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1、塑料水杯模具設(shè)計(jì) 作者：楊 勇 內(nèi)容摘要：模具是工業(yè)的重要工藝裝備，是許多工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的組成部分。我國(guó)加入WTO以后，吸引外資能力的逐年增強(qiáng)，成為世界產(chǎn)品制造工廠地位愈加突出，而模具也在這其間扮演著越來(lái)越重要的角色。塑料作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一，是農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、交通運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)領(lǐng)域不可缺少的重要材料，其用途已滲透到經(jīng)濟(jì)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，和鋼鐵、木材、水泥成為材料領(lǐng)域的四大支柱。 本設(shè)計(jì)為塑料水杯模具制作設(shè)計(jì)，它系統(tǒng)的介紹了塑料水杯模具中的各個(gè)零部件的加工工藝過(guò)程及整套模具的裝配和使用。其中，涉及到注射機(jī)各種參數(shù)的選取、零部件的加工方法、注射模的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計(jì)算

2、問(wèn)題及特種加工工藝。在該模具設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制了零件圖和裝配圖，以及制定了機(jī)械加工工藝過(guò)程卡。 關(guān)鍵詞：模具； 注射機(jī)； 塑料； 一、塑料的工藝分析 由于零件圖中標(biāo)注該水杯的材料是PC，所以有： PC屬于熱塑性塑料。（熱塑性塑料—在特定的溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。） PC的性能： 綜合性能較好，無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐水、油等；吸水性較小，透光率很高，介電性能良好。 PC的用途： 適于制作傳遞中、小負(fù)荷的零部件；因PC無(wú)毒無(wú)味，可以制造醫(yī)療器械，小型日常用品等；因透光率較高，可制造大型燈罩、門窗玻璃等等透明制品。 PC是非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物。

3、 PC的塑件脫模斜度： 型腔 35ˊ～1 型芯 30ˊ～50ˊ 綜合上述條件，又根據(jù)常用熱塑性塑料的成型條件，可知PC材料的特性如下1： 表1-1 PC材料的特性 縮寫 密度 （g/mm3） 計(jì)算收縮率 （%） 注射壓力 (Mpa) 適用注射機(jī)類型 PC 1.19～1.22 0.5～0.6 60～100 螺桿、柱塞式均可 二、注射機(jī)的選用 塑料的種類很多，其成形的方法也很多，有注射成形、壓縮成形、壓注成形、擠出成形、氣動(dòng)與液壓成形、泡沫塑料的成形等，其中前四種方法最為常用。其中，注射成形所用模具稱為注射成形模

4、具，簡(jiǎn)稱注射模。注射模主要應(yīng)用于成形熱塑性塑料，因此根據(jù)對(duì)零件的分析，該P(yáng)C材料的塑料水杯用注射成形為最佳。另外，注射模區(qū)別于其他塑料模的特點(diǎn)是：模具先由注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)合緊密，然后，由注射機(jī)注射裝置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻或固化定型后，開(kāi)模取出塑件。因此，注射?？梢淮纬尚纬鐾庑螐?fù)雜、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件，對(duì)水杯的外觀有精美、無(wú)明顯毛刺等要求的情況下，應(yīng)用注射成形可以很好的達(dá)到工藝要求。注射成形所用的設(shè)備是注射機(jī)。 2.1 注射機(jī)類型的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的分析，可選用XS-Z-60型熱塑性塑料注射機(jī)。 該型號(hào)的注射機(jī)螺桿直徑為φ38，所以，應(yīng)在模具的動(dòng)模座板上加工出

5、一個(gè)大于該直徑（例如：φ40）的孔，以便頂出用。 2.2 注射部分的選擇 2.2.1 注射壓力的校核：p公≥p注 122(Mpa) ≥60～100(Mpa) p公—注射機(jī)的最大注射壓力(Mpa)； p注—塑件成型所需的實(shí)際注射壓力(Mpa)； 2.2.2 前端的孔和球： D2=D1+(0.5～1)（mm）=4+0.5=4.5（mm） R2=R1+(1～2)（mm）=12+1=13（mm） D2—模具流道入口直徑（mm）； D1—噴嘴注口直徑（mm）； R2—模具澆注套球面半徑（mm）； R1—噴嘴球面半徑（mm）； 2.3

