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注塑模结构论证及强度与刚度校核

【摘要】:注塑模结构的论证仍然有三部分:一是注塑模结构方案的论证,二是注塑模机构的论证,三是注塑模构件强度和刚度的校核。注塑模结构的论证与注塑模结构方案可行性分析的过程正好相反。故在注塑模设计完成后,还必须对注塑模的强度和刚度进行一次校核,以免造成直接经济损失。对注塑模的强度和刚度的校核应选取受力最大,强度和刚度最薄弱的部位进行校核。

注塑模结构的论证仍然有三部分:一是注塑模结构方案的论证,二是注塑模机构的论证,三是注塑模构件强度和刚度的校核。

注塑模结构的论证与注塑模结构方案可行性分析的过程正好相反。它是从模具的结构开始,根据模具的各个运动机构所能完成的运动(包括运动方向、运动行程、运动起点和运动顺序)和模具的型腔与型芯的形体分析,来查看模具结构能否满足“六要素”形状特征所要求的避开条件,以及各运动机构会不会产生运动干涉。本例脱模机构推杆的顶出方向,是与模具的开闭模方向成30°角的方向,在此方向对注塑件进行斜向脱模,有效地避开了注塑件6mm×tan30°=3.1mm的显性“障碍体”及6mm×tan10°=1.06mm的显性“障碍体”的阻挡。同时,ϕ24mm×60°的锥台正好符合注塑件斜向脱模的要求,图4-14的DD剖视图中的6mm×tan10°加强筋和注塑件外形的锥台也正好符合注塑件斜向脱模的要求。本例的齿条齿轮和型芯齿条的垂直抽芯机构,也有效地避开了注塑件ϕ24mm×60°锥台中成型ϕ22+0.180mm深7.7mm圆柱孔的型芯隐性“障碍体”对注塑件斜向脱模的阻挡作用。

像投影面积如此之大的注塑件,需要对模具的动模垫板、定模型腔壁厚和右边抽芯机构的斜导柱(抽芯距离长,尺寸长的斜导柱)等薄弱构件,进行强度和刚度的校核,以防它们产生变形,甚至造成注塑件无法脱模的严重后果。

注塑件的注射是依靠注塑机将熔融的能够流动的黏性塑料熔体,以一定的温度和压力注射进入注塑模的型腔。由于注射的塑料都有一定的收缩率,为了控制注塑件的变形量,在熔体注射后往往会保持一段时间的压力,并且在注塑件冷却硬化后才进行脱模。这样,型腔内承受着很大的压力,在这一过程中模具的型腔及各承压面必须有足够的强度和刚度,否则,模具的各承压面将会产生变形,甚至被破坏。故在注塑模设计完成后,还必须对注塑模的强度和刚度进行一次校核,以免造成直接经济损失。对注塑模的强度和刚度的校核应选取受力最大,强度和刚度最薄弱的部位进行校核。变形和破坏容易产生在组成模具型腔的动、定模型腔或型芯上,它们直接承受着注射的压力。又由于定模的型腔是凹模而动模的型芯是凸模,相比之下定模的型腔更薄弱,所以应该校核定模型腔的强度和刚度。根据受力分析,注塑模的动模部分与模脚构成一简支梁,动模垫板是最薄弱的部分,这样也应该对其进行强度和刚度的校核。另外抽芯机构的斜销是一悬臂梁,又直接承受着需要抽芯的型芯所施加的压力,也属于最薄弱的部分,这样也应该校核其强度和刚度。由此看来,只需校核定模型腔侧壁和底壁的厚度,动模垫板的厚度和斜导柱的截面尺寸就可以了。只要它们能够满足使用强度和刚度的要求,其他各零部件也都能够满足使用要求。它们若校验不合格,只要增加定模型腔侧壁和底壁的厚度,增加动模垫板的厚度和斜导柱的截面尺寸就可以了。只有在万不得已的情况下,才采用支承销来提高模具的刚度。

注塑模的强度是指注塑模抵抗塑性变形或因永久变形而不被破坏的能力。注塑模的强度核算就是检查注塑模在工作过程中所承受的拉伸、剪切、弯曲应力是否超过其允许的极限应力。

通过对豪华客车行李箱锁主体部件注塑模结构方案的可行性分析和论证的介绍,可以了解到注塑模结构方案的可行性分析和论证的目的和内容,以及如何进行注塑模结构方案的可行性分析和论证。零部件尺寸和公差配合的失误会造成零部件的报废,而注塑模结构方案的失误,注塑模构件的强度和刚度的不足,则会导致整套模具的报废。人们常常疏忽注塑模结构方案的可行性分析和论证,其后果必将造成反复地试模和修模或注塑模结构设计的失败。可见注塑模结构方案的可行性分析和论证的重要性。现在的模具价格有的几十万元,有的甚至上百万元,这样的模具如不进行注塑模结构方案的可行性分析和论证,将存在很大的风险。

注塑模结构方案的综合分析法,是复杂注塑件的模具结构方案进行分析时所必须进行的程序。一般情况下,先采用要素综合分析法,再采用成型痕迹分析法来验证注塑模结构方案的可行性。模具结构成型痕迹作为模具结构方案验证的方法,不失是一种验证模具结构方案的辅助方法,这两种方法相结合组成了一套全面的、彻底的、有效的方法。模具设计成败的关键是确定模具的结构方案,模具结构方案的确定则是依据成型注塑件模具结构方案的分析与论证。模具结构最佳优化方案的分析与论证,还要采用注塑件形体“六要素”的分析和模具结构方案的“三种分析方法”等工具来进行。这就是说要设计好复杂的模具,就必须熟练地掌握好注塑件形体“六要素”的分析和模具结构方案的“三种分析方法”。