第6章 分型面选择与成形零件设计

塑料模具设计电子工业出版社塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.1分型面与型腔结构的确定6.2成形零件的设计6.3模具的定位机构塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.1分型面与型腔结构的确定6.1.1分型面的常见类型和形状分型面类型图例基本特征第一类分型面塑件在动模内成形。第二类分型面塑件在定模内成形。第三类分型面塑件一部分在定模内成形、一部分在动模内成形。第四类分型面塑件在两个或两个以上瓣合模块中成形。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计分型面形式图例水平分型面斜分型面阶梯分型面曲面分型面垂直分型面塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.1.2分型面确定的要点塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计分型面的选择实例考虑角度推荐形式不妥形式分析脱模性1推件板2定模板塑件外形较简单，但内形有较多的孔，塑件成形收缩后一般留在型芯上。如果型腔设在定模内，型芯设在动模内，采用推件板可方便地完成脱模，模具结构简单。1定模2动模动、定模分离后，塑件应尽可能留在动模，留在定模易增加脱模困难，导致模具结构复杂化。1动模2定模当塑件有多组抽芯时，应尽量避免大端侧向抽芯，因为除了液压抽芯机构能获得较大的抽拔距离外，一般的侧向分型抽芯的抽拔距离较小。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计1动模2定模当塑件中有金属嵌件时，由于嵌件不收缩，对型芯无包紧力，可能使带嵌件的塑件留在型腔内，导致脱模困难。1动模2定模侧抽芯机构应尽量置于动模，方便抽芯动作实现。排气性1动模2定模为有利于排气，分型面应尽量选在塑料流动方向的末端。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计塑件精度1动模2定模塑件与型芯对称分布时，如要迫使塑件留在动模内，可将型腔和大部分型芯设在动模内，采用推管脱模，左图容易保证塑件内孔和外圆的同轴度。1动模2定模如果d和D有同轴度要求，应将两者置于同一块模板上，以降低模具的加工精度要求。美观性1动模2定模成形头部为圆弧形状塑件时，分型面如选在圆弧中间，会影响塑件美观性，选在圆弧和直边的过渡处较佳。分型面的选择应尽量避免由于脱模斜度造成的塑件大小段尺寸差异，如塑件无严格要求，可将分型面设在塑件中部。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计锁模力1动模2定模塑件在分型面上的投影面积应小于机床允许的投影面积，否则会使锁模困难，产生溢料现象。分型面应尽可能选择投影面积小的一边。大型线圈骨架塑件成形时，采用哈夫模结构，当拼块的投影面积较大时，会造成锁模不紧，产生溢边，因此最好将型腔设于动、定模上，在受力小的侧面作抽芯。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.1.3型腔数的确定方法1、根据合同要求或根据用户所提供的年产量和生产计划（生产班次安排）确定。N=W(1+η)/T2、注射机注射容量确定型腔数3、按注射机额定锁模力确定型腔数4、根据生产经济性确定VCKGnpApAFn1p160CNYtn塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.2成形零件的设计6.2.1成形零件的结构设计1.型腔的结构设计整体式型腔台阶镶入式结构无台阶直镶式结构塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计侧壁镶入式局部镶拼式结构底部镶入式塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计图6-9两瓣组合式结构底部和侧壁分别镶入式塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计镶拼结构改善型腔结构的实例不合理合理分析型腔内部有薄壁件，左图为整体结构，薄壁部分加工困难，右图将薄壁部分做成镶拼结构，镶拼部分和型腔主体分开加工，改善了型腔工艺性。型腔为一内五角星，左图为整体结构，必须采用电火花加工，加工困难，右图为镶拼式结构，镶拼部分可采用线切割加工，简化了加工工艺。