6、 合模部分的選用 2.3.1 A=πR=3.14x0.046=0.007 A=2x0.4x0.02+2x0.1x0.02+0.24x0.02+0.26x0.02=0.03鎖模力的校核：F鎖≥K損p注A A 500000≥0.67x100000000x0.007x0.03=14070 F鎖—注射機(jī)的額定鎖模力(N)； p注—塑件成型所需的實(shí)際注射壓力(Pa) ； K損—注射壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.34～0.67； A—澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(m2)； A—塑件在分型面上的投影面積(m2)； 經(jīng)

7、計(jì)算，鎖模力合格。 2.3.2 模具閉合厚度及開(kāi)模行程的校核：Hmin≤Hm≤Hmax 70（mm）≤133(mm)≤200(mm) Hmin—可裝模具最小厚度； Hm—模具閉合厚度（該模具閉合厚度為133 mm）； Hmax—可裝模具最大厚度； 經(jīng)計(jì)算，模具的閉合厚度合格。 經(jīng)查表知，XS-Z-60型熱塑性塑料注射機(jī)的模板行程為180mm大于設(shè)計(jì)模具的最大開(kāi)距。因此，該注射機(jī)可達(dá)到設(shè)計(jì)要求之用。 三、模具的設(shè)計(jì) 前述已知，該模具要應(yīng)用注射模加工。根據(jù)對(duì)塑料水杯零件圖的分析，可采用中小型模架標(biāo)準(zhǔn)

8、（GB/T.12556.1—90）中派生組合類型的模架標(biāo)準(zhǔn)，它是以點(diǎn)澆口和多分型面為主的結(jié)構(gòu)形式，其代號(hào)取P。派生組合中，動(dòng)、定模座板的連接方式，（如采用螺釘、定距拉桿或定距拉板等）有承制單位自定。（模具中各種零部件具體尺寸要求可見(jiàn)模具裝配圖或零件圖標(biāo)注） 一般注射?？捎梢韵聨讉€(gè)部分組成：澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型機(jī)構(gòu)與抽芯機(jī)構(gòu)、其它零件。 對(duì)該水杯零件注射模具的基本設(shè)計(jì)： 3.1 成型部分 3.1.1 分型面的確定 塑件分型面決定了模具的基本結(jié)構(gòu)和飛邊產(chǎn)生的位置，根據(jù)該塑料水杯的形狀要求，外表面要求精美、無(wú)明顯的毛刺，另外，水杯手柄部位形狀比較復(fù)雜，所以，將分型面選

9、擇在水杯中間剖切面上。這樣，不致影響塑件外觀，既有利于脫模（注：分型面應(yīng)使塑料件在開(kāi)模時(shí)留在有脫模機(jī)構(gòu)的一邊，通常是在動(dòng)模一側(cè)。），又使模具的加工制造更容易。 3.1.2 型腔數(shù)的確定 設(shè)計(jì)為一模一腔 3.1.3 成型零件 包括定模板、動(dòng)模板和型芯等零件。在注射時(shí)，這類零件直接接觸塑料，以成形制品；其精度要求較高，是注射模的核心零件。 動(dòng)、定模板：主要成形塑料件的外部形狀。由于該工藝品盒的形狀比較簡(jiǎn)單，尺寸也較小，所以采用整體式的凹模。它是由整塊金屬材料直接加工而成的，見(jiàn)零件圖06、20。這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型的塑料件質(zhì)量較好。由于，零件技術(shù)要求中要求

