【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 14 第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 15 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 16 第四章 成型零件設(shè)計(jì) 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模具的成形零件系指構(gòu)成成型腔的模具零件，包括凹模、型芯、成形桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成形制品外表面的成形零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可以卵擊石其分為整體式、整體嵌入式、組合式各鑲拼式四種形式。 本模具上凹模采用整體式凹模，用電火花加工（電火花成形加工 又稱(chēng)放電加工或電蝕加工。它是指在一定的介質(zhì)中，通過(guò)工具電極和工件之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用對(duì)工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。電火花成形可加工多種高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高純度、高韌性材料，可加工特殊及復(fù)雜形狀的零件，因此被廣泛用于各類(lèi)模具加工中）。整體式凹模的特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。但加工較困難，需用電火花機(jī)床或立式銑床加工，熱處理也不方便，僅適合于形狀簡(jiǎn)單的中小型制品。 另外本模具下凹模的型腔比較復(fù)雜，采用整體嵌入式凹模，用線切割加工模子（電火花線切割加工是利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲作工具電極，即電極， 在電極和工件間施以脈沖電壓，通過(guò)電極和工件之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用，對(duì)工作進(jìn)行加工）。適用于中小型制品的多型腔模具。將做好的模腔嵌入到凹模固定板中。整體凹模的外形多采用帶臺(tái)階的圓柱體或長(zhǎng)方體，從下部嵌入到凹模固定板中，整體嵌入式凹模和固定板之間采用過(guò)渡緊配合，甚至過(guò)盈配合，以便使凹模固定牢靠。 成型零件工作尺寸計(jì)算 該成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 在計(jì)算成型零件型腔和型芯的尺寸時(shí)，塑件和成型零件的尺寸均按單向極限制，如果塑件的公差值雙向分布 的，則應(yīng)按這個(gè)要求加以換算。而孔中心矩尺寸則按公差帶對(duì)稱(chēng)分布的原則進(jìn)行計(jì)算。 查表可知聚乙烯材料的成型收縮率為 S＝ ％～ ％ ，故平均收縮率 S cp ＝（ +）％ /2＝ ％ ，查表 3/???m 。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 17 凹模的徑向尺寸計(jì)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(guò)程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以，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(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下 限尺寸，尺寸公差取上偏差。 上凹模的徑向尺寸計(jì)算公式： ? ?? ? ?????? 0)4/3(1 塑LkL （式 61） 式中 塑L — — 凹模徑向名義尺寸（最小尺寸）； k — — 所采用的塑料的平均成型收縮率； ? — — 塑件的尺寸公差； ? — — 模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3～ 1/6。 尺寸 0 ? ： ? ?? ?06/00])(25[)4/3(1????????????? ?塑LkL 上凹模的深度尺寸計(jì)算 凹模的深度尺寸計(jì)算公式： ? ?? ? ?????? 0)3/2(1 mHkH （式 ） 式中： mH — — 塑件高度方向的公稱(chēng)尺寸。 尺寸 ? ： ? ?? ?? ?06/00)0 3 ()3/2(1????????????? ?mHkH 下凹模的徑向尺寸計(jì)算 尺寸 0 ? ： ? ?? ?06/00])(22[)4/3(1????????????? ?塑LkL 尺寸 ? ： 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 18 ? ?? ?06/00])03 (6[)4/3(1????????????? ?塑LkL 尺寸 ? ： ? ?? ?06/00])03 (9[)4/3(1????????????? ?塑LkL 尺寸 0 ? ： ? ?? ?? ?06/00)03 5 ()3/2(1????????????? ?mHkH 尺寸 ? ： ? ?? ?? ?06/00)03 5 ()3/2(1????????????? ?mHkH 成型零件的力學(xué)計(jì)算 在塑 料模塑過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及應(yīng)變。如果型壁厚和底版厚度不夠，當(dāng)行型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型 5材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。因此，有必要建立型腔強(qiáng)度和剛度的科學(xué)的計(jì)算方法，尤其對(duì)重要的、塑件精度要求高的和大型塑件的型腔，不能單憑經(jīng)驗(yàn)確定凹模側(cè)壁和底版厚度，而應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算來(lái)確定。型腔剛度和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)歸納為如下幾個(gè)方面： （ 1） 成型過(guò)程不發(fā) 生溢料。當(dāng)型腔內(nèi)受塑料熔體高壓作用下，模具成型零件產(chǎn)生彈性變形而在某些分型面和配合面可能產(chǎn)生足以溢料的間隙。這是，應(yīng)根據(jù)塑料的粘度不同，在不產(chǎn)生溢流的情況下，將允許的最大間隙 ??? 作為塑料模型腔的剛度條件。 （ 2） 保證塑件的精度要求。型腔側(cè)壁及其底版應(yīng)有較好的剛度，以保證在型腔受到熔體高壓作用時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大的、使塑件超差的彈性變形。此時(shí)，型腔的允許變形量 ??? 受塑件尺寸和公差值的限制。一般取塑件允差值的 1/5左右，或 以下。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 19 （ 3） 保證塑件順利脫模。型腔的剛度不足，模塑成型時(shí)變形大，不利用塑件脫模。當(dāng)變形量大于塑件的 收縮值時(shí)，塑件將被型腔包緊而難以脫模。此時(shí)，型腔的允許變形量 ??? 受塑件收縮值限制，即 ??? =St ，式中 S為塑件材料的成型收縮率（ % ） ， t為塑件的壁厚（ mm ）， 在一般情況下，其變形量不得大于塑料的收縮量。 （ 4） 型腔力學(xué)計(jì)算的特征和性質(zhì)，隨型腔尺寸及結(jié)構(gòu)特征而異。對(duì)大尺寸型腔，一般以剛度計(jì)算為主；對(duì)小尺寸型腔，因在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往已超過(guò)材料許用應(yīng)力，當(dāng)以強(qiáng)度計(jì)算為主。