【導(dǎo)讀】通過對杯托塑件的設(shè)計(jì)分析，設(shè)計(jì)出該塑件的模具。在整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程中，涉及。這些軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，優(yōu)化了設(shè)計(jì)的參數(shù)和縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。據(jù)計(jì)算或者依據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇一些參數(shù),增加了對注塑模具的了解。

　　

【正文】 （ ） LM = [64+64 3%+3 4 ]δ =Δ /3 LM = 式中 LM — 零件制造徑向尺寸 ； LS — 徑向的基本尺寸； δ — 對于小型零件等于Δ /3（Δ為制件允許的公差值）； 型芯尺寸的高度計(jì)算，同樣也是按收縮率來計(jì)算值： 這時(shí)規(guī)定制件孔深的名 義尺寸 HS 為最小尺寸，偏差Δ為正偏差，型芯高度的名義尺寸為 HM為最大尺寸，偏差為負(fù)偏差 ,而其基本尺寸為 60mm，浮動(dòng)尺寸為 60+ 0 ，同上可以得到型芯高度名義尺寸： 27 HM = [HS + SCP HS + 2 3 Δ ]δ （ ） HM = 型腔尺寸的計(jì)算 因?yàn)橐悦娴男托境叽绲挠?jì)算時(shí)都是以型腔為準(zhǔn)的，因此有一部分的尺寸（ 60mm 的尺寸）我們只考慮了型腔各尺寸的制造加 工尺寸。 （ 1）型腔徑向尺寸的計(jì)算為： 同上以是按平均收縮率來計(jì)算其尺寸，已知在給定條件下的平均收縮率 SCP ，制件型腔的名義尺寸為 LM （最小尺寸），公差值為δ（正偏差），則型腔的平均尺寸為： LM +δ 2 ?？紤]到收縮量和磨損值， 但要注意的一點(diǎn)，那就是該設(shè)計(jì)的一大優(yōu)點(diǎn)，為了便于工人的制模，把型腔先做成一個(gè)整體，然后用線切割機(jī)床再分開，這樣也可以節(jié)約材料。因此在型腔一方將會加上一個(gè)放電間隙值和鉬絲的直徑值（設(shè)放電間隙為 、鉬絲直徑為 ）。故也根據(jù)公式 LM = [LS + LS SCP 3 4 Δ ]+δ （ ） 可得： ○ 1 基本尺寸為 64mm 時(shí)，可得如下值； LM = [64+64 3% 3 4 ]+Δ /3 LM = + 0 那么 LM′ = + 0 ○ 2 基本尺寸為 49 mm 時(shí)，可得如下值； LM = [49+49 3% 3 4 ]+Δ /3 LM = + 0 那么 LM′ = + 0 （ 2）型腔深度尺寸的計(jì)算； 也是按平均收縮率計(jì)算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的計(jì)算中，規(guī)定制件高度的名義尺寸為 HS 為最大尺寸 ，公差以負(fù)偏差表示。型腔深度名義尺寸 HM為最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面與分型面平行，在脫模過程中磨損很小磨損量就不考慮， 據(jù) HM = [HS + HS SCP 2 3 Δ ]+δ () 可得 ○ 1 深度尺寸為 15mm 時(shí)： HM = [15+ 15 3% 2 3 ]+ HM = + 0 28 ○ 2 深度尺寸為 57mm 時(shí)： HM = [57+ 57 3% 2 3 ]+ HM = + 0 成型零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算 在注射成型過程中，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。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過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，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其是對大型塑件。 型腔壁厚的強(qiáng)度條件：在各種受力形式下的應(yīng)力值不超過許用應(yīng)力值，即max [ ]??? 。剛度條件是：型腔彈性變形的撓度值不超過允許變形量，即 max [ ]??? 。剛 度計(jì)算要保證三個(gè)方面的要求： 1）成型過程中不發(fā)生溢料； 2）保證塑料制品精度；3）保證塑料制品順利脫模。 型腔材料預(yù)選為硬化塑料模具鋼。 模具鋼彈性模量 E= 510? ，許用應(yīng)力 ? ? 300?? Mp； 模具許用變形量 ? ?許e =。 該塑件型腔為組合式矩形型腔，由于塑件較小，只進(jìn)行強(qiáng)度校 核即可。 按照資料 ??1 中強(qiáng)度條件，計(jì)算型腔側(cè)壁的公式為： 式中： s 矩形型腔側(cè)壁厚度， mm ； p 型腔內(nèi)熔體的壓力， MPa ； 1H 承受熔體壓力的側(cè)壁高度， mm ； l 型腔側(cè)壁長邊長， mm ； H 型腔側(cè)壁總高度， mm ??? 許用強(qiáng)度， MPa 。取 ? ? 300?? Mp。 而實(shí)際設(shè)計(jì)的 mms 1151 ? ，大于最小側(cè)壁厚度，故強(qiáng)度符合要求。 按強(qiáng)度條件計(jì)算底板厚度公式為： ? ? mmH lpHs 0602 19 04012 02 221 ??? ???? ?? ? mmBpbLh 132120200343 22 ??? ????? ? 