731 固定架注射模設(shè)計(jì)【全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū)】

731 固定架注射模設(shè)計(jì)【全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū)】,全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū),731,固定架注射模設(shè)計(jì)【全套14張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū)】,固定,注射,設(shè)計(jì),全套,14,cad,文獻(xiàn),翻譯,說(shuō)明書(shū),仿單 固定架注射模設(shè)計(jì) 摘 要 注射成型已成為聚合物加工技術(shù)中最常用的方法之一，并在大規(guī)模生產(chǎn)塑料產(chǎn)品中占據(jù)了主導(dǎo)地位。本次設(shè)計(jì)的塑料固定架注射模具，該塑件使用量很大，為大批量生產(chǎn)，因此為了節(jié)約材料，采用熱流道技術(shù)，通過(guò)Moldflow軟件進(jìn)行最佳澆口分析所選澆口位置最為依據(jù)，而采用熱流道轉(zhuǎn)冷流道的形式，節(jié)約了主流道部分的塑料，降低了成本。采用側(cè)抽芯，盡管結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜，但能夠減少后續(xù)加工，降低了生產(chǎn)周期。該模具采用一模一腔，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和冷卻水道布置對(duì)稱(chēng)，易于安裝，整體受力均勻。 關(guān)鍵詞：注射模具；熱流道；塑料固定架；注射成型；模具設(shè)計(jì) Abstract Injection molding of polymer processing technology has become the most commonly used methods and mass production of plastic products occupy a dominant position. The design of plastic injection molds fixation, the use of large plastic parts for mass production, so in order to save materials, hot runner technology, the best gate by Moldflow software analysis based on the selected best gate location, The use of hot runners turn in the form of cold runner, saving the mainstream Road, part of the plastic, reducing the cost. With side core pulling, though slightly more complicated structure, but can reduce the subsequent processing, reducing the production cycle. The use of a mold of a mold cavity, core mechanism and the cooling water arrangement symmetrical, easy to install. Key words: injection molding; runner; plastic bracket; injection molding; mold design 目 錄 前言 1 1 制品工藝分析 3 2 工藝方案分析及成型工藝參數(shù)的確 4 2.1 工藝方案分析選擇 4 2.2 成型工藝參數(shù)的確定 4 3 選擇設(shè)備 6 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4.1 分型面、排氣方式及型腔數(shù)目的確定 7 4.1.1分型面的選擇 7 4.1.2 排氣方式的確定 7 4.1.3 型腔數(shù)目的確定 7 4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 4.3 成形零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 4.4導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 4.5脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 4.6 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 4.6.1斜銷(xiāo)設(shè)計(jì) 12 4.6.2 滑塊設(shè)計(jì) 13 4.6.3 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 13 4.6.4 楔緊塊設(shè)計(jì) 13 4.6.5 滑塊定位裝置 13 4.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 4.8 繪制模具裝配草圖 14 5 成型零件的尺寸計(jì)算和強(qiáng)度、剛度校核 15 5.1 成形零件的工作尺寸計(jì)算 15 5.1.1 直徑為9mm的側(cè)型芯的工作尺寸計(jì)算 15 5.1.2 主型芯工作尺寸計(jì)算 16 5.1.3 凹模工作尺寸計(jì)算 16 5.2 剛度和強(qiáng)度的校核 16 5.2.1 整體式矩形凹模側(cè)壁厚度 16 5.2.2 整體式矩形凹模底板厚度 16 5.2.3 整體式矩形凹模底板厚度 16 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 18 6.4.1定位圈尺寸 19 6.4.2最大與最小模厚 19 6.4.3噴嘴尺寸 19 主要參考文獻(xiàn) 21 致 謝 22 前言 一、注塑機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 注射成型是加工熱塑性高分子材料的主要方法之一。這種方法能制得外形復(fù)雜、尺寸精確和帶有金屬嵌件的制品，對(duì)各種聚合物加工的適應(yīng)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。目前世界上80%的工程塑料制品采用注射成型加工。 注射成型加工的主要設(shè)備是注塑機(jī)。八十年代以后，隨著工程塑料的迅速發(fā)展和其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓，注塑機(jī)正朝著高速、高效、低能耗和高自動(dòng)化的方向發(fā)展。 注塑機(jī)的發(fā)展水平及趨勢(shì)：隨著塑膠制品多樣化市場(chǎng)需求越來(lái)越大,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來(lái)越快。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，隨著塑膠制品多樣化市場(chǎng)需求越來(lái)越大,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來(lái)越快。