10、塑件的外觀精美無(wú)明顯的毛刺，所以，用特種加工中的電火花進(jìn)行加工較好，見(jiàn)“電火花成型加工”。 型芯：又稱凸模，主要成形塑料件的內(nèi)部形狀，。根據(jù)對(duì)該塑件整體進(jìn)行分析，知其內(nèi)形比較簡(jiǎn)單，深度較大，可以采用整體式凸模。整體凸模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固， 成型塑料件的質(zhì)量好，且適合用于這種小型的凸模。在實(shí)際的加工中，采用了型芯主要部分粗、精車，外圓和端面精磨，這樣保證了零件圖樣中對(duì)圓弧半徑、內(nèi)圓弧角尺寸要求及對(duì)稱度等技術(shù)要求，而且降低了零件的加工成本。最后，用拋光機(jī)對(duì)型芯進(jìn)行了表面拋光處理，使得塑料制件的內(nèi)壁光滑、美觀。 3.2 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由主

11、流道、分流道、澆口及冷料穴組成。零件主要包括澆口套等零件。其主要作用是將注射機(jī)料筒內(nèi)的熔融塑料填充到模具型腔內(nèi)，并起傳遞壓力的作用。 3.2.1 澆注套（澆口套） 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分經(jīng)常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。 3.2.2 點(diǎn)澆口 一般點(diǎn)澆口又稱針澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，它是一種尺寸很小的直接澆口的特殊形式。點(diǎn)澆口因?yàn)橹睆胶苄。ㄒ话銥?.5—1.5mm），所以去除澆口后殘留痕跡小，開(kāi)模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。 3.2.3 冷料穴設(shè)計(jì) 是用來(lái)儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的

12、冷料頭的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。該模具的冷料穴形狀為小圓柱型腔。 3.3 脫模系統(tǒng)零件 注射機(jī)的脫模機(jī)構(gòu)又稱推出機(jī)構(gòu)，是由推出塑料件所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成。如頂桿、頂桿板、頂桿固定板等零件。這類零件使用時(shí)應(yīng)便于脫出塑件，且不允許有任何使塑件變形、破裂和刮傷等現(xiàn)象。其機(jī)構(gòu)要求靈活、可靠、并要使更換、維修方便。 (1) 頂桿：是為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來(lái)的桿件。 (2) 推板：是為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來(lái)的板件。常用于斜度較大零件的頂出，由于頂在塑料件的外壁，頂出力大、方便可靠，不需很大頂出行程。 在該套模具中同時(shí)應(yīng)用了圓柱頂桿（見(jiàn)零件圖07

13、）和推板（見(jiàn)零件圖02）兩種形式，組成了脫模系統(tǒng)。頂桿由兩部分組成，其中的頂桿頭與動(dòng)模板零件型腔部分配合不好，塑件成型之后，配合部分會(huì)有少量毛刺，需要人工修理。而且，在盤形頂桿上應(yīng)用了彈簧裝置，提高了頂出時(shí)的平穩(wěn)程度，也起到了有效的緩沖作用。這樣，頂桿不但可以脫出塑件，還可以起到一定導(dǎo)向作用。即當(dāng)注射機(jī)的螺桿推動(dòng)模具的推板（見(jiàn)零件圖02）和推桿固定板（見(jiàn)零件圖03）沿推板導(dǎo)柱（見(jiàn)零件圖28）運(yùn)動(dòng)時(shí)，頂桿受推力也向前頂出塑件，把塑件從型芯上脫下來(lái)，以完成脫件的過(guò)程。塑件脫落后，待下次工作前，動(dòng)模板和定模板合模時(shí)，定模板先是與復(fù)位桿頂端接觸，復(fù)位桿受力帶動(dòng)推板和推桿固定板復(fù)位，頂桿也由工作位置回到

