单分型面注射模.ppt

第三章 单分型面注射模,本章基本内容塑料注射成型模具的总体结构设计单分型面注射模各组成机构的功能和设计方法塑料注射成型模具中塑件的布置普通浇注系统的设计成型零部件尺寸计算简单推出机构设计温度调节系统的设计模具结构零部件设计单分型面注射模的设计步骤和设计方法,本章重点单分型面注射模的设计（包括：分型面选择、浇注系统设计、成型零部件设计、导柱合模机构设计、抽芯机构设计、温控系统设计、推出机构设计及标准模架的选择）典型的单分型面注射模结构读懂注射模具结构图,一、基本概念 动模与定模的接触表面，称为分型面；只有一个分型面的注射模称为单分型面注射模，俗称二板式注射模(定模板、动模板)，常用于直接浇口进料的注射模(大水口模),3.1 单分型面注射模概述,3.1 单分型面注射模概述,二、单分型面注射模结构和组成,单分型面注射模结构,3.1 单分型面注射模概述,成形零部件浇注系统导向机构推出装置温度调节和排气系统结构零部件,型腔型芯镶件,主流道分流道浇口冷料穴,单分型面注射模的组成,三、工作原理 开模时，模具从动定模分型面打开，塑件包在凸模7上随动模部分一起向左移动而脱离凹模2，浇注系统的凝料在拉料杆15的作用下，同时和塑料制件连在一起也向左移动。移动一段距离后，当注射机的顶杆21接触推板13时，推出机构开始动作，推杆18推动塑件从塑件从凸模7上脱下来，浇注系统凝料同时被拉料杆15推出。闭模时，在导柱8和导套9的导向定位下动、定模闭合。在闭合过程中，定模板2推动复位杆19使推出机构复位。,3.1 单分型面注射模概述,3.1 单分型面注射模概述,3.1 单分型面注射模概述,分模及顶出,3.1 单分型面注射模概述,分模及顶出,3.1 单分型面注射模概述,分模及顶出,3.1 单分型面注射模概述,拉料杆,3.1 单分型面注射模概述,流道示意,3.1 单分型面注射模概述,定模结构示意,3.1 单分型面注射模概述,动模结构示意,3.1 单分型面注射模概述,3.1 单分型面注射模概述,3.1 单分型面注射模概述,定模板上的浇口套及定位环,3.1 单分型面注射模概述,动模板上的推出孔,3.1 单分型面注射模概述,推出机构复位示意,3.1 单分型面注射模概述,推出机构推出示意,3.1 单分型面注射模概述,推杆推出示意,3.1 单分型面注射模概述,分流道的位置：设在动模一侧,分流道可设在定模一侧；也可设在动模一侧；也可在动定模上各开设一半，但须注意两半流道要对齐。,3.1 单分型面注射模概述,分流道的位置：设在定模一侧,3.1 单分型面注射模概述,动模一侧要设“Z”字形拉料杆：将主流道中的凝料在分型时留于动模一侧。,3.1 单分型面注射模概述,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,一、型腔数目和分布1）型腔数目的确定,根据生产效率和制件的精度要求确定型腔数目，然后定注射机。先定注射机型号，根据注射机技术参数确定型腔数目。,确定方法：,根据锁模力,注射机锁模力，N,浇注系统在分型面上的投影面积，2,每个塑件在分型面上的投影面积，2,型腔内熔体的平均压力，MPa,注射机最大注射量，g,单个塑件的质量，g,浇注系统的质量，g,根据注射量,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,2）型腔的分布 单型腔模具塑件在模具中的位置 型腔一般在模具中心 塑件在定模 塑件在动模 塑件分别在动、定模,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,多型腔模具型腔的分布 平衡式排布,非平衡式排布,二、分型面(一）、分型面的形式 分型面:模具用以取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触表面。（动定模的结合处）分型面的表达方法:用短粗实线标出分型面位置，箭头表示分离动作方向。,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面、瓣合分型面。,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,（二）、分型面选择的一般原则,基本原则：必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具的基本原则。影响：塑件质量、模具加工、的生产难易度。,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,分型面选择应遵循的一般原则：1.尽量使塑件在开模后留动、下模边2.保证塑件外观43.确保塑件位置及尺寸精度4.便于实现侧向分型抽芯动作5.有利于模具制造6.有利于排气7.有利于塑件脱模8.考虑溢边对塑件的影响9.考虑对设备合模力的要求10.考虑脱模斜度的影响,3.2 塑件在单分型面模具中的位置,1.尽量使塑件在开模之后留在动、下模边,一个塑件在模内的摆放方向至少有两种参见,不同方向对塑件留模产生的效应不同。,塑料模分型面选择的原则,改变塑件在模内的摆放方向，以保证塑件的外观要求,塑料模分型面选择的原则,表示在不同情况下，如何处理塑件留模问题。,2.