【正文】 ? ? ???? 10~521m HHS +54+10=? 300mm，所以開(kāi)模行程符合要求。塑件的平均壁厚 t? 2mm，所以冷卻水孔的直徑取 8～ 10mm，考慮到模板的厚度及強(qiáng)度，取 D=8mm，由于模具的工作部分基本上在動(dòng)模板內(nèi)，所以只要在動(dòng)模板上開(kāi)設(shè)冷卻水孔，其在模具中的分布如圖 38 所示： 圖 38 冷卻水孔在模具中的分布 具體在模具中的結(jié)構(gòu)如圖 39 所示： 圖 39 冷卻水孔在模具中的結(jié)構(gòu) 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 ① 模具厚度的校核 m a xmm in HHH ?? 式中 mH —— 所設(shè)計(jì)模具在閉合狀態(tài)下的厚度（ mm），為 280mm； minH —— 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度（ mm），為 200mm； maxH —— 注塑機(jī)所允許的最大模具厚度（ mm），為 300mm。模具加熱方法有蒸汽加熱、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強(qiáng)力冷卻或空氣冷卻等方法，而大部分采用常溫水冷卻法。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用主要有定位、導(dǎo)向及承受一定的側(cè)向壓力。 模座在注射成型過(guò)程中起著傳遞合模力并承受成型力，為保證模座具有足夠的剛強(qiáng)度，模座也應(yīng)具有一定的厚度，一般對(duì)于小型模具，其厚度最好不小于 13mm，這里取 20mm。 墊塊的高度應(yīng)符合注射機(jī)的安裝要求和模具的結(jié)構(gòu)要求。 支承板與固定板之間通常采用螺栓來(lái)連接，當(dāng)兩者需要定位時(shí)，可加插定位銷。定模板上安裝的工作零件主要是凸 模，凸模的工作部分幾乎伸進(jìn)了在動(dòng)模板中的型腔中，因此定模板的厚度直接用標(biāo)準(zhǔn)值取 20mm，但由于它和定模座板起固定齒條的作用，因此其輪廓尺寸與定模座板一樣大，為 250mm 250mm。 支承零部件的設(shè)計(jì) 模具的支承零部件主要指用來(lái)安裝固定或支承成型零件及其他結(jié)構(gòu)零件的零部件。 模架的精度將直接決定著模具的精度和質(zhì)量，一般對(duì)于模架生產(chǎn)要保證的工藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度，板件 平面與側(cè)面的垂直度、導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板配合的松緊程度。 圖 31 常見(jiàn)的注射模架 我國(guó)塑料注射模架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即《塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件》（ GB/T ）和《塑料注射模大型模架》（ GB/T ）。 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 注塑模的標(biāo)準(zhǔn)模架 模架是注射模的骨架和基體，通過(guò)它將模具的各個(gè)部分有機(jī)地聯(lián)系成為一個(gè)整體，如圖 31 所示。本次設(shè)計(jì)中軸只承受扭矩，因此其強(qiáng) 度條件為： ? =TWT ? ??? MPa 式中： ? 為軸的扭切應(yīng)力， MPa； T為轉(zhuǎn)矩， N則齒條上的最少齒數(shù)為 20=10 個(gè)，則有輪齒部分的長(zhǎng)度為 l=nP? =10 =。（若取 m=2mm，則齒條的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，將導(dǎo)致模具的閉合高度過(guò)大，不利于制造及安裝在注塑機(jī)上。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩： T1 ? （ 2 Mmin1 + Mmin2 ） 3=（ 2+） 3= tan 2? =1tan 1? =3 ， 2? =176。取載荷系數(shù) K=，齒寬系數(shù) R? =。對(duì)軸交角為 90186。但由于比制造精度普遍較低。錐齒輪傳動(dòng)分為直齒、斜齒和曲線齒三種類型。 則中心距： a= 2m 21 ）（ ZZ ? = 2 )4020(2 ?? =60mm 小齒 輪分度圓直徑： d1 =mz1 =2 20=40mm d2 =mz2 =2 40=80mm 齒寬 b=? d? d1 = 40=20mm，取 b1 =b2 =20mm 齒頂高 ha =h*a m=1 2mm=2mm 齒根高 hf =（ h*a +c* ） m=（ 1+） 2mm= 分度圓齒厚： s=m? /2=2 ? /2= （ 2）驗(yàn) 算齒面接觸強(qiáng)度 Ft =11d2T = ? = H? =ZE ZH UUKF 1bd2 21t ?? = 24020 )12( 2 ?? ???? =? ?1H? =，安全。取載荷系數(shù) K=，齒寬系數(shù) d? =～ ，取 。 （一） 圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)該力學(xué)模型可得齒根理論彎曲應(yīng)力 bmYKF FatF0 ?? 