【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。涉密論文按學校規(guī)定處理。生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布。的《關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。件，具有多品種與多樣式的優(yōu)勢。及其應用水平很快提高。驟，設(shè)計制造工藝的編制，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的計算和模具裝配的規(guī)程。計的有關(guān)計算、模具的方案設(shè)計、總體設(shè)計和及其主要零件設(shè)計。

　　

【正文】 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， 本設(shè)計推桿采用 最常用的圓形 截面形狀。 設(shè)計中每個型腔采用 4個推桿，均勻布置，以便更好的保證塑件的表面質(zhì)量和使塑件順利推出。 (1)推桿尺寸計算 本設(shè)計采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿做出初步的直徑預算并進行強度校核。 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： 2LFd = k ( ) = 2 .5 5 m mnE 脫 （ 52） d— 推桿直徑 ； n— 推桿的數(shù)量， n 取 8； L— 推桿長度 (參考模架尺寸，估取 L=150)； 第 24 頁 共 46 頁 E— 推桿材料的彈性模量，取 E=105 MPa； k— 安全系數(shù)，取 k=； F脫 — 總的脫模力 。 實際推桿尺寸直徑為 3mm，可見是符合要求的。 但為了安全起見，再對其進行強度校核，強度校核公式為： 4 =2 .1 8 m m[]Fd n??? 脫 壓 （ 53） []?壓 — 推桿材料的許用壓應力 , []?壓 =150MPa。 (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， 即固定 在推桿固定板中。 (3)推出機構(gòu)的復位 脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位。本設(shè)計采用彈簧復位機構(gòu)，彈簧復位機構(gòu)是一種最簡單的復位方式。推出時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構(gòu)復位。 (4)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， 本設(shè)計采用 H8/f7 配合性質(zhì)。 配合間隙值以熔料不溢料為標準。配合長度一般為直徑的 ~2 倍，至少大于 15mm。 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在設(shè)計中模具采用雙型腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用率等因素，凹模采用 整體式 結(jié)構(gòu)，同時局部鑲嵌圓形鑲件，以便于凹模的加工，凹模由定模模仁 和定模圓形鑲件組成。根據(jù)分流道和澆口的設(shè)計要求，分流道和澆口均設(shè)置在凹模鑲塊上。 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模只要是與凹模結(jié)合構(gòu)成模具的型座腔，由動模 模仁 、動模圓形鑲件 、動模矩形鑲件和動模異形鑲件組成。凸模 也采用 整體式加局部鑲嵌式結(jié)構(gòu) ，先把動模固定板加工出來，在動模固定板上加工出兩個與凹模型腔對應型 腔，然后把加工好的型芯配合鑲嵌入凸模，最后鑲嵌進動模鑲塊，在設(shè)計中為了保證塑件尺寸精度，務(wù)必在裝配時保護零件工作部分的加工精度，同時位置精度也要有明確的控制。 第 25 頁 共 46 頁 標準模架的選用 圖 5— 6 標準模架的選用 注塑模模架國家標準有兩個，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）～（ 1250mm20xxmm）。 選用標準注射模架時要遵循最小原則，即在滿足各種要求的情況下選用最小的模架。本設(shè)計采用 A218025028Z2 中小型注射模架，基本規(guī)格為 A2 型，模板 BL 為180250，規(guī)格編號為 28，即模板 A 為 32mm，模板 B 為 32mm，墊塊 C 為 63mm，有肩導柱、正裝、導柱公稱直徑 ? 16mm。如圖 5— 6 所示。 6 成型零件工作尺寸的計算 成型零部件中與塑料直接接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸，它包括型腔深度與型芯高度尺寸、型腔和型芯徑向 尺寸、成型零件中心距（如孔間距、型芯間距、孔或凸臺到型腔側(cè)表面的距離等）。 成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計采用平均值法。 型腔和型芯工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算 。 前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種復雜，但能較好的保證第 26 頁 共 46 頁 尺寸精度。本設(shè)計采用平均值法。 由于影響因素較多，累積的誤差較大，因此塑件的尺寸精度往往較低。設(shè)計塑件時，其尺寸精度選擇不僅要塑件的使用和裝配要求，而且要考慮塑件在成型過程中產(chǎn)生的誤差，模具的制造公差和成型零件的磨損，是影響塑件尺寸精度的主要因素，所以 ，應提高模具精度等級和減少磨損。 在設(shè)計中采用 以平均收縮率、平均磨損量和平均制造公差為基準的計算方法。查表可得 增強 PBT 在實際計算中，以上計算是僅考慮塑料收縮率時計算模具成型零件工作尺 寸的公式，由于生產(chǎn)中要考慮諸多因素，所以模具成型零件工作尺寸的計算公式就有不同的形式，設(shè)計中采用常用的按平均收縮率、平均磨損量和模具的平均制造公差為基準的計算方法，有查表可得，增強塑料的平均收縮率為： m a x m inS = 1 0 0 %2SS? ? （ 61） 式中 S — 塑料的平均收縮率； maxS — 塑料的最大收縮率； minS — 塑料的最 小收縮率； 經(jīng)查表可得 增強 PBT 的 maxS =%， minS =%，于是可得： 0 . 8 % 0 . 2 %S 1 0 0 % 0 . 