【正文】 壓力使模具分型面有張開的趨勢、動(dòng)定模分型面的間隙、分型面上的殘?jiān)蚰０迤矫娑?，對塑件高度方向尺寸有影響。綜上所述，塑件在成型過程中產(chǎn)生的尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和，即 zscja????式中 δ——塑件的成型誤差；δz——模具成型零件制造誤差；δs——塑料收縮率波動(dòng)引起的誤差；青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文18δc——模具成型零件的磨損引起的誤差；δj——模具成型零件配合間隙引起的誤差；δa——模具裝配引起的誤差。 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算塑件模具是在一定溫度和一定壓力下工作的，模具型腔受到塑料熔體壓力的作用，必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，就可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不夠產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑料尺寸精度并影響順利脫模。因此，通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算確定型腔的壁厚和底板的厚度。尤其對于尺寸精度要求高的或大型的模具型腔，更不能單純地憑經(jīng)驗(yàn)確定他們的尺寸。成型零部件強(qiáng)度、剛度計(jì)算所需要考慮的問題如下：模具型腔壁厚的計(jì)算應(yīng)以成型過程中型腔受到的最大壓力為準(zhǔn)。注射成型時(shí)，最大壓力是在熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的。在保壓過程中，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，對于小尺寸模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不足是主要矛盾，計(jì)算型腔壁厚應(yīng)以滿足強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。型腔壁厚的強(qiáng)度計(jì)算條件是型腔在各種受力形式下受到的最大應(yīng)力值不得超過模具材料的許用應(yīng)力，即 σmax≤〔σ〕；型腔壁厚的剛度計(jì)算條件應(yīng)使型腔彈性變形的最大值不超過允許變形量，即 σmax≤〔σ 〕。塑件成型過程中，應(yīng)防止產(chǎn)生溢料。塑件成型過程中，當(dāng)高壓熔體進(jìn)入型腔時(shí)，模具型腔配合面得某些配合面的某些過大的間隙會出現(xiàn)溢料，這時(shí)應(yīng)根據(jù)塑料的粘度特征，在不產(chǎn)生溢料的前提下，將允許的最大間隙值〔σ〕作為型腔的剛度條件。ABS 塑料屬于中粘度塑料，這種塑料不發(fā)生溢料的間隙允許變形值〔σ〕≤。要保證塑件尺寸精度。要保證塑件順利脫模，因?yàn)槿绻颓粍偠炔蛔?，在熔體高壓作用下會產(chǎn)生過大的彈性變形，當(dāng)變形量超過塑件的收縮率時(shí)，塑料周邊將被型腔緊緊包住而難以脫模。如果強(qiáng)制推出，容易使塑件劃傷或破裂，因此，型腔的允許彈性變形量應(yīng)小于塑件壁厚的收縮值。即〔σ〕＜tS式中 〔σ〕——保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量，mm t——塑件的壁厚，mm S——塑件的收縮率。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文19〔σ〕＜=在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會超過塑料冷卻時(shí)的收縮值，因此，型腔的剛度要求主要是由不溢料和塑件精度來決定的。當(dāng)塑件某一尺寸同時(shí)有幾項(xiàng)要求時(shí)，應(yīng)以其中最苛刻的條件作為剛度設(shè)計(jì)的依據(jù)。 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)注射模具由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。結(jié)構(gòu)零部件部分介紹的內(nèi)容包括注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架。注塑模的支撐零部件和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。支承零部件主要有固定板（動(dòng)、定模板）、支承板、墊板和動(dòng)、定模座板等組成。經(jīng)校核，成型零部件工作尺寸均合格。 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料模具設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模和定模正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞；并能承受一定的側(cè)向力。在模具動(dòng)模部分設(shè)置導(dǎo)柱，在定模的相對位置設(shè)置導(dǎo)套，四組導(dǎo)柱與導(dǎo)套分布在模板的四個(gè)角落邊緣處，采用圖 3—7 所示等徑不對稱布置： 圖 3—7 導(dǎo)柱布置脫模力的計(jì)算：ABS 的脫模斜度為：型芯 35′—1176。