29 式中： h 矩形底板（支承板）的厚度， mm ； b 型腔側(cè)壁短邊長， mm ； L 雙支腳間距， mm ； B 底板總寬度， mm 。 實(shí)際設(shè)計(jì)的 mmh 501 ? ，大于最小允許的底板厚度，故，強(qiáng)度符合要求。 7 推出機(jī)構(gòu) 及導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 的確定 推出 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ① 制件的推出力計(jì)算 在注射動(dòng)作結(jié)束后，制件在模內(nèi)冷卻定型，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)從模具推出時(shí)，就必須克服因包緊而產(chǎn)生的摩擦力，由推出力公式： Fc=Ap(ucosasina) 式中 A—— 制件包絡(luò)型芯的面積， 2mm ； P—— 制件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的制件， P取 10 10 ap??；模內(nèi)冷卻的制件， P取 10 10 ap??。 經(jīng)計(jì)算制件型芯的包括面積約為 ,PC 型腔脫模斜度為 1176。，型芯脫模斜度為 30′， PC 對鋼的摩擦因數(shù)約為 ～ ，制件對型芯單位面積上的包緊力 P取?107 ～ ?107 Pa。 將數(shù)值代入公式計(jì)算可以得知，制件推出力較小為： ② 確定推出機(jī)構(gòu)方式 由于制件推出力較小，形狀為圓形類零件，且需側(cè)向抽芯，綜合考慮采用推件板推出機(jī)構(gòu)比較合適。推件板推出面積大，推力均勻，模具不必設(shè)復(fù)位稈。但型芯周邊形狀復(fù)雜時(shí)，推件板的型孔加工較困難。 ③ 推件板推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推件板是有一塊與型芯接一定 精度配合精度相配合的模板和推桿組成。推件板設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1）推件板須淬硬，在推出過程中不得脫開導(dǎo)柱。 2）推件板與其他零件的配合一般采用 H7/f7。 3）采用有配合斜度的推件板，其配合間隙須小于塑料溢邊值。 4）推件板使用復(fù)位桿推出，然后使用復(fù)位桿復(fù)位，最大限度減少了模架的零件數(shù)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省了成本。具體結(jié)構(gòu)如 下圖 所示。 30 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有 導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 （ 1） 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用：定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓等作用。 1. 定位作用 為避免模具裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪? 2. 導(dǎo)向作用 動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸模或型芯先進(jìn)入型腔以保證不損壞成型零件。 3. 承受一定側(cè)壓力 塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)精度的限 制使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力，此時(shí)，導(dǎo)柱能承擔(dān)一部分側(cè)壓力。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)柱 1. 長度 31 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出 8～ 12mm，以比，避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。 2. 形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 3. 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用 20 鋼滲碳處理淬火處理或碳素工具鋼（ T T10）經(jīng)淬火處理硬度 50～ 55HRC，導(dǎo)柱固定部分表面 粗糙度Ra 為 m，導(dǎo)向部分表面粗糙度 Ra為 ～ m。導(dǎo)柱滑動(dòng)部位按需要可設(shè)油槽。 4. 數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的 1～ 倍）。為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑不對稱布置或不等徑導(dǎo)柱對稱布置。導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定。在不妨礙脫模取件的條件下，導(dǎo)柱通常設(shè)置在型芯高出分型面較多的一側(cè) 5. 