【正文】 向機構(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向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有： a、定位作用 b、導向作用 c、承載作用 d、保持運動平穩(wěn)作用 e、錐面定位機構(gòu)作用 a. 導柱的設(shè)計 導柱導向是指導柱與導套（導向孔）采用間隙配合使導柱在導套（導向孔）內(nèi)滑動，常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 配合間隙一般采用 H7/k6 級配合。 因為此塑件結(jié)構(gòu)復雜，所以 采用臺階式導柱。 在導柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導向條件，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 柱采用不加油槽的階梯式導柱 根據(jù)國家標準選用直徑為 42mm 長度為 160mm 的導柱 ,材料為 T8A 淬硬鋼 b. 導套的設(shè)計 由于導柱已選定，且該模具較小，其導柱、導套配合之間模具結(jié)構(gòu)較復雜，所以采用兩個導套接連使用達到模具要求，由塑料模具設(shè)計與制造可查得與之相配的導套為 I 型帶頭導套，其直徑為 30mm，長度分別為 30mm 和 45mm。如 圖 46 所示 ： 圖 46 導套 c. 導向孔的總體布局 導向零件應(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，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。 根據(jù)手冊推薦值選定的導柱分布情況如圖 47 所示： 圖 47 導向孔總體布局 脫模機構(gòu)的確定 本模具采用的為一次頂出脫模機構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動鑲塊等脫模機構(gòu)。該機構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機構(gòu)的作用下，通過一次動作常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 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， 另外采用彈簧做為回復機構(gòu)。 a. 頂桿橫截面直徑的確定 由于該塑件 的底面尺寸 極小而且圓柱長桿直徑為 D3mm，并且有兩個伸出項。因此設(shè)置推出機構(gòu)為推桿，并且直徑 D1=1mm， D2=2mm。以下 對其許用應(yīng)力進行校核。 如圖 所示： b. 頂桿橫截面直徑的校核 脫模阻力 P1=ChP0 （公斤） （ 48） 式中 C— 型芯成型部分斷面的平均周長（厘米） ， 這里 C= ； h— 型芯被塑料包緊部分的長度（厘米），這里 圖 48 頂桿截面 h=72mm ； P0— 單位面積的包緊力，其值與塑件的幾何形狀及塑料的性質(zhì)有關(guān)，一般可取 80～ 120公斤 /厘米 2，這里取 80 公斤 /厘米 2；所以 P1= ChP0=80 =（公斤） =（ N） 桿直徑的校核 頂桿的受力狀態(tài)可簡化為 “一端固定、一端鉸支 ”的壓桿穩(wěn)定性力學模型，由歐拉公式 ： 4 2nEQLd ?? （ 46） 式中 d—為頂桿直徑， mm； Φ—為安全系數(shù)，范圍在 ～ 之間，此處取 ； L—為頂桿長度 ,L= mm； Q—為脫模阻力， N； n—為頂桿根數(shù)， n=2 ； E—為頂桿材料的彈性模量（ MPa） ， 該材料為 8000 。 由于 d=2 mm，對推桿進行強度校核如下： б=4Q/nπd3≤[б] （ 47） 式中 б—為頂桿所受的應(yīng)力， MPa； [ б]—為頂桿材料的許用應(yīng)力， MPa。 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 由上式得出 б=[ б]=8000N/cm2 ，所以推桿滿足強度要求 ， 另一推桿經(jīng)過計算也滿足強度要求。 d. 頂桿的形式 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，如圖 所示。 圖 49 頂桿 頂桿總長度為 ： 頂固頂動墊凸總 ）（）（ hShhH ?????? 21 ?? （ 48） = mm 式中 總H —為頂桿的總長度； 凸h —為凸模的總高度； 動墊h —為動模墊板的厚度； 頂S —為頂出行程； 頂固h —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)比型腔的平面高出； б2—為頂出行程富裕量，一般為 3～ 6mm。 根據(jù)以上公式計可得，頂桿的總長度為 ，出另一推桿長度為 。 拉料桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 澆口拉料 桿的作用是使開模時 頂 桿在 頂 板的推動下將塑料制品 推出， 拉料 桿也同時 將澆道拉出模外 。 在此選用 Z 形拉料 桿 ， 由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》查 得 Z 形拉料 桿的結(jié)構(gòu)如圖 410 所示： 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 410 澆道拉料桿 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 抽芯機構(gòu)的確定 由于該模具比較簡單，抽芯力不大，故采用斜導柱外側(cè)抽芯機構(gòu)?；顒有托疽话惚容^小，應(yīng)牢固裝在 斜 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度和剛度 斜導柱抽芯機構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計算 a. 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。 