，型腔 40′—1176。20′，取型芯脫模斜度為 47′，型腔脫模斜度為 1176。脫模力 F=pA(f cosαsinα)=10610647/60= 開模過程中塑件留在動(dòng)模一側(cè)，從而簡化了模具結(jié)構(gòu)。采用推板卸料，推出位置沿塑件邊緣，這樣可以得到良好的塑件外觀。推件板形狀如下：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文20圖 3—8 導(dǎo)柱布置 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑料制件時(shí)，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動(dòng)的零件，稱為活動(dòng)型芯。所設(shè)計(jì)塑件上有兩個(gè)孔，需要側(cè)向抽芯分型，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動(dòng)的零件（活動(dòng)型芯）。在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再脫模。設(shè)計(jì)中利用油缸的活塞桿，抽出同軸的側(cè)型芯。目前大中型模具出廠時(shí)常配備有多個(gè)油缸，在設(shè)計(jì)時(shí)只需將油缸按制件抽芯要求裝固在，模具上與型芯連接在一起即可。側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)如圖 3—9 所示：圖 3—9 油缸側(cè)抽芯由于水的熱容量大、傳遞系數(shù)大、成本低、使用方便、冷卻效果好等特點(diǎn)，因此采用水作為冷卻介質(zhì)。冷卻系統(tǒng)的水道采用溝道式冷卻，是直接在模具或模板上鉆孔或銑槽，通入冷卻介質(zhì)。特點(diǎn)是冷卻介質(zhì)直接接觸模體，傳導(dǎo)熱量，結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好。由經(jīng)驗(yàn)可知，ABS 的冷卻水道直徑取 10mm。型腔冷卻采用如圖 3—10 所示前后打通的形式：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21圖 3—10 冷卻型腔型芯冷卻采用如圖 3—11 所示導(dǎo)流板形式：青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文22圖 3—11 冷卻型芯 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 第四章 基于UG 的注塑模建模步驟 UG中 Mold Wizard模塊Mold Wizard（模具向?qū)В┦?UG 軟件中設(shè)計(jì)注塑模具的專業(yè)模塊，可方便快捷地完成注塑模具設(shè)計(jì)過程中的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、電極，以及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 Mold Wizard介紹使用 Mold Wizard 模塊設(shè)計(jì)模具，首先進(jìn)入 UG 的造型模塊，然后在菜單欄中選擇“開始”→“注塑模向?qū)А泵?，如圖 41 所示，打開如圖 42 所示的“模具向?qū)А惫ぞ邫凇D 41 UG Mold Wizard 菜 單 選 擇圖 42“模 具 向 導(dǎo) ”工 具 欄青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 “模具向?qū)А惫ぞ邫谥械母鞣N功能按鈕介紹? 項(xiàng)目初始化：用來設(shè)置創(chuàng)建模具裝配圖的目錄以及相關(guān)文件的名稱，并載入需要進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的產(chǎn)品零件。載入零件后，系統(tǒng)將生成用于存放布局、型腔、型芯等一系列文件。? 多模腔設(shè)計(jì)：在一個(gè)模具里生成多個(gè)不同的塑料制品的型芯和型腔。? 模具CSYS：根據(jù)產(chǎn)品的行狀和設(shè)計(jì)特征，定義模具坐標(biāo)系。? 收縮率：設(shè)定收縮率用于補(bǔ)償液態(tài)塑料凝固為固態(tài)塑料而產(chǎn)生的收縮。? 工件：模具零件使用一定尺寸的工件加工而城的，此命令可以定義毛坯的形狀及尺寸。? 型腔布局：指定零件在毛坯中的位置。使用該命令定義一個(gè)模具里放置的多個(gè)零件產(chǎn)品的位置。? 注塑模工具：提供各種修補(bǔ)工具，用以簡化分模的過程，改變型芯型腔的結(jié)構(gòu)，用以修補(bǔ)各種孔、槽以及修剪修補(bǔ)塊。? 分型：分型是把毛坯分割成型芯型腔的過程，是創(chuàng)建模具的關(guān)鍵步驟之一。 ? 模架：按照實(shí)際的要求選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。Mold Wizard模塊里，在模架庫中選擇標(biāo)準(zhǔn)的的模架后，可對模架的某些部件的尺寸進(jìn)行修改，以附和生產(chǎn)的需要。? 標(biāo)準(zhǔn)件：從標(biāo)準(zhǔn)件庫中提取標(biāo)準(zhǔn)件。Mold Wizard中的標(biāo)準(zhǔn)件包括螺釘、鎖塊、定位環(huán)和導(dǎo)柱等，以及鑲塊、電極和冷卻系統(tǒng)等都有標(biāo)準(zhǔn)件可以選擇。? 