導(dǎo)向孔 導(dǎo)向孔可以直接開設(shè)在模 板上，且設(shè)計(jì)為通孔，這種形式的孔加工簡單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求較高的模具。 對導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)主要有四點(diǎn)要求，分述如下： (1)、形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 (2)、 材料 可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? (3) 、導(dǎo)套的精度與配合 一般 A型用二級精度過度配合， B型用二級精度靜配合。 (4) 、光潔度 配合部分光潔度要求 七級。 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定，材料為 T8A 硬到 HRC50~55,或采用 20 鋼滲碳~ 厚，淬硬到 HRC56~。 6. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 由于模具的結(jié)構(gòu)不同，選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)也不同，本設(shè)計(jì)采用 A型導(dǎo)柱的 A 型導(dǎo)套的配合，結(jié)構(gòu)簡圖如圖 4－ 2 所示 : 32 圖 42 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合簡圖 圖 71 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 7. 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用 H7/m6,或 H7k6 的過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用 H7/f7 或 H8/f8 的間隙配合 。 本設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù) GB/T 選用帶頭導(dǎo)柱如下。 材料：選 T8A 鋼 ,淬火處理 ,HRC 50～ 55 D = 35 mm S = 8 mm L1= 50 m L =147mm d1 =30 mm d = 30 mm 數(shù)目：四個(gè) 布置：等徑不對稱布置，設(shè)置在定模一側(cè) 配合精度：固定端與模板之間采用 H7k6 的過渡配合 導(dǎo)向部分采用 H7/f7 的間隙配合 圖 72 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 1. 分類 導(dǎo)套有直導(dǎo) 套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo) 33 柱的固定孔同時(shí)加工。也可以直接在模板上開設(shè)導(dǎo)向孔，而不用獨(dú)立的導(dǎo)套，這種形式的孔加工簡單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的 TBBBG 模具。 2. 形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 3. 材料 可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這 樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定，材料為 T8A, 硬到 HRC50～ 55,或采用 20 鋼滲碳 ～ 厚，淬硬到 HRC56～ 。 本設(shè)計(jì)導(dǎo)套采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù) GB/T 選用帶頭導(dǎo)套 Ⅰ 型，裝在動(dòng)模墊板上，其主要尺寸如下圖所示： 圖 71 導(dǎo)套 材 料：選 T8A 鋼 ,淬火處理 ,HRC 50～ 55 D = 47 mm S = 8 mm d = 30 mm L = 90mm d1 =42 mm 數(shù)目：四個(gè) 8 側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)的確定 前面通過對制件的分析，制件的成型脫模需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，制件抽芯距較大，斜導(dǎo)柱、斜滑塊等機(jī)動(dòng)式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)無法解決，因此選擇采用液壓缸側(cè)向抽芯。 34 8． 1 抽芯距和抽芯力的計(jì)算 ①抽芯距的確定 抽芯距是抽將側(cè)向型芯或側(cè)向辮合模塊從成型位置抽到不妨礙制件取出的位置所需的空間距離，即型芯滑塊移動(dòng)的距離。 由于成型的是圓形制件，因此需根據(jù)具體成型件的形狀和結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算決定，即公式： S=S1 +（ 2～ 3）， S1 = 22Rr? 式中： S—— 抽芯距， mm； S1 —— 有效的抽芯距 ， mm； R—— 制件大圓半徑， mm； r—— 制件小圓半徑， mm。 由于制件的大圓半徑 R=32mm，小圓 r=，則將數(shù)據(jù)代入上式得 S1 =20（