【正文】 下凹模具型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計(jì)算 (1) 下凹模型腔側(cè)壁厚度的計(jì)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(jì)算公式： 43 1 1 .7 7[]c cpht m mE ??? （ 67） 式中 c— 與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)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 []? =； 考。強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。 理論分析和實(shí)踐證明，模具對(duì)強(qiáng)度以及剛度的要求并非要同時(shí)兼顧。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。 于是 得計(jì)算公式 ： ? ?1MsC S C?? （ 66） 標(biāo)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(jì)算得： 第 28 頁(yè) 共 46 頁(yè) ? ?? ?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(jì)算 模具零件名稱 塑件尺寸 計(jì)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(dòng)模鑲塊 ? ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? ? 第 29 頁(yè) 共 46 頁(yè) ? ? ? ? ? ? ? ? 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(jì)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(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 中心距尺寸的計(jì)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(shí)磨損的結(jié)果不會(huì)使中心距發(fā)生變化，在計(jì)算中中心距尺寸時(shí)不必考慮模損量。在計(jì)算中，為了使設(shè)計(jì)方便、快捷，以便在繪圖時(shí)及時(shí)得到參考數(shù)據(jù)，因此要把塑件上所給的尺寸逐個(gè)進(jìn)行分析計(jì)算，并且對(duì)進(jìn)行計(jì)算的尺寸進(jìn)行分類，保證在計(jì)算時(shí)運(yùn)用的公式?jīng)]有錯(cuò)誤。 (2)型芯高度 在型芯高度尺寸計(jì)算中，由于型芯的端面磨損很小，所以可不考慮磨損，設(shè)計(jì)中x=1/2， 由此可得： ? ? ? ? 00MS 11 + S h + 2z zh ? ?? ????????? （ 65） 由此可計(jì)算模具型芯的高度，在計(jì)算中采用平均尺寸法。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(yè) 共 46 頁(yè) 芯的基本尺寸 lm 是最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差，經(jīng)過與上面的型腔徑向尺寸相類似的計(jì)算公式： ? ? ? ? 00MS 1 + S l + 0 .5z zl ? ?? ??????? （ 63） 由此可計(jì)算模 具型腔的深度，在計(jì)算中采用平均尺寸法?？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(jì)算模具型腔的徑向尺寸，在計(jì)算中采用平均尺寸法。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。在以下計(jì)算中均采用平均計(jì)算方法。對(duì)塑件圖上沒有公差要求的自由尺寸，采用標(biāo)準(zhǔn)中的 8 級(jí)精度。 在設(shè)計(jì)中采用 以平均收縮率、平均磨損量和平均制造公差為基準(zhǔn)的計(jì)算方法。 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。 前一種方法簡(jiǎn)便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證第 26 頁(yè) 共 46 頁(yè) 尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法。 6 成型零件工作尺寸的計(jì)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(tái)到型腔側(cè)表面的距離等）。本設(shè)計(jì)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(hào)為 28，即模板 A 為 32mm，模板 B 為 32mm，墊塊 C 為 63mm，有肩導(dǎo)柱、正裝、導(dǎo)柱公稱直徑 ? 16mm。前者適用于模板尺寸為BL≤560mm900mm；后者的模板尺寸 BL 為（ 630mm630mm）～（ 1250mm20xxmm）。凸模 也采用 整體式加局部鑲嵌式結(jié)構(gòu) ，先把動(dòng)模固定板加工出來(lái)，在動(dòng)模固定板上加工出兩個(gè)與凹模型腔對(duì)應(yīng)型 腔，然后把加工好的型芯配合鑲嵌入凸模，最后鑲嵌進(jìn)動(dòng)模鑲塊，在設(shè)計(jì)中為了保證塑件尺寸精度，務(wù)必在裝配時(shí)保護(hù)零件工作部分的加工精度，同時(shí)位置精度也要有明確的控制。根據(jù)分流道和澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道和澆口均設(shè)置在凹模鑲塊上。配合長(zhǎng)度一般為直徑的 ~2 倍，至少大于 15mm。 (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(jì)采用 H8/f7 配合性質(zhì)。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。 (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。 實(shí)際推桿尺寸直徑為 3mm，可見是符合要求的。 (1)推桿尺寸計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。 推桿的截面形狀；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(jì)推桿采用 最常用的圓形 截面形狀。 一般頂出機(jī)構(gòu)的頂出元件有頂桿、頂管、推板、推塊、活動(dòng)鑲塊或凹模等。 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。導(dǎo)套固定的部分 和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為 m。導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣及殘?jiān)鼜U料。在設(shè)計(jì)中導(dǎo)套安放在動(dòng)模固定板上。 (6)導(dǎo)柱型號(hào)選用 設(shè)計(jì)中采用直徑為 16mm 的標(biāo)準(zhǔn)件，其的一些尺寸根據(jù)實(shí)際操作中模具的體形進(jìn)行調(diào)整，因此，在設(shè)計(jì)中將會(huì)對(duì)導(dǎo)柱的具體尺寸進(jìn)行分析和計(jì)算。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)，在設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱放置在動(dòng)模一側(cè)。 (4)數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理布置在模具分型面的四周，在設(shè)計(jì)中采用 4個(gè)導(dǎo)柱均勻分布在模具分型面四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離 通常為導(dǎo)柱直徑的 1～ 倍）。 (3)材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯，因此設(shè)計(jì)中采用 T8 鋼經(jīng)過淬火處理，硬度為 50～ 55HRC。 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求如下： (1)長(zhǎng)度 第 22 頁(yè) 共 46 頁(yè) 導(dǎo) 柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面高出 8～ 12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正而型芯先進(jìn)入型腔。 導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。 導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩 種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 5— 4 所示。 (4)澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； (5)應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ (6)冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 冷卻系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)原則 如下： (1)盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； (2)冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好； (3)盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距 B大約為 ~，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 ~。 第 21 頁(yè) 共 46 頁(yè) 圖 5— 4 循環(huán)式冷卻 冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理的設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來(lái)控制模溫。模具設(shè)置冷卻裝置的目的，一是防止塑件脫模變形；二是縮短成型周期；三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、翹曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。 模具的冷卻系統(tǒng)是控制模具溫度和制品質(zhì)量的重要手段，也是減少成型周期提高生產(chǎn)率的重要措施，它還關(guān)系到模具的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度、能耗 和制造成本等問題。對(duì)于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長(zhǎng)的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。流動(dòng)性差的塑料 如 PC，POM 等，要求模具溫度高，溫度過低會(huì)影響塑料的流 動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 在大都情況下可利于模具分型面或模具零件間的配合間隙排氣，這時(shí)可不另設(shè)排氣槽。 第 20 頁(yè) 共 46 頁(yè) 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： (1)排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； (2)最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； (3)最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； (4)開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； (5)開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； (6)若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí) ， 可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； (7)高速注射薄 壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出 。 為了使這些這些氣體從型腔中及時(shí)排出，可以采用開設(shè)排氣槽等辦法。與其它拉料方式相比較，a)樣式結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，滿足塑件成型要求。例如，當(dāng)制品在取出時(shí)若受到型芯或型芯桿限制時(shí)，凝料將無(wú)法取出。開模后，稍許將制品作側(cè)向移動(dòng)，即可將制品連同凝料一道從拉料桿上取下。拉料桿頭部的側(cè)凹能將主流通凝料鉤住，開模時(shí)、主流通凝料將從定模中拉出。其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1— 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴 稱為冷料穴。 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10~25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。本設(shè)計(jì)中取尺寸 2 m m 2 m m 1 m m ( b l h )? ? ? ?。它是廣泛使用的一種澆口形式。澆口的類 型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定 。常用分流道斷面尺寸推薦如表 5— 1 所示。 分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長(zhǎng)