如圖 411 所示 圖 411 抽芯距示意圖 由西工大《塑料模具設(shè)計》 P177 查的抽芯距的計算公式為： S=（ Rr） +(3～ 5)毫米 （ 49） 式中 R—塑件的最大伸出長度（毫米）； r—塑件軸的內(nèi)圓半徑（毫米）。 所以 S=（ Rr） +(3～ 5)毫米 =（ 297） +(3～ 5)毫米 =28（毫米） 斜滑塊 塑件 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 b. 斜導柱傾斜角 α的確定 斜導柱的傾斜角是決定斜導柱抽芯機構(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柱的長度，更重要的是它決定著斜導柱的受力狀況。 斜導柱受到的抽拔阻力和彎曲力的關(guān)系如圖 412ab 所示。（不考慮斜導柱與滑塊的摩擦力）。 α α 圖 412a 斜導柱受力圖 圖 412b 抽芯距的計算 Q=P cosα （ 410） 式中 P1—開模力； Q—抽拔阻力（與抽拔力大小相等方向相反）； P—斜導柱所受的彎曲力。 由上式可以看出，當所需的抽拔力確定以后，斜導柱所受的彎曲力 P 與 cosα成反比，即 α角增大時， cosα減小，彎曲力 P 也增大，斜導柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距 S 與 α角的關(guān)系來看。 S=H tgα=L sinα （ 411） 式中 L— 斜導柱的有效工作長度。 綜上所述，當斜導柱傾斜角 α增大時，斜導柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減小；反之，當 α角減小時，斜導柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導柱的長度也增加了。這會使模具厚度增加。因此，斜導柱傾斜角 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，綜合考慮斜導柱的傾斜角取 α=20176。 c. 斜導柱直徑的確定 (1) 抽拔力 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 本塑件的徑向 收縮不僅對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊， 而且 軸向收縮 也 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： F=Ahq(μcosαsinα) （ 412） F—最大脫模力（ N）； A—活動型芯被塑件包緊斷面形狀周長（ mm）； h—成形部分深度 （ mm）； q—單位面積擠壓力一般取 8～ 12M； μ—摩擦系數(shù) ～ ； α—脫模斜度（ 176。）。 所以 F=Ahq(μcosαsinα) =2(293)8(cos20sin20) =121（ N） (2) 斜導柱的有效工作長度 L4 L4=S/ sinα=176。=30（ mm） (413) (3) 斜導柱直徑 d 的確定 李秦蕊編 .塑料模具設(shè)計 P179～ 181 查表 59 可知，最大彎曲力 P=1000N 查表 510，由最大彎曲力 P和高度 H與斜導柱直徑的關(guān)系可知斜導柱直徑為 d=8（ mm） ,由手冊查得標準斜導柱直徑為 9（ mm），所以此模具斜導柱直徑選用 9（ mm）。 d. 斜導柱長度的計算 斜導柱的長度是根據(jù)側(cè)型芯的抽芯距 S，斜導柱直徑 d，固定軸肩的直徑 D，傾斜角 α以及安裝斜導柱的模板厚度 h 來決定的。 如下圖 413 所示 L=L1+L2+L3+L4+L5 （ 414） =（ D/2） tgα+h/cosα +s/sinα+(5～ 10)(mm) =（ 17/2） tg20176。+30/cos20176。+28/sin20176。+(5～ 10) ≈80（ mm） L—斜導柱總長 L1—斜導柱大端斜面中心至最高點長度 L2—斜導柱大端斜面中心至滑塊端面點長度 L3—滑塊孔半徑在斜導柱上投影長度 L4—斜導柱工作長度 圖 413 斜導柱長度示圖 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 L5—斜導柱錐度長度，一般取 5～ 10 ㎜ 由以上計算過程，可最終確定斜導柱的的尺寸如圖 414 所示： 圖 414 斜導柱外形尺寸 滑塊是斜導柱機構(gòu)中的可動零件，滑塊與側(cè)型芯既可做成整體式的；也可做成組合式的，由于該塑件的側(cè)孔既小又深，故選擇滑塊與側(cè)型芯做成組合式的。其結(jié)構(gòu)如 下 圖 415所示： 圖 415 滑塊 a. 側(cè)型芯的設(shè)計 與其裝配的側(cè)型芯如圖 416 所示： 圖 416 側(cè)型芯 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 b. 導滑槽的設(shè)計 斜導柱驅(qū)動滑塊是沿著導滑槽移動的，故對導滑槽提出如下要求： （ 1） 滑塊與導滑槽間應(yīng)上 、 下與左、右各有一對平面呈動配合，配合精 度可選 H7/g6h 或H7/h7，其余各面均應(yīng)留有間隙； （ 2） 導滑槽應(yīng)有足夠的硬度（ HRC52～ 56）。 基于以上要求，且該塑件不 大所需開模行程也不大，故導滑 槽采用整體式，形狀采用丁字形 ，其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如 右 圖 417 所示： 417 動模與斜滑塊配合示意圖 c. 滑塊定位裝置 開模后，滑塊必須停留在剛剛脫離斜導柱的位置上，不可任意移動，否則，合模時斜導柱將不能準確進入滑塊上的斜孔，致使模具損壞 ， 而定位裝置可以保證滑塊 離開斜導柱后，可靠地停留在正確的位置上。它起著保障完全的作用。 d. 鎖緊塊 鎖緊塊的斜角 α1 應(yīng) 大于 導柱的傾斜角 α， 一般 α1=α+（ 2～ 3） 176。這樣在開模時鎖緊塊 能很快離開滑塊的壓緊面，避免壓緊塊與滑 塊間摩擦過大。另外，合模時，只是在接近 合模終點時，鎖緊塊才接觸滑塊，并最后壓 緊滑塊，使斜導柱與滑塊的斜孔壁脫離接觸， 以免注射時斜導柱受 力 過大。 圖 418 鎖緊塊結(jié)構(gòu)形式 鎖緊塊設(shè)在模板 內(nèi) ，采用 鑲嵌的 固 定形式。其結(jié)構(gòu)如右 上 圖 418 所示：