【正文】 ）/2=，取D=88mm。B段：B段兩端截面周長(zhǎng)不等，取等效截面周長(zhǎng)在中間D =D/2。所以脫模力為：注：A段脫模斜度為0176。，所以A段F = F ；B段脫模斜度為30176。，需要按前面的分析求解。因?yàn)橹萍?duì)型芯的力總是阻礙脫模，所以，在(cos －sin )為負(fù)時(shí)我們?nèi)∑浣^對(duì)值。由于以上所計(jì)算得的只是一腔的脫模力，所以總的脫模力為：。推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為：D——推桿直徑； n——推桿的數(shù)量，n取31（把推管當(dāng)作推桿）；L——推桿長(zhǎng)度（參考模架尺寸，估取L=150）；E——推桿材料的彈性模量，取E=10MPa； k——安全系數(shù)，取k=；——總的脫模力，=（N）；實(shí)際推桿尺寸直徑為5 mm，推管直徑為7 mm，可見是符合要求的。但為了安全起見，再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核公式為： 滿足強(qiáng)度要求。[]—推桿材料的許用壓應(yīng)力, [] =150Mpa。圖522a推桿安裝圖示2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。推桿的安裝圖如下圖：4）推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：脫模機(jī)構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。5）推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為H8/f7或H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)?！?倍，至少大于15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，如圖432b所示。圖522b6 模具設(shè)計(jì)現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。如何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時(shí)，設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。從ABS特性看，這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此外，還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能。另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來(lái)源廣，價(jià)格低。物理性能臨界溫度（℃）AC1：820 ；AC3：1100線膨脹系數(shù)(在20～100℃)熱導(dǎo)率.()1(在20℃左右)彈性模量（MP ）210000～223500(20℃左右)查手冊(cè)選擇模仁的材料是4Cr13。屬馬氏體類型不銹鋼，該鋼機(jī)械加工性能較好，經(jīng)熱處理(淬火及回火)后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能，較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于制造承受高負(fù)荷，高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如上表。 模架的確定在注塑成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對(duì)重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。圖621壁厚示意圖根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度校核原則：側(cè)壁厚度計(jì)算公式：式中c——與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1，P——型腔壓力，取30MPa,10 ；——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取=；底板厚度計(jì)算公式：——由底板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比/ 決定的系數(shù)；查表 =；——型腔壓力， 取30MPa；——底版短邊長(zhǎng)度(mm)，=180；E——模具材料的彈性模量（MPa），10；——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取=；通過(guò)相關(guān)計(jì)算，選擇，①定模由兩塊模板組成，動(dòng)模由兩塊模板組成；②采用推桿推出制件。③定模座板厚40mm，支承板厚40mm，墊塊厚80mm,動(dòng)模板厚70mm。注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為BL≤560mm900mm；后者的模板尺寸BL為（630mm630mm）～（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用futabaSB標(biāo)準(zhǔn)模架。 圖622a標(biāo)準(zhǔn)模架類型示意圖（1）模仁尺寸的確定因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過(guò)模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過(guò)模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為100150 mm。（2）凸、凹模尺寸的確定圖622b 模具結(jié)構(gòu)形式圖凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度校核來(lái)確定。，只要凹模長(zhǎng)邊的寬度滿足12 mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長(zhǎng)度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45mm（實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長(zhǎng)度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為270400 mm。（3）模具高度尺寸的確定：各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意：①凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，厚度滿足46可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺(tái)接觸的，所受的力傳遞到工作臺(tái)上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設(shè)計(jì)取凹模底板厚度為30 mm。②推板推出距離；在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當(dāng)推出距離為15 mm時(shí)就能使塑件和型芯分離。如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖35所示：需要滿足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0H——C板高度；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；圖35 推出距離關(guān)系h3推桿固定板厚度；h——推出距離；完成了以上的工作，確定模具尺寸為400400 mm，A板厚度70 mm，B板厚度60mm，C板厚50mm，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1 mm間隙。 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6～8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6?！?倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模或定模，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 圖63 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 排氣設(shè)計(jì)模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：1）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出；若制件具有高深的型腔，那么在脫模時(shí)需要對(duì)模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因?yàn)橹萍砻媾c型心表面之間在脫模過(guò)程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時(shí)空氣無(wú)法進(jìn)入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入引氣系統(tǒng)。、鑲件排氣功能的證明由上面我們知道，推管和型芯的公差配合取，屬于間隙配合，現(xiàn)在計(jì)算這個(gè)配合的極限間隙。推管外徑為7mm,所以計(jì)算 。解：的極限偏差查表求得基本尺寸 的標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8=22μm ，IT7=15μm 。孔、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8EI=0；ES=EI+IT8=0+22=22μm基準(zhǔn)軸f7es=－13； ei=es－IT7=－13－15=－28μm圖642公差帶圖孔、軸的極限偏差分別為：的極限間隙為：從計(jì)算結(jié)果看，～ mm之間，公差帶圖如圖313所示。，似乎推管能更好的排氣，這也說(shuō)明了，增加推管和鑲件等可以有利于型腔的排氣。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注塑成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過(guò)低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對(duì)于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長(zhǎng)的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。ABS是無(wú)定形料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥8090℃3小時(shí)。ABS推薦的成型溫度為200～240℃，溫度超過(guò)270℃將分解，對(duì)精度較高的塑件，模具溫度為50～60℃ 。對(duì)高光澤，耐熱塑件，模具宜取6080℃。1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；2）模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形；3）對(duì)塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)；溫度對(duì)塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。1）根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式；2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量；3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好；4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉；從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。①設(shè)計(jì)原則1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好；3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，～，～。最小不要小于10。4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳；5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò)5℃。6）冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。②冷卻時(shí)間的確定在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，保壓時(shí)間10S，總周期為40S。其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循：若根據(jù)前面的資料，ABS的保壓時(shí)間在15～40S之間，計(jì)算的結(jié)果顯然是不符合的，但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)資料表明，生產(chǎn)一個(gè)長(zhǎng)為135的筆套，其保壓和冷卻的時(shí)間和也只是15S，所以，參考實(shí)際的生產(chǎn)資料，以經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值為依據(jù)會(huì)更好，這是取保壓時(shí)間為10S的原因。冷卻時(shí)間，依塑料種類，塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：式中S——塑件平均壁厚，S取3mm；——塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm /s)=；成型溫度 200～250℃，取210；脫模溫度 60～100℃，取60；模具溫度 40～60℃，取50。 S，但計(jì)算并不能精確的確定實(shí)際冷卻時(shí)間的多少，參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，制件平均壁厚取3mm，對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間t= S，取= S。，那是因?yàn)樵趯?shí)際注塑過(guò)程中，， 等因素不可能像我們所設(shè)計(jì)的那么理想，所以，從實(shí)際出發(fā)，取經(jīng)驗(yàn)值會(huì)更好些。③塑料熔體釋放的熱量：式中n—