14、起始位置，因頂桿與動(dòng)模板配合較好，所以起到導(dǎo)向作用。 3.4.冷卻及加熱機(jī)構(gòu) 冷卻及加熱機(jī)構(gòu)主要包括冷卻水嘴、水管通道、加熱板等。主要是為了調(diào)節(jié)模具的溫度，以保證塑料件的質(zhì)量。加熱系統(tǒng)主要應(yīng)用于熔融粘度高，流動(dòng)性差的塑料。 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而塑料固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，有些需要對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快地傳給模具，以便使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 此模具不需要冷卻及加熱機(jī)構(gòu)，雖然PC的流動(dòng)性較一般，但由于塑件較小，液體充滿型腔比較快，而且散熱比較快，所以可以滿足塑件的

15、成型需要。 3.5 結(jié)構(gòu)零件 模具的結(jié)構(gòu)零件主要是固定成形零件，使其組成一體的零件。主要包括定模座板、動(dòng)模座板、定模板和動(dòng)模板等。 1、定模固定板 它是固定連接定模部分并使之安裝在注射機(jī)上用的板，也是鑲嵌澆口套的支承板。 2、動(dòng)模固定板 固定連接動(dòng)模部分并使之安裝在注射機(jī)上用的板。 3、定模板 為了形成定模型腔或直接加工成形用的板。 4、動(dòng)模板 為了形成動(dòng)模型腔或直接加工成形用的板。 5、墊板 主要是為了推（頂）板，能完成推頂動(dòng)作而形成一定活動(dòng)空間用的板。 表3-5 模腔工作尺寸計(jì)算 尺寸部位 計(jì)算公式及過(guò)程 說(shuō)明 凹模徑

16、向尺寸 LM=[(1+Scp)Ls-3/4Δ]0+δz =[(1+0.55%)X30-3/4X0.2]0+0.03 =30.015 0+0.03 LM=[(1+Scp)Ls-3/4Δ]0+δz =[(1+0.55%)X24-3/4X0.2]0+0.03 =23.98 0+0.03 3/4Δ項(xiàng),系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化 LM--凹件徑向尺寸(mm) Ls—塑件徑向公稱尺寸(mm) Scp—塑料的平均收縮率(%) Δ—塑料公差值(mm) δz--凹模制造公差(mm) 凹模深度尺寸 HM=[(1+Scp)Hs-2/3Δ] 0+δz =[(1+0.55%)X40-2/

17、3X0.2] 0+0.03 =40.090+0.03 HM=[(1+Scp)Hs-2/3Δ] 0+δz =[(1+0.55%)X2.5-2/3X0.2] 0+0.03 =2.380+0.03 2/3Δ項(xiàng),有資料介紹系數(shù)為0.5 HM--凹模深度尺寸(mm) Hs—塑件高度公稱尺寸(mm) δz--凹模深度制造公差(mm) 其余符號(hào)同上 型芯徑向尺寸 LM=[(1+Scp)Ls+3/4Δ]0-δz =[(1+0.55%)X26+3/4X0.2]0-0.03 =26.290-0.03 LM=[(1+Scp)Ls+3/4Δ] 0-δz =[(1+0.55

18、%)X20+3/4X0.2] 0-0.03 =20.260-0.03 LM=[(1+Scp)Ls+3/4Δ] 0-δz =[(1+0.55%)X18+3/4X0.2] 0-0.03 =18.250-0.03 3/4Δ項(xiàng),系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化 LM—型芯徑向尺寸(mm) δz—型芯制造公差(mm) 其余符號(hào)同上 型芯高度尺寸 HM=[(1+Scp)Hs+2/3Δ] 0-δz =[(1+0.55%)X1+2/3X0.2] 0-0.03 =1.1360-0.03 HM=[(1+Scp)Hs+2/3Δ] 0-δz =[(1+0.55%)X3

