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第六章合模导向机构 第二节导柱导向机构 第三节锥面定位机构 第一节概述 第一节概述 注塑模具的型腔由动模和定模共同构成 为保持塑件形状尺寸的一致性 必须保证动定模能顺利开合且每次开合模后型腔形状和尺寸能准确重现 为此 注射模具上通常设置具有一定精度的 引导动模和定模按设定方向平稳开合并使之相互定位的机构 这类机构称为合模导向定位机构 1 定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具 并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状 不至于因位置的偏移而引起塑件壁厚不均 2 导向作用动定模合模时 首先导向机构接触 引导动定模正确闭合 避免凸模或型芯先进入型腔 以保证不损坏成型零件 3 承受一定的侧压力塑料注入型腔过程中 会产生单向侧压力 或由于注射机精度的限制 使导柱在工作中承受一定的侧压力 当侧压力很大时 不能单靠导柱来承担 需要增设锥面定位装置 一 合模导向定位机构的功能作用 二 导向定位机构类型及应用 注射模常用合模导向定位机构主要有以下几种类型 导柱导向定位机构 具有良好的导向作用 一定的定位精度和承载能力 磨损后容易更换修复 是最常用的合模导向定位方式 但靠导向零件间动配合定位 定位精度有限 承载能力受导柱抗弯强度限制 锥面定位机构 斜面无间隙定位 定位精度高 常与导柱导向机构并用 以提高模具定位精度 主要用于动模 定模之间需要精确定位的场合 例如 注射成形要求壁厚均匀的薄壁制品的模具 塑件同轴度要求高 而且其型腔分别设在动模和定模上的模具等 斜面无间隙定位 还同时具有增强模具刚度的效果 承载能力较强 但无导向作用 单独使用仅限于无须导向的浅腔模 平面定位机构 高精度间隙配合定位 定位精度高 定位件置于模外 可节省模板空间 便于冷却水孔 推杆孔等其它结构在模板上的布置 其它特点及用途与锥面定位机构基本相同 第二节导柱导向机构设计 导柱导向定位机构由分属于动 定模的导柱和导套 或导向孔 配合而成 参见图3 6 4 导柱导向机构设计主要解决以下问题 1 导向零件 导柱 导套 的设计2 导向零件间配合关系的确定3 导向零件在模板上的安装方式的确定4 导向零件在模板上的布置分述如下 一 导向零件的设计 1 导向零件结构类型及应用模具导向机构由导柱 导套配套构成 导向零件基本结构如下图所示 导柱 由便于插入导向孔的纫入端 与导向孔配合的导向段 与模板上导柱安装孔配合的固定段以及导柱轴向定位的轴肩等特征结构构成 导套 由与导柱导向段配合的导向孔 与模板上导套安装孔配合的固定段 以及导套轴向定位的轴肩等结构特征构成 常用的导向零件已标准化 标准导柱 导套各有两种结构类型 带头导柱 GB T4169 4 2006 固定段与导向段名义尺寸相同 导柱安装孔可与导向孔配镗 以保证同心度 主要用于在模板上直接加工导向孔的小型模具 带肩导柱 GB T4169 5 2006 固定段直径D1大于与导向段直径D 而与配用导套的固定段直径相同 导柱安装孔可与导套安装孔配镗 主要用于导柱 导套配用的大 中型模具和要求寿命较长的小型模具 直导套 GB T4169 2 2006 没有轴向定位用轴肩 主要用于不便使用轴肩压板式固定导套的特薄 特厚模板 以及单层浮动模板 多分型面模具中间板 的导向 带头导套 GB T4169 3 2006 主要用于可用轴肩压板式固定导套的模板的导向 除上述各种标准导向零件外 有时基于对模具结构 使用要求及制模费用等方面的考虑 某些模具导向机构仍需使用非标导向零件 非标导柱 2 导向零件选型设计国家标准对注射模导向零件的结构 尺寸 材质 技术要求等给予了详细规定 参见 塑料注射模零件 GB T4169 2006系列标准 塑料注射模零件技术条件 GB T4170 2006 直导套 GB T4169 2 2006带头导套 GB T4169 3 2006带头导柱 GB T4169 4 2006带肩导柱 GB T4169 5 2006 设计模具导向机构时 尽可能采用标准件 此时 无需专门设计导向零件 根据需要选用或按标准加工即可 