【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ≈ ≤ 如按所用塑料收縮率及塑件壁厚計(jì)算 ,所得之壁厚收縮值大于 ,則不影響脫模，可按所得Ｒ值計(jì)算收縮率 :聚甲醛壁厚 8mm時(shí) , 取 ～ ，因此大于 ，即可以按計(jì)算所得的Ｒ值設(shè)計(jì)模具，壁厚取 10mm，Ｒ＝ 70mm。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 （ 二 ） 動(dòng)模板厚度的計(jì)算 塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 : F＝π ()178。 ＝ 2141mm2 因此 ,動(dòng)模板厚度查表可得 F≥ 10～ 50cm2,可取 20～ 25mm， 但考慮到裝入導(dǎo)柱、頂管機(jī)構(gòu)墊板強(qiáng)度的影響以及對(duì)整副模具的裝模高度 ,結(jié)構(gòu)分析初定為 H=30mm。 （三）確定分型面 分型面選擇的合理對(duì)模具有很大的影響因素 ,因此，應(yīng)合理選擇脫模方便、不影響塑件外觀、排氣順利 ,使其具有良好的工作效果。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) ,通常分型面都設(shè)計(jì)在最大截面處 ,且起排氣作用，因此將分型面設(shè)在離基準(zhǔn)端 28mm的截面上。因?yàn)樵诖私?面一邊有斜齒輪 ,又有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) ,從軸向型芯角度考慮 ,脫模時(shí)塑件定會(huì)落在有阻螺紋的型芯上。且從保證齒輪的輪廓與孔同軸度考慮 ,齒輪型腔與型芯都設(shè)在動(dòng)模上 ,否則會(huì)導(dǎo)致塑件同軸度及精度下降 ,因此設(shè)在此截面比較合理。 （四）排氣槽的設(shè)計(jì) 為了使塑件制品上不產(chǎn)生氣孔 ,甚至不能完全充滿等缺陷考慮排氣作用。 通常采用間隙排氣 ,但為了使塑件精度更高、不破壞等。常在 ～ ,不過不得超過其塑料的最大溢邊值 ,結(jié)合本模具 ,可依靠模具分型面的間隙和側(cè)抽芯和型腔的配合間隙來排氣 ,無須另外開設(shè)排氣槽 ,聚甲醛推桿間隙 C可取～ 。 （五）成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件在工作時(shí)是直接與塑料接觸的 ,對(duì)塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系。因此選擇結(jié)構(gòu)時(shí) ,即要保證成型塑件 ,又要便于加工制造。由于塑件較復(fù)雜 ,有齒輪與側(cè)孔 ,因此用整體式 ,肯定不行 ,而采用組合式比較適當(dāng) ,但組合拼塊也有其缺點(diǎn) ,制造較麻煩 ,且塑件宜產(chǎn)生拼痕跡。不過 ,也有其好 ,可解決復(fù)雜型面的加工困難。通常為保證側(cè)壁之間連接準(zhǔn)確性 ,常在連接處外側(cè)保留 ～ , 可使內(nèi)側(cè)連接緊密。因 此本模具型腔選擇組合較合適。 成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通常凸模的機(jī)械加工比凹模方便 ,而工作中受力比較集中 ,所以多數(shù)凸模是整體結(jié)構(gòu)。 成型尺寸計(jì)算 型腔的制造尺寸是包括了塑料的成型收縮在內(nèi)的。因此 ,在計(jì)算尺寸之前 ,首先要確定使用塑料的成型收縮率。 a)塑料的成型收縮率 理論的成型收縮率： 塑件在 20℃溫度下的體積／型腔在 20℃溫度下的容積＝成型收縮率 也就是體積的收縮 ,在設(shè)計(jì)型腔時(shí) ,常按長(zhǎng)度收縮計(jì)算。聚甲醛是結(jié)晶性塑料 ,因此 ,成型中收縮率較大 ,且其收縮有導(dǎo)向性。查 得聚甲醛厚度大于 8mm時(shí) ,收縮率為 ～ ,根據(jù)塑件復(fù)雜程度與精度取其平均值較合適 ,取 S= b)工作尺寸計(jì)算 型腔的制造公差 ,按精度等級(jí)查得δ m＝Δ /3(Δ為塑件公差值 )。