尽量保证塑件外观质量要求,图所示塑料牙刷柄，该塑件形状要求柄部侧面平整，四周呈光滑圆角过渡。,塑料模分型面选择的原则,2.尽量保证塑件外观质量要求,许多塑件只要分型面选择得当，其外观可以轻易避免或基本不受分型面因素影响，如图所示塑件，图a为合理选择，图b则不妥。,塑料模分型面选择的原则,A正确,B不正确,2.尽量保证塑件外观质量要求,图中塑件外表要求光滑无痕，若取图a分型面来成型，则塑件达不到要求，故取图b分型面才合理。,塑料模分型面选择的原则,3.确保塑件位置及尺寸精度,图中塑件为双联齿轮，要求大小齿轮的直径与其轴孔有良好的同心度，为实现此要求，应将大小齿轮凹模和型芯均设在动模边，故图a合理，图b不合理。,塑料模分型面选择的原则,a,b,3.确保塑件位置及尺寸精度,图中所示塑件成型模具的分型面若按a中的确定，塑件最大外形尺寸和孔心距属受模具活动部分影响的尺寸，提高精度较困难，若按b所示确定，易保证成型高精度。,塑料模分型面选择的原则,a,b,4.便于实现侧向分型抽芯动作,为简化模具侧向抽芯机构，应将抽芯或分型距离长的摆放在开模具方向上抽芯或分型距离短作为侧向而将短的一边作为侧向。,塑料模分型面选择的原则,4.便于实现侧向分型抽芯动作,一般尽可能将侧型芯和滑块同设在动模部分，这样可使安全留在动模，模具结构也简化。图a为常取形式；图b因侧型芯在定模，只有当其抽出之后，动、定模才能打开因此模具需要两次分型，模具结构较复杂。,塑料模分型面选择的原则,b,a,5利于模具制造,从塑件结构分析，模具可取A和 B两种分型形式。模具合模时，上模的凹模与下模的型芯相配合，如果模具制造精度差，合模时会发生凹模与型芯碰撞而损坏。模具可避免发生碰撞现象，模具易于加工，但塑件表面会形成一条分型线。,塑料模分型面选择的原则,b,a,6.有利于排气,为了便于排气，选择分型面时应考虑尽可能将分型面与熔体流动的末端重合，a结构型腔排气顺畅，b结构使空气不易排出。,塑料模分型面选择的原则,b,a,7.有利于塑件脱模,分型面形式如何对塑件脱模阻力大小有着直接影响。a图示模具成型零件均设在下模；b所示将成型零件分散设置在上模和下模；c所示为保证塑件大孔和小孔之间较高的位置精度要求所采取的设计。,塑料模分型面选择的原则,b,c,a,8.考虑溢边对塑件的影响,分型面形式对塑件溢边方向有影响，进而影响塑件的尺寸精度及外观。图a可能产生水平溢边，影响塑件高度精度和侧面美观；图b可以避免水平溢边，但型芯与孔间隙配合处可能产生垂直溢边，溢边毛刺修除面在塑件的上表面。,塑料模分型面选择的原则,a,b,9.考虑对设备合模力的要求,成型时，要求设备的合模力必须大于最大模腔压力与模内塑料在水平分型面上的投影面积之乘积，以保证模具分型面锁紧，防止溢料。如图所示，a图分型面形式下要求合模力比b图形式的大。,塑料模分型面选择的原则,a,b,10考虑脱模斜度的影响,塑件高度较大时，取脱模斜度容易造成塑件的上下两端尺寸值差异较大，致使塑件尺寸超差，如a所示。如果外观允许，可将分型面位置选在塑件的中部，如b所示，这样脱模斜度不变而两端尺寸差异减小。,塑料模分型面选择的原则,a,b,1.调整脱模斜度 2.调整表面粗糙度 3.设置滞留结构,塑件留模措施,（三）、塑件留模措施:,当塑件在开模后留在动模或定模皆有可能时，应采取必要的留模措施，保证塑件留在动模。常用措施有以下三种：,1.调整脱模斜度,将开模时塑件欲脱离的面取较大的脱模斜度，欲滞留的面取较小脱模斜度或者不取脱模斜度，如图所示。,塑件留模措施,2.调整表面粗糙度,将欲使塑件脱离成型零件的表面粗糙度取较小值，欲滞留成型零件之表面粗糙度取较大值。注意：此法不适宜于透明塑件。,塑件留模措施,3.设置滞留结构,在模具零件的侧面加工浅凹槽、设锥形拉料穴或拉料杆等，都可以起到滞留塑件作用，如所示。,塑件留模措施,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,1、浇注系统的组成及设计原则浇注系统：模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。作用：使熔体均匀充满型腔，并使注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。浇注系统的设计是否适当，直接影响成形品的外观、物性、尺寸精度和成形周期。分类：普通浇注系统、热流道浇注系统,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,1）浇注系统的组成：主流道：连接注射机喷嘴与分流道或型腔（单腔模）的进料通道。分流道：介于主流道和浇口之间的流道，使熔料平稳地转向并均衡分配给各型腔（多腔模）。浇口：分流道与型腔之间最狭窄的部分，使熔体流速产生加速度，以利于迅速充满型腔，同时可防止过度倒流，在成型后凝料与塑件易分离。冷料穴：储存前锋冷料,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,结构,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,2）浇注系统的设计原则 1.适应塑料的成形性能，保证塑料熔体流动平稳 2.