【正文】 校核公式為 : ssm incz LLSL M ??? ?? （ 410） 式中 ML — 凹模徑向尺寸， mm； sL — 塑件徑向公稱尺寸， mm； cpS — 凹模的平均收縮率， %； ?— 塑件公差值， mm； z? — 凹模制造公差， mm； c? — 凹模的磨損量， mm； minS — 塑件的最小收縮率， %； ?43 — 系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在 ～ 之間。模具的配合間隙公差應(yīng)不影響模具成形零件的尺寸精度和位置精度。 ③模具成型零件的磨損 對(duì)于中小型塑件，模具成形零件最大磨損可取塑件公差的 1/6，大型塑件，模具成形零件最大磨應(yīng)取塑件公差的 1/6 以下。 一般情況下，成性 收縮率波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以內(nèi)。動(dòng)模型芯在固定之后，為了消除安裝到凹模固定板上由于底部不平產(chǎn)生的應(yīng)力，增加一道平磨工序。型芯可以加工成帶臺(tái)階的，因其尺寸小，利用過盈配合將型芯與固定板固定，再施以樹脂連接。 ②選用鑲嵌式型芯。型腔的外部可以制成圓形或正方形，但是為了方便加工和節(jié)省材料，將型腔的外部制成圓形。所以整體嵌入式凹模為最佳選擇。雖然成形后可能會(huì)出現(xiàn)諸如毛刺等缺陷，但是它也有助于分型，且不會(huì)對(duì)齒輪的精度和使用產(chǎn)生影響。型腔的加工簡(jiǎn)單 ，成本也不高?？紤]到在合模的時(shí)候，由于滑桿直徑較小，為了避免復(fù)位板造成的推力過大，在導(dǎo)桿頂端上面采用滾輪與復(fù)位板接觸，以減少摩擦力。為了使抽芯順利，彈簧在復(fù)位 時(shí)，當(dāng)壓縮距離達(dá)到 4mm時(shí)，彈簧所產(chǎn)生的彈力就應(yīng)該達(dá)到 NF ? 。因?yàn)閭?cè)型芯前端面和定模型芯表面接觸，為了使型芯合模的時(shí)候與定模型芯吻合，將滑塊制成正方體。 彈簧抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單些。 抽芯力： ）（ ??? s inc o sc h pc ?F （ 47） 圖 48 澆口的布置 圖 47 澆口 14 式中 cF —— 抽芯力， N； c—— 側(cè)型芯成形部分的截面平均周長(zhǎng)， m； h—— 側(cè)型芯成形部分的高度， m； p—— 塑件對(duì)側(cè)型芯的縮應(yīng)力（包緊力），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， MP128p ～? ； ?—— 塑件在熱狀態(tài)下對(duì)鋼的摩擦因數(shù)，一般 ～?? ； ?—— 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角，（ ? ）。機(jī)動(dòng)抽芯又分為：斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯，彎銷側(cè)向抽芯，斜導(dǎo)槽抽芯，斜滑塊側(cè)向抽芯， 其他側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)（如彈性元件）。 機(jī)械抽芯比較合適。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 在齒輪上有側(cè)孔，必須設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。由于模具的型腔比較小，空氣置換量不大，利用分型面可以很好地將型腔內(nèi)空氣排除。所以，此處選擇T 形式布置 2 個(gè)點(diǎn)澆口。 1— 分澆道； 2— 澆口，圓形布置適合于多澆口方案，加工方法比 T 形式布置要簡(jiǎn)單，但是材料利用率低，凝料太多，沒有冷料穴，溫度低的熔料進(jìn)入了點(diǎn)澆口可能會(huì)迅速冷卻而導(dǎo)致堵塞。 ②澆口的位置 結(jié)合齒輪的形狀及分型面的選擇將澆口設(shè)置在齒輪的端面 1。點(diǎn)澆口具有很大的位置自由度，澆口周圍的應(yīng)力小，且澆口可以自行拉斷，同時(shí)其兩端的壓力差大，可以產(chǎn)生剪切熱，增加了塑料的表觀流動(dòng)性，能正確控制補(bǔ)料時(shí)間，無倒流之慮。 ①澆口的尺寸和類型 澆 口的截面積一般取分澆道截面積的 3%～ 6%，澆口長(zhǎng)度約為1～ ，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小值，試模時(shí)逐步調(diào)整。 分澆道的布置：分澆道應(yīng)以平衡式布置，即分澆道的長(zhǎng)度，形狀和截面尺寸都必須對(duì)稱，以達(dá)到各個(gè)型腔的塑料流動(dòng)平衡和熱平衡，使物料均勻充滿各個(gè)型腔。 為防止分澆道前端冷料進(jìn)入澆口和型腔，堵塞澆口和對(duì)塑件性能產(chǎn)生影響，在分澆道末端設(shè)置冷卻料穴用于收集前端的冷料。表 41 列出常用注塑件分澆道斷面尺寸的推薦范圍，其數(shù) 據(jù)是長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累炳實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的。聚縮醛類塑料應(yīng)是 倍。 分澆道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的整體布置方案和澆口位置。常用的分澆道截面形狀有圓形，正方形，梯形， U 形，半圓形和正六角形等。結(jié)合本模具的設(shè)計(jì)可以就看出，所用的拉料桿開模的時(shí)候不能運(yùn)動(dòng)，主要是靠外力從一個(gè)固定的位置拉出，所以在主澆道的末端設(shè)置一個(gè)球頭形拉料桿，如圖 46 所示，將凝料在開模后拉向動(dòng)模方向。 （ 4）拉料桿的設(shè)計(jì) 主澆道長(zhǎng)度為 30mm，在開模的時(shí)候主澆道的凝料需要被同時(shí)取出。定位環(huán)高度取 8mm。對(duì)于小型模具，優(yōu)先采用圖（ b）所示的定位環(huán)。小型模具的定位環(huán)一般和襯套設(shè)計(jì)在一起。襯套長(zhǎng)度與定模配合部分的厚度一致，主澆道出口處的端面不得突出在分型面上。通常的主澆道襯套有 A 型和 B 型兩類，如圖 43 所示。加 ` 之本模具又屬于小型模具，所以選用弧面連接。 圖 42 主澆道 11 出口端直徑： ）（ ??? ?LD （ 42） 出口端圓角半徑： ）（ ?? D (43) 主澆道進(jìn)口和注塑機(jī)噴嘴頭部接觸的表面一 種是平面， 一種是弧面。代入公式得 ???? RR ，?? 主澆道進(jìn)口端直徑取為 mm9d? 。對(duì)于一般熱塑性塑料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 2nv / R?? ? （ 41） 式中 vq — 熔體的體積流量， s/cm3 ； nR — 澆道端面尺寸的當(dāng)量半徑， cm 。注射機(jī)的噴嘴球半徑為 ，所以進(jìn)口端凹坑半徑為 R=， )mm( ???? RH 可以取H=。主澆道內(nèi)壁表面粗糙度 aR 取小值，為 m? 。下面對(duì)它們分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了取出澆注系統(tǒng)凝料，在分澆道平面增加一 個(gè)分型面，將模具改為雙分型面結(jié)構(gòu)。所以選擇端面 1 為分型面合理。開模時(shí)，齒輪由于冷卻收縮而固定在動(dòng)模型芯上，隨著型芯移動(dòng)，從定模中脫出。型腔和型芯都放置在動(dòng)模上。所以否定了端面 2 作分型面的方案。齒輪型腔的加工也比較容易，可以直接利用內(nèi)齒輪的加工方法加工。 如果選擇端面 2 做分型面時(shí)，軸套型芯和筒壁孔型芯應(yīng)該分開以順利脫模。 如圖 24 所示，從齒輪的結(jié)構(gòu)上分析可知只需要１個(gè)分型面。 作為主要大排氣渠道應(yīng)將分型面設(shè)置在熔融塑料的流動(dòng)末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出。其排列形式如圖 41 所示： 分型面的選擇 分型面的設(shè)計(jì)在注塑模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面可以為一個(gè)也可以為多個(gè)。