5 %2?? ? ? 在以下的計算中，塑料的收縮率均為平均收縮率。對塑件圖上沒有公差要求的自由尺寸，采用標準中的 8 級精度。塑件外型最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值，與之對應的模具型腔最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，塑件內(nèi)形最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，與之相對應的模具型芯最大尺寸為基本尺寸，偏差為負 值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。在以下計算中均采用平均計算方法。 型腔和型芯的徑向尺寸的計算 (1)型腔徑向尺寸計算 綜上所述，塑件的基本尺寸 SL 是最大尺寸，其公差Δ為負偏差，如果塑件上原有的公差與此不相符，則按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負偏差，因此，塑件的平均徑向尺寸為 SL Δ/2。模具型腔的基本尺寸 lm 是最小尺寸，公差值為正偏差，型腔的平均尺寸則為 lm+δ /2。型腔的平均磨損量為δ /2，在設(shè)計中，δ c取Δ /6，δ z 取Δ /3， x=1/2?？紤]平均收縮率后，則可列的如下等式： ? ? ? ?z+ +zM S 00L 1 + S L 0 .5 ? ???? ? ??? （ 62） 由此可計算模具型腔的徑向尺寸，在計算中采用平均尺寸法。 (2)型芯徑向尺寸計算 采用平均尺寸法。塑件孔的徑向基本尺寸 ls 是最小尺寸，其公差Δ為正偏差，型第 27 頁 共 46 頁 芯的基本尺寸 lm 是最大尺寸，制造公差為負偏差，經(jīng)過與上面的型腔徑向尺寸相類似的計算公式： ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? （ 63） 由此可計算模 具型腔的深度，在計算中采用平均尺寸法。 ６ . 型腔深度和型芯高度的計算 (1)型腔深度 在型腔深度尺寸計算中，由于型腔的底面磨損很小，所以可不考慮磨損，設(shè)計中x=1/2， 由此可得： ? ? ? ?MS0 011 + S H 2 zzH ?? ?? ??? ? ????? （ 64） 由此可計算模具型腔的深度，在計算中采用平均尺寸法。 (2)型芯高度 在型芯高度尺寸計算中，由于型芯的端面磨損很小，所以可不考慮磨損，設(shè)計中x=1/2， 由此可得： ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? （ 65） 由此可計算模具型芯的高度，在計算中采用平均尺寸法。 根據(jù)以上計算公式可根據(jù)塑件尺寸計算得模具主要零件的尺寸。在計算中，為了使設(shè)計方便、快捷，以便在繪圖時及時得到參考數(shù)據(jù)，因此要把塑件上所給的尺寸逐個進行分析計算，并且對進行計算的尺寸進行分類，保證在計算時運用的公式?jīng)]有錯誤。計算如下表 6— 1所示。 中心距尺寸的計算 由于模具上中心距和塑件中心距公差都是雙向等值公差，同時磨損的結(jié)果不會使中心距發(fā)生變化，在計算中中心距尺寸時不必考慮模損量。因此，塑件中心距的基本尺寸sC 和模具上成型零件中心距基本尺寸 MC 均為平均值尺寸。 于是 得計算公式 ： ? ?1MsC S C?? （ 66） 標注制造公差后得： ? ? ? ?/ 2 1 / 2M z s zC S C??? ? ? ? 塑件型孔之間的中心距為 13 ? mm，于是可計算得： 第 28 頁 共 46 頁 ? ?? ?5 / 2 1 / 21 0 . 0 0 5 1 3 0 . 3 6 / 2 1 3 . 0 7 0 . 1 8M z s zC S Cmm??? ? ? ?? ? ? ? ?　　　　　 表 6— 1 型腔和型芯工作尺寸的計算 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 定模鑲塊 ? ? ? ? ?z+ +zM S 00L 1 + S L 0 .5 ? ???? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?MS0 011 + S H 2 zzH ?? ?? ??? ? ????? ? ? ? 動模鑲塊 ? ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? ? 第 29 頁 共 46 頁 ? ? ? ? ? ? ? ? 鑲件 1 ?? ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? ? ? ? 鑲件 2 ? ? ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? ? ? ? 鑲件 3 ? ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? ? ? ? 模具壁厚及其它參數(shù)計算 在注塑成型過 程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過型腔材料本身的許用應力 []? 時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。 理論分析和實踐證明，模具對強度以及剛度的要求并非要同時兼顧。對大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應按剛 度條件計算；對小尺寸型腔，強度不足是主要問題，應按強度條件計算。強度計算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應力。剛度計算的條件則第 30 頁 共 46 頁 由于模具特殊性，可以從防止卸料，保證塑件精度，有利于脫模三個方面加以考慮。 下凹模具型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計算 (1) 下凹模型腔側(cè)壁厚度的計算 下凹模鑲塊型腔為整體式矩形型腔，根據(jù)組合式矩形側(cè)壁厚度的計算公式： 43 1 1 .7 7[]c cpht m mE ??? （ 67） 式中 c— 與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比 1h/L 有關(guān)的系數(shù)；查表 c=1； p — 型腔壓力， p 取 30MPa； h — 型腔深度， h =25； E— 模具材料的彈性模量 （ MPa） ， E 取 105； []? — 剛度條件，即允許變形量 （ mm） ，取 []? =；