流道尽量短，流道尽量减少弯折、表面光滑 3.流道表壁的粗糙度要低，为Ra1.6Ra0.8微米 4.排气良好 5.防止型芯变形和嵌件位移 6.浇口位置适当，凝料去除方便，切除浇口凝料时应不影响塑件制品外观 7.浇注系统设计要结合型腔布局,合理设计冷料穴 8.校核流动距离比和流动面积比,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,流动距离比,模具中各段料流通道及各段模腔长度,塑料的许用流动比,模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度,3）流动比的校核,例3.1,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,2、主流道及分流道设计1）主流道设计 主流道作用：连接注射机喷嘴与分流道或型腔（单腔模）的进料通道。是熔料进入型腔最先经过的部位。设计要点：截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,具体的设计要点：主流道通常设计成圆锥形，锥角 2 6（一般取3 6，对流动性较差的可取3 6）。内壁表面粗糙度一般为0.8。为防止主流道与喷嘴处溢料 R2=R1+（12）d2=d1+（0.51）h=35,R2=R1+（12）d2=d1+（0.51）h=35 r=13 L60H：小型模具为810 大型模具为1015,浇口套,浇口套的固定形式,目前，浇口套已经标准化，可根据前面的设计要点查手册、查厂家样本选用。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,2）分流道设计作用：改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。分流道的形状与尺寸,L=12.5倍的大端直径，一般取830=510,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,分流道的表面粗糙度Ra值1.252.5，一般取1.6分流道与浇口的连接形式,分流道的设计要点 制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂,流道截面要大一些。流道方向改变的拐角处,应适当设置冷料穴。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。保证熔体迅速而均匀地充满型腔 分流道的尺寸尽可能短，尽可能小 要便于加工及刀具的选择 每一级流道要比下一级流道大1020（Dd1020）,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3）浇口的设计浇口的作用（限制性浇口）提高了塑料的流动性，有利于充型；防止熔体的过度倒流；成形后便于塑件与整个浇注系统的分离。浇口的类型 直接浇口 中心浇口 侧浇口 环形浇口 轮辐式浇口 爪形浇口 点浇口 潜伏式浇口,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,直接浇口（主流道形浇口）特点 因浇口尺寸大，流程短，所以流动阻力小，进料快，传递压力好，有利于补缩。易于排气 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积小模具结构紧凑注射机受力均匀。塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,设计要点 主流道根部不宜过大，否则该处因温度高，易产生缩孔；成型薄壁塑件时，根部直径不宜超过塑件壁厚的两倍。选用较小的主浇道锥角=24，且尽量减少定模板和定模座板厚度。,适用场合 大、中型长流程深型腔筒形或壳形塑件。熔融黏度高的塑料，如：PSU、PC等。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,中心浇口（是直接浇口的特殊形式）适用场合 适用于深腔的箱、筒、壳形且中心有通孔的塑件。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,侧浇口（边缘浇口、标准浇口）侧浇口的特点 能方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。可以根据塑件形状和填充需要，灵活选择进料位置。浇口去除方便，不留明显痕迹。塑件往往有熔接痕，且注射压力损失较大。对排气不利。