【正文】 計原則通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則：1）排氣口不能正對操作者，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，因為這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，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，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，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出。 推桿、鑲件排氣功能的證明我們知道，推管和型芯的公差配合取，屬于間隙配合，現(xiàn)在計算這個配合的極限間隙。推管外徑為4mm,所以計算。解：的極限偏差查表求得基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8=18，IT7=12?？住⑤S的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8 EI=0； ES=EI+IT8=0+18=18基準(zhǔn)軸f7 es=－10。ei=es－IT7=－10－12=－22孔、軸的極限偏差分別為：H8 ， f7的極限間隙為：X=ES－ei=18－（－22）=40X=EI－es=0－（－10）=10 從計算結(jié)果看，~，公差帶如圖所示。，似乎推桿能更好的排氣，這也說明了，增加推桿和鑲件等可以有利于型腔的排氣。圖81 公差帶圖 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則：1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。在對脫模機(jī)構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。 脫模力的計算在計算脫模力的時候，我們可以有以下幾種方法：1)對塑件進(jìn)行理想模型建模，通過建立力學(xué)模型，畫出力學(xué)機(jī)構(gòu)圖，通過復(fù)雜的力學(xué)計算來求出脫模力；2）利用經(jīng)驗公式來計算脫模力。（1）薄壁塑件脫模力的計算當(dāng)圓形塑件的內(nèi)孔半徑與壁厚之比（矩形塑件）時，塑件稱為薄壁塑件。①當(dāng)塑件橫斷面形狀為圓形時，其脫模力計算公式為 式()②當(dāng)塑件橫截面形狀為矩形時，其脫模力計算公式為： 式()（2）厚壁塑件脫模力的計算當(dāng)圓形塑件的內(nèi)孔半徑與壁厚之比（矩形塑件）時，塑件稱為厚壁塑件。1當(dāng)塑件橫截面形狀為圓形時，其脫模力計算公式為： 式()2當(dāng)塑件橫截面形狀為矩形時，其脫模力計算公式為： 式()式中 F為脫模力（N）；E為塑件的彈性模量（）；S為塑料成型的平均收縮率； t為塑件的壁厚（mm）；L為背包型芯的長度；是塑料的泊松比；是脫模斜度；是塑料與剛才之間的摩擦因數(shù)；r為型芯的平均半徑；a是矩形型芯短邊長度；b是矩形型芯長邊長度；A為塑件在分型面上的投影面積。 式() 式()先討論一下前兩種方法，建模分析結(jié)果最準(zhǔn)確，但是計算量太大，容易造成模具開發(fā)成本與時間的增加，經(jīng)濟(jì)型不高。根據(jù)經(jīng)驗公式計算比較簡單，計算結(jié)果也大致可靠，但是適應(yīng)面太窄，在本設(shè)計中，由于塑件外形復(fù)雜，型芯部分亦不規(guī)則，無論是建模計算還是應(yīng)用經(jīng)驗公式都是十分復(fù)雜的。對塑件分析，可以將塑件簡化為截面為矩形，進(jìn)而應(yīng)用經(jīng)驗公式進(jìn)行估算。經(jīng)計算，可以將塑件看作是厚壁塑件，應(yīng)用經(jīng)驗公式計算如下式所示：式中 F為脫模力（N）；E為塑件的彈性模量（）取E=1000；S為塑料成型的平均收縮率S=%；t為塑件的壁厚（mm）t=2；L為背包型芯的長度（mm）L=1；是塑料的泊松比=；是脫模斜度=3；是塑料與剛才之間的摩擦因數(shù)=；a是矩形型芯短邊長度（）a=8；b是矩形型芯長邊長度（）b=3；A為塑件在分型面上的投影面積（）A=。 推桿脫模機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。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）推桿尺寸計算：本設(shè)計采用的是推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強度校核。本設(shè)計采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡化為：d=k() 式()=()=式中 d—推桿直徑；n—推桿的數(shù)量，n取6；L—推桿長度（參考模架尺寸，估取L=150）；E—推桿材料的彈性模量，??；k—安全系數(shù)，取k=；—總的脫模力，=6370（N）。實際推桿尺寸直徑為4mm，可見是符合要求的。但為了安全起見，再對其進(jìn)行強度校核，強度校核公式為： 式()滿足強度要求。[]—推桿材料的許用壓應(yīng)力,。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，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)生運動卡滯現(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。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)是一種最簡單的復(fù)位方式。推出時彈簧被壓縮，而合模時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)。~2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，推桿相對于固定板是浮動的，如圖82所示。圖82 推桿的安裝圖本設(shè)計中的推板和頂針結(jié)構(gòu)如圖83所示。圖83 推板頂針機(jī)構(gòu)自此，整個主要裝配圖概述完成，經(jīng)過組裝后的裝配圖通過PRO/E可以表示成以下形式，如圖84所示：圖84 合模狀態(tài)下的模具圖圖84 開模狀態(tài)下的模具圖9 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)注塑模閉合時為了保證型腔形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，最常見的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)是在模具型腔四周設(shè)2～4對互相配合的導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱設(shè)在動模邊或在定模邊均可，但一般設(shè)在主芯型周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向定位和承受注塑時產(chǎn)生側(cè)壓力三個作用：動定模合模時按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)，使動定模按正確方位閉合，避免凸模進(jìn)入凹模時因方位搞錯而損壞模具或因定位不準(zhǔn)而相互碰傷，因此設(shè)在型芯周圍的導(dǎo)柱應(yīng)比主型芯高出至少6～8mm。