塑料成型模具设计课件(4)

材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（1）整体结构的凹模结构简单易于制造，制品上无镶拼结构留下的熔接痕，质量较高；制造中省去了镶拼组合所需的工时和费用。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（2）整体镶入结构的凹模优点是可以选择优质钢材加工而又用材不多，其结构便于加工，也便于维修和更换；一致性较好。台阶式镶入，配合部分较短故采用H7/m6过盈配合，以增加其可靠性。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（2）整体镶入结构的凹模型腔为全对称形，无论型腔的形状为方、为圆，凹模外形皆可加工成圆形，便于加工和装配。型腔为异形型腔，凹模若加工成圆形，在台阶出必须加止动键定位，以保证凹膜与凸模相对位置的准确。外形也可加工成方形，则无须用定位键定位。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（2）整体镶入结构的凹模无台阶直镶结构，加工更为简便。型腔如为全对称形，则凹模可为圆形用H7/m6过盈配合。用2～4个螺钉紧固。型腔如为不对称的异形，则需采用两个销钉定位，并用H7/m6配合。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（3）局部镶拼结构的凹模对于型腔内某些易于磨损或较为复杂的部分，采用局部镶拼组合结构，可使易损部分的修理或更换更加快捷，也可使复杂部分较之整体凹膜更便于加工且制造精度也易于得到保证。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（4）四壁镶拼结构的凹模为便于制造，便于研磨和抛光，同时减少热处理的变形和节省优质材料，对比较复杂的、大型凹模常采用四壁镶拼结构。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（5）两瓣组合结构的凹模此结构也称哈夫模，专为两端带凸缘的塑料制品设计材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计1凹模的结构设计（6）螺纹型环结构的凹模螺纹型环结构是塑料螺纹制品的专用成型凹模。此结构是瓣合型镶拼结构材化学院高分子系2凹模的技术要求凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20钢，40Cr凹模热处理：HRC40～50表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2～Ra0.1μm配合面：Ra0.8μm凹模表面处理：表面镀铬、抛光凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（1）整体结构的凸模整体结构的凸模由于材料浪费较大，一般不易采用材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（2）整体镶入结构的凸模整体镶入结构节约优质钢材，便于制造。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（3）镶拼组合结构的凸模右图为镶拼组合结构的凸模。复杂制品模具采用此结构，易于加工，质量容易得到保证。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（3）镶拼组合结构的凸模右图(a)所示结构因距离太近，热处理易变形甚至开裂，强度也差；(b)为改进后的结构，结构牢固可靠。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（3）镶拼组合结构的凸模右图为便于脱模的镶拼结构。(a)的结构将产生横向飞边，使脱模困难；(b)为改进后的结构，无此弊端。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（4）小型芯的安装固定方式材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（4）小型芯的安装固定方式右图为非圆形型芯的固定方式材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（5）螺纹型芯的固定方式材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.4成型件设计3凸模的结构设计（6）活动型芯的安装结构①(a)、(b)所示的豁口销适用于直径小于8mm的型芯；②(c)、(f)适用于(5~10)mm型芯；③(e)、(h)适用于(10~15)mm型芯④(d)所示结构可以是三夹头或四夹头,不锈钢制的强力弹性夹头可用于(15~20)mm型芯，一般夹头适于(8~12)mm型芯；⑤螺纹型芯与孔的配合为H8/f8,精度要求高的可选用H8/f7的配合精度。材化学院高分子系4凸模的技术要求型芯材料：T7A、T8、T10A、Cr12型芯热处理：HRC45～50表面粗糙度：型芯表面：Ra0.1~0.025μm配合面：Ra0.8μm型芯表面处理：表面镀铬、抛光型芯加工：同轴度高的地方配制加工材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算成型零件上用来成型制品的那一部分尺寸叫工作尺寸又称成型尺寸。（一）影响塑料制品尺寸精度的因素（二）成型零件工作尺寸计算方法（三）螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算（四）型腔侧壁和底板厚度的计算材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算（一）影响塑料制品尺寸精度的因素1.成型零件的制造公差2.成型收缩率的影响3.成型零件的磨损量4.安装配合误差5.水平溢边厚度的波动材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算1.成型零件的制造公差所以成型尺寸的精度应当高于制品相对各尺寸的精度，一般，模具制造误差取塑件尺寸公差的三分之一或四分之一。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算2.成型收缩率的影响它包括设计模具选取的计算收缩率与实际收缩率的差异，以及成型塑件时由于工艺条件波动、材料批号发生变化而造成塑件收缩率值的波动，前者造成塑件尺寸系统误差，后者造成塑件尺寸的偶然误差材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算3.成型零件的磨损量由于成型过程中的磨损，凹模尺寸变得越来越大，型芯尺寸变得越来越小。