺寸為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，且由于斜度而導(dǎo)致的尺寸變化應(yīng)滿足塑件的公差要求。塑料塑件在模腔中成形以后，便可以從模具中取下，但塑件從模具中取下之前，制件在成形過程中，模具型腔受到熔體高溫高壓的作用，所以模具型腔側(cè)壁和底板必須有足夠的厚度，以滿足強(qiáng)度和剛度的要求。剛度不足，模具會(huì)產(chǎn)生彈性形變，強(qiáng)度不夠，模具會(huì)產(chǎn)生塑性變形或破裂。（1） 滿足強(qiáng)度要求各種情況下所受的應(yīng)力必須小于材料的許用應(yīng)力。如拉伸時(shí)，拉伸應(yīng)力＜拉伸許用應(yīng)力。型芯受彎時(shí)，彎曲應(yīng)力＜彎曲許用應(yīng)力。理論分析和大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，對(duì)于小尺寸的型腔，強(qiáng)度不足是主要矛盾。（2） 滿足剛度要求需要型腔不產(chǎn)生溢料,保證塑件尺寸精度并能順利脫模。1　 模具型腔不產(chǎn)生溢料 型腔在高壓作用下會(huì)產(chǎn)生彈性形變，使一些配合面形成間隙，間隙超過一定值，將出現(xiàn)溢料。不同塑料其最大的不溢料間隙也不同，設(shè)計(jì)時(shí)需使模具型腔在高壓作用下產(chǎn)生的彈性形變的變形量小于所允許的最大變形量。2　 保證塑件尺寸精度 如果型腔變形量較大，還會(huì)影響塑件的尺寸精度，所以通常使型腔變形量為塑件公差的1/5。3　 保證塑件順利脫模 若塑料熔體的壓力產(chǎn)生過大的彈性形變，其型腔變形量大于塑件收縮量時(shí)，塑件的周邊被型腔包住，這樣塑件脫模時(shí)必須強(qiáng)制