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【正文】 ? ? ???? 10~521m HHS +54+10=? 300mm，所以開模行程符合要求。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度，取 D=8mm，由于模具的工作部分基本上在動模板內，所以只要在動模板上開設冷卻水孔，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 具體在模具中的結構如圖 39 所示： 圖 39 冷卻水孔在模具中的結構 注塑機有關參數的校核 ① 模具厚度的校核 m a xmm in HHH ?? 式中 mH —— 所設計模具在閉合狀態下的厚度（ mm），為 280mm； minH —— 注塑機所允許的最小模具厚度（ mm），為 200mm； maxH —— 注塑機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、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法，而大部分采用常溫水冷卻法。 導向機構的作用主要有定位、導向及承受一定的側向壓力。 模座在注射成型過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度，模座也應具有一定的厚度，一般對于小型模具，其厚度最好不小于 13mm，這里取 20mm。 墊塊的高度應符合注射機的安裝要求和模具的結構要求。 支承板與固定板之間通常采用螺栓來連接，當兩者需要定位時，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了在動模板中的型腔中，因此定模板的厚度直接用標準值取 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。 支承零部件的設計 模具的支承零部件主要指用來安裝固定或支承成型零件及其他結構零件的零部件。 模架的精度將直接決定著模具的精度和質量，一般對于模架生產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 平面與側面的垂直度、導柱導套與模板配合的松緊程度。 圖 31 常見的注射模架 我國塑料注射模架的國家標準有兩個，即《塑料注射模中小型模架及技術條件》（ GB/T ）和《塑料注射模大型模架》（ GB/T ）。 結構零部件設計 注塑模的標準模架 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機地聯系成為一個整體，如圖 31 所示。本次設計中軸只承受扭矩，因此其強 度條件為： ? =TWT ? ??? MPa 式中： ? 為軸的扭切應力， MPa； T為轉矩， N則齒條上的最少齒數為 20=10 個，則有輪齒部分的長度為 l=nP? =10 =。（若取 m=2mm，則齒條的長度過長，將導致模具的閉合高度過大，不利于制造及安裝在注塑機上。小齒輪上的轉矩： T1 ? （ 2 Mmin1 + Mmin2 ） 3=（ 2+） 3= tan 2? =1tan 1? =3 ， 2? =176。取載荷系數 K=，齒寬系數 R? =。對軸交角為 90186。但由于比制造精度普遍較低。錐齒輪傳動分為直齒、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 算齒面接觸強度 Ft =11d2T = ? = H? =ZE ZH UUKF 1bd2 21t ?? = 24020 )12( 2 ?? ???? =? ?1H? =，安全。取載荷系數 K=，齒寬系數 d? =～ ，取 。 （一） 圓柱齒輪的設計 齒根彎曲疲勞強度計算，根據該力學模型可得齒根理論彎曲應力 bmYKF FatF0 ?? 式中： YFa 為齒形系數，是僅與齒形有關而與模數 m 無關的系數，其值可根據齒數查表獲得。 mm ② 冷料穴螺紋拉料桿的扭矩： 塑料模具設計論文 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)的經驗計算式如下： 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 —— 螺紋型芯或型環的中半徑， mm； L —— 螺紋型芯或型環的螺紋長度， mm； f —— 塑料與型腔材料（鋼 材）之間的摩擦系數，查表 f=～ ，取 ； S —— 螺距， mm； ? —— 螺紋升角，（ ? ）； ? —— 厚壁螺紋塑件無量綱因子；其取值為： 對于外螺紋塑件， ? =? ? ? ? ???? 202202 rr/rr 對于內螺紋塑件， ? =? ? ? ? ???? 2222 rR/rR ； R —— 塑件內螺紋外半徑， mm； r0 —— 塑件外螺紋的內半徑， 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算式為? =h/cos? ； h —— 螺紋型芯或型環的螺紋工作高度， mm； ? 是螺紋牙尖角之半，（ ? ）。此阻力在開模的瞬間最大，所以，計算的脫模力為初始脫模力。