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，近年來(lái)全電動(dòng)式的精密注塑機(jī)越來(lái)越多。隨著世界各國(guó)在環(huán)保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴(yán)格的要求，節(jié)能已完成為注塑機(jī)電液系統(tǒng)的研究重點(diǎn)，針對(duì)閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足，德、日等國(guó)發(fā)展了應(yīng)用變量泵和電液比例閥結(jié)合的負(fù)載感應(yīng)型的注塑機(jī)電液控制系統(tǒng)。為進(jìn)一步降低能耗，減少噪音，最新一代的注塑機(jī)是用轉(zhuǎn)速可調(diào)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵為動(dòng)力源，在保壓、冷卻及空轉(zhuǎn)工況保持很低轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能、降噪的目的，其工作原理簡(jiǎn)述如下： 利用注塑機(jī)同步信號(hào)及電氣控制系統(tǒng)，根據(jù)注塑成型的工藝要求，將電液比例控制系統(tǒng)，模擬成負(fù)載跟蹤控制系統(tǒng)，使油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速與注塑機(jī)工作所需液壓的流量與壓力乘積成正比，將傳統(tǒng)的定量泵改造成變頻變量泵，從而使溢流閥的回油流量降到最小，無(wú)高壓節(jié)流能量損失，進(jìn)而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的“耗能型”注塑機(jī)升級(jí)為無(wú)高壓節(jié)流的“節(jié)能型”注塑機(jī)，節(jié)能型注塑機(jī)除了節(jié)能功能之要特性外，依據(jù)其節(jié)能原理，還具有附加系列的優(yōu)點(diǎn)： ◆ 減輕開(kāi)、鎖模沖擊，延長(zhǎng)機(jī)械和模具使用壽命。 ◆ 延長(zhǎng)油路系統(tǒng)（密封組件等）使用壽命，減少維修次數(shù)、節(jié)省維護(hù) ◆ 降低噪音、改善工作環(huán)境。 ◆ 系統(tǒng)油溫大幅降低，冷卻用水量可節(jié)省30 ◆ 對(duì)電機(jī)具有過(guò)壓、過(guò)流、缺相等多種保護(hù)。 ◆ 注塑機(jī)原有的控制方式及油路不變。 將注塑機(jī)改造升級(jí)為“節(jié)能型”注塑機(jī)，其投資（主要是變頻器）應(yīng)該在一年內(nèi)可通過(guò)節(jié)約的電費(fèi)或油費(fèi)收回。 總之，開(kāi)發(fā)“節(jié)能型”注塑機(jī)理論可行，投資小、效益明顯，或許在不久的將來(lái)，變頻節(jié)能型注塑機(jī)會(huì)成為注塑機(jī)制造業(yè)的新賣(mài)點(diǎn)。 國(guó)內(nèi)發(fā)展水平及方向：目前中國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)品主要集中在通用的中小型設(shè)備上，技術(shù)含量低，20世紀(jì)80-90年代的低檔產(chǎn)品供大于求，機(jī)械制造能力過(guò)剩，企業(yè)效益下降。有的品種特別是超精大型高檔產(chǎn)品還是空白，仍需進(jìn)口。據(jù)2001年統(tǒng)計(jì)，中國(guó)進(jìn)口塑料機(jī)械使用外匯11.2億美元，而出口塑料機(jī)械創(chuàng)匯只有1.3億美元，進(jìn)口遠(yuǎn)大于出口。 中國(guó)加入世界經(jīng)貿(mào)組織(WTO)后，國(guó)外的機(jī)械制造業(yè)加速對(duì)華轉(zhuǎn)移，世界一些知名的塑料機(jī)械企業(yè)，如德國(guó)德馬克、克虜伯、巴登菲爾，日本住友重工等公司先后“進(jìn)駐”中國(guó)，有的還進(jìn)一步設(shè)立了技術(shù)中心。國(guó)外塑料機(jī)械制造商的進(jìn)入給中國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了發(fā)展活力，同時(shí)也使中國(guó)塑料機(jī)械制造企業(yè)充滿(mǎn)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。 二. 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 注塑機(jī)是一種專(zhuān)用的塑料成型機(jī)械，它利用塑料的熱塑性，經(jīng)加熱融化后，加以高的壓力使其快速流入模腔，經(jīng)一段時(shí)間的保壓和冷卻，成為各種形狀的塑料制品本課題研究的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)一臺(tái)注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)。要完成課題所達(dá)到的目的，就要確定液壓系統(tǒng)方案，這是本課題的重點(diǎn)，也是問(wèn)題存在之處。在注塑機(jī)液壓系統(tǒng)方案確定后，怎樣選擇液壓元件，以及集中閥的設(shè)計(jì)就是可能出現(xiàn)的問(wèn)題。 問(wèn)題解決的辦法：在熟悉各液壓閥及液壓回路的作用后，我們就可以逐步確定系統(tǒng)方案了。例如：在設(shè)計(jì)過(guò)程中為了靈活的控制壓力控制注射壓力和保壓壓力，注射系統(tǒng)采用兩級(jí)壓力控制。而對(duì)于集成閥設(shè)計(jì)，則只能多查閱相關(guān)資料，仿照設(shè)計(jì)。 1 制品工藝分析 該制品為一塑料夾頭，材質(zhì)為聚酰胺（PA）。PA塑料成型性能較好，具有一定的硬度和韌性。注射時(shí)，熔融溫度可定在230～280°C之間，模具溫度應(yīng)在80～90°C之間，也可高些。吸濕性大，故注射前必須對(duì)其進(jìn)行干燥。 制品精度要求一般，根據(jù)教育部頒標(biāo)準(zhǔn)SJ1372一般取五級(jí)精度。塑件尺寸精度與模具制造精度密切相關(guān)，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，模具制造精度對(duì)塑件尺寸精度具有決定性的影響。根據(jù)產(chǎn)品精度要求，模具公差等級(jí)取IT9可以滿(mǎn)足要求。 制品壁厚有2.5和4mm，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，脫模時(shí)能經(jīng)受住脫模機(jī)構(gòu)的沖擊與震動(dòng)，裝配時(shí)能承受緊固力，能充分滿(mǎn)足使用要求與成形要求。 制品脫模斜度為2°，能保證塑件順利脫模。 因?yàn)槭褂蒙系囊?，制品有?cè)孔和側(cè)凸，側(cè)孔孔徑9mm，深度4mm，需要用側(cè)型芯來(lái)成型，因此模具需要側(cè)抽芯。 為避免因尖角引起的應(yīng)力集中，改善流動(dòng)充模特性，制品內(nèi)外表面的交接轉(zhuǎn)折處都設(shè)計(jì)成了圓角，且圓角半徑不小于0.5mm。