,侧浇口尺寸,侧浇口宽度,塑件的外侧表面积,侧浇口的厚度,浇口处塑件的壁厚,系数：PS、PE取0.6 POM、PC、PP取0.7 聚乙酸乙烯酯（PVAC）、PMMA、PA取0.8 PVC取0.9,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,侧浇口的形式,侧向进料的侧浇口对中、小型塑件：t=0.52（或取塑件壁厚的）b=1.55.0L=0.72.0,端面进料的搭接式侧浇口L1=（0.60.9）+L=2.03.0,侧面进料的搭接方式,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,侧浇口的两种变异形式 扇形浇口,l=11.3 t=0.251.0 b取6到浇口处型腔宽度的1/4L可取6左右,常用于扁平而较薄的塑件，如盖板、托盘,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,平缝浇口（薄片浇口）,b取塑件长度的25100t=0.21.5l=1.21.5,用于成型面积较小、尺寸较大的扁平塑件,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,环形浇口,内侧进料 t=0.251.6 L=0.81.8,端面进料L1=0.81.2 L=23,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,环形浇口的特点 进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好 排气容易 基本可以避免熔接痕 浇口去除困难,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,轮辐式浇口,尺寸参考侧浇口尺寸,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,爪形浇口 在型芯头部开设流道，分流道与浇口不在同一平面内，主要用于塑件内孔较小的管状塑件和同轴度要求高的塑件，因型芯顶端伸入定模内起定位作用，避免了弯曲变形。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,护耳浇口,b=分流道直径L=1.5b厚度为塑件壁厚的0.9倍浇口厚度与护耳厚度相等，宽为1.53，长为1.5以上,适用于PMMA、PS等透明材料要求透明效果好，无流动痕迹,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,4）浇口位置的选择原则 应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,避免熔体破裂现象 喷射、蠕动（蛇形流）,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,应有利于流动、补料和排气,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,考虑分子取向的影响,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,成型杯状塑时，在注射适当阶段转动型芯，由于型芯和型腔壁相对运动而使其间塑料受剪切作用而沿圆周取向，提高了塑件周向强度。,减少熔接痕，提高熔接强度,带圆孔的平板塑件，左侧熔接痕在边上较为合理；右侧熔接痕与小孔连成一线，使塑件强度大大削弱。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,大型框架塑件，左侧由于流程过长，使熔接处料温过低而熔接不牢，形成明显的熔接痕。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,切线方式进料，料流以旋转方式充模，可以避免明显的汇流融合。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,4、冷料穴和拉料杆设计卧式或立式：主流道末端，直径稍大于主流道大端直径 直角式：为主流道的延长部分。作用：贮存冷料，拉出凝料。拉料杆及冷料穴结构：钩形（Z形）冷料料穴 倒锥形冷料穴 环槽形冷料穴,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,冷料穴和拉料杆设计,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,冷料穴和拉料杆设计,拉料杆材料：T8A或T10A热处理：头部HRC5055配合：拉料杆与推件板：H9/f9（间隙应小于塑料的溢料值）拉料杆固定部分：H7/m6 表面粗糙度：配合部分：Ra0.8,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,5、排气结构设计1）排气不良的危害 阻碍塑料熔体正常快速充模 气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦 在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑料过厚的情况下，气体会浸入塑件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,2）模内气体来源 型腔和浇注系统中存在空气 塑料原料中含有水分，在注射温度下蒸发 塑料分解产生气体 塑料中某些添加剂挥发或化学反应生成气体,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3）排气方式,用分型面排气,用型芯与模板配合间隙排气,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,利用顶杆配合间隙排气,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,3）排气方式,用侧型芯运动间隙排气,3）排气方式,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,4）排气槽设计要点 排气槽应尽量设在分型面上并尽量设在凹模一边，以便于模具制造与清理。