脫模機構的具體結構如圖 26 所示，在開模過程中，借助開模運動，由齒條帶動齒輪轉動，并通過齒輪軸、錐齒輪傳動、圓柱齒輪傳動，最終帶動螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉，實現螺紋型芯從塑件中脫出及拉出澆注系統系統凝料，完成塑件與澆注系統凝料的同步脫模，脫模機構中螺紋拉料桿的螺紋與螺紋型芯上的螺紋旋向應相反，塑件上的螺紋旋向為右旋，這拉料桿上為左旋，螺距成比例（與拉料桿和螺紋型芯的轉速 比成反比）。在這里選用螺紋塑件的旋轉脫模，其條件是：有能保證塑件與螺紋型芯或型環之間可保持相對的螺旋運動機構。在注射成型過程中，塑料的壓力會使嵌件發生位移或變形，所以在嵌件設計時，無論桿形或環形嵌件，其高度不宜超過其定位部分直徑的兩倍。 應使 max? ???? ，則 s=Rr? ?? ?????????????????????? 11p2rprp1r????EE 所以： s=Rr? 29 13029302955?????????= ②按強度條件計算壁厚為： s ? ?? ? ???????? ????? 1p2rr ? ?R ， ?? 取 355MPa s=Rr? 29 ???????? ??? 13023 5 5 3 5 5 = 塑料模具設計論文 23 為了方便型腔工作零件加工時裝夾以及減小變形，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 ? ? 對以上各尺寸按“入體原則”標注，處理后的數據如下： 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 對于橫向尺寸 Lm = ? ? z0cp 431 ???????? ??? SLS ② 對于縱向尺寸 Hm = ? ? z0scp 321 ???????? ??? HS ①對于橫向尺寸 Lm = ? ? 0cp 431ZSLS ???????? ??? ②對于縱向尺寸 塑料模具設計論文 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，其公差為雙向對稱分布。 本次設計中的塑件內有內螺紋，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算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體部位的尺寸，其直接對應塑件的形狀與尺寸。 （ 2）采用瓣合模成型，生產效率高，但常帶有飛邊。其基本形式如圖 19 所示： 圖 18 常見的成型零件的固定方式 本次設計中，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構形式，結構如圖 19 所示。綜合考 慮后，采用整體嵌入式凹模結構。 成型零部件結構的設計 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、成型桿和成型環等。如圖 17 所示： 圖 17 模具的排氣方式 成型零部件的設計 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、成型桿和成型環等。 在注射成型過程中，本設計中模具的排氣方式：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螺紋拉料桿的螺紋部分來設置，具體結構由螺紋拉料桿確定。 圖 16 分流道和澆口的三維圖 冷料穴的設計 冷料穴也稱冷料井，其作用是捕集熔體前鋒“冷料”，防止相對過冷料堵塞澆 口或進入模腔后而影響塑件質量；當開模時利用冷料穴的結構，將主流道凝料拉出。 t=? ?~ ? =? ?~ 2= ~ mm，取 。設計時選擇側向進料還是端面進料，要根據塑件的使用要求而定。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調節熔體的剪切速率及澆口的凍結時 間。通常分流道內表面粗糙度常取 Ra m? ，當分流道截面尺寸較大時可采用 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=，側面斜度 ? =5? ～ 10? 。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑 料熔體均衡地分配到各個型腔。定位環的作用是保證主流道中心與注塑機噴嘴中心一致，實現快速裝模、調模，避免注塑機噴嘴受損及熔料注射時產生溢料、漏料等現象。 3） 主流道末端呈圓角過渡，圓角半徑 r= mm3~1 。 普通 澆注系統的設計 主流道設計 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。 在 IDEAS 中求的單個塑料制品的體積約為 ，取 11cm3，型腔個數為 2，由于該塑件中有螺紋結構，所以成型該塑件的模具應具有脫螺紋機構，從而使得冷料穴的空間相對與其他無脫螺紋裝置的要大，因此預估澆注系統凝料及冷料體積為塑件 體積的 50％。 注塑機的主要參數應包括注射、合模、綜合性能等三個方面。 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，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。 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： 塑料模具設計論文 7 圖 6 型腔的布局