型腔底部为不规则型，且截面为方形，左图为整体结构，加工困难，右图将底部做成镶拼结构，改善了型腔加工工艺性。塑件有同轴度要求，左图为整体结构，加工困难，难以保证同轴度，右图将型腔型芯做成镶拼结构，简化了加工工艺，且能保证塑件同轴度塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计2.型芯的结构设计整体镶入式型芯镶拼式结构型芯整体式型芯整体镶入式型芯的镶拼方法塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计小型芯常用的安装固定方式方式图例特点上台阶固定aba图采用过盈配合将型芯杆部压入模具，优点是工艺简单，缺点是容易产生横向飞边；b图可避免横向飞边，但加工工艺较a图复杂。下台阶固定aba图采用台阶垫板固定，结构简单，更换调整方便；b图采用台阶和螺纹固定，结构简单，更换调整方便。螺纹固定aba图型芯头部带螺纹，更换调整方便；b图采用台阶和螺纹固定，更换调整方便。多个小型芯的固定方式aba图和b图利用垫板和型芯台阶固定，用于形状复杂、多个型芯同时固定的场合。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.2.2成形零件的尺寸计算1.成形收缩率的选取成形收缩是决定成形尺寸精度的重要因素，准确选用收缩率是保证塑件尺寸的关键。热塑性塑料的成形收缩可以分为三种：一是由于塑料固有收缩引起的成形收缩，二是由塑件形状引起的成形收缩，三是由于成形条件引起的成形收缩。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计（1）一般情况下，选取收缩率表中的中间值；壁厚的塑件可偏取上限，壁薄的塑件可偏取下限；（2）同一塑件选取同一收缩率值，以避免塑件各部分收缩率取值不同而造成的尺寸链不闭合的矛盾；对由于流动方向不同造成的收缩差异可以通过调整浇口形式、大小及分布来弥补，对壁厚不均造成的收缩差异可以通过适当偏大（大于中间值）选取收缩率值；（3）塑件的材料、形状基本上已确定了其成形条件，不要试图通过调整成形条件来对收缩率做出较大的调整；（4）对于尺寸精度要求高的塑件，如齿轮，可以采用实验的方法，即根据经验选取一收缩率来设计制作一套型腔，在正常的生产条件下成形，对得到的产品进行实测，根据产品的偏差值来调整收缩率的取值。这种方法较其它方法更为可靠、实用，只是在结构设计时要注意型腔更换的方便与简捷。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计2.成形尺寸计算成形零件中与塑料接触而决定塑件几何形状的各部位尺寸，称为工作尺寸。一般而言，塑件的几何尺寸可分为外形尺寸、内形尺寸和中心距尺寸等3种类型，与它们对应的成形零件的工作尺寸分别称为型腔尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。型腔尺寸又可分为深度和径向尺寸（与深度方向垂直），型芯尺寸又可分为高度和径向尺寸（与高度方向垂直）。中心距尺寸一般指成形零部件上一些结构之间的距离，如孔距、型芯间距、凹槽及凸台间距等。这3类尺寸在使用过程中变化趋势不同，由于与塑料熔体或塑件之间存在摩擦、磨损，使用一段时间后，型腔类尺寸有增大的趋势，型芯类尺寸则有缩小的趋势；而中心距尺寸通常不受摩擦、磨损的影响，可视为一种不变尺寸。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计成形尺寸的计算可如下式：D=D0×(1+S)（6-8）式中D——成形尺寸；D0——塑件尺寸；S——成形收缩率。在具体设计时，只要将塑件图样上的尺寸（角度尺寸除外）按上述公式进行换算即可得到模具型腔、型芯的成形尺寸，计算结果可以保留到小数点后两位，在一般情况下，可默认该尺寸公差为±0.02。有公差要求的塑件尺寸，一般按中差来进行计算。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计暗盒盖塑件图塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.2.3模具零件公差配合关系与表面粗糙度、尺寸标注1.模具零件公差配合关系型腔、型芯类零件与模板间的配合：回转体选用H7/k6，轴向配合尺寸比较长时可选用H7/f6，反之可选用H7/m6；非回转体配合关系可按孔类D＋0.02，轴类d－0.02来标识。浇口套与模板间的配合：H7/k6。导柱、导套间及其与模板间的配合：滑动配合选用H7/f6，固定配合选用H7/m6；推板导柱、导套间的配合可放宽到H8/f9。