第七章 注塑模具的成型部件设计

第七章注塑模具的成型部件设计成型部件设计：主要指型芯、型腔的结构设计成型部件设计方法：整体结构（较少采用，原因：无法加工）拼镶结构遥控器面板:遥控器面板:遥控器面板模具型芯的拼镶:遥控器面板模具:遥控器面板模具:注塑模具的成型部件设计注塑模具的成型部件设计1.凹模的结构设计：（1）整体式凹模直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模，如图所示。其特点是牢固，不易变形，成型出的塑件表面不会有模具接缝痕迹.（2）整体嵌入式凹模将凹模做为整体式，再嵌入模具的模板内，叫做整体嵌入式凹模。图所示常见镶件安装形式，其特点：１.加工单个型腔的凹模方便；２.节省贵重钢材；３.易于维修更换；４.各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期（3）局部镶嵌式凹模为了便于加工或对易损部位，应采取局部镶嵌式结构。如图所示a、b为镶嵌凹模侧壁的局部凸起结构；c、d为镶嵌凹模底部的局部结构；e为对凹模中带有筋的部位，用一个或两个镶件制作后，再放入整体式凹模内。（4）大面积镶嵌且合式凹模为了便于机械加工、研磨、抛光和热处理，将凹模由几部分镶嵌组合而成。最常见的是镶拼整个凹模底部。如图所示。（5）四壁拼合的组合式凹模对于大型和形状复杂的凹模，可以把它的四壁及底分别加工经研磨之后入模套内，如图所示。2.型芯的结构设计﹙1﹚大型芯的结构及安装形式﹙2﹚小型芯的结构及安装形式﹙3﹚多个型芯固定台肩干涉时的结构﹙4﹚采用局部支承板的形式整体结构（较少采用，原因：无法加工、或者加工成本增加）：拼镶结构：2.常用拼镶结构的拼镶方法：（1）小型模具：2.常用拼镶结构的拼镶方法：（1）小型模具：注意：防止“挂台”肩部开裂：2.常用拼镶结构的拼镶方法：（1）小型模具：注意：防止圆形嵌件转动：2.常用拼镶结构的拼镶方法：（2）中、大型模具：（2）中、大型模具：方便拆卸拼镶结构：（2）中、大型模具：既方便拆卸又保证装配精度的拼镶结构：（2）中、大型模具：既方便拆卸又保证装配精度的拼镶结构：在嵌件周围另加一圈（四根）与分型面等高的衬条，防止分型面处产生毛刺说明：锁紧压条和衬条均须淬火处理。（2）中、大型模具：既方便拆卸又保证装配精度的拼镶结构：装配方法说明（3）嵌件固定板的角部让位处理：说明：通孔式：线切割让位盲孔式：钻大孔让位（注意保证底面的平面度、平行度、侧面与底面的垂直度）（4）深腔桶形制品的型芯固定方法：容易出现的问题：（4）深腔桶形制品的型芯固定方法：处理方法：（5）拼镶结构应注意的问题：（5）拼镶结构应注意的问题：（6）阶梯式分型面的处理方法：3.成型零件的工作尺寸计算塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。成型零件的制造误差δz成型零件的磨损δc塑件成型收缩的波动δs模具安装配合误差δj①影响塑件尺寸精度的因素:1.成型零件的制造误差δz模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：δz=Δ/3～Δ/62.成型零件的磨损δc中小型塑件模具：δc=Δ/6大型塑件模具：δcΔ/63.成型收缩引起的塑件尺寸误差δs＜Δ/64.模具的安装配合误差δj模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化※塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：δ=δz+δc+δs+δj②.成型零件的工作尺寸计算成型零件工作尺寸包括：※型芯和型腔的径向尺寸※型芯和型腔的深度尺寸※中心距尺寸②.成型零件的工作尺寸计算※塑件尺寸标注方法：外形尺寸﹙磨损后增大﹚，标负差:型腔内径和高度内孔尺寸﹙磨损后减小﹚,标正差:型芯内径和高度中心距尺寸公差带对称分布，标正负差如图纸尺寸标注不符号,请转换!