应尽量设在料流末端和塑件较厚处。排气方向不应朝向操作工人，并最好呈曲线状，以防注射时烫伤工人。槽宽常取1.56，槽深0.020.05，以塑料不进入排气槽为宜。,3.3 单分型面注射模普通浇注系统设计,一、成型零件结构设计1、凹模（型腔）的结构设计整体式,3.4 成型零部件设计,整体式：由整块钢材直接加工而成，结构简单，牢固可靠，但调整费时、费力，不经济，适用于小型塑件。大型模具不易采用整体式结构：不便于加工，维修困难；切削量太大，浪费钢材；大件不易热处理（淬不透）；搬运不便；模具生产周期长，成本高。,3.4 成型零部件设计,组合式整体嵌入式型腔,主要用于成型小型塑件，而且是多型腔的模具，各单个型腔采用机加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压入模板中。这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各个型腔的形状尺寸一致。,3.4 成型零部件设计,通孔台肩式,若凹模镶件是回转体，而型腔是非回转体，则需要用销钉或键定位。,3.4 成型零部件设计,通孔无台肩式,装拆工艺通孔,盲孔式,3.4 成型零部件设计,局部镶嵌式型腔,局部镶嵌式型腔适用于型腔较复杂或型腔的某一部分容易损坏，需经常更换的场合。,3.4 成型零部件设计,底部镶拼式型腔,3.4 成型零部件设计,侧壁镶拼式,3.4 成型零部件设计,瓣合式型腔,3.4 成型零部件设计,相近小型芯（成形杆）的镶拼组合结构,3.4 成型零部件设计,小型芯的结构设计圆形小型芯的固定,固定板较厚时，可以减小配合短长度，提高刚度,用于型芯细小，固定板较厚时。这种结构便于装拆，且可调整型芯高度。,3.4 成型零部件设计,异形型芯结设计及固定方式,a b,镶拼组合式型芯,a b,c d,型芯的对拼和镶嵌形式,3、螺纹型芯和型环结构设计作用：成型塑件内、外螺纹（考虑收缩，表面粗糙度0.4，应有脱模斜度）固定带螺纹的孔和螺杆的嵌件（不考虑收缩，只需按普通螺纹设计，Ra0.631.25）脱卸方式：强制脱模 模外手动脱模 模内自动脱模,3.4 成型零部件设计,在模具内的安装（用于立式注射机的下模或卧式注射机的定模）,3.4 成型零部件设计,安装于定模或下模的 螺纹型芯的结构,a b c,d e f,安装于动模或上模的带弹性连接螺纹型芯结构,a b c d,e f g h,3.4 成型零部件设计,三、成型零件工作尺寸计算1）影响塑件尺寸精度的因素 计算成型零部件工作尺寸要考虑的要素 成型收缩率的影响成型零件的制造公差 成型零件的磨损安装配合误差,3.4 成型零部件设计,塑料的成型收缩 导致塑件尺寸的变化值（塑料收缩率波动误差）,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。,塑料收缩率波动误差,塑件的基本尺寸,塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1/3,3.4 成型零部件设计,模具成型零件的制造误差 成型尺寸的精度应当高于制品相对各尺寸的精度，一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/31/4或取IT7IT8级作为制造公差。,模具安装配合的误差,3.4 成型零部件设计,模具成型零件的磨损 型腔尺寸变大，型芯尺寸减小造成磨损的原因：熔体流动冲刷 腐蚀性气体的锈蚀 脱模时的磨擦 由上述原因造成表面粗糙度增加而需重新打磨抛光 只考虑与脱模方向平行的表面的磨损，而忽略垂直方向表面的磨损磨损量的大小与成型塑件的材料、成型零件的耐磨性、生产纲领有关 一般的：中、小型塑件取塑件公差的1/6 大型塑件取小于1/6塑件公差,3.4 成型零部件设计,模具安装配合的误差,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。,3.4 成型零部件设计,综上所述，制品可能产生的最大误差为上述各种误差的综合，即=s+c+z+j+az成型零件制造误差c型腔使用过程中的总磨损量s塑料收缩率波动引起塑件尺寸变化值j因配合间隙变化引起塑件尺寸的变化值a因安装固定成型零件而引起的塑件尺寸误差。为保证塑件精度必须使上述各因素所造成的各种误差累积后的误差值应小于或等于塑件的尺寸工差，即,3.4 成型零部件设计,注意：不是塑件的任何尺寸都同时与以上几个因素有关 所有误差同时偏向最大或同时偏向最小的可能性非常小 大型塑件，收缩率波动对塑件尺寸公差影响较大，靠提高模具制造精度来提高塑件精度是困难的和不经济的。应稳定成型工艺条件、选择收缩率波动小的塑料来保证塑件精度。