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 查表得各尺寸制造公差值與塑件公差值： (mm) 尺寸 制造公差值δｚ 塑件公差值正偏差 塑件公差值負(fù)偏差 φ 52 0 φ 42 0 φ 32 0 φ 28 0 φ 0 φ 44 0 φ 24 0 φ 18 0 φ 4 0 21 0 14 0 8 0 6 0 其平均收縮率： Scp＝［ (+)/2］％＝ ％ ①計(jì)算型腔徑向尺寸： Ｄ 5 Ｄ 44 、 Ｄ 32 、 Ｄ 2 Ｄ 型腔徑向尺寸計(jì)算公式： Ｄ M＝ [ds(1+Scp)3/4Δ ]+0δ z Ｄ 52＝ [52(1+％ )3/4 ]+ ＝ + mm Ｄ 44＝ [44(1+％ )3/4 ]+ ＝ + mm Ｄ 32＝ [32(1+％ )3/4 ]+ ＝ + mm Ｄ 28＝ [28(1+％ )3/4 ]+ ＝ + mm 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 Ｄ ＝ [(1+％ )3/4 ]+ ＝ + mm ②計(jì)算型芯徑向尺寸： d2 d18 、 d4 型芯徑向尺寸計(jì)算公式： dM＝ [ds(1+Scp)+3/4Δ ]0δ z d24＝ [24(1+％ )+3/4 ] ＝ mm d18＝ [18(1+％ )+3/4 ] ＝ mm d4＝ [4(1+％ )+3/4 ] ＝ mm ③計(jì)算型腔深度尺寸： H1 H H6 型腔深度尺寸計(jì)算公式： HM＝ [Hs(1+Scp)2/3Δ ]+0δ z H14＝ [14(1+%)2/3 ]+ ＝ + mm H8 ＝ [8(1+％ )2/3 ]+ ＝ + mm H6 ＝ [6(1+％ )2/3 ]+ ＝ + mm ④計(jì)算型芯深度尺寸： h4 h21 型芯深度尺寸計(jì)算公式： hM＝ [hs(1+Scp)+2/3Δ ]0δ z h42＝ [42(1+％ )+2/3 ] ＝ mm h21＝ [21(1+％ )+2/3 ] ＝ mm ⑤齒輪成型尺寸計(jì)算： ｄ＝ｍ N／ cos4186。24ˊ ＝（ ／ cos4186。24ˊ） 100 ＝ mm ｄ a＝ｄ＋ 2ｍ z ＝ ＋ 2 ＝ mm ｄ f＝ｄ－ 2（ｈ a＊ n＋ｃ ＊ n）ｍ z ＝ － 2（ 1＋ ） ＝ mm 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 Ｄ ＝ （ 1＋ ） ＋ ＝ ＋ mm Ｄ ＝ （ 1＋ ） ＋ ＝ ＋ mm 六 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從多方面考慮，結(jié)合塑料，澆注系統(tǒng)需按一模一腔分布設(shè)計(jì)， POM的成型特性而知，進(jìn)料口應(yīng)取厚盡量避免死角積料。在保證工作順利的條件下，容積應(yīng)取最小，以充分利用材料，減小材料損耗。 （ 一 ） 主澆道（澆口套）的設(shè)計(jì) 主澆道是 與注射機(jī)噴嘴直接連接部分，它是最先進(jìn)入模具的通道，它與噴嘴在同一軸心線上，故熔料在主流道內(nèi)并不改變流動(dòng)方向。主流道的形狀大多為圓錐形，也呈圓形或扁形。為了便于拉出流道中的冷料，通常將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2～ 7℃，內(nèi)壁粗糙值等于或小于 。圓錐孔小頭直徑為 4～8mm，但必須比注射機(jī)噴嘴大 ～ 1mm。主流道的長(zhǎng)度由定模板厚度確定。 確定主澆道各部分尺寸： d ①確定噴嘴處孔徑ｄ ,由 XSZY125型注射機(jī)查得： 嘴噴孔 徑為 4mm, 從聚甲醛成形特性看嘴噴處孔徑應(yīng)取大些 ,并采用直通式噴嘴。 d=噴嘴孔徑＋ 1mm d=5 mm ②確定澆口處噴嘴球半徑 ,由 XSZY125型注射機(jī)查得： 球半徑 R為 12mm, R=噴嘴球半徑＋（ 2～ 3） mm 可取 3mm。 R=12＋ 3=15mm ③其他尺寸 , α =2176?！?5176。 , 可取α =3176。 r=13mm, 可取 r=2mm。 H=（ 1/32/5） R=5～ 10mm, 可取 H=R/3=5mm。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 ④確定主澆道直徑，可由經(jīng)驗(yàn)公式得： D=√ 4V/π R D—— 主澆道大頭直徑 V—— 流經(jīng)主澆道熔體體積 K—— 常數(shù)（ POM可取 ） 代入得： D=√ 4V/π R＝√ 4 (42+10)/π ＝ ≈ 6mm 即只需大于 6mm即可。 D=d+tgα /2 L =5+ =≥ 6mm。 因此符合要求 ,D可取 6mm。 （二）澆口的設(shè)計(jì) 澆口的位置尺寸、形狀、直接關(guān)系塑件的內(nèi)在質(zhì)量與外在質(zhì)量。如果采用不當(dāng)，容易招致填充不良、氣泡、融合痕、翹變形、密度不均勻的弊病。聚甲醛塑料其結(jié)晶速度快，流速增高，并且摩擦使料溫也增高，有利于其填充型腔。且還可以縮短成型周期，殘余應(yīng)力小，可防止塑件破裂，翹曲，變形易進(jìn)行澆口痕跡的后加工。 選擇澆口對(duì)塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系，主要從塑件形狀和要求來確定。由于塑件是一工程塑件，長(zhǎng)筒形，外形有齒輪，內(nèi)孔要 與軸相互配。因此，不可能在內(nèi)壁外側(cè)開澆口，因此選擇圓薄片狀澆口較適合。