【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下，由收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以內(nèi)。 模具成形零件的制造誤差：實(shí)踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在 IT7～ IT8 級(jí)之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會(huì)對(duì)型腔和型芯造成磨損，對(duì)于中小型塑件，模 具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的 1/6，而大型零件，應(yīng)在 1/6 之下。 模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。 綜上所述，在模具型腔與型芯的設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補(bǔ)償值應(yīng)在試模后進(jìn)行逐步修訂。 通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡(jiǎn)化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)行計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率 、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算，公式如以下 [7]： （ 1）凹模的內(nèi)形尺寸： 14 D 腔 =(ds+dsQcp3/4Δs ) +Δs/3 （ ） 式中 ： D 腔 為 型腔內(nèi)形尺寸 (mm)； ds 為塑件外徑基本尺寸 (mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸； Qcp為塑料平均收縮率 (%)，此處取 %； Δs 為塑件公差， 查表知 PVC 塑件 精度等級(jí)取 5 級(jí)； 塑件基本尺寸在50~65mm 公差取 ； 塑件基本尺寸在 100~120 范圍內(nèi)其公差取 ；在 250~280mm范圍內(nèi) 公差取 ； 在 160~180mm 范圍內(nèi)取 。 所以型腔尺寸如下： D1=(120+120)++ 0 mm D2=(110+111)++ 0 mm 型腔深度的尺寸計(jì)算： H 腔 =(Hs+HsQcp+2/3Δs)+Δs/3 式中 ： h 腔凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； Hs 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、 Qcp 、 x 、 Δm含義如（ 1）式中。 H1=(+++ 0 mm H2=(270+270++ 0 mm H3=(170+170++ 0 mm （ 2）凸模的外形尺寸計(jì)算： d 凸 =(Ds+DsQcp+Δs)Δs/3 （ ） 式中 ： d 凸 凸模 /型芯外形尺寸 (mm)； Ds 為塑件內(nèi)形基本尺寸 (mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸； Δs 、 Qcp 、 x 、 Δm含義如（ 1）式中。 由于該塑料的收縮率不大為 %，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。 所以型芯的尺寸如下： d1=(111+111+3/4)d2=(102+102+3/4) 15 型芯的深度尺寸計(jì)算： h腔 =(Hs+HsQcp+2/3Δs)Δs/3 （ ） 式中 ： h 腔凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； Hs 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、 Qcp 、 x 、 Δm含義如（ 1）式中。 三個(gè)型芯的高度分別為： H1=[ ( 1+)+2/3] H2=[ ( 1+)+2/3] H3=[205 ( 1+)+2/3]六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體 [7]。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。 ① 增加熔體充模流動(dòng)的阻力，是型腔充不滿； ② 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的 熔接縫，其力學(xué)性能降低； ③ 滯留氣體時(shí)塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷； ④ 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時(shí)局部高溫，使塑料熔體分解； ⑤ 由于排氣不良，降低了充模速度。 ① 利用分型面排氣是最好的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)； ② 對(duì)于大型模具，可以用鑲拼的成型零件的縫隙排氣； ③ 利用頂桿與孔的配合間隙排氣； ④ 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣； ⑤ 在熔合縫位置開設(shè)冷料穴 本模具可以利用配合間隙排氣，通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間 隙進(jìn)行排氣，這里不再單獨(dú)設(shè)計(jì)排氣槽。 七、 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有： a、定位作用 b、導(dǎo)向作用 c、承載作用 d、保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用 e、錐面定位機(jī)構(gòu)作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 a、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形； b、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模 具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度； c、 導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求； d、 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； e、 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也要裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）內(nèi)滑動(dòng)，配合間隙一般采用 H7/h6 級(jí)配合 [8]。 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱 [8]。 在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導(dǎo)柱采用不加油槽的階梯式導(dǎo)柱 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為 40mm 長(zhǎng)度為 306mm 的導(dǎo)柱。其示意圖如下： 17 圖 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套為 Ⅰ 型帶頭導(dǎo)套，其直徑為 40mm， 長(zhǎng) 度分別為 160 其 示意圖如下 [8]： 技術(shù)要求材料推薦 硬度形位公差應(yīng)符合 的規(guī)定 為 級(jí)精度其余應(yīng)符合 的規(guī)定 圖 導(dǎo)套 導(dǎo)向孔的總體布局 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周 圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊(cè)推薦值選定的導(dǎo)柱分布情況如下圖所示： 18 圖 導(dǎo)向孔總體布局 脫模 推出 機(jī)構(gòu)的確定 本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動(dòng)鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推桿頂出形式 [9]。 