【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)了注射模具中的各個(gè)系統(tǒng)，如澆注系。統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，并對(duì)塑料材料性能進(jìn)行了分析。產(chǎn)品數(shù)量要求，以及結(jié)構(gòu)要求，該模具采用一模一腔。整個(gè)設(shè)計(jì)過程都是用CAD軟件進(jìn)行。利用MPA軟件進(jìn)行模流分析，為模具設(shè)計(jì)和。成型工藝的指定提供參照依據(jù)。使用CAD軟件設(shè)計(jì)成型零件以及非標(biāo)零件，從而進(jìn)行全方。面的參數(shù)化設(shè)計(jì)，即對(duì)模具進(jìn)行分模、生成元件、裝配、試模、開模等設(shè)計(jì)。架以及標(biāo)準(zhǔn)件，從而完成模具的整體設(shè)計(jì)。了側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)，也構(gòu)成了本次模具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

　　

【正文】 2[]3[ 42 .5 42 .5 05 2 / 3 28 ]42 .91zm s s c ph h h S ????? ? ? ?? ? ? ? ?? （ ） 0002[]3[ 25 25 2 / 3 ]zm s s c ph h h S ????? ? ? ?? ? ? ? ?? 0002[]3[ 20 20 2 / 3 ]zm s s c ph h h S ????? ? ? ?? ? ? ? ?? 其中 sh —— 塑件深度尺寸； mh —— 型芯高度尺寸； z? —— 模具制造公差，這里取 z? =13? ； ? —— 塑件尺寸公差； cpS —— 塑料的平均收縮率； 成型零件的尺寸對(duì)應(yīng)凹模零件圖，大型芯零件圖，以及小型芯零件圖。 25 模架的選用 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 ）～（ 1250mm2020mm ）。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 非 標(biāo)準(zhǔn)模架。 型腔側(cè)壁以及底板厚度尺寸 在注塑成型過程中，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。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，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(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。 具體計(jì)算如下； 1）定模一側(cè)尺寸計(jì)算 從剛度的觀點(diǎn)出發(fā)，型腔最小壁厚為： ? ?34L= Rr 式中： L—— 自由膨脹與約束膨脹的分界點(diǎn)高度，為 16mm； r—— 型腔內(nèi)徑，為 ； R—— 型腔外徑； 算得 R=，故側(cè)壁厚度 cS ? 。 從強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，型腔最小壁厚為： ? ?2 2 22 2 23 p L R rS R r? ? ????? ? ?????? 式中： ??? —— 凹模側(cè)壁的允許最大抗彎應(yīng)力，取 160Mpa； p—— 型腔內(nèi)熔體壓力，一般取 25～ 45 Mpa； L—— 型腔側(cè)壁尺寸，為 16mm； S—— 底板厚度，為 24mm； 26 ? —— 泊松比，為 ； 算得 R? ,故 cS? 。 綜合以上得 cS? 17mm。 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 11mm 可滿足要求，為了安全，取底板厚度為 15mm。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 35 mm。 2） 推 桿 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 75mm 左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約 75mm左右，所以當(dāng)推出距離為 25 mm 時(shí)就能使塑件和型芯分離。 完成了以上的工作，確定模 架的長(zhǎng) 寬 具 體 尺寸為 325 255 mm。各模板的確定如下： A板的尺寸 本模具中 A板 既為定模型腔固定板又為上模座，因?yàn)樗芗?上型芯固定在 A 板上，而且斜導(dǎo)柱固定部分也在 A板上，根據(jù)下面斜導(dǎo)柱計(jì)算的公式可知， A板的 厚度 可取為 40mm。 墊塊尺寸 如果 墊 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，需要滿足 下面 關(guān)系 式 ： H－ h1－ h2－ h3－ h＞ 0 式中 H—— 墊 板高度； h1—— 擋銷高度 ，一般取 (3~5)mm，這里取擋銷的高度為 4mm； h2—— 推板厚度； 27 h3—— 推桿固定板厚度； h—— 推出距離； H4+15+20+30=69mm 取墊板的高度大于 69mm 即可，這里取墊板的厚度為 73mm。 完成了以上的工作，確定 該模具可用板面 尺寸為 255 325mm， 其中 A板厚度 40 mm，墊 板厚度 73mm 的模架， 為了保證凸、凹模不碰傷， 動(dòng) 板和 定 板之間取 1 mm 間隙 。 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對(duì)合精度。 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。 這里用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向開合模，用 復(fù)位桿來導(dǎo)向 脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 。 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。配合 長(zhǎng)度通常取配合直徑的~2 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)?；蚨＃O(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。 為了保證模具的平穩(wěn)性及協(xié)調(diào)性，順利滑動(dòng)，采用 4 對(duì)導(dǎo)柱導(dǎo)套對(duì)稱布置。材料為 T8A。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有遵循以下原則： 1)塑件滯留于動(dòng)模，以便于借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 2)防止塑件變形和損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的黏附力的大小及其所在部位 ，有針對(duì)性地選擇適當(dāng)?shù)拿撃Ｑb置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。 