零件圖見(jiàn)圖1。 圖1 塑件圖 2 工藝方案分析及成型工藝參數(shù)的確定 2.1 工藝方案分析選擇 塑料加工的基本方法大致可以分為七大類(lèi)：壓塑成形、傳遞成形、注塑成形、擠出成形、吹塑成形、熱成形、鑄塑成形。根據(jù)成形加工方法的不同，可以采用多種方法生產(chǎn)制品。根據(jù)零件材料及結(jié)構(gòu)分析比較，可采用注射成形。 注射成形是將粉狀塑料從注射機(jī)料斗送入已加熱的料筒，經(jīng)加熱熔融后，受柱塞或螺桿的推動(dòng)，熔融塑料通過(guò)料筒前端的噴嘴快速注入閉合塑模中，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）定型或加熱（熱固性塑料）定型后，開(kāi)啟模具取出制品。幾乎所有的熱塑性塑料和部分熱固性塑料都可以用注射成形。 制品原料為PA塑料，屬于熱塑性塑料。與其他成形方法相比，注射成形具有成形周期短，能一次成形外形復(fù)雜、尺寸精確的制品，生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng) 化；注塑機(jī)為單機(jī)操作，更換原料及模具均很方便，是一種經(jīng)濟(jì)高效的成形方法。由此可見(jiàn)，注射成形是成形制品的最好方案。 2.2 成型工藝參數(shù)的確定 注塑過(guò)程包括加料、加壓、塑化、注射、保壓冷卻和脫模等幾個(gè)步驟，其中最重要的是塑化、注射和模塑三個(gè)階段。PA塑料成型工藝參數(shù)的確定與注塑過(guò)程密切相關(guān)。PA塑料成型工藝參數(shù)如表1所示： 表1 PA塑料成型工藝參數(shù) 預(yù)熱 溫度/°C 100～110 時(shí)間/h 12～16 料筒溫度/°C 后段 190～210 中段 200～220 前段 210～230 成形時(shí)間/s 注射時(shí)間 20～90 高壓時(shí)間 0～5 冷卻時(shí)間 20～120 總周期 45～220 噴嘴溫度/°C 200～210 模具溫度/°C 40～80 注射壓力/MPa 70～120 3 選擇設(shè)備 經(jīng)測(cè)量計(jì)算，制品總體積約為25，PA塑料的密度為1.14克/立方厘米，綜合考慮制品的外形尺寸、注射時(shí)所需壓力等情況。采用一模一腔，則所需一次注射量至少約為40。故可初步選用國(guó)產(chǎn)XS-ZY-125型注射機(jī)。該型號(hào)注射機(jī)基本參數(shù)如下： 結(jié)構(gòu)形式：臥式 理論注射容量：125（cm3） 螺桿直徑：42（mm） 注射壓力：120（Mpa） 注 射 時(shí) 間：1.6（s） 注 射 行 程：115（mm） 螺 桿 轉(zhuǎn) 速：28（r/min） 合 模 力：900（kN） 拉桿內(nèi)間距：260×290（mm） 移 模 行 程：300（mm） 最大模具厚度：300（mm） 最小模具厚度：200（mm） 合 模 方 式：液壓.機(jī)械 模具定位孔直徑：Φ100（mm） 噴 嘴 半 徑：SR12（mm） 噴嘴孔直徑：Φ4（mm） 生 產(chǎn) 廠 家：無(wú)錫塑料機(jī)械廠 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模由動(dòng)模和定模兩部分組成。動(dòng)模安裝在注射機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)面上，定模安裝在注射機(jī)的固定工作臺(tái)面上。動(dòng)模與定模閉合后已塑化的塑料通過(guò)澆注系統(tǒng)注入到模具型腔中冷卻、固化與定型。 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可初步確定，要設(shè)計(jì)的模具由七大系統(tǒng)組成： 1、成形零部件；它包括凹模、凸模、型芯各種成型桿等等。 2、澆注系統(tǒng)；澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大； 3、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位和承受注塑是產(chǎn)生的側(cè)壓力三個(gè)作用； 4、脫模機(jī)構(gòu)，其作用是把塑件從型芯或型腔脫出來(lái)；主要有推桿推出、推板推出、推管推出等。 5、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu),用來(lái)成型側(cè)孔側(cè)凹并完成側(cè)抽芯動(dòng)作； 6、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般有冷卻或加熱系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)一般在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)部或四周安裝電加熱元件，成型時(shí)要求模溫穩(wěn)定、均勻。 7、排氣系統(tǒng)。 下面分別就上述部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 4.1 分型面、排氣方式及型腔數(shù)目的確定 4.1.1分型面的選擇 選擇分型面時(shí)，應(yīng)該盡量考慮選擇在制品的最大截面處，并使制品留在動(dòng)模一側(cè)以便于脫模，同時(shí)要有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和便于排氣。通過(guò)綜合考慮，選擇制品的下表面作為分型面，詳見(jiàn)裝配圖。由于采用一模一件，且采用點(diǎn)澆口，故設(shè)計(jì)兩個(gè)分型面。分型面一是為了脫澆道凝料，分型面二是為了脫塑件的。 4.1.2 排氣方式的確定 該制品的尺寸不大，精度要求一般，可直接利用分型面的微小間隙排氣，同時(shí)也能利用推桿與孔的間隙排氣，而不必再開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的排氣槽。為了增加分型面的排氣效果，可增加分型面的粗糙度，并使加工的刀痕或磨削痕順著排氣方式。 4.1.3 型腔數(shù)目的確定 設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先必須考慮采用單型腔模還是多型腔模，并決定型腔數(shù)量的多少。影響型腔數(shù)目的重要因素有：注射機(jī)的鎖模力；注射機(jī)的注射量；制品精度以及經(jīng)濟(jì)性等。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要求很高或復(fù)雜塑件時(shí)應(yīng)盡量減少型腔的數(shù)量。綜合考慮塑件形狀，該副模具采用一模一件。 4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)制品質(zhì)量影響很大。 該副模具為一模一件，其澆注系統(tǒng)由主流道和澆口組成。 主流道與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線上，物料在主流道中不改變方向。由于采用的是臥式注塑機(jī)，因此主流道應(yīng)垂直于分型面。為了便于流道凝料的拔出，主流道設(shè)計(jì)成具有4°錐角，內(nèi)壁有Ra=0.8m以下的粗糙度。主流道與噴嘴接觸處做成半球形的凹坑。