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1、第12卷第1期辽宁师专学报Vol112No112010年3月JournalofLiaoningTeachersCollegeMar12010【学术研究】塑料注射模具推板导柱的设计与校核韩长征(营口职业技术学院,辽宁营口115000)摘要:塑料制品被普遍应用于人们的日常生活和生产、科研活动中,在国计民生中具有重要意义.塑料注射模具的制作精度和使用寿命直接影响产品的质量和相关企业的经济效益.在生产实践中,塑料注射模具推板导柱的弯曲和顶出杆折断或拉研现象经常出现,而在塑料模具设计时,一般都是凭经验决定推板导柱的直径值,难以准确确定推板导柱尺寸.阐述塑料注射模具推板导柱直径公式的推导过程、应用条件
2、及其检验,可为塑料注射模具的设计、制作提供参考.关键词:塑料;注射模具;推板导柱;顶出杆;设计;校核中图分类号:TQ320166文献标识码:A文章编号:1008-5688(2010)01-0016-05塑料注射模具主要是用来成型热塑性塑料制品的模具,并在与其相适应的塑料注射机上进行生产塑料制品.按所用注射机类型可分为卧式、立式或角式注射机用塑料注射模具,其中卧式塑料注射机用注射模具在实际生产中应用最广泛,其结构一般由型腔部分、浇注系统、导向部分、冷却加热系统、顶出装置等部分组成.在卧式塑料注射机用的注射模具中,推板导柱、导套的作用是保证推板能够平衡地推进和回程,以保证顶出杆不能产生较大弯曲
3、、折断或与模腔发生拉研的现象.但是,推板导柱要承受整个推板系统的重力作用(即承受一个弯矩作用),因而,导柱将产生一定的弯曲变形.图1是推板导柱在不同固定形式下受力变形的情况.一般情况下,导柱的变形为弹性变形,从图1所示的情况分析得出,导柱的变形大小直接影响了导柱和导套之间的配合性质.为了保证导柱和导套在模具工作(推板推进和回程)过程中不被拉研或磨损,必须保证导柱在导套有效长度H范围内产生的弹性变形量b值小于导柱和导套之间配合的最小间隙a值,即初始条件为:a>b.在塑料注射模具实际生产设计中,一般情况下推板导柱和导套的配合选择为H7Pf7,这样其配合最小间隙值与轴的基本偏差(上偏差)绝对值相
4、近似,故可根据GBT180013-1998《极限与配合基础第3部0141分:标准公差和基本偏差数值表》中A6轴和孔的基本偏差计算公式es=-515D,初步确定a和d的[1]关系.设初定导柱直径为[d],初定最小间隙为[a],由于[d]和[a]的单位为cm,而es的单位为μm,D4的单位是mm,故有:
5、es
6、=[a]×10,D=10[d],于是有-401410141-31590141[a]=515×10×10×[d]=515×10×[d](1)1推板导柱一端固定时,初定导柱直径的计算从图1(a)中看出,可以将单根导柱的受力状态视为悬臂梁受[2]力,其受力状态分析如图2所示.推板承力点处导柱轴
7、线水平线转角公式为:收稿日期:2009—12—20作者简介:韩长征(1966-),男,辽宁营口市人,高级工程师,主要从事模具设计方面研究.韩长征塑料注射模具推板导柱的设计与校核172θx=PxP(2EJ)(2)式中:θx———推板承力点处导柱轴线的转角(弧度);P———单根导柱承受推板系统(以下简称推板)的重量7(N);x———承力点到固定端的距离(cm);E———导柱材料的弹性模量,对于钢,E≈211×10MPa;J———导4柱截面的惯矩(cm),对于圆柱体4J=πdP64(3)式中:d———导柱直径(cm).一般情况下,塑料注射模具有4根推板导柱,在实际工作中,至少有2根导柱承受着推板
8、系统的重量,因此,可视为每根导柱承受推板重量的一半,即P=QP2(4)式中:Q———整个推板系统的重量(N).从(2)式中可以看出,θx随着x的增大而增大,因此在承力点距离固定端最远时,轴线转角最大.由于变形过程中曲率半径远大于导柱的半径,故可将导柱的上下母线的转角视为与轴线转角相等(下面讨论问题时,都采用这一观点,不再重述),即22θ=PlP(2EJ)=QlP(4EJ)(5)式中:θ———在距离支承点最远的承力点处导柱对水平线的转角(弧度);Q———推板重量(N);l———承力点到支承点距离(cm).将(3)式代入(5)式,整理后得24θ=16QlP(πEd)(6)根据图1(a)有b=H
9、tanθ(7)式中:H———推板导柱与导套配合的有效长度(cm);b———导柱在导套有效长度H上的弹性变形量(cm).由于在θ很小时tanθ≈θ,所以式(7)可以写成b=Hθ(8)将(6)式代入(8)式,整理后得24b=16HQlP(πEd)(9)根据初始条件a>b,可得24a>16HQlP(πEd)(10)由(10)式可得21P4d>[16HQlP(πEa)](11)(11)式是求一端固定时导柱直径的基本公式,其使用条