小型塑件，模具制造误差和磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素，故应考虑提高模具制造精度、减小磨损以控制塑件精度。,3.4 成型零部件设计,2）成形零件工作尺寸计算 成形零件工作尺寸计算方法：（1）平均法(平均收缩率）按塑料收缩率、成型零件制造公差和磨损量均为平均值时，制品获得平均尺寸来计算。Scp=(Smax+Smin)/2（2）极限法 规定：对塑件尺寸和成型零件的尺寸偏差统一按以下 原则标注，即 包容面（型腔和塑件内表面）尺寸采用单向正偏差标注 被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用单向负偏差标注 中心距尺寸采用双向对称偏差标注,3.4 成型零部件设计,3.4 成型零部件设计,（1）、型腔径向尺寸 LM=(1+SCP)LS-x式中LS塑件基本尺寸；SCP收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，=/3/4x修正系数。塑件尺寸较大、精度级别较低时，x=1/2。塑件尺寸较小、精度级别较高时，x=3/4,+z 0,+z 0,3.4 成型零部件设计,（2）、型腔深度尺寸 HM=(1+SCP)HS-x式中HS塑件基本尺寸；SCP收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，=/3/4 x修正系数。塑件尺寸较大、精度级别较低时，x=1/2 塑件尺寸较小、精度级别较高时，x=2/3,+z 0,+z 0,3.4 成型零部件设计,（3）、型芯径向尺寸 AM=(1+SCP)AS+x式中AS塑件基本尺寸；SCP收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，=/3/4 x修正系数。x=0.5 0.75,0-z,0-z,3.4 成型零部件设计,（4）、型芯高度尺寸 BM=(1+SCP)BS+x式中BS塑件基本尺寸；SCP收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，=/3/4 x修正系数。x=1/2 2/3 塑件尺寸较大、精度级别较低时，x=1/2 塑件尺寸较小、精度级别较高时，x=2/3,0-z,0-z,3.4 成型零部件设计,（5）、中心距尺寸 CM/2=(1+SCP)CS/2式中CS塑件基本尺寸；SCP收缩率；塑件的尺寸公差；模具制造公差，=/3/4,3.4 成型零部件设计,(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,3.4 成型零部件设计,（一）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大所致。（1）防止溢料（2）保证塑件精度（3）有利于脱模,3.4 成型零部件设计,（二）型腔侧壁及底板厚度的强度及刚度计算公式,由于型腔受力状态十分复杂，进行精确的力学计算非常困难，实用中采用近似计算方法，基本能满足工作要求。或根据经验公式。对于大尺寸的型腔,一般按刚度公式来对型腔的侧壁厚度或底板厚度进行选取或校核；对于小尺寸的型腔，按强度公式来对型腔的侧壁厚度或底板厚度进行选取或校核。,3.4 成型零部件设计,3.4 成型零部件设计,3.4 成型零部件设计,注意：对带有嵌件或孔的塑件，在成型时由于嵌件和型芯等影响了自由收缩，故其收缩率较实体塑件小。计算带有嵌件的塑件的收缩率时，上述各式中收缩值项的塑件尺寸应扣除嵌件部分尺寸。,3.4 成型零部件设计,分类按驱动方式分：手动推出机构 机动推出机构 液压（气动）推出机构按模具的结构特征分：一次推出机构,推杆推管推板其它,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,1、推出机构组成及作用概念 推出机构：把塑件从成形零件上脱出的机构。推出机构组成 推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉）推出导向部件（推杆导柱、推杆导套）复位部件（复位杆）。,4）推出机构设计原则 推出机构应设置在动模一侧：由于推出机构的动作是通过注射机上的顶杆来驱动的。所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量使塑件能留在动模一侧。保证塑件不因推出而变形损坏：设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小合理选择推出方式及推出位置。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,机构简单动作可靠：机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利地脱模。良好的塑件外观：推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件外观质量。合模时正确复位：保证不与其他模具零件相干涉。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,2、推出力（脱模力）的计算1）推出力的组成克服因包紧力而产生的摩擦力；克服大气压力（特指有盲孔的筒、壳类塑件）。