為避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2比噴嘴球頭半徑R1大1～2mm，即 R2=R1+1=12+1=13mm…………………………………(1) 主流道小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔直徑大0.5～1mm，取5mm。澆口套見(jiàn)圖2。 因?yàn)橹髁鞯垒^長(zhǎng)，為避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無(wú)法脫出，必須采用澆口套。澆口套與定位圈分開(kāi)加工，用螺釘將定位圈和定模座板聯(lián)接，以防止?jié)部谔资艿饺垠w的反壓力而脫出。 綜合考慮各方面的因素，宜采用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口在開(kāi)模時(shí)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷，塑件上殘留澆口痕跡小，可使塑件有較好的表面質(zhì)量。 圖2 澆口套 4.3 成形零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模具的成形零件是指構(gòu)成型腔的模具零件，包括凹模、型芯、側(cè)型芯。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成成品的內(nèi)表面，側(cè)型芯用以成形零件的側(cè)孔、側(cè)凹。 制品外形比較簡(jiǎn)單，選用整體式凹模，雖然加工比較困難，需采用電火花加工，但是整體式凹模強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。 為節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材，便于機(jī)加工和熱處理，采用整體式型芯，用固定板和螺釘固定。側(cè)型芯采用螺釘與滑塊固定。 4.4導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料模閉合時(shí)為保證型腔形狀和尺寸的正確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，即在模具型腔周?chē)O(shè)有四對(duì)配合的導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位和承受注塑時(shí)產(chǎn)生側(cè)壓力三個(gè)作用。導(dǎo)柱采用帶軸肩導(dǎo)柱，工作部分直徑取16mm。為避免凸模進(jìn)入凹模時(shí)因方位搞錯(cuò)而損壞模具或定位不準(zhǔn)而相互碰傷，導(dǎo)柱比主型芯至少高出8mm。導(dǎo)柱安裝段與模板間采用過(guò)度配合H7/m6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動(dòng)配合H7/f6。導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，選用T8A淬火處理HRC50～55。導(dǎo)柱與模板間用軸肩和墊板聯(lián)接。導(dǎo)套與導(dǎo)向孔配合加工。導(dǎo)柱位置的布置方式采用長(zhǎng)和寬距離不同的對(duì)稱(chēng)布置，裝配時(shí)在安裝位置注明裝配方向，以免裝備錯(cuò)位。 為提高使用壽命和在磨損后便于更換，模具的導(dǎo)向孔鑲有導(dǎo)套。采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動(dòng)配合H7/f7，外表面與模板孔采用較緊的過(guò)渡配合H7/n6。導(dǎo)套材料采用T8A淬火處理HRC50～55。 為了便于模具在注射機(jī)安裝以及模具澆口套與注射機(jī)的噴嘴孔的精確定位，應(yīng)在定模上安裝定位圈，用于與注射機(jī)定位孔匹配。定位圈除完成澆口套與噴嘴孔的精確定位外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。根據(jù)所選用的注塑機(jī)的型號(hào)可見(jiàn)，定位圈的直徑取100mm。 4.5脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)地脫出模外。因此，對(duì)脫模機(jī)構(gòu)有以下要求： 1.結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠，機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，零件制造方面，容易替換。機(jī)構(gòu)動(dòng)作要準(zhǔn)確可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、機(jī)構(gòu)本身有足夠的剛度和硬度，以抵抗脫模阻力。 2.不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞，推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱藏處，以免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過(guò)程中不變形、不檫傷。 3.塑件留在動(dòng)模。模即的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開(kāi)模過(guò)程中留在具有脫模裝置的半模，即動(dòng)模上。 綜合考慮以上原則，該副模具采用順序分型脫模機(jī)構(gòu)即可順利取出制品。該脫模機(jī)構(gòu)由以下零件組成：推桿、推桿固定板、推板、推件板以及連接推桿固定板和推桿墊板用的螺釘?shù)取? 脫模力的計(jì)算是注射模脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。脫模力的計(jì)算與測(cè)量十分復(fù)雜。下面我們采用簡(jiǎn)單估算法來(lái)計(jì)算脫模力。 脫模力由兩部分組成，即 =+ ………………………………………………（2） 式中 —制品對(duì)型芯包緊的脫模阻力（N） —使封閉殼體脫模需克服的真空吸力（N），計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì) 又因?yàn)橹破窞楸”诩?，以可根?jù)薄壁矩形制品脫模計(jì)算公式計(jì)算脫模力 == ………………………………………………（3） 式中 E—塑料的彈性模量（MPa） —塑料的平均收縮率 —塑料的泊松比 h—型芯脫模方向高度（mm） —脫模斜度修正系數(shù)，其計(jì)算公式為 = …………………………………………（4） f—制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù) —脫模斜度（°） t—制品壁厚（mm） 查塑料有關(guān)參數(shù)可知，E=2.6MPa，=0.0055，f=0.26，=0.35，t=2.5mm，又=0.4/1=0.4 所以==23460N……………………………………………（5） 制品為類(lèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，為了保證塑件質(zhì)量，設(shè)推件板。推桿材料采用T8A。推桿位置設(shè)在脫模阻力大的地方，如在靠近側(cè)壁的地方。