因此其流程短，排氣條件好，不易產(chǎn)生熔接痕，且對(duì)筒形中間通孔塑件更適合，只能適用于型腔，但澆口去除困難。其進(jìn)料口厚度一般取 毫米。 （三）定位圈的選用 Df7d2d3h 由 XSZY125型注射機(jī)查得 ,定模板與澆口套之間配合孔徑為Ф 100﹢ 參定位圈推薦值： D=100mm d3=75mm D2=50mm h=14mm 七 模具的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)于注射模而言，其是連續(xù)工作的，而受人為因素影響較多，所以無須很精確的計(jì)算，加熱冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)型腔的幾何形狀、塑料的成形特性來確定 。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 （一）加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 聚甲醛塑料在加工前進(jìn)行干燥的同時(shí)起到預(yù)熱作用 ,而且模具型腔的壁厚比較大 。 又由成形特性可知 ,聚甲醛結(jié)晶性熔融范圍很窄 ,熔融速度快 ,且流動(dòng)性對(duì)溫度變化不敏感 ,所以模具不需要加熱系統(tǒng)。 （二）冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由聚甲醛塑料的成形特性可知 , MPO的凝固速 度快 ,結(jié)晶速度快 ,料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化。因?yàn)樗芰系谋诤翊笥诘扔?4 mm,所以結(jié)晶時(shí)的模溫可取 t=90c176。～ 120c176。 ,塑件可在較高溫度時(shí)脫模 ,所以可推出塑件在成形時(shí)不需冷卻系統(tǒng)。如果要裝冷卻系統(tǒng) .則應(yīng)把孔的位置放在定模板和型腔板上。模具是不需要安裝冷卻系統(tǒng) ,本該按塑件釋放的熱量等于由模板散發(fā)的熱量來詳細(xì)推測(cè)出。但因本畢業(yè)設(shè)計(jì)的參考資料有限，所以只能根據(jù)推測(cè)來確定，故不開設(shè)冷卻系統(tǒng)。 八 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具中的脫模機(jī)構(gòu)，根據(jù)成型設(shè)備，塑件形狀的不同而有多種形式，但都要求機(jī)構(gòu)的工作可靠，動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，還有斜齒輪脫模機(jī)構(gòu)。 （ 一 ） 頂管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)形式 4186。24ˊ 螺旋升角的塑件，雖然其螺旋升角不大，但若采用強(qiáng)制脫模，因其模數(shù)小，齒數(shù)多，則易出現(xiàn)制件破壞，顯然不行。因此常采用在推頂?shù)?，制件?yīng)沿著齒廓升角被強(qiáng)制旋出型腔。也就是說，推管在推動(dòng)的同時(shí)也相應(yīng)的應(yīng)與塑件一起旋出型腔，從而實(shí)現(xiàn)脫模。為了使其導(dǎo)向嚴(yán)格地與塑件螺旋齒廓相吻合，頂管通過一個(gè)與注塑齒輪升角相同的導(dǎo)向槽與動(dòng)型芯固定的銷相配合，當(dāng)銷被軌跡槽控制驅(qū)動(dòng)時(shí)，就能精確的依照齒輪螺旋升角傳動(dòng) 。 結(jié)構(gòu)形式 如圖所示，其脫模結(jié)構(gòu)是推管為主。由于塑件帶有斜齒輪，因此在推頂同時(shí)要有旋轉(zhuǎn)，所以設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。如圖所示，其頂推由推管實(shí)現(xiàn)，而其型芯則轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。而型芯的轉(zhuǎn)動(dòng)是由推管的型槽帶動(dòng)型芯上的銷來實(shí)現(xiàn)，銷與型芯為過盈配合。中間的頂桿用來正確的確定型芯位置，同時(shí)在塑件脫模時(shí)，有排氣作用，從而不影響脫模。 轉(zhuǎn)銷直徑的確定 轉(zhuǎn)銷的作用主要是協(xié)助頂管完成脫模 ,這時(shí)是受扭矩和剪切作用 ,這個(gè)扭矩因?yàn)橹恍D(zhuǎn)一個(gè)很小的角度即 :β =4176。 24ˊ。所以可以忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)銷的破壞形式主要是剪切斷裂 ,以下按剪切應(yīng)力