式中： YFa 為齒形系數(shù)，是僅與齒形有關(guān)而與模數(shù) m 無(wú)關(guān)的系數(shù)，其值可根據(jù)齒數(shù)查表獲得。 mm ② 冷料穴螺紋拉料桿的扭矩： 塑料模具設(shè)計(jì)論文 26 螺紋部位的壁厚 t 與螺紋中徑 d m 之比mdt ? ? ? 2/818? =，所以屬于厚壁螺紋塑件。 mm)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下： Mmin = ???? ?cos fr4 2cpS LES 式中： E —— 塑料的拉伸彈性模量， MPa，查表得知 ABS 塑料的彈性模量為 ～，取 ； Scp —— 塑料的成型收縮率， %，取 %； t —— 塑件上螺紋部分的平均壁厚， mm； r —— 螺紋型芯或型環(huán)的中半徑， mm； L —— 螺紋型芯或型環(huán)的螺紋長(zhǎng)度， mm； f —— 塑料與型腔材料（鋼 材）之間的摩擦系數(shù)，查表 f=～ ，取 ； S —— 螺距， mm； ? —— 螺紋升角，（ ? ）； ? —— 厚壁螺紋塑件無(wú)量綱因子；其取值為： 對(duì)于外螺紋塑件， ? =? ? ? ? ???? 202202 rr/rr 對(duì)于內(nèi)螺紋塑件， ? =? ? ? ? ???? 2222 rR/rR ； R —— 塑件內(nèi)螺紋外半徑， mm； r0 —— 塑件外螺紋的內(nèi)半徑， mm； ? —— 塑料的泊松比； ? —— 螺紋形狀因子，由螺紋類型決定，普通螺紋的形狀因子計(jì)算式為? =h/cos? ； h —— 螺紋型芯或型環(huán)的螺紋工作高度， mm； ? 是螺紋牙尖角之半，（ ? ）。此阻力在開(kāi)模的瞬間最大，所以，計(jì)算的脫模力為初始脫模力。脫模機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖 26 所示，在開(kāi)模過(guò)程中，借助開(kāi)模運(yùn)動(dòng)，由齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪軸、錐齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)，最終帶動(dòng)螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺紋型芯從塑件中脫出及拉出澆注系統(tǒng)系統(tǒng)凝料，完成塑件與澆注系統(tǒng)凝料的同步脫模，脫模機(jī)構(gòu)中螺紋拉料桿的螺紋與螺紋型芯上的螺紋旋向應(yīng)相反，塑件上的螺紋旋向?yàn)橛倚?，這拉料桿上為左旋，螺距成比例（與拉料桿和螺紋型芯的轉(zhuǎn)速 比成反比）。在這里選用螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其條件是：有能保證塑件與螺紋型芯或型環(huán)之間可保持相對(duì)的螺旋運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在注射成型過(guò)程中，塑料的壓力會(huì)使嵌件發(fā)生位移或變形，所以在嵌件設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)論桿形或環(huán)形嵌件，其高度不宜超過(guò)其定位部分直徑的兩倍。 應(yīng)使 max? ???? ，則 s=Rr? ?? ?????????????????????? 11p2rprp1r????EE 所以： s=Rr? 29 13029302955?????????= ②按強(qiáng)度條件計(jì)算壁厚為： s ? ?? ? ???????? ????? 1p2rr ? ?R ， ?? 取 355MPa s=Rr? 29 ???????? ??? 13023 5 5 3 5 5 = 塑料模具設(shè)計(jì)論文 23 為了方便型腔工作零件加工時(shí)裝夾以及減小變形，取 s=10mm。 B 類尺寸 ： 6? 、 9? 、 1? 、 11? 、 4? 、 10? 將塑件上尺寸分類如下： 孔類尺寸 ： SR4 ? 、 SR5? 、 9? 、 8? ? 、 ? 4? 、 1? 、 8? 、6? 、 ? 54? 、 4? （其中橫向尺寸有： SR4 ? 、 SR5? 、8? ? 、 ? 4? 、 ? 54? ，其余為縱向尺寸） 軸類尺寸 ： ? 12? 、 ? 14? 、 ? 18? 、 ? 22? 、 SR（ 4+1） ? 、SR（ 5+1） ? 、 ? 58? 、 11? 、 10? 、 ? 50? （其中橫向尺寸有： ? 12? 、 ? 14? 、 ? 18? 、 ? 22? 、 SR（ 4+1）? 、 SR（ 5+1） ? 、 ? 58? 、 ? 50? ，其余為縱向尺寸） 中心距尺寸 ： 17? 、 25? 、 2? 、 12? 、 20? 、 28? 螺紋尺寸 ：大徑 ? 14? 、中徑 ? ? 、小徑 ? ? 對(duì)以上各尺寸按“入體原則”標(biāo)注，處理后的數(shù)據(jù)如下： 孔類尺寸 ： ? 、 ? 、 ? 、 ? ? 、 ? ? 、 ? 、 ? 、 ? 、 ? ? 、 ? 軸 類尺寸 ： ? ? 、 ? ? 、 ? ? 、 ? ? 、 ? 、? 、 ? ? 、 ? 、 ? 、 ? ? 中心距尺寸 ： 17? 、 25? 、 2? 、 12? 、 20? 、 28? 螺紋尺寸 ：大徑 ? ? 、中徑 ? ? 