推桿采用直桿式圓柱形推桿。推桿的非工作段與孔有1mm的雙邊間隙，以減少摩擦。推桿與推桿孔的配合采用H7/f7，推桿和推桿固定板采用軸間連接，推桿與固定孔之間設(shè)計(jì)有1mm的間隙。 推桿在推出制品時(shí)要承受脫模阻力，因此要對(duì)推桿直徑進(jìn)行校合。推桿直徑計(jì)算公式為： ……………………………………（6） 式中 d—推桿直徑（mm） K—安全系數(shù)，取1.2 —脫模力（N） E—推桿材料的彈性模量（Mpa） n—推桿根數(shù) 又n=4，K=1.2，=23460N（前面已求），E=2.6MPa 所以d=6.54 故推桿直徑取8mm即可。 下面對(duì)推桿強(qiáng)度進(jìn)行校合。 ……………………………………………………（7） 式中 —推桿所受的壓應(yīng)力（MPa） —推桿材料的屈服點(diǎn)（MPa） d—推桿直徑（mm） n—推桿根數(shù) —脫模力（N） 所以 ==116.7Mpa…………………………………………………（8） 又因?yàn)? =360MPa﹥116.7Mpa，所以推桿強(qiáng)度符合要求。 4.6 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 制品有側(cè)孔和側(cè)凹，因此模具必須設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)才能順利脫出制品。先計(jì)算抽芯距和抽拔力。 1、抽芯距S的計(jì)算 抽芯距S等于側(cè)孔深度加上3mm的安全距離，即 S=4+3=7mm 2、抽拔力Q的計(jì)算 抽拔力即抽出側(cè)型芯所需的抽拔力 而的計(jì)算公式與脫模力的計(jì)算公式相同，即 =+………………………………………………（9） 式中 —制品對(duì)側(cè)凹模包緊的抽拔阻力（N） —使封閉殼體抽拔需克服的真空吸力（N），計(jì)算是可忽略不計(jì) 又因?yàn)橹破窞楸”诩? 所以可根據(jù)薄壁矩形制品脫模計(jì)算公式計(jì)算抽拔力，即 ==…………………………………………（10） 所以==353N 所以總抽拔力Q==353N 斜銷(xiāo)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便、動(dòng)作可靠，適用于抽拔距和抽拔力不大的情況。本副模具采用斜銷(xiāo)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由五個(gè)部分組成：斜銷(xiāo)、滑塊、導(dǎo)滑槽、楔緊塊、滑塊定位裝置。 4.6.1斜銷(xiāo)設(shè)計(jì) 斜銷(xiāo)材料采用T8，熱處理HRC45~50。斜角取18°，斜銷(xiāo)與固定板間用過(guò)渡配合H7/m6，滑塊與固定孔間采用比較松動(dòng)的配合。斜銷(xiāo)安裝在定模，滑塊也在定模。 下面求斜銷(xiāo)的幾何尺寸和最小開(kāi)模行程。 斜銷(xiāo)的強(qiáng)度條件式為 …………………………………………（11） 得斜銷(xiāo)直徑計(jì)算公式，即 d=………………………………………………（12） 斜銷(xiāo)長(zhǎng)度的計(jì)算公式如下： L=++++=tan++++10 …………（13） 式中 —最大彎曲應(yīng)力（MPa） —許用彎曲應(yīng)力（MPa） N—彎曲作用力（N）， 而 N= ……………………………………（14） —摩擦系數(shù)，取0.26 L—斜銷(xiāo)總長(zhǎng)度（mm） D—斜銷(xiāo)固定部分大端直徑（mm） h—斜銷(xiāo)固定板厚度（mm） d—斜銷(xiāo)直徑（mm） —斜銷(xiāo)的斜角（°） 其中，=稱(chēng)斜銷(xiāo)有效長(zhǎng)度，+成為斜銷(xiāo)伸出長(zhǎng)度，為斜銷(xiāo) 部長(zhǎng)度，取10mm。 又=137.2Mpa，=0.26，Q=353N，D=18mm，h=20mm，S=7mm，=18° L=tan++++10=60mm d=8.6mm,取d=12mm 開(kāi)模行程H=S× ctg=7×ctg18°=25mm…………………………………（15） 4.6.2 滑塊設(shè)計(jì) 滑塊是活動(dòng)零件，為便于側(cè)型芯磨損后更換，滑塊與側(cè)型芯做成組合式，滑塊滑動(dòng)部分表面淬火，其硬度達(dá)到HRC45。 4.6.3 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 導(dǎo)滑槽是維持滑塊運(yùn)動(dòng)方向的支撐零件，因此要求滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊。為便于加工，該副模具采用T形導(dǎo)滑槽?；瑝K與導(dǎo)滑槽上下、左右應(yīng)各有一對(duì)平面呈間隙配合，配合精度為H8/f7，其余各面留有0.5mm的間隙。導(dǎo)滑槽硬度達(dá)到HRC 52～56。 4.6.4 楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊塊楔角取20°，楔緊塊表面硬度達(dá)到HRC 45～50。 4.6.5 滑塊定位裝置 開(kāi)模過(guò)程中，斜銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)滑塊完成側(cè)抽芯動(dòng)作后脫離滑塊，為使滑塊留在剛分離的位置，必須設(shè)置滑塊定位裝置。該副模具采用彈簧和擋銷(xiāo)相結(jié)合來(lái)為滑塊定位。 4.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型速率和制品的質(zhì)量影響很大，為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)置冷卻水通道。在動(dòng)、定模和型腔的四周均勻地布置冷卻水道，水孔間距取12mm，且水孔與相鄰型腔表面距離相等。采用并流冷卻，加強(qiáng)澆口處的冷卻。盡量降低入水與出水的溫度。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 1. 冷卻水通道的設(shè)置 動(dòng)定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水通道，不可 只布置在模具的動(dòng)模邊或定模邊，否則脫模后制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進(jìn) 一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲變形。 2. 冷卻水孔的設(shè)置 水孔的孔距越小、直徑越大對(duì)塑件冷卻越均勻。 3. 水孔與相鄰型腔表面距離相等 。 4. 采用并流流向，加強(qiáng)澆口處冷卻 熔體充模時(shí)澆口附近溫度最高，流動(dòng)末 端溫度較低，因此在澆口部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻，而采用與塑料熔體大致并流的流動(dòng)形式，將冷卻回路的入口設(shè)在澆口附近，出口設(shè)在流動(dòng)末端。 4.8 繪制模具裝配草圖 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可選用模架如圖3所示 圖3 模架 在以上設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上，可以繪制出模具的裝配圖，見(jiàn)圖紙。 