這對于移動式模具采用人工合模時特別重要。在模具閉合后使型腔保持正確的形狀和所有由動定模合模構(gòu)成的尺寸的精度，例如定位不準(zhǔn)引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。當(dāng)塑件形狀不對稱或通過側(cè)澆口注入塑件時都會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，該力會使動定模在分型面處產(chǎn)生錯動，當(dāng)側(cè)壓力很大時，還不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需要設(shè)錐面或斜面進(jìn)行定位，例如采用圓錐面作分型面能起很好的定位作用。導(dǎo)柱和導(dǎo)套在模具上的安裝使用如模架圖。對導(dǎo)柱尺寸和結(jié)構(gòu)有以下幾點要求：（1）直徑和長度：導(dǎo)柱的直徑在12～63mm之間時，按經(jīng)驗其直徑d和模板寬度B之比為d/B≈～，圓整后選標(biāo)準(zhǔn)值。導(dǎo)柱無論是固定段的直徑還是導(dǎo)向段的直徑，其形位公差與尺寸公差的關(guān)系應(yīng)遵循包容原則，即軸的作用尺寸不得超過最大實體尺寸，而軸的局部實際尺寸必須在尺寸公差范圍內(nèi)才合格。導(dǎo)柱長度應(yīng)該比凸模端面的高度高出6～8mm。（2）形狀：導(dǎo)柱的端部做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分，錐形頭高度取與相鄰圓柱直徑的1/3，前端還應(yīng)倒角，使其能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。大中型模具導(dǎo)柱的導(dǎo)向段應(yīng)開設(shè)油槽，以儲存潤滑油脂。（3）公差配合：安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動配合（間隙配合）H7/f7。（4）粗糙度：固定段表面用,導(dǎo)向段表面采用。（5）材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此多采用中碳鋼（45號鋼），碳（～），經(jīng)淬火處理（RC56～60）或碳素工具鋼（T8A，T10A）經(jīng)淬火或表面處理（HRC50～55）。對導(dǎo)套尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下幾點要求。導(dǎo)向孔可以直接加工在模板上，這種結(jié)構(gòu)加工簡便，但模板上未淬火的導(dǎo)向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多數(shù)模具的導(dǎo)向孔鑲有導(dǎo)套，它既可淬硬以提高壽命，又可在磨損后方便更換。（1）形狀：可分為直導(dǎo)套和帶軸肩導(dǎo)套兩類。（2）公差配合與表面粗糙度：導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間采用動配合H7/f7。 外表面與模板孔為較緊的過度配合H7/n6（直導(dǎo)套）或H8/K7帶軸肩導(dǎo)套），其前端可設(shè)計長3mm的引導(dǎo)部分，按松動配合H8/e7制造。（3）材料：導(dǎo)套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當(dāng)用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理。硬度HRC50～55，或采用45號鋼碳淬火，其表面硬度為HRC56～60，但其硬度最好比導(dǎo)柱低5度左右。本設(shè)計的導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖101所示。圖101 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖本注塑模選帶軸肩的導(dǎo)套，導(dǎo)套、導(dǎo)柱與模板間均采用過渡配合的固定方式。結(jié)論簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。本次設(shè)計的難點有兩處，第一是萬向輪的三維建模，由于萬向輪的表面是光滑過度的，所以在使用PRO/E中的曲面造型這一塊時要選擇好基準(zhǔn)面從而繪制曲線，保證其曲面的光滑；第二就是萬向輪底部圓柱內(nèi)部的四個小凸槽的脫模，在設(shè)計中我在動模板上設(shè)計了一個型芯鑲件，從而保證了圓柱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗公式有不一致的地方，不同公式的計算結(jié)果有的相差很大，特別是在溫度調(diào)節(jié)與脫模力的計算這兩塊。在完成圖紙之后發(fā)現(xiàn)塑件的設(shè)計有的地方是不合理的，比如說壁厚，雖然有經(jīng)驗可循，但從實際中看顯然本設(shè)計的塑件壁厚過大；還有就是推桿處的設(shè)計不合理，按該塑件加工，則標(biāo)準(zhǔn)推管需要再加工；從這里可以知道，注塑件的設(shè)計與模具設(shè)計關(guān)系密切，好的塑件結(jié)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。通過本次設(shè)計的內(nèi)容，基本掌握了單分型面注塑模的設(shè)計方法，分型面的確定，澆口位置的確定，冷卻系統(tǒng)在設(shè)計時要注意的因素，這些都很重要，在設(shè)計中要綜合考慮，每個結(jié)構(gòu)都是相互制約的。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.[2] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[3] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[4] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[6] —Pro/ENGINEER 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