克服机构本身运动的摩擦阻力注：开始脱模的瞬间所需克服的阻力最大,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,2推出力计算公式塑料与钢的摩擦系数，聚碳酸酯、聚甲醛取0.10.2，其余取0.20.3P 塑料对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下 模外冷却的塑件p（2.43.9）107Pa；模内冷却的塑件p（0.81.2）107Pa 盲孔塑件垂直于推出方向的投影面积A 塑件包容型芯的面积脱模斜度。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3、推出机构设计1）推杆推出机构推杆推出机构的特点 结构简单，便于制造，易提高精度 损坏后便于更换 位置选择灵活 推出力作用面积小，易引起较大局部应力，顶穿塑件或使塑件变形,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆的基本形状,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆的工作端面形状 圆形、矩形、三角形、椭圆形、半圆形等推杆的材料及热处理 材料：T8、T10，热处理：5054HRC 65Mn，热处理：4650HRC,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆的固定形式,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆的设计要点推杆位置推杆应设在推出阻力最大的地方，应注意不能和型芯（或嵌件）距离太近，以免影响凸模或凹模的强度。当塑件各处推出阻力相同时，推杆应均衡布置，使塑件被推出时受力均匀，以防止变形。当塑件上有局部凸台或肋时，推杆通常设在凸台或肋的底部。推杆不宜设在塑件薄壁处，若结构需要，可增大推出面积以改善塑件受力状况。当塑件上不允许有推出痕迹时，可采用推出耳形式。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆应设在推出阻力最大的地方，应注意不能和型芯（或嵌件）距离太近，以免影响凸模或凹模的强度。,推出耳,当塑件上不允许有推出痕迹时，可采用推出耳形式。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,实例,推杆直径不宜过细，应有足够的强度、刚度承受推出力。通常推杆直径取2.512，对直径小于3的细长推杆应作成下部加粗的阶梯形。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推杆的配合形式配合：H8/f8、粗糙度：Ra0.8m,2）推管推出机构适用范围：圆筒形、环形塑件或塑件上有圆孔凸台。特点：推出力均匀，塑件不易变形，无明显推出痕迹。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,有关推管的配合,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3）推板推出机构工作过程：在型芯的根部安装一块推件板，与塑件的整个周边端面接触，开模时，利用顶杆推动推板运动，从而带动塑件运动脱模。特点及应用场合：作用面积大，推出力大而均匀；并且在塑件上无推出痕迹，常用于推出支承面很小的塑件，如薄壁容器及各种罩壳类塑件。,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,推件板与型芯间留有0.20.25mm的空隙，并以锥面配合。大型深腔塑件应设进气装置。,（3）设计要点,3.5 单分型面注射模具推出机构设计,3.6 温度调节系统设计,1、模具加热与冷却的目的,热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行 某些热塑性塑料也需维持80度以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等 大型模具要预热 热流道模具的广泛使用,加热,模塑周期主要取决于冷却定型时间（约占80%），通过降低模温来缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。,冷却,3.6 温度调节系统设计,模温过低,塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽；热固性塑料则固化不足，性能严重下降。,模温过高,易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大；热固性塑料则过熟。,模温不均,型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。