锁紧块的配合关系可按孔类D＋0.02，轴类d－0.02来标识。拉料杆、推杆、推管、复位杆与模板间的配合：H7/f6。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计2.模具零件表面粗糙度要求不同的加工方法可获得的表面粗糙度有关塑件成形的表面：Ra0.025（抛光）；型腔、型芯固定用表面：Ra0.8（精磨或精细车）；导柱、导套孔和型腔、型芯固定用孔表面：Ra1.6（精镗或精铣）；浇口套、导柱、导套和锁紧块配合面：Ra0.8（精磨）；拉料杆、推杆、推管、复位杆配合面：Ra0.8（精磨）；模板上下表面：Ra0.8（精磨）；模板基准角垂直面：Ra1.6（精铣）。加工方法钻孔铰孔精车精细车精铣表面粗糙度Ra(mm)6.31.61.60.81.6加工方法精镗精磨线切割电火花抛光表面粗糙度Ra(mm)1.60.8~0.41.63.2~1.60.025塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计3.模具零件尺寸的标注（1）位置尺寸（如孔间距）尽量标注在主视图上，形状尺寸（如孔直径）标注在侧视图（剖视图）上，使各视图所要表达的内容更为突出和明确；（2）同一套模具的零件图样尺寸基准应取得一致，不能有的按基准角标注，有的按中心对称线标注，造成混乱；（3）不同零件的同一尺寸（如各模板的孔系）或对应尺寸（如型腔镶块的外形尺寸与模板上孔的尺寸）标注方法应该一致，便于对照、检查；（4）尺寸标注直接、明确，操作者原则上不用进行计算。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计4.模具零件公差的标注模具零件公差主要分为尺寸公差和形位公差两大类。对于尺寸公差，配合尺寸可将相应的公差值标注在图样上，其它具有公差要求的尺寸可按以下几种方式标注：（1）标注为.的型腔、型芯尺寸，表示该尺寸公差为±0.02；标注为.的配合尺寸，孔为+0.02，轴为0.02；与分型面垂直，有关动、定模嵌合的尺寸，公差为+0.01~+0.02。标注为.的坐标位置尺寸，表示该尺寸公差为±0.01。（2）标注为.的型腔尺寸，表明该尺寸公差为±0.1；有关配合尺寸孔为+0.1，轴为0.1。其余未注公差按国标js12执行。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计对于形位公差，可按下述规定，通过技术要求的形式在图样上集中说明，或作为工艺规范在加工中保证：（1）型腔、型芯类和有关电极：有关各面间平行度、垂直度不大于0.01/100mm。（2）模板：小于300mm300mm的模板，其平行度、垂直度不大于0.02；大于300mm300mm的模板，其平行度、垂直度不大于0.025。（3）回转体：同轴度不大于0.015。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计6.2.4模具材料的选用1.模具材料选用原则用于注塑模具的钢材，大致应满足如下要求：（1）机械加工性能优良：易切削，适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工；（2）抛光性能优良：没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；（3）良好的表面腐蚀加工性：要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工；但对一些特殊的塑料，如聚氯乙烯等，要求钢材具有抗腐蚀性；（4）耐磨损，有韧性：可以在热交变负荷的作用下长期工作，耐摩擦；塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计（5）热处理性能好：具有良好的淬透性和很小的变形，易于渗氮等表面处理；（6）焊接性好：具有可焊性，焊后硬度不发生变化，且不开裂、变形等；（7）热膨胀系数小，热传导效率高：防止变形，提高冷却效果；（8）性能价格比合理，市场上容易买到，供货期短。塑料模具设计第6章分型面选择与成形零件设计2.注塑模具常用材料（1）型腔、型芯类零件由于这些零件直接与塑料接触，因此要求具有一定的强度、表面耐磨性好、热处理性能好、淬火变形小；对塑料具有腐蚀性的模具，材料还应有抗蚀能力。目前如P20、718、NAK80、NAK55、SKD61、H13、CrWMn、SKD11等材料较为常用，耐蚀模具钢有HPM38、U420、3Cr13、Stavax等。（2）导向类零件这类零件包括各种导柱、导套和导向销等。这类零件在使用中起导向作