5 成型零件的尺寸計(jì)算和強(qiáng)度、剛度校核 5.1 成形零件的工作尺寸計(jì)算 工作尺寸是指成形零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾何形狀的尺寸。成形零件工作尺寸的計(jì)算方法有兩種，一種是平均值法，另一種是公差帶法，這里我們根據(jù)平均值法來(lái)計(jì)算成形零件工作尺寸。 按平均值法計(jì)算的模具成形零件工作尺寸的公式表 （mm） 表2 模具成形零件工作尺寸 尺寸類(lèi)型 計(jì)算公式 X值 凹模徑向尺寸 0.5～0.75 型芯徑向尺寸 凹模深度尺寸 0.5～0.67 型芯高度尺寸 中心距 表中 —凹模徑向名義尺寸； —PVC平均成形收縮率，取0.0165； d—制品的名義尺寸； —制品公差； x—修正系數(shù)； —模具制造公差； —型芯徑向名義尺寸； D—制品的名義尺寸； —凹模深度名義尺寸； —型芯高度名義尺寸； h—制品高度名義尺寸； —中心距尺寸； 根據(jù)上述公式求成型零件工作尺寸。 5.1.1 直徑為9mm的側(cè)型芯的工作尺寸計(jì)算 =9.5830.0.193 mm =4.501+0.250 mm 5.1.2 主型芯工作尺寸計(jì)算 = 21.9620.0.273 mm b =18.852 0.0.247 mm =80.452+0.330 mm 5.1.3 凹模工作尺寸計(jì)算 =25.745+0.30 mm B=25.44+0.220 mm =60.015+0.430 mm 5.2 剛度和強(qiáng)度的校核 在成形零件中凹模和動(dòng)模墊板是構(gòu)成型腔的主要受力構(gòu)件，強(qiáng)度不夠會(huì)使模具發(fā)生塑性變形甚至破裂，而剛度不足則會(huì)使模具過(guò)大的彈性變形，造成熔體溢料的弊病，因此需要對(duì)它們的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行校核。 剛度計(jì)算式為： 5.2.1 整體式矩形凹模側(cè)壁厚度 S= ……………………………（16） 式中 ………………………………………（17） 5.2.2 整體式矩形凹模底板厚度 ………………………………………………(18) 式中 ………………………………………(19) 強(qiáng)度計(jì)算式為： 5.2.3 整體式矩形凹模底板厚度 ……………………………………………(20) 上述計(jì)算公式中 S—凹模壁厚（mm）； H—凹模行腔深度（mm）； l—矩形凹模型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（mm）； b—矩形凹模型腔短邊長(zhǎng)度（mm）； E—彈性模量（MPa）； —模具鋼材許用變形量（mm）； T—凹模底板厚度（mm）； —模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力（MPa）； 查相關(guān)數(shù)據(jù)，可知E=2.1×MPa，=0.6，= =30=0.030mm ，p=40MPa， =160MPa 代入上述數(shù)據(jù)可知實(shí)際上凹模側(cè)壁厚度，凹模底板厚度完全能滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度要求。動(dòng)模墊板的強(qiáng)度校核方法與上同。 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)注塑機(jī)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核，以保證注射模能在指定的注射機(jī)上正常進(jìn)行工作。 6.1注射壓力的校核 注塑機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注塑機(jī)成型時(shí)所需要的的注射壓力，即 K 式中 —注塑機(jī)額定注射壓力（MPa）， K—安全系數(shù)，為1.3 —PA塑料的注射壓力（MPa），為70～120MPa 查相關(guān)數(shù)據(jù)可知，=120MPa，為70～120MPa，K，注塑機(jī)注射壓力能滿(mǎn)足制品成型的需要。 6.2鎖模力的校核 高壓塑料熔體在充滿(mǎn)型腔時(shí)會(huì)產(chǎn)生沿開(kāi)模方向的鎖模力。該鎖模力等于制品和流道在分型面上的投影面積之和乘以型腔的平均計(jì)算壓力。模具鎖模力必須大于漲模力才能防止分型面上產(chǎn)生溢邊。鎖模力的校核式為 FKA 式中 F—注塑機(jī)的額定鎖模力（kN） A—制品和流道在分型面上的投影面積之和（） —平均計(jì)算壓力（MPa） K—安全系數(shù)，取1.2 查相關(guān)數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)=1500kN,=30MPa,A=1.6×6.4=10.24, FKA 能滿(mǎn)足要求。 6.3開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)取出制件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。因?yàn)椴捎玫氖请p曲肘鎖模機(jī)構(gòu)，因此其最大開(kāi)模行程不受模厚影響。且模具屬于單分型面模具，因此開(kāi)模行程可按下式校核，即 S≥++5～10（mm） 式中 —塑件脫模距離（mm） —塑件脫模高度（mm），包括澆注系統(tǒng)在內(nèi) S—注塑機(jī)最大開(kāi)模行程（mm） 查相關(guān)數(shù)據(jù)可知，S=300mm，=67mm，=67+65=132mm，S≥++5～10，注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程能夠滿(mǎn)足要求。 6.4安裝參數(shù)的校核 為了使注射模具能順利地安裝在注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的制品，在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須校核注射機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸。 6.4.1定位圈尺寸 為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)的噴嘴的中心線重合，模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機(jī)固定板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配合。 6.4.2最大與最小模厚 模具的總厚度應(yīng)位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間，即 式中 —最小模厚（mm） —模具實(shí)際厚度（mm） —最大模厚（mm） 由前述可知道，膜厚=242mm，又查相關(guān)數(shù)據(jù)可知，=300mm，=200mm，，能滿(mǎn)足使用要求。 6.4.3噴嘴尺寸 注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑應(yīng)比主流道始端的球面半徑大2mm，即 R2=R1+1（mm） 式中 —噴嘴頭部的球面半徑（mm） —主流道始端的球面半徑 由前述可知，=13mm，查有關(guān)數(shù)據(jù)可知，=12mm，R2=R1+1，所選用的注塑機(jī)能滿(mǎn)足使用要求。 