19、8+2/3X0.2] 0-0.03 =38.340-0.03 2/3Δ項(xiàng),有資料介紹系數(shù)為0.5 HM—型芯高度尺寸(mm) Hs—塑件孔深度尺寸(mm) δz—型芯高度制造公差(mm) 其余符號(hào)同上 3.6 導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，主要是對(duì)定模和動(dòng)模起導(dǎo)向作用。在該套模具中，應(yīng)用了帶頭導(dǎo)柱，用種導(dǎo)柱可以不用導(dǎo)套，其導(dǎo)向孔直接開(kāi)設(shè)在模板上，并做成通孔，但考慮到軸與孔磨損比較嚴(yán)重，磨損后影響定位和導(dǎo)向精度，在適當(dāng)部位加導(dǎo)套，以便磨損后可以更換導(dǎo)套，而不用更換定模板。另外為了防止導(dǎo)柱從模板中脫出來(lái)，在導(dǎo)柱凸臺(tái)底部用支承板壓住。 3.7 緊固零件

20、 緊固零件主要包括螺釘、銷子等標(biāo)準(zhǔn)零件，其作用是連接、緊固各零件，使其成為模具整體。 模具中，動(dòng)模固定板（見(jiàn)零件01）、模腿（見(jiàn)零件04）、動(dòng)模板（見(jiàn)零件05）、模腿（見(jiàn)零件22）采用合鉆的方法，利用四個(gè)帶頭導(dǎo)柱連接并固定；推板（見(jiàn)零件02）、推桿固定板（見(jiàn)零件03）也采用合鉆的方法，利用四個(gè)內(nèi)六角螺釘連接并固定。 表3-7 標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表 名 稱 型 號(hào) 件 數(shù) 國(guó) 標(biāo) 內(nèi)六角螺釘 M3X19 M3X14 M5X18 2 4 4 GB70-85 GB70-85 GB70-85 四、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凸

21、臺(tái)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，以便衣脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無(wú)法脫模。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于成型側(cè)向凸臺(tái)的情況，常常稱為側(cè)向分型，對(duì)于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況，往往稱為側(cè)向抽芯，但是，在一般的設(shè)計(jì)中，側(cè)向分型與側(cè)向抽芯常?；鞛橐徽?，不加分辯，統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯，甚至只稱側(cè)向抽芯。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓(雙動(dòng))或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類型。 4.1機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(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(如斜導(dǎo)

22、柱)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)向型芯從塑料制件中抽出，合模時(shí)又靠它使倒向成型零件夏位。這類機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但分型與抽芯無(wú)需手工操作，生產(chǎn)率高，在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)傳動(dòng)零件的不同，這類機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，其中斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)最為常用，下面將分別介紹。 4.2 液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為動(dòng)力進(jìn)行側(cè)向分型與抽芯，同樣亦靠液壓力或壓縮空氣使側(cè)向成型零件復(fù)位。 液壓或氣動(dòng)側(cè)問(wèn)分型與抽芯機(jī)構(gòu)多用于抽拔力大、抽芯距比較長(zhǎng)的場(chǎng)合，例如大型管子塑件

23、的抽芯等。這類分型與抽芯機(jī)構(gòu)是靠液壓缸或氣缸的活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的，抽芯的動(dòng)作比較平穩(wěn)，特別是有些注射機(jī)本身就帶有抽芯液壓缸，所以來(lái)用液壓側(cè)向分型與抽芯更為方便，但缺點(diǎn)是液壓或氣動(dòng)裝置成本較高。 4.3手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用人力將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從成型塑件中抽出。這一類機(jī)構(gòu)操作不方便、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低，但模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造成本他因此常用于產(chǎn)品的試制、小批量生產(chǎn)或無(wú)法采用其他側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。 手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的形式很多，可根據(jù)不同塑料制件設(shè)計(jì)不同形式的手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯可分為兩類，一類是模內(nèi)手動(dòng)分