四、型腔和型芯径向尺寸计算1.型腔径向尺寸计算已知：塑件尺寸模具磨损量δc=Δ/6平均收缩率Scp模具制造公差δz=Δ/3按平均值计算方法可得：0)(sLcpssczMS)2Δ-(L)2Δ-(L2δ2δL43-ScpLLLssM)43-SL(LLz0cpssM标注制造公差后得：整理得：2.型腔深度尺寸计算（平均值法）已知：塑件尺寸Hs-Δ平均收缩率Scp模具制造公差δz=Δ/3按平均值计算方法可得：cpssM)S2(L)2(H2Hz标注公差后得：整理得：32–SHHHcpssMz0cpssM)32SH(HH3.型芯径向尺寸计算标注公差后得：0-cpssMz)43Sl(ll4.型芯高度尺寸计算标注公差后得：0-cpssMz)32Sh(hh5.中心距尺寸计算（平均值法）2)SC(CCzcpssM成型零件尺寸计算公式)43-SL(LLz0cpssM0-cpssMz)43Sl(llz0cpssM)32SH(HH0-cpssMz)32Sh(hh2)SC(CCzcpssM2)SC(CCzcpssM2/24)SL(LLcpssMz2/24)SL(LLzcpssM－Δ型腔尺寸型芯尺寸径向尺寸高度及深度尺寸中心距尺寸孔边距或型芯中心到边距尺寸成型零件尺寸计算实例:零件图如下图所示材料：ABS试确定凹模径向尺寸与深度、型芯直径和高度、孔心距、小型芯直径。如图纸尺寸标注不符号,请转换!⑴确定塑件的收缩率查附录C，ABS的收缩率为0.4%～0.7%，取平均收缩率Scp=0.6。1.分析塑件尺寸公差⑵确定塑件尺寸公差，对塑件尺寸进行合理标注。30±0.14、Φ45+0.36、18+0.2均为MT3级，对ABS而言属一般精度；Φ50±0.32、Φ８±0.14、21±0.22属MT5级。故模塑容易达到塑件的尺寸精度要求，取：δz=Δ/3。2.成型零件的尺寸计算⑶型腔尺寸计算（Φ50.32-0.6421.22-0.44）LM=[50.32+50.32×0.006-(3/4)×0.64]+0.64/3=50+0.21HM=[21.22+21.22×0.006-(2/3)×0.44]+0.44/3=21+0.15⑷大型芯尺寸计算(45+0.3618+0.2)lM=[45+45×0.006+(3/4)×0.36]-0.36/3=45.5-0.12hM=[18+18×0.006+(2/3)×0.2]-0.2/3=18.2-0.07⑸小型芯尺寸计算(Φ7.86+0.28hM)lM=[7.86+7.86×0.006+(3/4)×0.28]-0.28/3=8-0.09⑹中心距尺寸计算(30±0.14)CM=(30+30×0.006)=30.2±0.14/4=30.2±0.03354.排气系统的设计阴影排气不良烧焦短射填充不足气泡脱模不良色差缩水表面凹陷流紋不熔合排气不良所产生的问题4.排气系统的设计气堵的危害：（1）形成气阻，降低流动速度，使充填困难，造成凹陷或者缺料。（2）使型腔压力升高，制品产生气泡、云纹缺陷；压力过高时，制品表面出现局部烧蚀，出现变色、焦损。（3）影响生产效率。型腔气体的排除方法：（1）利用分型面排气（2）利用配合间隙排气(镶块、顶杆等)（3）开设排气槽排气槽的开设：排气槽间隙：小于塑料的溢边值（可以查得），通常0.02-0.04mm)开设位置：分型面处、料流末断、气阻位置具体位置往往要等试模后才能确定分型面处：排气槽出口大多数开设在分型面处料流末断:主要是深腔制品改变配合间隙排气：5.模具强度及刚度概念模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。壁厚的受力分析:大型腔模具以刚度为主计算，小型腔模具以强度为主计算.当分界值不明确时按两种方法计算型腔壁厚值，取其大者。壁厚的受力分析:出现模具强度或刚度不足的解决方法:①模具结构已经确定:更换强度或刚度更好的材料.②适当加大薄弱出的壁厚.③与产品设计部门协调,更改产品结构.6.型腔固定板加工工艺