【正文】 第十二章 模具總體結(jié)構(gòu) 到此基本完成了模具所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其總體結(jié)構(gòu)三維模型如下圖所示： 【圖 12－ 1】模具總體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： 1－動(dòng)模座板 2－墊塊 3－支撐板 4－動(dòng)模板 5－帶頭導(dǎo)套 6－固定銷(xiāo) 7－帶頭導(dǎo)套 8－直導(dǎo)套 9－導(dǎo)柱 10－中間板 11－脫澆道板 12－ 定模座板 13－拉料釘 14－型芯鑲塊 15－斜導(dǎo)柱 16－螺釘 17－斜導(dǎo)柱固定板 18－楔緊塊 19－螺釘 20－側(cè)滑塊 21～ 24－滑塊拉出釘 25－螺釘 26－限位擋塊 27－側(cè)型芯 28－側(cè)型芯固定板 29－型腔鑲塊 30， 31－推桿 32－推桿固定板 33－推板 34－限位銷(xiāo) 35－復(fù)位桿 36－彈簧 37－螺釘 【圖 12－ 2】模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖－主視圖 38－澆口套 39－定位圈 40－螺釘 41－螺釘 42－定位螺釘 43－拉桿 44－彈簧 45－螺釘 46－定距螺釘 47 拉板 48－推桿 49－推桿 50－螺釘 開(kāi)模動(dòng)作： 開(kāi)模時(shí) ,在預(yù)緊彈簧 44 的作用下，模具首先從分型面 I 分型，澆注系統(tǒng)由拉料釘從中間板拉出，留在定模一側(cè)；開(kāi)模進(jìn)行到拉桿 43 的臺(tái)肩與中間板接觸時(shí)，分型面 II 分型，在斜導(dǎo)柱及滑塊拉出釘?shù)淖饔孟?，完成?cè)抽芯動(dòng)作，到一定距離后，推板推動(dòng)推桿，將塑件從動(dòng)模中推出；繼續(xù)開(kāi)模，當(dāng)拉板碰到螺釘 46 時(shí)，拉板 47 通過(guò)拉桿 43 及限位螺釘 42 使脫澆道板 11 與定模座板分離，分型面 III分型，澆注系統(tǒng)隨脫澆道板從澆口套中脫出，模具開(kāi)模完成；合模時(shí)由導(dǎo)柱 9 導(dǎo)向，復(fù)位桿 35 復(fù)位，側(cè)滑塊復(fù)位由楔緊塊 17 楔緊。 d、利用燒結(jié)合金排氣： 采用燒結(jié)合排氣時(shí)，由于燒結(jié)合金的熱傳導(dǎo)率低，不能使其過(guò)熱，否則易產(chǎn)生分解物而堵塞氣孔。 b、利用推桿排氣： 在推桿上設(shè)置排氣槽，由于推桿是運(yùn)動(dòng)零件可達(dá)到自清效果，清理效果較好。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： T= 排氣機(jī)構(gòu) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有的氣體，蒸汽不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、接縫、表面 輪廓不能完全充分滿(mǎn)型腔，同時(shí)還會(huì)因氣體被壓縮而產(chǎn)生焦痕，而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會(huì)降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： cT =， 由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1－ 4，取 cT ＝ 20s。 本設(shè)計(jì)由于采用整體嵌入式型腔，且型腔外形為矩形，故水道布置在模板上，其具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 【圖 11－ 1】冷卻水道 注：冷卻水孔打空后，應(yīng)用堵頭堵住不需要的通道。 b、水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，水孔邊距型腔的距離常用 10~15MM。溫度降低是通入循環(huán)冷卻劑，從而將熱量帶走，模具冷卻劑常用水，此外還有壓縮空氣，冷凍水冷卻，而水冷卻最為普通，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫，水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低。由于各種塑料的性能和成型的性能和型工藝要求不同，模具的溫度也要求不同。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 122 43764 12 412 ( )13 10d c m????? ? ???? ? ??? 故推桿設(shè)計(jì)合理。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到每個(gè)型腔的脫模力為： 52 4 10 05 5 2 10( 1 3 ) ( 1 5 )412 ( )QN? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推桿布置 考慮塑件結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)，在每個(gè)塑件上布置直徑大小不等的 13 根推桿，具體結(jié)構(gòu)如圖所示： 【圖 10－ 1】推桿布置 推桿結(jié)構(gòu)及固定 從上圖可知，該模具推桿截面尺寸 較小，為加強(qiáng)其剛度，除三根Φ 3 推桿外，其它推桿均做成階梯型，并且為方便固定，都為帶臺(tái)肩整體式結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖 10－ 2 所示，推桿的長(zhǎng)度由推桿固定板、墊腳、支撐板及動(dòng)模尺寸決定，其中除有一根Φ 3 推桿推出位置位于塑件曲面上外，其它均在平面上，且大小相同的推桿長(zhǎng)度也一致，其長(zhǎng)度尺寸確定在 PRO/ENGINEER 設(shè)計(jì)軟件中自動(dòng)計(jì)算獲得。脫模力的計(jì)算一般包括兩部分：塑件從模具上脫出時(shí)的摩擦阻力和使封閉殼體脫模時(shí)須克服的真空吸力，即： cbQ Q Q?? 其中： Q—— 總脫模力； Qc—— 摩擦阻力； Qb—— 真空吸力，一般為 A（ MPa）。 脫模機(jī)構(gòu)有關(guān)計(jì)算 塑件在成型時(shí)，由于尺寸上的收縮，所以對(duì)模具的凸出部分有抱緊力。 