24、型抽芯，另一類是模外手動(dòng)分型抽芯，而模外手動(dòng)分型抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是帶有活動(dòng)鑲件的模具結(jié)構(gòu)。 此套模具抽芯機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱和液壓兩種抽芯機(jī)構(gòu)，下面根據(jù)斜導(dǎo)柱和液壓抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)具體論述此套模具的設(shè)計(jì)思路。 此套模具也可采用雙斜導(dǎo)柱形式，根據(jù)斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可知：該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于小巧緊湊,運(yùn)動(dòng)靈活,易于拆裝及維護(hù)保養(yǎng)。此結(jié)構(gòu)同樣可應(yīng)用于淺內(nèi)凹槽塑件的情況,常用設(shè)在該處的斜推桿來(lái)完成塑件內(nèi)凹槽的抽芯運(yùn)動(dòng)。如圖1： 圖1. 塑件內(nèi)凹槽的抽芯 下面結(jié)合液壓抽芯機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)具體論述：液壓抽芯機(jī)構(gòu)抽拔力大，抽拔距長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，用液壓缸抽拔塑件側(cè)面滑動(dòng)型芯的模具結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)在小型液壓缸已制成標(biāo)準(zhǔn)件

25、。作為模具附件供應(yīng)，采用這種方法抽拔側(cè)面滑動(dòng)型芯，可使模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)化。 此套模具選用液壓抽芯機(jī)構(gòu)與斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)合，是利用液壓抽芯機(jī)構(gòu)與斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)互補(bǔ)。由于塑件幾乎沒(méi)有錐度,脫模斜度也很小，所以塑件與型芯的摩擦力很大，要用較大的抽拔力才能把型芯從塑件內(nèi)部抽出，如果用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，會(huì)造成斜導(dǎo)柱過(guò)長(zhǎng),極易造成斜導(dǎo)柱的彎折，從而損壞模具。為防止此類情況發(fā)生, 此模具選用液壓抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)型芯的抽出。既考慮了斜導(dǎo)柱抽芯結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈活，經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，也考慮了液壓抽芯機(jī)構(gòu)能解決實(shí)際問(wèn)題。使此套模具更加經(jīng)濟(jì)，更加具有使用性，從而提高生產(chǎn)率，提高模具的壽命。裝配圖如圖2：

26、 圖2.裝配圖 圖示的兩個(gè)型芯，左邊用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，右邊由于抽拔距比較長(zhǎng)，所以采用液壓抽芯機(jī)構(gòu)，型芯與連接桿做成一體，液壓缸的活塞桿與型芯連接桿用凸緣式連軸器連接，抽芯時(shí)，液壓缸活塞受液壓力，液壓缸的抽芯力是可調(diào)的，當(dāng)液壓力大于型芯與塑件間拔模力時(shí)，活塞桿帶動(dòng)型心連接桿進(jìn)行抽芯。液壓抽芯機(jī)構(gòu)不僅可以彌補(bǔ)斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，而且可以減小模具結(jié)構(gòu)，對(duì)于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)有比較好的效果。 脫模阻力計(jì)算： 從主型芯上脫下塑件的脫模阻力可近似寫為：Q=Qc+Qb Qc——克服塑件對(duì)型芯包緊的脫模阻力（N） Qb——一端封閉殼體需克服的真空吸力 Qb=0.1MPaAb

27、 Ab——型芯的橫斷面面積 Ab=d2=3.14262=2.12103mm Qb=0.1MPaAb=0.12.12103=2.12102N 對(duì)于薄壁塑件： 包緊力： E——塑性彈性模量，E=3.1103 MPa ε——塑料收縮率，ε=0.55% μ——塑料泊松比，μ=0.37 t——塑件壁厚，t=2mm l——塑件對(duì)型芯的包緊長(zhǎng)度，l=38mm 因此，代入得： N 克服塑件對(duì)型芯包緊的脫模阻力：Qc=PK K是無(wú)因次系數(shù)，只與脫模斜度和摩擦系數(shù)有關(guān)，可查表得K=0.29。 代入得： Qc=PK=1.