又從前面所選注塑機(jī)鎖模力校核來看，鎖模力遠(yuǎn)大于型腔的壓力，股平衡性 沒有太大的影響，可以不考慮。它應(yīng)以直線型排列方式設(shè)計(jì)。在選擇型腔布局方式時(shí)，首先應(yīng)考慮到型腔的布局要求對(duì)稱，以防模具承受偏差力而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列也宜緊湊，以節(jié)約模具材料，減輕模具重量。故模具的結(jié)構(gòu)主要有：澆注系統(tǒng)，成形機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，加熱冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)（聚 甲醛對(duì)溫度很敏感，故需良好的排氣系統(tǒng)，以防壓縮空氣的高溫造成零件的局部燒壞即產(chǎn)生氣泡等缺陷），其他部件。通過對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較，擇優(yōu)選擇，最終確定了最優(yōu)化的模具結(jié)構(gòu)。 ）（）（ mm6310~58396210 ??????S 最大開模行程大于模具所需要的開模行程，所以選用的注塑機(jī)滿足要求。而所選注射機(jī)的最大注射壓力為 200MPa，比 100MPa 大，滿足要求，故最大注射壓力可靠。 ②最大注射力校核 POM 注射壓力在 100~120MPa 之間。取型腔壓力為 35MPa，得鎖模力為 : ）（）（）（ NAAAPF jjzm ??????? 式中， zA ， jA 分別為型腔投影面積和澆注系統(tǒng)的投影面積。所以另外選擇額定注射量為 30cm2 ，型號(hào) 為 SZ25/20 的注塑機(jī)。所以，經(jīng)過充分分析后，選擇兩個(gè)型腔比較合理。因此多型腔設(shè)計(jì)實(shí)際上是采用了舍精度而求效率的方法。齒輪的體積小，如果采用多個(gè)型腔，在同一時(shí)間可以成形多個(gè)零件。所以，所選用的注射機(jī)首先要保證其注塑時(shí)間在 POM 所能承受的時(shí)間范圍內(nèi)，且時(shí)間相差很小。 注塑機(jī)的選擇 （ 1）選擇原則 ①注射量（容積）不能大于注塑機(jī)額定注射量的 80%： 額注 VV ? （ 31） ②注射量不能小于注塑機(jī)額定注射量的 20%： 額注 VV ? （ 32） 所給零件選取的材料為聚甲醛（ POM），故選用螺桿式注射機(jī)。聚甲醛的加工溫度設(shè)定一般是：機(jī)筒后方 165~210℃；機(jī)筒中間 170~210℃；機(jī)筒前方180~215℃；射嘴 170~215℃；模具 40~120℃；射料速度可以是適中到快速；射壓無論是在首階段還是次階段，一般為 1000bar（ 1bar= 510 Pa），最大不要超過 1700bar；轉(zhuǎn)動(dòng)線速度不應(yīng)超過 ~；背壓越低越好，最高不要超過 200bar。一旦分解，立即緩慢降低機(jī)筒溫度，并設(shè)法清洗變色物料。聚甲醛的穩(wěn)定性差，當(dāng)樹脂超過正常加工溫度上限或允許溫度下停留時(shí)間較長(zhǎng)，均會(huì)引起分解，產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性氣體甲醛氣體，輕則產(chǎn)生變色和起泡，重則導(dǎo)致爆炸事故。聚甲醛未結(jié)晶型高聚物，結(jié)晶度為 75%~80%，加上聚塊速度快，當(dāng)從定型轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的體積變化，使成形收縮率達(dá) %~%，造成制品表面凹陷。 齒輪材料聚甲醛的成型工藝 塑件材料為聚甲醛，它的成型工藝如下：聚甲醛流動(dòng)性差，成形困難，若成型件大，模具需要加熱設(shè)備，主澆道粗而短，分澆道少轉(zhuǎn)彎。開模的時(shí)候因存在側(cè)向抽芯 機(jī)構(gòu)，故要先抽芯后開模。筒壁側(cè)孔需采用抽芯機(jī)構(gòu)。從圖上可以看出，工件主要是由三部分構(gòu)成：帶軸套齒輪，筒壁和其上的一個(gè)側(cè)孔。對(duì)于使用上要求必須以尖角過渡或分型處和型腔配合不便制成圓角時(shí)，則仍以尖角過渡。