【導(dǎo)讀】塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)與生活也越來越重要。柱實(shí)現(xiàn)塑件的側(cè)孔成型；脫模機(jī)構(gòu)采用頂桿推出。同時(shí)通過合理地選擇注射機(jī)并對(duì)注塑。壓力、最大注塑量、鎖模力、開模行程等相關(guān)方面進(jìn)行校核，進(jìn)一步保證設(shè)計(jì)的合理型，并設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和闡述模具裝配等方面?？煽可a(chǎn)成本低。為脫模板中心允許的最大變形量

　　

【正文】 四壁拼合式等結(jié)構(gòu)形式。如圖 所示。 a) 整體嵌入式凹模 b) 底部鑲拼式凹模 圖 組合式凹模結(jié)構(gòu) 整體嵌入式凹模如圖 )所示，在多型腔成型小型塑件時(shí)，整體嵌入式凹模的單個(gè)型腔采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法制成，然后擠入模板之中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，可以保證各個(gè)型腔的形狀尺寸一致。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 底部鑲拼式結(jié)構(gòu)可以保證機(jī)械加工、研磨、拋光、熱處理的方便。四壁拼合式凹模結(jié)構(gòu)適用于大型和形狀復(fù)雜的塑件。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，從簡化凹模的加工工藝，減少熱處理變形和節(jié)約貴重金屬模具鋼出發(fā)，將采用 組合式凹模結(jié)構(gòu)。經(jīng)過分析塑料端蓋的結(jié)構(gòu)和模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)的型腔數(shù)目為一模 兩 腔，對(duì)比組合結(jié)構(gòu)不同形式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型塑件內(nèi)表面的零件成凸?；蛐托?。主要有主型芯、小型芯、側(cè)型芯、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等，對(duì)于結(jié)構(gòu)簡單的容器、殼體、蓋類塑件，成型主要內(nèi)表面的零件稱凸?；蛑餍托?，成型其他小孔、側(cè)凹的型芯稱為小型芯或側(cè)型芯。 a. 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按結(jié)構(gòu)主型芯可以分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼材較多，主要用于工藝試 驗(yàn)或小型模具上形狀簡單的型芯。組合式結(jié)構(gòu)對(duì)于形狀復(fù)雜的型芯，可以使模具的加工過程更加方便。其主要是將型芯單獨(dú)加工完成之后再鑲拼入模板中。 本次設(shè)計(jì)選用 整體 式結(jié)構(gòu) ，其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件質(zhì)量好。 b. 小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小型芯用于成型塑件上的小孔或凹槽，小型芯單獨(dú)制造后再嵌入模板中，小型芯的固定方法通常有：臺(tái)肩固定式、圓柱墊固定、螺塞固定、鉚接固定等。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 在設(shè)計(jì)模具過程中，應(yīng)該根據(jù)影響塑件尺寸精度的因素對(duì)塑件的成型零件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。這些因素一般包括塑件材料、幾何形狀、精度等級(jí)等。 影響塑件尺寸精度的因素 a. 模具成型零件尺寸精度的因素 模具成型零件的加工精度直接影響塑件的尺寸精度。實(shí)踐表明，因模具成型零件的加工而造成的誤差約占塑料塑件成型誤差的三分之一。通常模具的制造精度等級(jí)為 3～ 4 級(jí)即可。 b. 模具成型零件的磨損量 模具在使用過程中，由于料流的流動(dòng)，塑料塑件的脫模，都會(huì)使模具成型零件受到磨損。模具成型零件的不均勻磨損、銹蝕、使其表明光潔度降低，而從新研磨拋光也會(huì)造成模具成型零件的磨損，其中以塑料塑件的脫模對(duì)模具成型零件的磨損最大。因此通常認(rèn)為凡與脫模方向垂直的面不 考慮磨損，與脫模方向平行的面才加以考慮。磨損量隨著生產(chǎn)批量的增加而增大。計(jì)算模具成型零件工作尺寸時(shí)，對(duì)于模具生產(chǎn)批量較小的模具取小值，甚至可以不考慮其磨損量。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 c. 利用注射模成型塑料塑件時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生毛邊。由于分型面上有渣滓，或者鎖模力不夠大，或者模具零件加工精度不高，使模具零件不能緊密貼合也會(huì)形成毛邊。 d. 成型工藝條件的控制及操作技術(shù)對(duì)塑料塑件尺寸精度的影響成型工藝條件包括料筒溫度、注射壓力、保壓時(shí)間、模具溫度、每次注射量、注射速度、冷卻時(shí)間、成型周期、原料的預(yù)熱及干燥等，對(duì)其進(jìn)行正確的控制和管理 ，有利于獲得穩(wěn)定的尺寸，質(zhì)量優(yōu)異的塑料塑件，并對(duì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值也有大的影響。各種工藝條件是互相關(guān)聯(lián)的，僅對(duì)一個(gè)工藝因素進(jìn)行正確地控制，并不容易提高塑件的質(zhì)量，必須進(jìn)行全面地正確的控制。 