合模导向和定位机构的设计

合模导向和定位机构的设计

导向定位机构有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于保证动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向，锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱导向最常见的是在模具型腔周围设置2 ? 4 对互相配合的导柱和导套(导向孔), 导柱设在动模或定模边均可，但一般设置在主型芯周围，在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧，如图4 一74 所示。

1 .导向和定位机构的作用

导向机构主要作用是导向、定位和承受注射时侧压力。

( l )导向作用。合模时，导向零件首先接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。

( 2 )定位作用。合模时，维持动、定模之间一定的方位、避免错位;模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。

( 3 )承载作用。塑料熔体在注人型腔过程中可能产生单向侧压力，或由于注射机精

度的限制，使导柱承受了一定的侧压力。若侧压力很大，不能单靠导柱来承担，则需增设锥面定位机构。

2 .导柱导向机构

导柱导向机构通常由导柱与导套(或导向孔)的间隙配合组成。

l )导柱的设计

导柱的典型结构如图4 一75 所示。导柱沿长度方向分为固定段和导向段.两段名义尺寸相同，只是公差不同的是带头导柱，也称为直导柱，如图4 一75 ( a )所示;两段名义尺寸和公差都不同的为有肩导柱.也称为台阶式导柱，如图4 一75 ( b )、(c )所示，图4 一75 ( b )所示为I 型有肩导柱，图4 一75 ( c )所示为11 型有肩导柱.n 型有肩导柱还可起到模板间的定位作用，在导柱凸肩的另一侧有一段圆柱形定位段，可与另一模板配合。导柱的导向部分可以根据需要加工出油槽，如图4 一75 (。)所示，以便润滑和集尘，提高使用寿命。小型模具和生产批量小的模具多采用带头导柱，小批量生产也可不设置导套，导柱直接与模板中的导向孔配合，生产批量大时，应设置导套。大、中型模具和生产批里大的模具多采用有肩导柱。

导柱的设计应满足下面几点要求。

( l )国家标准规定导柱头部为截锥形，截锥长度为导柱直径的1 / 3 ，半锥角为10°～15°。也有头部采用半球形的导柱。导柱导向部分直径已标准化，见国家标准GB4169 . 4 一1984 ，根据模板尺寸确定，中小型模具导柱约为模板两直角边之和的1 / 20 ~ 1 / 35 ，大型模具导柱直径约为模板两直角边和的l / 30 ~ 1 / 40 ，国整后取标准值。导柱长度应比主型芯高出至少6~8mm (见图4 一74 ) ，以避免型芯先进入型腔。

( 2 )导向段与导套(导向孔)间采用间隙配合H7 / f6 ，固定段与模板间采用过渡配合H7 / k6 或H7 / m6 。导向段表面粗糙度Ra为0.4μm ，固定段表面粗糙度Ra为0.8 μm 。

( 3 )导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，多采用20 钢经渗碳淬火处理，表面硬度为55~60 HRC ;或碳素工具钢TSA 、T10A 经淬火或表面淬火处理，表面硬度为50~55 HRC 。

( 4 )对一个分型面而言，导柱数量可采用2~4 根，大中型模具为4 根最为常见，小型模具可采用2 根。对于动、定模或上、下模在合模时没有方位限制的模具，可采用相同的导柱直径对称布置。有方位限制时，应能保证模具的动、定模按同一个方向合模，防止在装配或合模时因方位搞错而使型腔破坏，可采用导柱等直径不对称分布，如图4 一76 ( a )所示，或不等直径对称分布，如图4 一76 ( b )所示。

z )导套和导向孔的设计

导向孔直接开设在模板上，加工简单，但模板一般未淬火，耐磨性差，所以导向孔适用于生产批量小，精度要求不高的模具。大多数的导向孔都镶有导套，导套不但可以淬硬以提高寿命，而且在磨损后方便更换。

导套国家标准有直导套和带头导套两类，如图4 一77 所示。图4 一77 ( a )所示为直导套，用于简单模具或导套后面没有垫块的模具，图4 一77 ( b )所示为l 型带头导套，图4 一77 ( c ) 所示为n 型带头导套，结构较复杂，用于精度较高的场合。n 型带头导套在凸肩的另一侧设定位段，起到模板间定位作用。

导套设计要点如下。

( l )为了便于导柱进人导套和导套压入模板，在导套端面内外应倒圆角。导向孔前端也应倒圆角，最好做成通孔，以便排出空气及意外落入的塑料废屑。当模板较厚，又必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。导套的结构尺寸可查阅国标GB6149 . 2 一1984 ，根据相配合的导柱尺寸确定。

( 2 )导套与模板为较紧的过渡配合，直导套一般用H7 / n6 等级，带头导套用H7 / k6或H7 / m6 等级。带头导套因有凸肩，轴向固定容易。直导套固定则应防止被拔出，如图4 一78 所示。为了防止直导套在开模时被拉出，常用螺钉从侧面紧固，如图4 一78 ( a )、(b )、( c )所示，图4 一78 ( a )所示为将导套侧面加工成缺口的形式，图4 一78 ( b )所示为用环形槽代替缺n 的形式，图4 一78 (。)所示为导套侧面开孔的形式，图个78 ( d )所示为铆接的形式。

( 3 )导套可用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，但其硬度一般稍低于导柱，以减少磨损，防止导柱拉毛。导套固定段和导向段的表面粗糙度R ，一般均为0.8μm

3 )导柱和导套的配合使用

图4 一79 所示为导柱和导套常见的配合形式。图4 一79 ( a )、(b )、(c )所示为带头导柱与导向孔、导套配合的形式，图4 一79 ( d )、(e )、(f )所示为带肩导柱与导向孔、导套配合的形式，这种形式导柱固定孔和导套固定孔的尺寸一致，便于配合加工，易于保证同心度，其中，图4 一79 ( f )所示为11 型有肩导柱与n 型带头导套的配合形式，结构比较复杂。图4 一80 所示为导柱导向应用于中小型模具动、定模之间的导向和脱模机构导向的实例。