【正文】 大端直徑相同或略大些，深度約為直徑的 1～ 倍，其體積要大于冷料的體積。 如果分流道較長，也需要設(shè)置冷料穴，可將分流道末端沿料流方向延長作為冷料穴，以容納前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 ～ 2 倍 [7]。 常見的冷料穴結(jié)構(gòu)有三類 (1) 底部帶有推桿形式拉料桿的冷料穴 冷料穴底部由一根推桿形式的拉料桿組成，拉料桿固定在推桿固定板上，其中最常見的是帶 Z 形（鉤形）頭的拉料桿，見圖。開模時可將凝料從主流道中拉出，脫模時，由于 Z 型鉤的方向性，塑件和凝料不能自動脫落，需 人工沿拉料鉤的側(cè)向稍許移動取出。 同類型的還有倒錐形冷料穴圖和圓環(huán)槽冷料穴圖，開模時靠倒錐或圓環(huán)槽將主流道凝料拉出，脫模時利用推桿強(qiáng)制推出。這兩種形式適用于彈性較好的塑料，由于取凝料時無需做側(cè)向移動，容易實現(xiàn)自動脫模 。 6 0176。3 176。 ～5176。123121210～155～85176。5176。8～123328～12dd + 2 圖 底部帶有推桿形式拉料桿的冷料穴 (2) 帶球形頭拉料桿的冷料穴 這種形式拉料桿用于塑件以推件板脫模的模具中。拉料桿固定于動模部分的型芯固定板上，因此不隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動。塑料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿球形頭的側(cè)凹內(nèi)，開模時可將主流道凝料拉出，脫模時由于脫模 機(jī)構(gòu)與型芯固定板的相對運(yùn)動，推件板在推出塑件的同時將主流道凝料從拉料桿上強(qiáng)制推下。 菌形頭圖和錐形頭圖，加工較球形頭容易。錐形頭拉料桿沒有儲存冷料的作用，它僅靠塑料收縮的包緊力拉出主流道凝料，故可靠性不佳，可采用較小的錐度、增加錐面粗糙度或在錐面上開環(huán)形槽來增大錐面的摩擦力。尖錐的分流作用較好，常用在單型腔成型帶中心孔的塑件中，如塑料齒輪注射模具。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 2456713 圖 帶球形頭拉料桿的冷料穴 校核主流道的剪切速率 計算主流道的體積流量 scmtVVq /)( 3=+= 主塑主 () 計算主流道的剪切速率 310*∏/ 3 —主主 sRq == () 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5*102~5*103s 之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計模具時： （ 1）應(yīng)根據(jù)材料的性能、塑件的 使用要求確定型腔總體結(jié)構(gòu)、澆 口位置、分型面、排氣部位、脫模方式。 （ 2）根據(jù)塑件尺寸，計算成型零部件的工作尺寸，確定零件結(jié)構(gòu)、組合方式及機(jī)加工工藝要求等。 （ 3）對關(guān)鍵成型零部件進(jìn)行強(qiáng)度與剛度校核。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 26 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計、凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計以及螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計等。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模用于成型塑件的外表面，又稱陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為 :整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式 [8]。 總體來說，整體式強(qiáng)度、剛度好，但不適用于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu) ，使復(fù)雜的型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但易在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡。 （ 1）整體式 由整塊金屬材料直接加工而成，如圖 所示，用于形狀簡單的中小模具。特點是強(qiáng)度高、剛性好。 圖 整體式凹模 （ 2）整體嵌入式 將整體式凹模作為一種凹模塊直接嵌入到固定板中，或嵌入?？蛑?，?？蛟偾度氲焦潭ò逯小＿m用于塑件尺寸不大的多腔模。 特點是加工方便，易損件便于更換。 