其力學(xué)計(jì)算的尺寸分界值取決于型腔的形狀、型腔內(nèi)熔體的最大壓力、模具材料的許用應(yīng)力及型腔允許的變形量等。當(dāng)以強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算，算出的型腔尺寸，取大者為型腔壁厚尺寸。剛度條件通常是保證不溢料，但當(dāng)塑件精度要求較高的應(yīng)按塑件精度要求確定剛度條件。 凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 凹模型腔 為矩形整體式型腔，根據(jù)矩形整體式型腔的計(jì)算公式 3 4][?ECpah? （式 329） 式中 h — — 型腔側(cè)壁厚度（ mm ）； C— — 系數(shù)，由 L/a值選定，（查塑料模設(shè)計(jì)及制造表 39）； P— — 型腔內(nèi)熔體的壓力，一般取 25～ 45MPa； a— — 型腔側(cè)壁受熔體壓力部分的高度（ mm ）； E— — 彈性模量，鋼材取 105 MPa； [δ]— — 允許變形量（ mm ）； 在高壓下，型腔側(cè)壁將發(fā)生彎曲，使側(cè)壁與底板產(chǎn)生縱向間隙，為防止溢料， [δ]應(yīng)根據(jù)不同塑件的最大不同溢料間隙決定，（查塑料模設(shè)計(jì)及制造表 38）得允許變形值[δ]≤～ ，取 。 L/a＝ ，查表 39可知已超出了系數(shù) C的選取范圍內(nèi)。所以選用經(jīng)驗(yàn)公式算 代入公式計(jì)算： mmLh ?????? 綜合模具結(jié)構(gòu)，暫取 h =55mm 。 凹模底板厚度計(jì)算： 根據(jù)底板厚度的剛度公式可得底板厚度 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 20 3 4][?EpbCH ?? （式 330） 式中 /C — — 常數(shù)，有底板內(nèi)壁邊長(zhǎng)比 L/b值選定，查表 310，其它同上。 L/b＝ ? ， 查塑料模設(shè)計(jì)及制造表 310得 /C = 代入公式計(jì)算： mmH 54 ??? ??? 暫取 mmH ? 。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 21 第五章 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。定位機(jī)構(gòu)分模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使 模具易于在注射機(jī)上安裝以及模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位，而模內(nèi)定位則通過(guò)錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。 在注射模中，引導(dǎo)動(dòng)模和定模之間按一定方向閉合或開(kāi)啟的裝置，稱(chēng)為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，用于臥式注射機(jī)的注射模，其脫模機(jī)構(gòu)也需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱各導(dǎo)套組成，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。 本模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合來(lái)保證模具的對(duì)合精度。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合；導(dǎo)柱和導(dǎo)套的數(shù)量和布置等。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用： 1）導(dǎo)向作用 在動(dòng)模與定上模 和下模合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件相接觸，引導(dǎo)上下模準(zhǔn)確合模，避免凸模和型芯進(jìn)入型腔，以保證不損壞成型零件。 2）定位 避免模具接觸時(shí)錯(cuò)位而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至于由于位置的偏移而引起零件壁厚不均勻； 3）承受一定的側(cè)向壓力，塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或由于成型設(shè)備精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力。 4）承載作用 當(dāng)采用推件板脫?；螂p分型面模具結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)柱有承受推件板和型腔板重量的作用。 5）保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平衡 對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 有使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平衡的作用。 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（ GB/） 1）導(dǎo)柱直徑 表 導(dǎo)柱直徑 d 與模板外形尺寸關(guān)系 （ mm ） 模板外形尺寸 ?150 150 ～200 200 ～250 250 ～300 300 ～400 導(dǎo)柱直徑 d ? 16 16～ 18 18～ 20 20～ 25 25～ 30 根據(jù)動(dòng)模板尺寸： 502160? ，選定導(dǎo)柱直徑 d =16mm 。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 卷連門(mén)配件注塑模設(shè)計(jì) 22 2）導(dǎo)柱配合精度 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用間隙配合 H7/f7，表面粗燥度為 m? ；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用過(guò)渡配合 H7/k6,表面粗糙度 m? 。 3）材料 導(dǎo)柱必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯 部要堅(jiān)韌，因此導(dǎo)柱的材料選用碳素工具鋼（ T8A）淬火處理，硬度 50～ 55HRC。 4）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度通常高出凸模端面 6～ 8mm,以免在導(dǎo)柱還未導(dǎo)正時(shí)，凸模就先進(jìn)入型腔與其碰撞而破壞。為了便于導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端面應(yīng)該設(shè)計(jì)成錐形。 導(dǎo)套設(shè)計(jì) （ GB/） 導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。 導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套兩種形式，本設(shè)計(jì)中采用帶頭導(dǎo)套。導(dǎo)套的材料選為： T8A，淬硬 HRC50～ 55。導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面表面 粗燥度都取為 m? 。導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 H7/f7間隙配合，導(dǎo)套外徑按 H7/k6 過(guò)渡配合。 定