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 在設(shè)計(jì)模具過程中，應(yīng)該根據(jù)影響塑件尺寸精度的因素對(duì)塑件的成型零件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。這些因素一般包括塑件材料、幾何形狀、精度等級(jí)等。 計(jì)算成型零部件尺寸使用到的公式 [3]： 收縮率波動(dòng)誤差： ? ? ss LSS ??? m i nm a x? () 塑件的成型誤差： ajscz ?????? ????? () 成型零件實(shí)際尺寸： ? ?SLL sm ?? 1 () 塑料的平均收縮率： 2/)( m inm a x SSS ?? () 式中 sL ——塑件基本尺寸； z? ——制造誤差； c? ——磨損誤差； j? ——間隙誤差 ； a? ——裝配誤差。 塑料收縮率波動(dòng)誤差 s? 應(yīng)該小于塑件公差 ? /3。模具成型零件制造誤差一般取塑件公差的 1/3~1/4，或取 IT7~IT8 級(jí)作為制造公差。成型零件磨損誤差 c? 主要原因是脫模磨損，磨損使得型腔尺寸加 大，型芯尺寸減小，一般與脫模方向垂直的表面不考慮磨損，平行方向才考慮磨損。 對(duì)于小型塑件，如塑料端蓋，其主要的誤差來源是收縮率波動(dòng)誤差、模具制造誤差和磨損誤差，其他誤差在計(jì)算成型尺寸時(shí)一般可以忽略。在計(jì)算成型零件尺寸過程中，無論是塑件尺寸或成型零件尺寸標(biāo)注都是按照規(guī)定的方法標(biāo)注的。凡是孔都是按照基孔制公差下限為零，公差等于上偏差 ( ??0sL )；凡是軸都是按照基軸制公差上限為零，公差等于下偏差 ( 0??sL )[5]。 一般取 ??s? /3，在計(jì)算過程中，只要使成型零件的累積誤差 ? 小于塑件公差 ? ，即 ??? ，則設(shè)計(jì)合格 [1]。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 a. 型腔尺寸的計(jì)算 塑件的公差等級(jí)為 MT6 級(jí)，查塑件公差值表 (GB/T 14486—1993)，可得塑件尺寸的公差值 ? 。 模具型腔的基本尺寸 mL 是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為2/zmL ?? 。型腔的平均磨損為 2/z? ，考慮到平均收縮率，則型腔基本尺寸公式[3]： SLLL ssczm ?????? ????????? ????? 2222 ?? 略去較小的 2/? 與 S ， c? 取 6/? ， z? 取 3/? 。則有： ZZ sm LSL ?? ?? ???? 00 ])1[()( () 已知塑件尺寸： 0 99)( ?? ?ZsL ?； 0 59)( ?? ?ZsL ?； 0 53)( ?? ?ZsL ?。 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算 .查有關(guān)手冊(cè)得 PA1010 的收縮率為 ％～ ％ ,故平均收縮率為 )( m inm a x ??? SSS ％ 。 型腔尺寸： ZZ sm LSL ?? ?? ???? 0000 ])1[()( 1 4 4 0 0]%)[( ?? ?????? ZZ sm LSL ?? ?? ???? 0101 ])1[()( = 1 ]%)[( ?? ????? ZZ sm LSL ?? ?? ???? 0202 ])1[()( = 1 ]%)[( ?? ????? b. 型芯尺寸的計(jì)算 已知塑件基本尺寸： 59)( ?? ?Zsl ? ； 45)( ?? ?Zsl ? ； 4)( ?? ?Zsl ? ； )( ?? ?Zsl ? 。 型芯尺寸： 0000 ])1[()( ZZ sm lSl ?? ?? ???? = 0 0 1 ]%)[( ?? ????? 0101 ])1[()( ZZ sm lSl ?? ?? ???? = 0 0 0 ]%)[( ?? ????? 0202 ])1[()( ZZ sm lSl ?? ?? ???? = 0 ]%)[( ?? ????? 0303 ])1[()( ZZ sm lSl ?? ?? ???? = 0 ]%)[( ?? ????? c. 型腔深度的計(jì)算 已知塑件基本尺寸： 0 )( ?? ?ZsH ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 根據(jù)公式： ZZ sm HSH ?? ?? ???? 0000 ])1[()( （ ） = ]%)[( ?? ????? d. 型芯高度尺寸計(jì)算 已知塑件基本尺寸： 3)( ?? ?Zsh ? 根據(jù)公式： 0000 ])1[()(ZZ sm hSh ?? ?? ???? （ ） = 0 ]%)[( ?? ????? 6 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 20 6 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 注射模架的選取 模架是設(shè)計(jì)和制造注射模的基礎(chǔ)部件，在設(shè)計(jì)注射模時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架，可以有效地提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。 中小型模架標(biāo)準(zhǔn) (GB/T 12555—2021)中規(guī)定了模架的結(jié)構(gòu)形式，還規(guī)定了中小型模架的周界尺寸范圍 ≤560 mm900 mm。 由本設(shè)計(jì)的情況可知，本設(shè)計(jì)是一模兩腔，推桿推出，斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯，單分型面，設(shè)計(jì)選用的注射機(jī)為臥式注射機(jī)。所以選擇模架 CI2735。 墊塊的設(shè)計(jì) 用于支撐動(dòng)模成型部分，并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的零件稱為墊塊，又稱支承塊 。墊塊的設(shè)計(jì)通常采用的結(jié)構(gòu)式與動(dòng)模座板設(shè)計(jì)為一體。