凹模從凹模固定板下部 嵌入，用支承板、螺釘將其固定；凹模從凹模固定板上面嵌入。 圖 整體嵌入式凹模的兩種結(jié)構(gòu) (a) (b) H7/f6 H8/f7 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 27 （ 3）局部鑲嵌式 當(dāng)凹模局部形狀復(fù)雜，或某一部分容易損壞需要經(jīng)常更換，常采用局部鑲嵌式結(jié)構(gòu)。嵌入圓銷成型塑件表面直紋；鑲件成型塑件的溝槽；鑲件構(gòu)成塑件圓環(huán)形筋槽；鑲件成型塑件底部復(fù)雜構(gòu)形。 圖 局部鑲嵌式凹模 （ 4）大面積鑲嵌式 對于底部或側(cè)壁形狀復(fù)雜的凹模，為了便于加工 ，保證精度，將凹模做成通孔式的，再鑲上底，或?qū)寄１谧龀设偳秹K。 適用于深腔或底部、側(cè)壁難于加工的組合型模具型腔；但各個結(jié)合面的研磨、拋光增加了工時。是側(cè)壁和底部大面積鑲拼的凹模結(jié)構(gòu)；為底部大面積鑲嵌的結(jié)構(gòu)，采用圓柱面配合。 圖 大面積鑲嵌式凹模 (a) (b) (c) (d) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 28 （ 5）四壁拼合式 對于大型和形狀復(fù)雜的凹模，可將四壁和底板分別加工，經(jīng)研磨后壓入模套，側(cè)壁之間采用扣鎖連接，以保證連接的準(zhǔn)確性。這種結(jié)構(gòu)牢固、受力大，工程中常采用。圖(a)、 (b)中，側(cè)壁 相互之間采用扣鎖以保證連接的準(zhǔn)確性，連接處外側(cè)做成 ～ 的間隙，使內(nèi)側(cè)接縫緊密。在四個角處，嵌入的半徑 R 應(yīng)大于固定板 (或?？?)的轉(zhuǎn)角半徑 r。 圖 四壁拼合的組合式凹模 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同將其分為整體式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，由于塑件外表面形狀簡單，尺寸較小，故采用整體式凹模 。 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱型芯、陽?；虺尚蜅U。 “凸模 ”和 “成 型桿 ”二者并無嚴(yán)格的界線，通常成型桿特指能成型塑件上孔和局部凹槽的小型芯。 凸模按結(jié)構(gòu)也分為整體式和組合式兩類。小型模具凸模常采用整體式，與模板做成一體，大、中型模具采用組合式。成型桿通常單獨(dú)制造，再嵌入到模板中去。 下面介紹凸模的整體式、組合式結(jié)構(gòu)及小型芯 (成型桿 )組合式結(jié)構(gòu)。 （ 1）整體式 整體式凸模，用一整塊材料加工而成，結(jié)構(gòu)簡單、牢固，塑件成型質(zhì)量好，但鋼材消耗大，適用于小型模具，如圖所示。 (a) (b) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 29 圖 整體式凸模 （ 2）組合式 當(dāng)塑件內(nèi)表面復(fù)雜而不便于機(jī)械加工，或形狀雖不復(fù)雜，但為節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，采用組合式凸模結(jié)構(gòu)。組合式凸模按尺寸及復(fù)雜程度又有小直徑組合式、大直徑組合式、復(fù)雜型芯組合式之分。按組合型芯的形式又有整體嵌入式、局部鑲拼嵌入式、完全鑲拼嵌入式。 組合式適用于大中型模具，便于設(shè)置凸模的冷卻回路。圖 (a)采用整體嵌入結(jié)構(gòu)，(b)為螺釘連接、銷釘定位的結(jié)構(gòu)， (c)為型芯嵌入模板的結(jié)構(gòu)，采用止口定位。 圖 組合式凹模 （ 3）成型桿 (小型芯 )組合式 成型桿 (小型芯 )通常單獨(dú)制造，再嵌入模板中。 圖 (a)中成型桿靠過盈配合直接壓入模板的孔中，是最簡單的一種固定形式，但牢固性差，配合不緊時有可能拔出。圖 (b)采用過渡配合或小間隙配合，另一端鉚死。圖 (c)成型桿靠軸肩與墊板連接 ,是常用的形式，牢固可靠。圖 (d)成型桿靠軸肩和圓柱墊塊與墊板連接或用螺釘壓緊，適用于細(xì)長型芯，便于加工和固定。圖 (e)為螺釘壓緊結(jié)構(gòu) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 30 圖 單個成型桿的固定方法 凸模 是成型制品的內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件結(jié)構(gòu)的分析，由于制件采用對合擺塊型芯，故采用組合式凸模 。 