d、數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數(shù)量不宜過(guò)多。 b、頂桿直徑不宜過(guò)細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度承受頂出力，當(dāng)結(jié)構(gòu)限制頂出面積較小時(shí)，為了避免細(xì)長(zhǎng)桿變形，可設(shè)計(jì)成階梯形頂桿。 頂桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 頂桿加工簡(jiǎn)單，更換方便，脫模效果好，頂桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： a、頂出位置頂桿的頂出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，頂桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時(shí)，可增加頂出面積，來(lái)改善塑件受力狀況。 d、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剛度和強(qiáng)度 。 c、力求良好的塑件外觀(guān)，在選擇頂出位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^(guān)影響不大的部位。 b、防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)等。即在注射機(jī)上設(shè)有專(zhuān)用的頂出油缸，并開(kāi)模到一定距離后，活塞的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)脫模。 脫模機(jī)構(gòu)可按動(dòng)力來(lái)源分類(lèi)也可按模具結(jié)構(gòu)分類(lèi) : a、按動(dòng)力來(lái)源分類(lèi)。 第十章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模裝置 在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 由于模具的結(jié)構(gòu)不同，選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式也不同，本設(shè)計(jì)采用 H7/f6 配合 ,其結(jié)構(gòu)如下圖所示 : 【圖 9－ 3】導(dǎo)柱導(dǎo)套配用形式 導(dǎo)柱布置 根據(jù)模具的形狀的大小，在模具的空閑位置開(kāi)設(shè)導(dǎo)柱孔和導(dǎo)套孔，常見(jiàn)的導(dǎo)柱有 2 至 8 不等，其布置原則必須保證定模只能按一 個(gè)方向合模，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱設(shè)計(jì)四根。 材料：導(dǎo)套與導(dǎo)柱均采用 T8 制造，且導(dǎo)套硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?，?dǎo)套固定部分合導(dǎo)滑部分的表面粗糙度選取 ? 。 配合部分光潔度要求 7 級(jí)，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟 椐模架來(lái)確定。或碳素工具鋼（ T T10）經(jīng)淬火處理硬度 HRC50~55，導(dǎo)柱滑動(dòng)部位按需要可設(shè)油槽。 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 在對(duì)導(dǎo)柱結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮以下要求： 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出 6~8 毫米。 故此塑件的側(cè)抽芯力應(yīng)由兩部分組成：六角孔和孔外測(cè)壁部分，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得： CF ={[( 6)*( 2)*]*1 107*cos0}*4 = 256(N) 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算： ( c os si n )CF c h p ? ? ?? ? ? ? ? (《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 5－ 59) 式中： CF —— 抽芯力 (N） c —— 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng) (m)； h —— 側(cè)型芯成型部分的高度 (m)； p —— 塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（抱緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件取 (～ ) 107Pa，模外冷卻的塑件取 (～ ) 107Pa； ? —— 塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)剛的摩擦系數(shù)，一般取 ～ ； ? —— 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角 (176。此外，為安全起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距離通常壁塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大 2～ 3mm。 機(jī)動(dòng)抽芯按傳動(dòng)方式又可分為斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)、斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu)、齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)和其它形式抽芯機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)選用斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)開(kāi)模力作為動(dòng)力，通過(guò)有關(guān)傳動(dòng)零件使力作用于側(cè)向成 型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制品中抽出，合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。