毕业设计（论文）-塑料拉手注塑模具设计-精品(2)

第 6 页 共 27 页 产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排干净，一方面将会在塑件上产生气泡，接缝表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。由于本模具型腔较小且很简单，所以可以利用推板、活动型芯等活动配合间隙排气，排气间隙应小于聚氯乙烯的溢料间隙（0.04mm）。

4.3 成型零件的设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 4.3.1 凹模的设计

因为塑件较小，而且采用一模一腔，使用凹模形式，采用整体嵌入式，因为采用这种形式各个凹模采用机械加工、冷挤压和电加工等方式加工制成，然后压入模板中，这种结构加工效率高，维护方便，可以保证型腔形状尺寸。它的特点是牢固，使用中不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。它的缺点是加工困难，热处理不方便。 4.3.2 型芯的设计

本模具设计的难度在于侧型芯的设计，由于小型芯结构复杂，如果用手工去设计，那难度是很大的，利用CAD三维软件Pro/ENGINEER去设计，用软件中的型腔设计可以很方便的抽取出小型芯。本方案中直径较小的型芯采用阶梯轴结构，单独制造，在嵌入模板中，用压板固定。型芯采用P20钢，热处理要求硬度HRC?50。 4.3.3 成型零件工作尺寸的计算

成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸。任何塑件制作都有一定的几何形状和尺寸的要求，在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。因此在模具设计时应根据塑件的尺寸精度等级来确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸

精度的因数很多。主要有：

1.塑件收缩率的影响

第 7 页 共 27 页 拉手塑件的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有较高的机械强度，流动性好，易于成型，成型收缩率小，理论计算收缩率为0.5%。 2.模具成件型零件的制造误差 3.模具成型零件的磨损 4.模具的安装配合的误差 4.3.4 模具型腔侧璧和底板厚度计算

塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生绕曲变形,导致溢料或出现飞边,降低塑件尺寸精度，并影响到脱模的顺利进行.因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚,尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度.

模具型腔壁厚的计算,应以最大压力为准.而最大压力是在注射时,熔体充满型腔的瞬间产生的,随着塑料的冷却和浇口的冻结,型腔内的压力逐渐降低,在开模时接近常压.理论分析和生产实践表明,大尺寸的模具型腔,刚度不足是主要矛盾,型腔壁厚应以满足刚度条件为准;而对于小尺寸的模具型腔,在发生大的弹性变形前,其内应力往往超过了模具材料的许用应力,因此强度不够是主要矛盾,设计型腔壁厚应以强度条件为准.

型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种应力形式下的应力值不得超过模具材料的许用应力;而刚度计算条件由于模具的特殊性,应从以下三方面来考虑:

(1)模具成型过程中不发生溢料； (2)保证塑件尺寸精度； (3)保证塑件顺利脱模；

型腔结构尺寸计算 （1）型腔侧壁厚度计算

在熔体压力作用下,侧壁向外膨胀产生弯曲变形,使侧壁与底板间出现间隙,间隙过大将发生溢料或影响塑件尺寸精度.将侧壁每一边都看成是受均匀载荷的端部固定梁,设允许最大变形量为[б], 其壁厚按刚度条件计算式为:

s=3pH1l4第 8 页 共 27 页 32EH[?]

式中 s----型腔侧壁厚度(mm);

p-----型腔内熔体的压力(Mpa);

H1----承受熔体压力的侧壁高度(mm);

l-----型腔侧壁长边长(mm); E-----钢的弹性模量; H-----型腔侧壁总高度(mm); [?]--- 允许变形量(mm)；

型腔侧壁厚度计算取：20mm （2）底板厚度计算

组合式型腔底板厚度实际上是支承板厚度.底板厚度的计算因其支撑形式不同有很大差异,对于常见的动模边为双支脚的底板,为简化计算,假定型腔长边l和支脚间距L相等,底板可作为受均匀载荷的简支梁,其最大变形出现在板的中间,按刚度条件计算底板的厚度为:

h=3cpb4E[?]

式中 c-----由型腔边长比l/b决定的系数 经计算取50mm。 （3）动模支撑板厚度

动模支撑板又称作型芯支撑板，一般都是两端用垫块支撑的。其厚度的选用按照经验来选用，根据表５－１８（动模垫板厚度）取30mm。 4.3.５ 塑件的结构和斜度

设计塑件结构时,首先要考虑塑件壁厚均匀,以产生缩孔,气孔,变形,开裂等缺陷,塑件强度较低处可设置加强筋等.塑件两壁相交处必须用圆弧过渡,为了便于塑件从模具中脱出,防止脱模时拉伤塑件,设计时,塑件内外表面沿脱模方向应留有足够的斜度,即脱模斜度,脱模斜度的取向应根据塑件的内,外尺寸而定.在塑件图上标注时,内孔以小端尺寸为准,塑件外形以大端尺寸为准,尺寸符合图样要求,且由于斜度而导致的尺寸变化应满足塑件的公差要求。 4.3.６ 成型零件的强度计算

