【文章內(nèi)容簡介】 的 1/3 以內(nèi)。 模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在 IT7～ IT8 級之間，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，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，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)計中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設(shè)計時進(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化后的計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 精度等級取 5 級； 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),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、 Qcp 、 x 、 Δm含義如（ 1）式中。 三個型芯的高度分別為： H1=[ ( 1+)+2/3] H2=[ ( 1+)+2/3] H3=[205 ( 1+)+2/3]六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 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，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)計相當(dāng)重要。 ① 增加熔體充模流動的阻力，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單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間 隙進(jìn)行排氣，這里不再單獨設(shè)計排氣槽。 七、 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 16 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計原則 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模與定模合模時正確定位和導(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、保持運動平穩(wěn)作用 e、錐面定位機(jī)構(gòu)作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 a、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對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 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，配合間隙一般采用 H7/h6 級配合 [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)國家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為 40mm 長度為 306mm 的導(dǎo)柱。其示意圖如下： 17 圖 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的設(shè)計 由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計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 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，通過一次動作即可頂出?；谝陨显瓌t，該模具的脫模零部件設(shè)在動模上，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， 在開模后塑件的 收 縮不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會松開 ，故脫模力較小，可忽略不計， 所以只能憑經(jīng)驗 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 桿長度的計算 ， 頂桿總長度為 ： h 桿 =[h 凸 +б1]+h動墊 +[S 頂 +б2]+h頂固 式中 ： h 桿 為 推 桿的總長度； h 凸 為凸模的總高度； h 動墊 為動模墊板的厚度； 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)以上公式計可得， 推 桿的總長度為 280mm。 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 推板導(dǎo)柱為推板動作導(dǎo)向，成滑動配合；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)計與制造簡明手冊》[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 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計原則 a、 活動型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。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)滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡 住、跳動等現(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； d、 鎖模塊要能承受注射時的側(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)柱無法帶動滑塊運動。 e、 滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的 2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時容易傾斜而損壞模具。 f、 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時的相互干涉，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合。 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)計算 21 該磨具中有三根斜導(dǎo)柱且長度相差不是很大，為設(shè)計和生產(chǎn)方便同時也為了降低了生產(chǎn)成本本次計算全部按最長的的斜導(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，型芯或滑塊在抽芯方向所移動的距離。《塑料模具設(shè)計》 [5]查的抽芯距的計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，按磨具中最長的 型芯 來計算其長度為 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)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長度，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， 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)柱的有效工作長度。 當(dāng) S 確定以后，開模行程 H及斜導(dǎo)柱工作長度 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 sinα增大，斜導(dǎo)柱有效工作長度可減小。 綜上所述，當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角 α 增大時，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??；反之，當(dāng) α 角減小時，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 的長度也增加了。這會使模具厚度增加。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，是在整個側(cè)表面周邊的大面積抽芯，塑件的徑向收縮不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會松開，但軸向收縮仍會使側(cè)凹成型零件被卡緊。這種塑件采用對合的哈夫塊或多拼塊成型，側(cè)向分型力應(yīng)按下式計算 [1]： Ft=Aq(μcosαsinα) （ ） 式中： Ft最大脫模力（ N）； A活動型芯被塑件包