通過(guò)上面對(duì)注射壓力、鎖模力、開(kāi)模行程、安裝參數(shù)的校核，可知，所選用的國(guó)產(chǎn)XS-ZY-125注塑機(jī)完全能滿(mǎn)足成形制品的要求。 主要參考文獻(xiàn) [1] 王樹(shù)勛等主編.《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》.華南理工大學(xué)出版社，2003 [2] 許發(fā)樾主編.《模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [3] 模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì).《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003 [4] 黃毅弘等主編.《模具制造工藝》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [5] （日）吉田弘美.《模具加工技術(shù)》.王旭譯.上海：上海交通大學(xué)出版社，1987 [6] 丁浩主編.《塑料加工基礎(chǔ)》.上海：上?？萍汲霭嫔?，1998 [7] 現(xiàn)代模具編委會(huì).《注塑成型原理與注塑模具設(shè)計(jì)》.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996 [8] 宋玉恒主編.《塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》.北京：航空工業(yè)出版社，1995 [9] 李秦芯主編.《塑料模具設(shè)計(jì)》.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997 [10] 廖念釗主編.《互換性與技術(shù)測(cè)量》.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1998 [11] 周良德主編.《現(xiàn)代工程圖學(xué)》.湖南：湖南科技出版社，2000 [12] 《塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)及術(shù)語(yǔ)GB.4169.1.11》.北京：國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 [13] （德）H.蓋斯特羅編著.《注塑模設(shè)計(jì)102例》.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1998 [14] 模具制造手冊(cè)編寫(xiě)組編.《模具制造手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 致 謝 23 關(guān)于可機(jī)加工性的論述 （美）卡爾帕基安(Serope kalpakjian) s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著 摘自: 《制造工程與技術(shù)（機(jī)加工）》（英文版） 《Manufacturing Engineering and Technology—Machining》 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年3月第1版 摘要：文章集中闡述了機(jī)加工的一些列概念和種類(lèi)及方法。從實(shí)例的角度向讀者解釋了一些列機(jī)加工所需要的過(guò)程及定義，也簡(jiǎn)單介紹了各種機(jī)加工的材料。 關(guān)鍵詞：機(jī)加工、材料、概念 譯文： 20.9 可機(jī)加工性 一種材料的可機(jī)加工性通常以四種因素的方式定義： 1、 分的表面光潔性和表面完整性。 2、刀具的壽命。 3、切削力和功率的需求。 4、切屑控制。 以這種方式，好的可機(jī)加工性指的是好的表面光潔性和完整性，長(zhǎng)的刀具壽命，低的切削力和功率需求。關(guān)于切屑控制，細(xì)長(zhǎng)的卷曲切屑，如果沒(méi)有被切割成小片，以在切屑區(qū)變的混亂，纏在一起的方式能夠嚴(yán)重的介入剪切工序。 因?yàn)榧羟泄ば虻膹?fù)雜屬性，所以很難建立定量地釋義材料的可機(jī)加工性的關(guān)系。在制造廠里，刀具壽命和表面粗糙度通常被認(rèn)為是可機(jī)加工性中最重要的因素。盡管已不再大量的被使用，近乎準(zhǔn)確的機(jī)加工率在以下的例子中能夠被看到。 20.9.1 鋼的可機(jī)加工性 因?yàn)殇撌亲钪匾墓こ滩牧现唬ㄕ绲?章所示），所以他們的可機(jī)加工性已經(jīng)被廣泛地研究過(guò)。通過(guò)宗教鉛和硫磺，鋼的可機(jī)加工性已經(jīng)大大地提高了。從而得到了所謂的易切削鋼。 二次硫化鋼和二次磷化鋼 硫在鋼中形成硫化錳夾雜物（第二相粒子），這些夾雜物在第一剪切區(qū)引起應(yīng)力。其結(jié)果是使切屑容易斷開(kāi)而變小，從而改善了可加工性。這些夾雜物的大小、形狀、分布和集中程度顯著的影響可加工性?；瘜W(xué)元素如碲和硒，其化學(xué)性質(zhì)與硫類(lèi)似，在二次硫化鋼中起夾雜物改性作用。 鋼中的磷有兩個(gè)主要的影響。它加強(qiáng)鐵素體，增加硬度。越硬的鋼，形成更好的切屑形成和表面光潔性。需要注意的是軟鋼不適合用于有積屑瘤形成和很差的表面光潔性的機(jī)器。第二個(gè)影響是增加的硬度引起短切屑而不是不斷的細(xì)長(zhǎng)的切屑的形成，因此提高可加工性。 含鉛的鋼 鋼中高含量的鉛在硫化錳夾雜物尖端析出。在非二次硫化鋼中，鉛呈細(xì)小而分散的顆粒。鉛在鐵、銅、鋁和它們的合金中是不能溶解的。因?yàn)樗牡涂辜魪?qiáng)度。因此，鉛充當(dāng)固體潤(rùn)滑劑并且在切削時(shí)，被涂在刀具和切屑的接口處。這一特性已經(jīng)被在機(jī)加工鉛鋼時(shí)，在切屑的刀具面表面有高濃度的鉛的存在所證實(shí)。 當(dāng)溫度足夠高時(shí)—例如，在高的切削速度和進(jìn)刀速度下—鉛在刀具前直接熔化，并且充當(dāng)液體潤(rùn)滑劑。除了這個(gè)作用，鉛降低第一剪切區(qū)中的剪應(yīng)力，減小切削力和功率消耗。鉛能用于各種鋼號(hào)，例如10XX，11XX，12XX，41XX等等。鉛鋼被第二和第三數(shù)碼中的字母L所識(shí)別（例如，10L45）。（需要注意的是在不銹鋼中，字母L的相同用法指的是低碳，提高它們的耐蝕性的條件）。 然而，因?yàn)殂U是有名的毒素和污染物，因此在鋼的使用中存在著嚴(yán)重的環(huán)境隱患（在鋼產(chǎn)品中每年大約有4500噸的鉛消耗）。結(jié)果，對(duì)于估算鋼中含鉛量的使用存在一個(gè)持續(xù)的趨勢(shì)。鉍和錫現(xiàn)正作為鋼中的鉛最可能的替代物而被人們所研究。 脫氧鈣鋼 一個(gè)重要的發(fā)展是脫氧鈣鋼，在脫氧鈣鋼中矽酸鈣鹽中的氧化物片的形成。這些片狀，依次減小第二剪切區(qū)中的力量，降低刀具和切屑接口處的摩擦和磨損。溫度也相應(yīng)地降低。結(jié)果，這些鋼產(chǎn)生更小的月牙洼磨損，特別是在高切削速度時(shí)更是如此。 不銹鋼 奧氏體鋼通常很難機(jī)加工。振動(dòng)能成為一個(gè)問(wèn)題，需要有高硬度的機(jī)床。