桿橫截面直徑的確定 根據(jù)該 塑件和 模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 在開模后塑件的 收 縮不僅不對(duì)側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會(huì)松開 ，故脫模力較小，可忽略不計(jì)， 所以只能憑經(jīng)驗(yàn) 初選 推桿的直徑 為 d=8mm。 桿的形式 頂桿可以分為普通頂桿、成形頂桿、錐面頂桿，該模具的頂 桿形式選擇普通頂桿，如下圖所示。 19 圖 推 桿 推 桿長(zhǎng)度的計(jì)算 ， 頂桿總長(zhǎng)度為 ： h 桿 =[h 凸 +б1]+h動(dòng)墊 +[S 頂 +б2]+h頂固 式中 ： h 桿 為 推 桿的總長(zhǎng)度； h 凸 為凸模的總高度； h 動(dòng)墊 為動(dòng)模墊板的厚度； S 頂 為頂出行程； h 頂固 為頂桿固定板的厚度； б1為富裕量，一般為（ ～ ） mm，表示頂桿端面應(yīng)比腔 型 的平面高出； б2為頂出行程富裕量，一般為 3～ 6mm。 根據(jù)以上公式計(jì)可得， 推 桿的總長(zhǎng)度為 280mm。 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推板導(dǎo)柱為推板動(dòng)作導(dǎo)向，成滑動(dòng)配合；推板導(dǎo)套與推板導(dǎo)柱配合，為了防止推板導(dǎo)套的磨損，應(yīng)制成便于更換的淬火套。由《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》[6]查的推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 推板導(dǎo)柱 20 圖 推板導(dǎo)套 八、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 a、 活動(dòng)型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時(shí)松動(dòng)滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度； b、 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡 住、跳動(dòng)等現(xiàn)象； c、 滑塊限位裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動(dòng)； d、 鎖模塊要能承受注射時(shí)的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角 θ1 應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 θ，一般取θ1θ 2176?！?3176。，否則斜導(dǎo)柱無法帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。 e、 滑塊完成抽芯運(yùn)動(dòng)后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的 2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。 f、 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉，盡量不使推桿和活動(dòng)型芯水平投影重合。 g、 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在 定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置 [10]。 抽芯機(jī)構(gòu)的確定 由于該模具比較簡(jiǎn)單，抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 21 該磨具中有三根斜導(dǎo)柱且長(zhǎng)度相差不是很大，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方便同時(shí)也為了降低了生產(chǎn)成本本次計(jì)算全部按最長(zhǎng)的的斜導(dǎo)柱為主 [11]。 抽芯距 S 抽芯距 指型芯從成型位置抽至不妨礙脫模的位置時(shí)，型芯或滑塊在抽芯方向所移動(dòng)的距離?！端芰夏＞咴O(shè)計(jì)》 [5]查的抽芯距的計(jì)算公式為型芯從成型位置抽至不妨礙脫模位置 再加上 3~5mm 余 量，這里取 5mm，按磨具中最長(zhǎng)的 型芯 來計(jì)算其長(zhǎng)度為 170 故 抽芯距 為 175mm。 斜導(dǎo)柱傾斜角 α 的確定 斜導(dǎo)柱的傾斜角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度，更重要的是它決定著斜導(dǎo)柱的受力狀況。 斜導(dǎo)柱受到的抽拔阻力和彎曲力的關(guān)系如 圖所示 [10]。（不考慮斜導(dǎo)柱與滑塊的摩擦力）。 圖 圖 抽芯距的計(jì)算 Q=P cosα （ ） 式中 ： P1開模力； Q抽拔阻力（與抽拔力大小相等方向相反）； P斜導(dǎo)柱所受的彎曲力。 α α 22 由上式可以看出，當(dāng)所需的抽拔力確定以后，斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 P與 cosα成反比，即 α角增大時(shí)， cosα減小，彎曲力 P 也增大，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距 S 與 α 角的關(guān)系來看，如圖 所示。 S=H tgα=L sinα （ ） 式中 ： L斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度。 當(dāng) S確定以后，開模行程 H及斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度 L與 α 成反比，即 α 角增大， tgα也增大，則為完成抽芯所需的開模行程減小，另外， α角增大時(shí) sinα增大，斜導(dǎo)柱有效工作長(zhǎng)度可減小。 綜上所述，當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角 α 增大時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減小；反之，當(dāng) α 角減小時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導(dǎo)柱 的長(zhǎng)度也增加了。這會(huì)使模具厚度增加。因此，斜導(dǎo)柱傾斜角 α 過大或過小都是不好的， 一般 α 角取 10176。 ～ 20176。 ，最大不超過 25176。 。 對(duì)于該模具，由于抽拔力不大， 但抽芯距離較大故選擇較大傾角， 綜合考慮斜導(dǎo)柱的傾斜角 取 α=25176。 斜導(dǎo)柱直徑的確定 a、 抽拔力 對(duì)于本塑件，具有與一般小斷面?zhèn)瓤讉?cè)凹收縮的抽芯不同的特點(diǎn)，是在整個(gè)側(cè)表面周邊的大面積抽芯，塑件的徑向收縮不僅不對(duì)側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會(huì)松開，但軸向收縮仍會(huì)使側(cè)凹成型零件被卡緊。這種塑件采用對(duì)合的哈夫塊或多拼塊成型，側(cè)向分型力應(yīng)按下式計(jì)算 [1]： Ft=Aq(μcosαsinα) （ ）