頂桿后處理：在分模時(shí)把制品頂出模腔的器件，屬于標(biāo)準(zhǔn)件。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 ? 滑塊和浮升銷：生成滑塊。零件上的側(cè)向凸出或者凹進(jìn)的特征，一般正常的開模動(dòng)作不能順利分離這樣的零件成品，所以往往需要?jiǎng)?chuàng)建能夠側(cè)向運(yùn)動(dòng)的滑塊。? 子鑲塊庫：創(chuàng)建鑲塊。鑲塊是指由于模具具有較長的形狀，或者具有難以加工的位置。為模具的制造增加難度及成本時(shí)，一般采用鑲塊的方法來解決。? 澆口：生成澆口。澆口是用于液態(tài)塑料進(jìn)入零件成型區(qū)域的入口，它直接影響了液態(tài)塑料的流動(dòng)速度、方向等。? 流道：產(chǎn)生流道。流道是液態(tài)的塑料流進(jìn)澆口套而未流到澆口之前的通道，他會不可避免地影響塑料進(jìn)入模腔后的熱血和力學(xué)性能，從而對成品的質(zhì)量產(chǎn)生客觀的影響。? 冷卻：生成冷卻系統(tǒng)。構(gòu)建冷卻系統(tǒng)用來消除模具因?yàn)槭軣岫a(chǎn)生的精度損失和變形，以及縮短制品的生產(chǎn)周期。 ? 電極：生成電極組件。具有復(fù)雜特征的型芯型腔，采用一般的加工方法很難加工，而需要使用電火花等特殊加工方法，電極就是為了加工合理的型芯、型腔外形輪廓的構(gòu)件。? 修剪模具組件：在型芯或型腔毛坯上安裝標(biāo)準(zhǔn)件的部分修剪，去除獲得所需的輪廓外形。? 腔體：在型芯或型腔上需要安裝標(biāo)準(zhǔn)件的區(qū)域建立空腔并留出間隙。? 材料清單：基于模具的裝配狀態(tài)產(chǎn)生的與裝配信息相關(guān)的模具零件列表。? 裝配圖紙：根據(jù)實(shí)際的工藝要求創(chuàng)建模具工程圖。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 ? 鑄造工藝處理：修改式樣和型芯盒的模型和工具特征，以用于創(chuàng)建澆鑄和工具設(shè)計(jì)。? 試圖管理器：試圖管理器為組件提供了可見性控制、顏色編輯、更新控制、打開或關(guān)閉文件功能。? 刪除文件：將所設(shè)計(jì)模具的部分或全部不合理的部分刪除。 UG中 Mold Wizard模塊的設(shè)計(jì)過程利用 Mold Wizard 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先需要建立完好的實(shí)體模型，包括合理的拔模斜度，如圖 43 所示使用 Mold Wizard 進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的流程。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 圖 43 Mold Wizard 流 程 圖 UG建模的步驟 項(xiàng)目初始化設(shè)計(jì)項(xiàng)目初始化時(shí)使用 Mold Wizard 進(jìn)行設(shè)計(jì)的第一步，系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生模具所需的標(biāo)準(zhǔn)元素，并生成默認(rèn)裝配圖的一組零件圖文件。單擊“模具向?qū)А惫ぞ邨l上的項(xiàng)目初始化按鈕，系統(tǒng)將會自動(dòng)打開“打開部件文件”對話框，從中選擇一個(gè)產(chǎn)品文件，便會出現(xiàn)如圖 44 所示的“項(xiàng)目初始化”對話框，單擊“確定”按鈕，便可以把該產(chǎn)品的三維實(shí)體模型加載到模具裝配結(jié)構(gòu)中。圖 44 “項(xiàng) 目 初 始 化 ”對 話 框 定義模具坐標(biāo)系Mold Wizard 規(guī)定 XC—YC 平面為模具裝配的主分型面，坐標(biāo)原點(diǎn)位于模架的動(dòng)定模接觸面的中心，+ZC 方向?yàn)轫敵龇较?，因此定義模具坐標(biāo)系必須考慮產(chǎn)品形狀。本設(shè)計(jì)所做的塑件是圓柱形瓶蓋，如圖 45 所示。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 圖 45 塑 件 三 維 圖單擊“模具 CSYS”按鈕，會彈出 “模具 CSYS”對話框，選擇“產(chǎn)品體中心”，“鎖定 Z 位置”。單擊“確定”按鈕。圖 46“模 具 CSYS”對 話 框青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 編輯收縮率塑料受熱膨脹，遇冷收縮，因而采用熱加工方法制得的制件，冷卻定型后其尺寸一般小于相應(yīng)的模具尺寸，所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須把塑件的收縮量補(bǔ)償?shù)侥＞叩南鄳?yīng)尺寸中去，這樣才可以得到符合尺寸要求的塑件。單擊工具欄中“收縮率”按鈕，系統(tǒng)會彈出“縮放體”對話框，選擇合適的收縮率類型和數(shù)值即可。 定義工件Mold Wizard 的工件是用來生成模具型腔和型芯的毛坯實(shí)體，所以毛坯的外形尺寸要在零件外形尺寸的基礎(chǔ)上各個(gè)方向都增加一部分。單擊工具欄中“工件”按鈕，系統(tǒng)會打開 “工件尺寸”對話框，用來設(shè)置所選毛坯的尺寸。 型腔布局模具坐標(biāo)系可以定義模腔的方向和分型面的位置，但不能確定模腔在 XY平面中