,3.6 温度调节系统设计,1）模具加热的方法有,2、模具加热装置的设计,气体加热（蒸汽）工频感应加热：设备复杂 电阻加热：最常用,2）电阻加热元件,3.6 温度调节系统设计,加热模具所需的电功率(P)可按模具的重量(m)近似计算：P=mq 或 P=0.24m(T2-T1)其中：q单位模具重量所需的电功率 T2-T1模具加热前后的温度差,3）电阻加热的计算,3.6 温度调节系统设计,3、模具冷却装置的设计,冷却介质：水、压缩空气、冷冻水、油,1）冷却通道设计原则,冷却水孔相对位置尺寸d=(812)mm L10mm L1=(12)d L2=(35)d,模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀。,冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。,3.6 温度调节系统设计,3.6 温度调节系统设计,水孔排列与型腔形状吻合,定模与动模要分别冷却，保证冷却平衡。,浇口附近与壁厚处加强冷却,冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。,进出水温差不宜过大,3.6 温度调节系统设计,2）冷却装置的形式,3.6 温度调节系统设计,3.7 注射模标准模架和常用件,一、注射模标准模架模具标准化：美国DME、德国HASCO、日本FUTABA世界三大模具标准件企业。,注射模具零件标准的种类：标准模架：四个基本型模架：A1、A2、A3、A4 九个派生模架：P1P9 中小型模架标记：A2-100160-03-Z GB/T12556.1-1990 大型模架标记：A-80125-26 GB/T12556.1-1990,1、注射模标准模架1）中小型标准注射模架（GB/T12556.1）,3.7 注射模标准模架和常用件,基本型,1）中小型标准注射模架（GB/T12556.1）,3.7 注射模标准模架和常用件,派生型,2）大型模架标准（GB/T12555.1）,3.7 注射模标准模架和常用件,基本型,2）大型模架标准（GB/T12555.1）,派生型,3.7 注射模标准模架和常用件,2、模具标准零部件设计1）定模座板、动模座板的设计2）合模导向机构的设计,3.7 注射模标准模架和常用件,导向机构的形式：导柱、导套导向 锥面定位导向机构作用：定位 导向 承受一定的侧压力,3.7 注射模标准模架和常用件,导向零件设计原则,合模导向通常采用导柱导向，但当侧向力很大时宜采用锥面定位机构。,合理的导向机构类型,一幅塑料模导柱数量一般为24个,导柱大小数量及布置,3.7 注射模标准模架和常用件,导向零件设计原则,外硬内韧导柱：20渗碳淬火或T8A HRC5660导套：20渗碳淬火或T8A HRC5055,有足够的耐磨性,孔边距要足够大导柱孔应避开型腔板应力最大处,注意模具的强度,3.7 注射模标准模架和常用件,导向零件设计原则,较好的加工工艺性,为保证同轴度，导柱固定端直径与导套固定端直径应相等。,3.7 注射模标准模架和常用件,导向零件设计原则,导柱先导部分做成球状或锥状，导套导入部分要做导角。,便于导向,单分型面注射模具设计步骤,设计前的准备工作1）熟悉塑件2）检查塑件的成型工艺性3）明确注射机的型号和规格,制定成型工艺卡1）产品概况2）产品所用的塑料概况3）所选用的注射机的主要技术参数4）注射成型条件,注射模具结构设计步骤1）确定型腔的数目2）选择分型面3）确定型腔的布置方案4）确定浇注系统5）确定脱模方式6）确定调温系统7）确定凹模和型芯的固定方式,单分型面注射模具设计步骤,8）确定排气形式9）决定注射模的主要尺寸10）选用标准模架11）绘制模具的结构草图12）校核模具与注射机有关尺寸13）注射模结构设计的审查14）绘制模具的装配图15）绘制模具零件图16）复核设计图样,单分型面注射模具设计步骤,合模导向机构是塑料模具必不可少的组成部分。一、合模导向机构的三个作用:1.导向作用 引导动、定模正确合拢，避免型芯或凸模先行进入凹模型腔内，以保证不损坏成型零件 如一般导柱的长度至少长于型芯6-8mm。,3.8 合模导向机构设计,2.定位作用 定位是指保证动、定模按照正确的位置闭合以形成所要求的型腔。合模方向要求唯一性，即便型腔形状对称也按特定方向合模，因为制造模具不考虑互换性。导柱与导套的配合间隙值影响合模对中精度。,3.8 合模导向机构设计,3.承受侧压力 导柱应有足够的强度和刚度，能承受一定的侧压力。高压熔体对型腔侧壁的作用力有可能使型腔扩张变形；导柱为悬臂梁，移动模板的重量可能造成导柱弯曲变形。,3.8 合模导向机构设计,二、导向机构设计1、作用：保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向2、组成：导柱、导套3、设计原则：（1）对称分布在分型面的四周（2）为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模上,3.8 合模导向机构设计,无储油导柱,带储油导柱,4。导柱类型：无储油导柱、带储油导柱、短导柱、直通式导柱、顶柱式导柱,3.8 合模导向机构设计,3.8 合模导向机构设计,5、不同类型导柱适用情形：无储油导柱：用于小型塑料注射模 带储油导柱：大型塑料注射模 短导柱：用于大型塑料注射模的辅助导向 直通式导柱：用于小型塑料注