成型零件剛才的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成零件要求有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮他的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 P20(美國牌號 )。對于成型塑件外圓筒的大型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴(yán)重，因此剛才選用高合金工具鋼 40CrMoSiV1，熱處理硬度為 45~55HRC[9]。 成型零件工作尺寸的計算 . 模腔工作尺寸的計算 ， 凸模、凹模組成的模腔工作尺寸計算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。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、成型零件制造公差、磨損量都為平均值時計算。 凹模徑向尺寸 0δ)]δδΔ(21)1([ zczcpsm SDD +++= () 0 +=mD (a) (b) (c) (d) (e) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 31 凹 模深度尺寸 0δ)]δΔ(21)1([ zzcpsm SHH ++= () 0 =mH 凸模徑向尺寸 zcSdd zcpsm δ0)]δδΔ(21)1([ ++++= () =md 凸模深度尺寸 zzcpsm Shh δ0)]δΔ(21)1([ +++= () =mh mD ———— 凹模徑向尺寸 SD ———— 制件外壁徑向尺寸 cpS ———— 塑料平均收縮率 md ———— 凸模徑向尺 寸 zδ ———— 模具制造公差 cδ ———— 模具磨損公差 sd ———— 制件內(nèi)壁徑向尺寸 Δ ———— 塑件公差 型腔側(cè)壁和底板厚度計算 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度的計算有兩類 [10]： 基于強(qiáng)度計算和基于剛度計算 ,工程中的模具既不允許因強(qiáng)度不足而產(chǎn)生明顯的變形甚至破壞，也不允許因剛度不足而產(chǎn)生過大變形。大尺寸型腔剛度不足 是主要問題，應(yīng)按剛度條件計算；對于小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計算。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 32 整體式圓形型腔側(cè)壁的厚度計算 (1) 側(cè)壁剛度計算公式 ])δ[/( 4 EphS = () S= (2) 側(cè)壁強(qiáng)度計算公式 )12 p)]σ/([]σ([ 21rS = () S= S ———— 圓形型腔側(cè)壁的厚度 h ———— 型腔有效高度 p ———— 性強(qiáng)壓力 E ———— 模具材料彈性模量 ]σ[ ———— 模具材料許用應(yīng)力 ]δ[ ———— 模具材料剛度條件 R ———— 型腔半徑 圖 整體式圓形型腔受力圖 整體式圓形型腔底板厚度 計算 (1) 底板剛度計算公式 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 33 21)E[ δ[/( prrhs = () hs= (2) 底板強(qiáng)度計算公式 21])[σ/( prhs = () hs= hs———— 圓形 型腔底板厚度 r———— 型腔半徑，可取塑件半徑 圖 整體式圓形型腔受力圖 6 模架的確定 標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)準(zhǔn)模架組合構(gòu)成了模具的基本骨架。標(biāo)準(zhǔn)模架包括支承零部件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)。在模架的基礎(chǔ)上再加工、添加成型零部件和其他功能結(jié)構(gòu)件可以構(gòu)成任何形式的注射模具 [11]。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 34 123456789101112131415161718192021 圖 基本模架 注射模的典型結(jié)構(gòu) 支承零部件用來安裝或支承成型零部件及其他結(jié)構(gòu)零部件，圖中，包括定位圈 定模座板 動模 座板 定模板 動模板 支承板 1墊塊 11 等。 123456789101112131415161718192021 圖 注射模的典型結(jié)構(gòu) 各模板尺寸的確定 由制件尺寸在分型面上的投影寬度 W 為 150mm,長度 1L 為 150mm。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 35 且 10mm≤ 1WW 、 30m md≤