然而，鐵素體不銹鋼有很好的可機(jī)加工性。馬氏體鋼易磨蝕，易于形成積屑瘤，并且要求刀具材料有高的熱硬度和耐月牙洼磨損性。經(jīng)沉淀硬化的不銹鋼強(qiáng)度高、磨蝕性強(qiáng)，因此要求刀具材料硬而耐磨。 鋼中其它元素在可機(jī)加工性方面的影響 鋼中鋁和矽的存在總是有害的，因?yàn)檫@些元素結(jié)合氧會(huì)生成氧化鋁和矽酸鹽，而氧化鋁和矽酸鹽硬且具有磨蝕性。這些化合物增加刀具磨損，降低可機(jī)加工性。因此生產(chǎn)和使用凈化鋼非常必要。 根據(jù)它們的構(gòu)成，碳和錳鋼在鋼的可機(jī)加工性方面有不同的影響。低碳素鋼（少于0.15%的碳）通過(guò)形成一個(gè)積屑瘤能生成很差的表面光潔性。盡管鑄鋼的可機(jī)加工性和鍛鋼的大致相同，但鑄鋼具有更大的磨蝕性。刀具和模具鋼很難用于機(jī)加工，他們通常再煅燒后再機(jī)加工。大多數(shù)鋼的可機(jī)加工性在冷加工后都有所提高，冷加工能使材料變硬并且減少積屑瘤的形成。 其它合金元素，例如鎳、鉻、鉗和釩，能提高鋼的特性，減小可機(jī)加工性。硼的影響可以忽視。氣態(tài)元素比如氫和氮在鋼的特性方面能有特別的有害影響。氧已經(jīng)被證明了在硫化錳夾雜物的縱橫比方面有很強(qiáng)的影響。越高的含氧量，就產(chǎn)生越低的縱橫比和越高的可機(jī)加工性。 選擇各種元素以改善可加工性，我們應(yīng)該考慮到這些元素對(duì)已加工零件在使用中的性能和強(qiáng)度的不利影響。例如，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋁會(huì)使鋼變脆（液體—金屬脆化，熱脆化，見(jiàn)1.4.3節(jié)），盡管其在室溫下對(duì)力學(xué)性能沒(méi)有影響。 因?yàn)榱蚧F的構(gòu)成，硫能?chē)?yán)重的減少鋼的熱加工性，除非有足夠的錳來(lái)防止這種結(jié)構(gòu)的形成。在室溫下，二次磷化鋼的機(jī)械性能依賴(lài)于變形的硫化錳夾雜物的定位（各向異性）。二次磷化鋼具有更小的延展性，被單獨(dú)生成來(lái)提高機(jī)加工性。 20.9.2 其它不同金屬的機(jī)加工性 盡管越軟的品種易于生成積屑瘤，但鋁通常很容易被機(jī)加工，導(dǎo)致了很差的表面光潔性。高的切削速度，高的前角和高的后角都被推薦了。有高含量的矽的鍛鋁合金鑄鋁合金也許具有磨蝕性，它們要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也許在機(jī)加工鋁時(shí)會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗信蛎浀母邔?dǎo)熱系數(shù)和相對(duì)低的彈性模數(shù)。 鈹和鑄鐵相同。因?yàn)樗吣ノg性和毒性，盡管它要求在可控人工環(huán)境下進(jìn)行機(jī)加工。 灰鑄鐵普遍地可加工，但也有磨蝕性。鑄造無(wú)中的游離碳化物降低它們的可機(jī)加工性，引起刀具切屑或裂口。它需要具有強(qiáng)韌性的工具。具有堅(jiān)硬的刀具材料的球墨鑄鐵和韌性鐵是可加工的。 鈷基合金有磨蝕性且高度加工硬化的。它們要求尖的且具有耐蝕性的刀具材料并且有低的走刀和速度。 盡管鑄銅合金很容易機(jī)加工，但因?yàn)殄戙~的積屑瘤形成因而鍛銅很難機(jī)加工。黃銅很容易機(jī)加工，特別是有添加的鉛更容易。青銅比黃銅更難機(jī)加工。 鎂很容易機(jī)加工，鎂既有很好的表面光潔性和長(zhǎng)久的刀具壽命。然而，因?yàn)楦叩难趸俣群突鸱N的危險(xiǎn)（這種元素易燃），因此我們應(yīng)該特別小心使用它。 鉗易拉長(zhǎng)且加工硬化，因此它生成很差的表面光潔性。尖的刀具是很必要的。 鎳基合金加工硬化，具有磨蝕性，且在高溫下非常堅(jiān)硬。它的可機(jī)加工性和不銹鋼相同。 鉭非常的加工硬化，具有可延性且柔軟。它生成很差的表面光潔性且刀具磨損非常大。 鈦和它的合金導(dǎo)熱性(的確，是所有金屬中最低的)，因此引起明顯的溫度升高和積屑瘤。它們是難機(jī)加工的。 鎢易脆，堅(jiān)硬，且具有磨蝕性，因此盡管它的性能在高溫下能大大提高，但它的機(jī)加工性仍很低。 鋯有很好的機(jī)加工性。然而，因?yàn)橛斜ê突鸱N的危險(xiǎn)性，它要求有一個(gè)冷卻性質(zhì)好的切削液。 20.9.3 各種材料的機(jī)加工性 石墨具有磨蝕性。它要求硬的、尖的，具有耐蝕性的刀具。 塑性塑料通常有低的導(dǎo)熱性，低的彈性模數(shù)和低的軟化溫度。因此，機(jī)加工熱塑性塑料要求有正前角的刀具（以此降低切削力），還要求有大的后角，小的切削和走刀深的，相對(duì)高的速度和工件的正確支承。刀具應(yīng)該很尖。 切削區(qū)的外部冷卻也許很必要，以此來(lái)防止切屑變的有黏性且粘在刀具上。有了空氣流，汽霧或水溶性油，通常就能實(shí)現(xiàn)冷卻。在機(jī)加工時(shí)，殘余應(yīng)力也許能生成并發(fā)展。為了解除這些力，已機(jī)加工的部分要在（）的溫度范圍內(nèi)冷卻一段時(shí)間，然而慢慢地?zé)o變化地冷卻到室溫。 熱固性塑料易脆，并且在切削時(shí)對(duì)熱梯度很敏感。它的機(jī)加工性和熱塑性塑料的相同。 因?yàn)槔w維的存在，加強(qiáng)塑料具有磨蝕性，且很難機(jī)加工。纖維的撕裂、拉出和邊界分層是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。它們能導(dǎo)致構(gòu)成要素的承載能力大大下降。而且，這些材料的機(jī)加工要求對(duì)加工殘片仔細(xì)切除，以此來(lái)避免接觸和吸進(jìn)纖維。 隨著納米陶瓷（見(jiàn)8.2.5節(jié)）的發(fā)展和適當(dāng)?shù)膮?shù)處理的選擇，例如塑性切削（見(jiàn)22.4.2節(jié)），陶瓷器的可機(jī)加工性已大大地提高了。 金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料很能機(jī)加工，它們依賴(lài)于單獨(dú)的成分的特性，比如說(shuō)增強(qiáng)纖維或金屬須和基體材料。 20.9.4 熱輔助加工 在室溫下很難機(jī)加工的金屬和合金在高溫下能更容易地機(jī)加工。在熱輔助加工時(shí)（高溫切削），熱源—一個(gè)火把，感應(yīng)線圈，高能束流（例如雷射或電子束），或等離子弧—被集中在切削刀具前的一塊區(qū)域內(nèi)。好處是：（a）低的切削力。（b）增加的刀具壽命。（c）便宜的切削刀具材料的使用。（d）更高的材料切除率。（e）減少振動(dòng)。 也許很難在工件內(nèi)加熱和保持一個(gè)不變的溫度分布。而且，工件的最初微觀結(jié)構(gòu)也許被高溫影響，且這種影響是相當(dāng)有害的。盡管實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行中，以此來(lái)機(jī)加工陶瓷器如氮化矽，但高溫切削仍大多數(shù)應(yīng)用在高強(qiáng)度金屬和高溫度合金的車(chē)削中。 小結(jié) 通常，零件的可機(jī)加工性能是根據(jù)以下因素來(lái)定義的：表面粗糙度，刀具的壽命，切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可機(jī)加工性能不僅取決于起內(nèi)在特性和微觀結(jié)構(gòu)，而且也依賴(lài)于工藝參數(shù)的適當(dāng)選擇與控制。 5