28、291040.29=3.745103N 最后，得從主型芯上脫下塑件的脫模阻力為： Q=Qc+Qb=3.745103+2.12102=3957N 在選用液壓缸的時(shí)候，應(yīng)考慮脫模阻力的影響,大于注射力。 五、電火花成型加工（定模型腔） 目前，模具特種加工不僅有系列化的先進(jìn)設(shè)備，而且廣泛用于模具制造的各個(gè)部門，成了模具制造中一種必不可少的重要加工辦法。由于該塑料水杯的外觀要求精美，所以，其型腔的制造應(yīng)用了特種加工中的電火花成型加工。 電火花成形加工的原理是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象除去多余的金屬，以達(dá)到對(duì)工件的尺寸，形狀和表面質(zhì)量預(yù)定的要求。相當(dāng)高的頻率

29、連續(xù)不斷地放電，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，就可將工具的形狀復(fù)制在工件上，加工所需要的零件，整個(gè)加工表面將由無(wú)數(shù)個(gè)相互重疊的小坑所組成。 （1）尺寸精度： 電火花加工時(shí)，工具電極與工件之間都存在一定的放電間隙，如果加工過(guò)程中放電間隙能保持不變，則可以通過(guò)修正工具電極尺寸來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，也能獲得較高的加工精度。然而，放電間隙的大小實(shí)際上是變化的。 電參數(shù)對(duì)放電間隙的影響是很大的，精加工時(shí)的單面放電間隙一般只有0.01mm，而粗加工時(shí)的單面放電間隙可達(dá)0.5mm以上。 （2）形狀精度： a) 斜度：電火花加工時(shí)側(cè)面產(chǎn)生斜度，是上端尺寸大而底端尺寸小。這是由于“二次放電”和電極損耗而產(chǎn)生的。

30、b) 圓角：采用高頻窄脈沖進(jìn)行精加工時(shí)，由于放電間隙小，圓角半徑也可以很小，一般可以獲得圓角半徑小于0.01mm的尖棱。 （3）表面粗糙度： 電火花加工的表面質(zhì)量主要包括加工表面粗糙度、表面層組織變化及表面微觀裂紋等三部分。 該套模具中型腔的加工過(guò)程首先是用普通銑床進(jìn)行粗加工，并進(jìn)行孔的定位后，在進(jìn)行特種加工。在用電火花機(jī)床加工之前，要先加工出所需的電極，實(shí)際加工中我們應(yīng)用了紫銅通過(guò)加工中心利用球形銑刀加工出尺寸達(dá)到零件圖技術(shù)要求的電極后，在利用電火花機(jī)床進(jìn)行了型腔的加工。然后，利用了拋光機(jī)對(duì)型腔進(jìn)行拋光處理，達(dá)到表面精度要求。 5.1 模具裝配及配作的總過(guò)程 研究分析總裝配圖、零

31、件圖、了解各零件的作用、特點(diǎn)及其技術(shù)要求，掌握裝配關(guān)聯(lián)尺寸;檢驗(yàn)待裝配的所以零件;確定哪些零件有配作加工內(nèi)容;確定裝配基準(zhǔn);裝配及配作;檢驗(yàn);試模及修正;入庫(kù)。 該套模具的裝配基準(zhǔn)是以型芯、型腔等作裝配的基準(zhǔn)件，模具的其他零件都依裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行配制和裝配。在裝配過(guò)程中，利用了搖臂鉆床、臺(tái)鉆、壓板、鉆套等專用工具。 5.2 模具的動(dòng)作過(guò)程 注射機(jī)注射完成后，待塑料在模腔內(nèi)冷卻定型后，模具開(kāi)啟，注射機(jī)的動(dòng)模板帶動(dòng)模具動(dòng)模部分開(kāi)始動(dòng)作：由于漲釘張力的作用，模具從2-2面先分型，模具動(dòng)模部分沿分型面拉桿（零件18）運(yùn)動(dòng)，塑件針狀澆道、分澆道里的凝料和冷料井中的凝料一起帶至模具定模一邊。注射