第 9 页 共 27 页 塑料塑件在模腔中成形以后,便可以从模具中取下,但塑件从模具中取下之前,制件在成形过程中，模具型腔受到熔体高温高压的作用,所以模具型腔侧壁和底板必须有足够的厚度,以满足强度和刚度的要求.刚度不足,模具会产生弹性形变,强度不够,模具会产生塑性变形或破裂。 1.满足强度要求

各种情况下所受的应力必须小于材料的许用应力.如拉伸时:拉伸应力<拉伸许用应力.型芯受弯时:弯曲应力<弯曲许用应力.理论分析和大量的生产实践表明,对于小尺寸的型腔,强度不足是主要矛盾. 2.满足刚度要求

需要型腔不产生溢料,保证塑件尺寸精度并能顺利脱模.

（1）模具型腔不产生溢料 型腔在高压作用下会产生弹性形变,使一些配合面形成间隙,间隙超过一定值,将出现溢料.不同塑料其最大的不溢料间隙也不同.设计时需使模具型腔在高压作用下产生的弹性形变的变形量小于所允许的最大变形量. （2）保证塑件尺寸精度 如果型腔变形量较大,还会影响塑件的尺寸精度,所以通常使型腔变形量为塑件公差的1/5.

（3）保证塑件顺利脱模 若塑料熔体的压力产生过大的弹性形变,其型腔变形量大于塑件收缩量时,塑件的周边被型腔包住,这样塑件脱模时必须强制脱模,从而使塑件划伤,划裂,因此型腔变形量应小于塑件收缩量. 4.3.７ 定模的设计

因为塑件尺寸不是很大，而且采用一模一腔，使用定模形式，采用整体嵌入式，因为采用这种形式各个定模采用机械加工、冷挤压和电加工等方式加工制成，然后压入模板中，这种结构加工效率高，维护方便，可以保证各个型腔形状尺寸一致。 4.3.8 型腔和型芯工作尺寸计算 1. 型腔和型芯的径向尺寸

（1）型腔径向尺寸 如前所述，塑件的基本尺寸Ls是最大尺寸，其公差?为负偏差，如果塑件上原有的公差标注与此不符，应按此规定转换为单向负偏差。因此塑件的平均径向尺寸为Ls-?/2。模具型腔的基本尺寸Lm是最小 尺寸，其公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Ls+?z/2。型腔的平均磨损量为?c/2，考虑平均收缩率后，则可列出下列等式：

LM?第 10 页 共 27 页 ?Z2??C2?(Ls???)?(Ls?)s 22略去比其它各项小得多的?/2*S后则型腔径向尺寸为

1 LM?(1?s)Ls?(???z??c)

2?z与?c是和?有关的量，因此公式后半部分可用x?表示。标注上制造公差后得：

??z??z (LM)0?[(1?s)LS?x?]0由于?z ，?c与?的关系随塑件的精度等级和尺寸的不同而变化，因此式中?前的系数x在塑件的尺寸较大，精度较低时，?z和?c可以忽略，则x=0.5；塑件的尺寸较小，精度较高时，?z可取?/3，?c可取?/6，此时X=0.75，则：

??z??z (LM)0?[(1?s)LS?(0.5~0.75)?]0?0.13?0.12经计算得型腔径向尺寸为：46.44 41.4100（2）型芯的径向尺寸 塑件孔的径向尺寸ls是最大尺寸，其公差?为正偏差，模具型芯的基本尺寸lm是最大 尺寸，其公差为负偏差，经过与上面类似的推导，可得：

??z??z (LM)0 ?[(1?s)LS?(0.5~0.75)?]0?0.13?0.12经计算得型腔芯向尺寸为：46.44 41.410 0带有嵌件的塑件，收缩率较实体收缩率小，在计算收缩值时，应将上式中含有收缩值的这一项的塑件尺寸改为塑件外形尺寸减去嵌件部分尺寸。

为了塑件脱模的方便，型腔和型芯的侧壁都应设计有脱模斜度，当脱模斜度值不包括在塑件 公差范围内时，塑件的外形的尺寸只保证大端塑件内腔的尺寸只保证小端。这时计算型腔尺寸以大端尺寸为基准，另一端按脱模斜度相应减小；计算型芯尺寸以小端尺寸为基准，另一端按脱模斜度相应增大，以便于修模时有余量。如果塑件 的使用要求正好相反，则应在图纸上注明。 2.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸

在型腔深度尺寸和型芯高度尺寸计算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，由此可以推出：

??z??z (HM)0 ?[(1?s)HS?x?]0

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库毕业设计（论文）-塑料拉手注塑模具设计-精品(2)在线全文阅读。