、小徑 ? ? ① 對(duì)于橫向尺寸 Lm = ? ? z0cp 431 ???????? ??? SLS ② 對(duì)于縱向尺寸 Hm = ? ? z0scp 321 ???????? ??? HS ①對(duì)于橫向尺寸 Lm = ? ? 0cp 431ZSLS ???????? ??? ②對(duì)于縱向尺寸 塑料模具設(shè)計(jì)論文 19 Hm = ? ? 0scpz321???????? ??? HS Cm = ? ?? ? 21 zscp ??? CS 式中 Lm 、 Cm 、 Hm —— 成型零件工作尺寸 (mm)； Scp —— 塑料平均收縮率 (%)， ABS 的平均收縮率為 %； Ls 、 Cs 、 Hs —— 塑件基本尺寸（ mm）； ? —— 塑件公差值（ mm）； z? —— 成型零件制造公差（ mm），其值取 3/~6/ ?? 。 3） 塑件及模具成型零件上中心距類尺寸，其公差為雙向?qū)ΨQ分布。 本次設(shè)計(jì)中的塑件內(nèi)有內(nèi)螺紋，因此采用第一種方案，采用螺紋型芯，成型之后將塑件旋下， 如圖 21 所示： 圖 21 螺紋型芯的三維圖 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體部位的尺寸，其直接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸。 （ 2）采用瓣合模成型，生產(chǎn)效率高，但常帶有飛邊。其基本形式如圖 19 所示： 圖 18 常見(jiàn)的成型零件的固定方式 本次設(shè)計(jì)中，凹模型腔的形式屬于圖 18 中左下角圖的情況，所以采用左下角圖所示的凹模結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)如圖 19 所示。綜合考 慮后，采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。 成型零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。如圖 17 所示： 圖 17 模具的排氣方式 成型零部件的設(shè)計(jì) 模 具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模型腔、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。 在注射成型過(guò)程中，本設(shè)計(jì)中模具的排氣方式：用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。由于本次模具中冷料穴要設(shè)置螺紋拉料桿，因此冷料穴的空間比普通的冷料穴要大的多，其空間尺寸主要根據(jù)螺紋拉料桿的螺紋部分來(lái)設(shè)置，具體結(jié)構(gòu)由螺紋拉料桿確定。 圖 16 分流道和澆口的三維圖 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴也稱冷料井，其作用是捕集熔體前鋒“冷料”，防止相對(duì)過(guò)冷料堵塞澆 口或進(jìn)入模腔后而影響塑件質(zhì)量；當(dāng)開(kāi)模時(shí)利用冷料穴的結(jié)構(gòu)，將主流道凝料拉出。 t=? ?~ ? =? ?~ 2= ~ mm，取 。設(shè)計(jì)時(shí)選擇側(cè)向進(jìn)料還是端面進(jìn)料，要根據(jù)塑件的使用要求而定。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí) 間。通常分流道內(nèi)表面粗糙度常取 Ra m? ，當(dāng)分流道截面尺寸較大時(shí)可采用 Ra m? 。若采用 U 形截面，則 H1 =,斜度 ? =5? ～ 10? ；若采用梯形截面，則 B=，H=，側(cè)面斜度 ? =5? ～ 10? 。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過(guò)程中壓力損失盡可能小，能將塑 料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。定位環(huán)的作用是保證主流道中心與注塑機(jī)噴嘴中心一致，實(shí)現(xiàn)快速裝模、調(diào)模，避免注塑機(jī)噴嘴受損及熔料注射時(shí)產(chǎn)生溢料、漏料等現(xiàn)象。 3） 主流道末端呈圓角過(guò)渡，圓角半徑 r= mm3~1 。 普通 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。 在 IDEAS 中求的單個(gè)塑料制品的體積約為 ，取 11cm3，型腔個(gè)數(shù)為 2，由于該塑件中有螺紋結(jié)構(gòu)，所以成型該塑件的模具應(yīng)具有脫螺紋機(jī)構(gòu)，從而使得冷料穴的空間相對(duì)與其他無(wú)脫螺紋裝置的要大，因此預(yù)估澆注系統(tǒng)凝料及冷料體積為塑件 體積的 50％。 注塑機(jī)的主要參數(shù)應(yīng)包括注射、合模、綜合性能等三個(gè)方面。 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多， 基本 要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。 型腔的布局 多型腔的總體布局可分為平衡式和非平衡式，由于型腔數(shù)目為 2，所以很顯然采用平衡式的布局，如圖 6所示： 塑料模具設(shè)計(jì)論文 7 圖 6 型腔的布局