本設(shè)計(jì)中，塑件的一端有兩個(gè)側(cè)孔，故必須設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，模具才能順利脫模。 第八章 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件側(cè)壁上帶有的與開(kāi)模 方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙塑件成型后直接脫模時(shí)，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹零件做成活動(dòng)的，這種零件稱(chēng)為側(cè)型芯（俗稱(chēng)活動(dòng)型芯）。 此外還有鑲拼式、瓣合式等組合型腔形式，在此不做闡述。 。型腔鑲件的外形通常是帶臺(tái)階的圓柱形，先嵌入型腔固定板后，再用支撐板、螺釘將其固定；如要求嚴(yán)格定位時(shí)，可用銷(xiāo)釘或平鍵定位防轉(zhuǎn)。 組合式型腔的組合形式很多，常見(jiàn)的有嵌入式、鑲拼式及瓣合式幾種： 嵌入式組合型腔： 。這種型腔改善了加工工藝性，減少了熱處理變形，節(jié)約了模 具貴重材料，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，裝配比較麻煩，塑件制品表面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性較差。 整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下： ； ； 【圖 7－ 3】拔模檢測(cè) ，拐角處難以加工成角形； ，其型腔的加工工藝性較差 一般此類(lèi)成型零件都是在淬硬后在進(jìn)行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線(xiàn)切割為輔的加工方法，并且在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床還未普遍應(yīng)用之前，整體式型腔一般只用在形狀簡(jiǎn)單的小形塑件的成型。 由一整塊金屬加工而成，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，因此對(duì)于形狀簡(jiǎn)單，容易制造或形狀雖然比較復(fù)雜，但?？梢圆捎梅滦螜C(jī)等殊須加工方法加工的場(chǎng)合是適宜的。 開(kāi)模圖及各檢測(cè)結(jié)果如下所示： 【圖 7－ 1】分模面 【圖 7－ 2】開(kāi)模 除模擬開(kāi)模動(dòng)作之外 ,我們還可以利用 PRO/ENGINEER 模具分析中的拔模檢測(cè)功能 ,檢查模具的拔模斜度 : 分別對(duì)定模和動(dòng)模進(jìn)行拔模檢測(cè) ,其檢測(cè)結(jié)果如下 : 結(jié)論 :綜合以上分析可知，分模設(shè)計(jì)無(wú)倒勾存在，可順利開(kāi)模；而拔模檢測(cè)圖顯示，模具的動(dòng)定模兩側(cè)最小拔模斜度均為零度，不過(guò)考慮塑件的結(jié)構(gòu)較小，并無(wú)大的 拔模面存在，并且拔模距離均只有幾個(gè)毫米，綜合考慮，并不會(huì)對(duì)開(kāi)模和塑件質(zhì)量產(chǎn)生大的影響。在此基礎(chǔ)上，就可以對(duì)分模設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，如倒勾檢測(cè)、拔模斜度檢測(cè)等等，并可簡(jiǎn) 單的模擬模具開(kāi)模動(dòng)作。以下對(duì)凹模、凸模的設(shè)計(jì)分述。 PRO/E 中的模具模塊設(shè)計(jì) 利用 PRO/ENGINEER 內(nèi)置的模具設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)一般有以下幾步： ，胚料即以后生成的凹模凸模的大??； ，為后面生成成型零件提供參數(shù)； cut 命令設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的主流道、分流道及澆口（也可在生成模具成型零件后再完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）； parting surf 命令設(shè)計(jì)出分模面（包括主分模面及側(cè)型芯分模面）； split 命令進(jìn)行自動(dòng)分模，生成成型零件，同時(shí)檢測(cè)分模面是否有問(wèn)題； molding 命令對(duì)模腔進(jìn)行填充，生成澆注件。 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的成型零件設(shè)計(jì)方法一般為根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)及精度尺寸，并考慮塑料收縮率，計(jì)算出成型零件的工作尺寸，這種方法有以下幾個(gè)缺點(diǎn)： ； B. 曲面的尺寸不易表達(dá)清楚； ，設(shè)計(jì)效率低。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求，查《塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì)》附錄 G（常用模具材料與熱處理），本設(shè)計(jì)成型零件選用 3Cr2Mo 調(diào)質(zhì)處理，硬度≥ 55HRC,耐磨性號(hào)好且處理過(guò)程變形小。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀(guān)，容易脫模，一般來(lái)說(shuō)成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有 HRC40 以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。在開(kāi)模和脫模時(shí)需要克服塑件的粘著力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)料口、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