28 3)力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)候，應(yīng)盡量設(shè)在對(duì)塑件外觀影響不大的位置。在采用推桿脫模尤其要注意這個(gè)問題。 4)結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 脫模機(jī)構(gòu)分類有多種方法，但主要以脫模裝置結(jié)構(gòu)特征分類較實(shí)用和直觀，參考同類型零件的脫模機(jī)構(gòu)，本塑件產(chǎn)品的脫模機(jī)構(gòu)采用推件板脫模機(jī)構(gòu)。 脫模力的計(jì)算 本產(chǎn)品為薄壁殼類零件，故查參考文獻(xiàn) [4] 中公式 356可知脫模力為 ： 22132 c os ( t a n )10( 1 )2 3. 14 1. 95 10 0. 00 5 2. 5 25 0. 99 9 ( 0. 21 0. 06 1 ) 0( 1 0. 38 ) 1. 00 391 9. 35E t L fQBuKN? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ???? （ ） 式中 E —— 塑料的拉伸模量（ MPa），查參考文獻(xiàn) [4] 表 329可知 10E MPa?? ； ? —— 塑件成型平均收縮率， ?? ； L —— 塑件包容型芯的長(zhǎng)度（ mm）； t —— 塑件的壁厚（ mm）； ? —— 脫模斜度， 1 6? ?? ， 2 33039。? ?? ； f —— 塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)， ? ； u —— 塑料泊松比， u =； 1K —— 1 1 si n c os 1. 00 3Kf ??? ? ? B —— 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（ 2cm ）。 由上面的分析可知，定模上型芯的脫模力為 1 ? ，動(dòng)模上的型芯的脫模力為2 ? 。動(dòng)定模的脫模力相差不大，但由于該塑件有二個(gè)側(cè)抽芯，因此在開模時(shí)，塑件一定會(huì)留在動(dòng)模上。塑件所需要的最小脫模力為 2 ? 。 29 推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推件板推出機(jī)構(gòu)適用于大型塑件，薄壁容器及各種罩殼類塑件的脫模，與推桿，推管推出機(jī)構(gòu)相比，推件板推出機(jī)構(gòu)推出受力均勻，力量大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，塑件不易變形，表面無頂痕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另外不需要設(shè)復(fù)位機(jī)構(gòu)。在和模過程中，待分型面一接觸，推件板 即可在和模力的作用下回到初始位置。 推件板多用 45 鋼制造，表面淬火處理，表面粗糙度在 以下。 1)推板厚度的確定 推板厚度按強(qiáng)度計(jì)算可按參考文獻(xiàn) [2] 中的公式 88 如下： 1 / 3 1 / 339 1 9 . 3 5( ) ( 1 2 . 0 5 ) 1 3 . 3[ ] 5 8Ft K m m?? ? ? （ ） 式中 3K —— 系數(shù)，按參考文獻(xiàn) [2] 中的表 84可知 3 ? ； []? —— 推件板材料的許用應(yīng)力，材料為 50 號(hào)鋼 [ ] 58MPa? ? ； F —— 脫模力（ N）， 由 可知 F=368N 根據(jù)計(jì)算以及所選模架確定 模具推板的厚度為 20 mm。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可動(dòng)的，稱為活動(dòng)型芯，在塑 件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出然后再從模中取出塑件。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)傳動(dòng)零件的不同，由可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件的特點(diǎn)，本模具采用斜滑塊驅(qū)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，通常斜滑塊由錐行模套鎖緊，能承受較大的側(cè)向力。 斜滑塊和套模都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一邊，以便用頂出力同時(shí)達(dá)到推出塑件和側(cè)向分型抽芯的目的。為了防止塑件對(duì)定模 型芯的包緊力大于塑件對(duì)動(dòng)模型芯的包緊力以及損傷，主型芯設(shè)于動(dòng)模，這樣有利于塑件順利推出。滑塊推出一般不超過導(dǎo)滑槽的 2/3，否則會(huì)影響復(fù)位。主型芯設(shè)于動(dòng)模邊有利于塑件脫出導(dǎo)向，并防止損失的作用。 為了確保凹模斜滑塊閉合鎖緊，注射成型時(shí)不至于溢料，模具閉合后斜滑底部與模套 30 之間應(yīng)該有 間隙，同時(shí)斜滑塊還應(yīng)該高出模套 。斜銷固定段與模板的配合為6/m7H ，與滑塊呈松動(dòng)配合，通常為 11/a11H ，有時(shí)需要保持 ~1mm 的間隙。 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1)抽芯距的計(jì)算 抽芯距是指將側(cè)型芯抽至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度加上 2~3mm 的安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn) [5] 中的公式 429 可知： ( 2 ~ 3 )S h m m?? 式中 S—— 抽芯距（ mm）； h —— 塑件側(cè)孔深度或側(cè)凸臺(tái)高度（ mm）。 該塑件有兩個(gè)小的大小相同的對(duì)稱 的斜側(cè)孔以及一個(gè)較大的斜側(cè)孔，其深度分別為：1h =， 2h =50mm。根據(jù)本塑件的特點(diǎn)將一個(gè)小孔與一個(gè)大孔放在一個(gè)滑塊上，另一個(gè)小孔放在另一個(gè)滑塊上。這里的抽芯距只要計(jì)算兩個(gè)即可。 S=h+(2~3)mm （ ） =12+ = 2)抽芯力的計(jì)算 注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收 縮，對(duì)型芯會(huì)產(chǎn)生一定的包緊力，要抽出側(cè)型芯就要克服此包緊力所引起的摩擦阻力。一般情況下，抽芯力可按下式估算： si n c oscbF F F???? bF AP? ， bF F f APf?? （ ） 式中 cF —— 抽芯力（ N）； bF —— 塑件對(duì)型芯的包緊力（ N）； F —— 抽芯時(shí)的摩擦力（ N）； A —— 塑 件 包 容 型 芯 的 面 積 ， 221 3. 14 2. 5 / 4 4. 9A mm? ? ?，222 3. 14 8 / 4 50 .2 4A mm? ? ?； P —— 塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力（ Pa），一般模內(nèi)冷卻的塑件 31 7( 0. 8 ~ 1. 2) 10P Pa??，這里取 10P Pa?? ； f —— 塑件與綱的摩擦系數(shù)； ? ——