采用圓弧過渡的好處在于避免應(yīng) 力集中，提高強(qiáng)度，改善熔體在型腔中的流動(dòng)狀況，有利于充滿型腔，便于脫模。內(nèi)表面 5180。內(nèi)表面 10180。外表面脫模斜度稍大，為 35180。其大小主要取決于塑料的收縮率，塑料制品的形狀和壁厚以及制品的部位。查模塑件尺寸公差表（ GB/T 14486—— 1993），塑件的精度為 MT4，如 上圖 23 所示。 圖 23 齒輪公差要求 圖 21 齒輪零件圖 圖 22 齒輪基本尺寸 7 表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度應(yīng)根據(jù)塑料制品使用要求而定。模具制造的精度一般塑料制品的精度高出1~2 個(gè)等級(jí)。再在筒壁上打一個(gè)側(cè) 孔。 2 塑件的分析 本文內(nèi)容主要有如下部分：根據(jù)齒輪的齒頂圓尺寸較小的情況，確定所需要模具屬于小型模具；根據(jù)圖紙精度要求查出了齒輪各個(gè)部分的公差；用 solidworks 設(shè)計(jì)了齒輪的三維圖，直觀的了解了塑件；為了便于脫模，對(duì)塑件的壁和孔 都選擇了一定的脫模斜度。 塑料早已成為人類不可缺少的重要生產(chǎn)資料。所謂注塑成型（ Injection Molding）是指受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法 。在開展本課題的研究過程中，本文主要探討并研究了基于 solidworks 的注塑模具輔助設(shè)計(jì)和使用 solidworks 進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)的基本方法。同時(shí)，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要方法和手 段，對(duì)提高國(guó)家工業(yè)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力都有現(xiàn)實(shí)的意義。 模具設(shè)計(jì)涉及到大量的表和結(jié)構(gòu)圖，要設(shè)計(jì)出符合要求的模具，除了要對(duì)模具知識(shí)有較深的掌握之外，還必須具備機(jī)械設(shè)計(jì)、材料、零件加工等多方面知識(shí)和技術(shù)。 論文課題背景、意義與主要內(nèi)容 （ 1）選題背景及意義 改革開放以來，少數(shù)單位在該模具技術(shù)領(lǐng)域采用了 CAD、 CAM、 CAE 技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，顯 著地縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期。模具 CAD／ CAM／ CAE 技術(shù)，熱流道和氣輔技術(shù)，快速成型技術(shù)，高速切削技術(shù)等方面也有了很大進(jìn)步?，F(xiàn)在，模具制造行業(yè)追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生 產(chǎn)成本、最大限度提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。人們已經(jīng)越來越清楚認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品開發(fā)能力的重要性，而模具制造 (CAD／ CAM/CAE)是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。 Computer。 關(guān)鍵詞 ： solidworks 計(jì)算機(jī) 注塑模 3 Plastic injection mold design Abstract： Injection forming and stamping forming plays an important role in the manufacturing business. Now, the traditional way of die designing and manufacture can hardly meet the need of the moder