32、機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)分型面拉桿（零件18）的有效距離全部運(yùn)動(dòng)到終端，限位環(huán)起到限位作用，2-2分型結(jié)束。動(dòng)模部分由于漲釘?shù)牧νＶ惯\(yùn)動(dòng)。當(dāng)開(kāi)模力大于漲釘力時(shí)，1-1分型開(kāi)始，這時(shí)斜導(dǎo)柱（零件13）開(kāi)始受力，由于斜導(dǎo)柱對(duì)型芯1（零件08）有個(gè)反作用力，使型芯1（零件08）抽出，澆口的凝料留在定模一側(cè)，當(dāng)導(dǎo)柱（零件21）脫出導(dǎo)套（零件19），完成1-1分型。同時(shí)液壓缸由于液壓力的作用，使活塞桿受力，活塞桿與型芯桿之間用凸緣式連軸器連接。當(dāng)抽芯力大于型芯與塑件的摩擦力時(shí)，型芯2（零件14）由于液壓力的作用抽出塑件。完成第二次抽芯。此時(shí)，注射機(jī)的螺桿推動(dòng)模具的推板（零件02），使其帶動(dòng)頂桿（零件07），頂桿直

33、接頂塑件的外壁，復(fù)位桿（零件17）也隨之頂出分型面。這樣以來(lái)就把塑件從型腔脫離下來(lái)，完成塑件的頂出。注射機(jī)回程時(shí)，定模型腔與復(fù)位桿接觸，使復(fù)位桿回到起始位置，完成復(fù)位，合模完畢。 六、模具的壽命 模具因磨損或其他形式失效，終至不可修復(fù)，而報(bào)廢之前所加工的產(chǎn)品的件數(shù)，稱模具的使用壽命，簡(jiǎn)稱模具壽命。 模具壽命對(duì)生產(chǎn)影響很大，主要如下： 1、高質(zhì)量、壽命長(zhǎng)的模具，可以提高制品的生產(chǎn)率及質(zhì)量，其中，模具壽命的長(zhǎng)短不但影響到模具本身的制造綜合成本，而且也影響到制品的成本和工藝部門工作量等。因此，一般要求模具有較長(zhǎng)的壽命。 2、模具的壽命影響到一些先進(jìn)的高效率、多工位加工設(shè)備正常效能的發(fā)揮。

34、 3、模具的壽命也影響模具鋼的消耗。 4、提高模具壽命實(shí)際上意味著和模具的失效作斗爭(zhēng)。 為了提高模具的壽命，可分析影響它的內(nèi)在因素和外在因素。配合科學(xué)實(shí)驗(yàn)，找出失效原因，采取有效的措施解決，例如合理的設(shè)計(jì)模具；正確的選材；開(kāi)發(fā)模具新的材料，改善原材料質(zhì)量；采用先進(jìn)的熱處理工藝，提高模具熱處理質(zhì)量；保證加工質(zhì)量，采用新的加工方法；改進(jìn)加工設(shè)備，合理使用、維護(hù)模具等。 在該套模具中，設(shè)計(jì)了冷卻裝置，它可以模具在工作時(shí)溫差小，壽命相對(duì)有所提高，避免了模具因溫度過(guò)高、強(qiáng)度太低而產(chǎn)生塑性變形。另外，還設(shè)計(jì)了導(dǎo)向裝置，一對(duì)帶頭導(dǎo)柱進(jìn)行模具的導(dǎo)向。那么，采用導(dǎo)向裝置的模具，能保證在模具工作中模具零件相

35、互位置的精度，增加模具抗彎曲、抗偏載的能力，避免模具不均勻磨損。 參考文獻(xiàn)： [1] 馮炳光等編．《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998． [2] 王季琨. 沈中偉、劉錫珍．《機(jī)械制造工藝學(xué)》．天津：天津大學(xué)出版社，1998． [3] 薛彥成．《公差與技術(shù)測(cè)量》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999． [4] 黃毅宏. 李明輝．《模具制造工藝》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003． [5] 華中理工大學(xué)等院校．《機(jī)械制圖》．北京：高等教育出版社，1999． [6] 胡石玉．《模具制造技術(shù)》．沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，1997． [7] 屈華昌．塑料成型工藝與模具設(shè)〉》．北京：高等教育出版社，1997． 13