必须采用非标导向零件时 也应参照相关标准设计加工 注意 上述新标准已于2007年4月1日实施教材中表3 6 1 表3 6 4引用的老标准GB4169 2 5 84已被新标准取代 模具导向机构导向零件选型设计方法如下 1 确定导柱直径根据模具大小在标准的直径系列中选取 经验表明 一般模具导柱标称直径 导向段直径d 约占模板宽度B的6 10 即d 0 06 0 1 B大模具取小值 小模具取大值 根据计算结果 在标准规定的直径系列中选取略大于计算直径的标准直径作为导柱的设计直径 当模具结构对导柱承载能力要求较高时 应按选定的导柱直径对其抗弯强度进行校核 2 确定导柱长度根据模板厚度和型芯高度 在选定导柱直径对应的标准长度系列中选取 一般要求导柱有效长度比型芯高度长6 8mm 以保证可靠导向 3 确定导套直径根据导柱直径d 选取标称直径 导向孔直径 相同的导套 4 确定导套长度在选定导套直径对应的标准长度系列中选取 取值应略小于模板厚度 导向孔长度L1取0 5 1 5d 二 导向机构的装配1 导向零件组合方式及特点根据模具结构及要求不同 导柱导向机构的组合方式有多种 图3 6 8 二 导柱导向机构在模具上的布置 1 轴向布置合模导向用导柱导向机构 一般将导柱安装在动模上 导套安装在定模上 必要时也可以反向安装 推板导向用导柱导向机构 一般都将导柱安装在模板上 导套安装在推板上 2 径向布置根据模具形状和大小 一般模具要用二至四根导柱 大型模具甚至更多 径向布置即导向机构在模板上的分布 对于组装后不经常拆分的固定式模具 为便于设计加工 多采用等径导柱就模板中心对称布置 并在模板上打方位标记 以免组装时搞错方位 常见导柱有2根 4根 其布置原则是 必须保证动定模只能按一个方向合模 不要在装配时或合模时 因为方位搞错使模具损坏 对于经常拆分的移动式小型模具 移动式压模 除非型腔结构及布置也完全对称 一般导柱最好不要对称布置 以免组装及操作时搞错方位损坏模具 设计时多采用等径不对称 b c 或对称不等径 a d 的导柱径向布置 象电子设备上的插接件那样 使它只能按一个方向合模 最近我国颁布实施了 塑料注射模模架 GB T12555 2006 代替 塑料注射模中小型模架 GB T12556 2 1990和 塑料注射模大型模架 GB T12555 2 1990两项国家标准 标准模架中根据模架规格 模板尺寸 组配了导向机构 设计模具时 可根据模具功能要求 参照上述导向零件及其组装方式特点 选用合适的标准模架 导向机构即可同时确定 第三节锥面定位机构设计 如前所述 导柱导向定位机构虽有一定的定位作用 但因其主要功能是导向 要求导柱与导套或模板上的导向孔之间用间隙配合 配合面长 配合过紧运动不灵活 所以定位精度较低 不能满足动模 定模之间精确定位的要求 因此 对于注射成形要求壁厚均匀的薄壁制品的模具 塑件同轴度要求高 而且其型腔分别设在动模和定模上的模具等 要求动模 定模之间需要精确定位的场合 必须增设定位机构 塑料注射模动定模精确定位可采用锥面定位或平面定位机构 锥面定位机构靠锥面配合的自动定心作用准确定位 可实现模具动定模零间隙 高精度定位 是最常用的定位机构 常与导柱导向机构并用构成 导柱导向 锥面定位 的导向定位机构 具体结构形式有圆形定位元件锥面定位和模板锥台锥面定位两种 平面定位机构则是在模板四周加装矩形定位元件定位 一 圆形定位元件锥面定位 圆形定位元件定位是在有定位要求的分型面两侧模板上分别镶装锥台和锥孔定位件进行定位 圆形定位元件由两件 锥台 锥孔 组成 分别装固在动定模上配对使用 每个分型面使用数量视需要确定 特点 小巧灵活 对模具结构影响小 易于更换 但需仔细调整压配深度 保证分型面和定位件锥面同时接触 否则会导致合模不严或定位不准 二 模板锥台锥面定位模板锥台锥面定位就是在分型面两侧的动定模模板上加工成相互扣合的圆锥 图3 6 11 或矩形锥台 图3 6 12 配合副 单边角度5 20 配合高度15mm以上 特点 这种方式结构简单 定位可靠 但磨损后难以修复 所以加工及热处理要求高 压配深度不易调整 改良设计 为便于磨损后的修复 通常把配合副一侧的锥面或斜面结构设计成可拆卸的硬度稍低的摩擦块 镶配到模板上与另一侧的锥面或斜面构成摩擦副 实现锥