在設(shè)計(jì)中，不采用整體結(jié)構(gòu)，墊塊和動(dòng)模座板分開設(shè)計(jì)，采用材料為 45鋼，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) —84。具體尺寸參見零件圖。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定?；蛟谏稀⑾履：夏r(shí)，正確的定位和導(dǎo)向的零件。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，一般情況下常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) a. 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 如圖 所示，本設(shè)計(jì)采用 的是帶頭 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱除臺(tái)肩外，長度部分基本尺寸一致，只是各部分公差不同。 圖 導(dǎo)柱 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 b. 導(dǎo)柱的技術(shù)要求 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度 L 應(yīng)比凸模端面高度高 8~12mm；導(dǎo)柱的前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，這樣有利于導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 導(dǎo)柱的材料應(yīng)該具有這樣的特性：表面硬而耐磨，內(nèi)芯堅(jiān)韌不易折斷。一般導(dǎo)柱的材料有 20 鋼（表面經(jīng)滲碳淬火處理）， T T10 鋼（經(jīng)淬火處理），硬度達(dá)到 50~55HRC。導(dǎo)柱固定端的表面粗糙度為 mRa ?? ，導(dǎo)向部分的表面粗糙度為 mR a ?~? 。 導(dǎo) 柱的數(shù)量一般為 4 根，其布置形式應(yīng)合理分布在分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠距離，保證模具強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)過程中，保證導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的 1~ 倍。 配合精度要求：導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 H7/m6 或 H7/k6 過渡配合，導(dǎo)向部分采用 H7/f7 或 H8/f7 的間隙配合。 導(dǎo)套設(shè)計(jì) a. 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式有直導(dǎo)套（ I 型導(dǎo)套），其結(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（ II 型導(dǎo)套），結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，此種導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固 定孔同時(shí)加工。導(dǎo)套設(shè)計(jì)符合 GB —84。導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)見圖 。 圖 導(dǎo)套 b. 導(dǎo)套的技術(shù)要求 導(dǎo)套的前端應(yīng)該倒圓角，以方便導(dǎo)柱順利進(jìn)入；導(dǎo)向孔應(yīng)該為通孔，以便排出孔內(nèi)空氣。 導(dǎo)套的材料可與導(dǎo)柱相同， 20 鋼或 T8A，選用 T8A 熱處理硬度 HRC50~55。關(guān)鍵是性能是耐磨，導(dǎo)套的硬度應(yīng)該略低于導(dǎo)柱，可以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 配合精度要求：帶套導(dǎo)套用 H7/m6 或 H7/k6 過渡配合鑲?cè)肽０逯?，?dǎo)套固定部分的粗糙度為 mRa ?? 。導(dǎo)向部分粗糙度為 mR a ?~? 。 7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的形狀及技術(shù)要求 斜導(dǎo)柱的形狀如圖 所示 (SJ/T —1994)： (a) (b) 圖 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱的材料通常為 T T10 等碳素工具鋼，亦可以采用 20 鋼滲碳處理 (SJ/T —1994)。其熱處理要求一般桿部硬度 HRC56~60，大頭部分 HRC 545? ，表面粗糙度 mRa ?? 。 本次設(shè)計(jì)中采用圖 （ b)的斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，斜導(dǎo)柱的工作部分與斜導(dǎo)孔配合為 H11/b11，固定端與模板配合為 H7/m6，材料為 T8A，硬度 56HRC? 。 斜導(dǎo)柱的傾斜角 在斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中，傾斜角 ? 是決定斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要的參數(shù)，傾斜角的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接重要影響。斜導(dǎo)柱的傾斜角一般來說有三種較為常見的情況：抽芯方向與開合模方向垂直；抽芯方向向動(dòng)模一側(cè)傾斜；抽芯方向向定模一側(cè)傾斜。 選取什么樣的斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)主要看塑件側(cè)孔的方向，從分