假设型芯周向为均匀磨损，故认为中心距尺寸基本保持不变。塑料在型腔中高速流动而冲刷型腔壁，脱模时，塑件与型腔、型芯相摩擦。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算4.安装配合误差成型过程中无动作要求的成型零件，一般采用过渡配合安装。要求动作的零件，如型芯，要求间隙配合安装，则对制品尺寸带来误差，动模与定模合模时，会产生合模位置误差。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算5.水平溢边厚度的波动采用溢式压缩成型塑件时，其水平溢边厚度常因工艺条件等因素的变化而波动，从而使制品高度尺寸误差增大。因此将压缩成型塑件的高度尺寸视为受模具活动部分影响的尺寸。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算综上所述，制品可能产生的最大误差δ为上述各种误差的综合，即δ=δz+δc+δs+δj+δfδz——成型零件制造误差δc——型腔使用过程中的总磨损量δs——塑料收缩率波动引起塑件尺寸变化值δj——因配合间隙变化引起塑件尺寸的变化值δf——压制件水平溢边厚度波动引起的塑件高度尺寸变化。各种误差累积后的误差值δ应小于或等于塑件的尺寸工差Δ，即δ≤Δ材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算（二）成型零件工作尺寸计算方法1.对塑料尺寸与模具成型尺寸形式的规定2.修模方法对成型尺寸造成的变化3.按平均收缩率计算成型尺寸的公式材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算1.对塑料尺寸与模具成型尺寸形式的规定为了计算简便起见，现将塑件尺寸及其模具的成型尺寸的形式做以下规定：如图3-1。材化学院高分子系※塑件与成型零件尺寸标注方法：轴类尺寸采用基轴制，标负差孔类尺寸采用基孔制，标正差中心距尺寸公差带对称分布，标正负差材化学院高分子系2.修模方法对成型尺寸造成的变化第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算为了确保成型尺寸设计安全，在成型尺寸计算出来之后还可以采取另外预留修模余量的办法。例如图3-2的凹模容易修深。材化学院高分子系3.按平均收缩率计算成型尺寸的公式第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(1).凹模内径尺寸的计算公式(2).型芯外径尺寸的计算公式(3).凹模深度尺寸计算公式(4).型芯高度尺寸的计算公式(5).型芯或型孔之间的中心距材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(1)凹模内径尺寸的计算公式LM=[LS+LSSCP-3/4Δ]+δZ式中LS——塑件基本尺寸；SCP——模塑收缩率；Δ——塑件的尺寸公差；δｚ——模具制造公差系数3/4——考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取2/3。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(2)型芯外径尺寸的计算公式ZCPSSMSLLL]43[式中LS——塑件基本尺寸；SCP——模塑收缩率；Δ——塑件的尺寸公差；δｚ——模具制造公差；系数3/4——考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取2/3；材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(3)凹模深度尺寸计算公式ZCPSSMSHHH]32[式中HS——塑件基本尺寸；SCP——模塑收缩率；Δ——塑件的尺寸公差；δｚ——模具制造公差系数2/3——修正系数。有时也取1/2。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(4)型芯高度尺寸的计算公式ZCPSSMSHHH]32[式中HS——塑件基本尺寸；SCP——模塑收缩率；Δ——塑件的尺寸公差；δｚ——模具制造公差系数2/3——修正系数。有时也取1/2。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(5)型芯或型孔之间的中心距ZCPSSMSLLL21][式中LS——塑件基本尺寸；SCP——模塑收缩率；δｚ——模具制造公差材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(三)螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算1.螺纹型芯成型尺寸计算2.螺纹型环成型尺寸计算材化学院高分子系1.螺纹型芯成型尺寸计算第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算外径DM外=（DS外+DS外SCP+△中）-δ中式中DM外——螺纹型芯外径Ds外——塑件内螺纹外径△中——塑件内螺纹中径公差，目前我国尚无专门的塑料螺纹标准。其公差可查有关公差标准（GB197-81）δ中——螺纹型芯中径制造公差，一般取δ中=△中/5。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算中径DM中=（DS中+DS中SCP+3/4△）-δ中式中DM中——螺纹型芯中径；Ds中——塑件内螺纹中径；δ中——螺纹型芯中径制造公差，一般取δ中=△/5。1.螺纹型芯成型尺寸计算材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算1.螺纹型芯成型尺寸计算小径dM小=（Ds小+Ds小Scp+△中）-δ中式中dM小——螺纹型芯小径；Ds小——塑件内螺纹小径；δ中——螺纹型芯中径制造公差，一般取δ中=△中/5。材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算2.螺纹型环成型尺寸计算中）（中中中中CPSSMSDDD中）（中大大大43CPSSMSDDD中）（中小小小CPSSMSDDD中径大径小径材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(四)型腔侧壁和底板厚度的计算1.模具的强度及刚度概念2.型腔侧壁及底板厚度的强度及刚度计算公式材化学院高分子系第三章注射成型模具设计§3.5成型件工作尺寸的计算(四)型腔侧壁和底板厚度的计算1.模具的强度及刚度概念在模塑制品的过程中，型腔受内部高压熔体作用，如果型腔侧壁和底板（支承板）厚度不足，则会发生开裂，或者打不开模具，或者打开模具却难以取出塑件，塑件成型精度差等现象。开裂为模具的强度不足，后者为模具的刚性差，产生的弹性变形量过