塑料模具设计与制造教程注塑模成型零部件结构与设计ppt课件.ppt

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1、河南机电高等专科学校：杨占尧,模块四 注塑模成型零部件结构与设计,内容简介： 本模块讲述分型面的形式和选择；注塑模的排气系统设计；成型零部件的结构设计； 成型零部件工作尺寸计算；注塑模具型腔壁厚计算要求和计算方法。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,模块四 注塑模成型零部件结构与设计,学习目的和要求： 1、会运用塑料模具分型面的6个基本原则，针对不同塑件选择分型面。 2、掌握成型零件尺寸的计算方法。 3、会运用公式和查表选择数据确定型腔壁厚和底板厚度；,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,模块四 注塑模成型零部件结构

2、与设计,重点：分型面选择原则和案例分析。成型零件的设计与制造（含公式的运用）。难点：分型面的选择和运用。成型零部件工作尺寸计算和型腔壁厚计算。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,模块四 注塑模成型零部件结构与设计,4.1 分型面的选择 4.2 注塑模的排气 4.3 成型零部件的结构设计 4.4 成型零件工作尺寸计算4.5 型腔壁厚计算,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,模块四 注塑模成型零部件结构与设计,模具零部件可以概括为成型零部件和结构零部件两大类，本模块叙述成型零部件的结构与设计。由于分型面的位置影响着成型零

3、部件的结构与形状，型腔排气情况又与分型面开设密切相关，故一并列入本模块内容。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.1 分型面的选择,4.1.1制品在模具中的位置 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度、模具分型面的确定、浇口的设置、制品的尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体生产条件(包括模具制造的)、生产批量所需的机械化和自动化程度等其它设计问题。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,制品在模具中的位置应遵循以下基本要求： 1 制品或制品组件(含嵌件

4、)的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型； 2 制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模； 3 当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便； 4 如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,5 长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应

5、将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)； 6 如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求(参见第十模块)； 7 最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.1.2 分型面的形式,模具闭合时动模和定模相配合的接触平面，叫做分型面，也可叫做合模面。在模具制造不良或锁模力不足的情况下，模内熔融塑料能通过此分型面溅出，在塑件上形成

6、较厚的飞边，经修整后还能留下明显的残痕。 模具设计开始的第一步，就是选择分型面的位置。分型面的选择受塑件形状、壁厚、成型方法、后处理工序、塑件外观、塑件尺寸精度、塑件脱模方法，模具类型、型腔数目、模具排气、嵌件、浇口位置与形式以及成型机的结构等的影响。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,分型面有多种形式，常见的有水平分型面、阶梯分型面、斜分型面、锥分型面和异型分型面，如图4-1所示。哈夫模的分型面在哈夫的分割线上如图4-1(e)所示，在某些情况下，也可以在凹模的一端或两端。然而，除主分型面外，模具中还有辅分型面如图4-1 (f) ，特别是带有固定成型芯和

7、活动成型芯的模具，这些情况也应加以考虑，主分型面处模具的分离，就会造成成型芯合模面处的溢料。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.1.3 分型面的选择,选择分型面的原则是：脱出塑件方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理，具体分别说明如下。 1 塑件脱模方便 塑件脱模方便，不仅要求选取的分型面位置不会使塑件卡在型腔无法取出，也要求塑件在动、定模打开时尽可能滞留在动模一侧，因为模具的脱模机构在动模一侧。按这一要求，一般都是将主型芯装在动模一侧

8、，使塑件收缩包紧在主型芯上，这时型腔可以设在定模一侧，如图4-2所示。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,但当塑件内含有带孔的嵌件，或当塑件上根本无孔时，或者由于塑件外形复杂对型腔粘附力较大时，为了使塑件不致于留在定模一侧，应该将型腔设置在动模一侧，分别如图4-3（a）（b）（c）所示。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,2 模具结构简单 图4-4所示的塑件

9、，形状比较特殊，若按照图(a)方案，将分型面设计成平面,型腔底面不容易切削加工，不如将分型面设计为斜面，使型腔底面成为平面，便于加工，如图(b)所示。从简化模具考虑，对需要抽芯的塑件，应尽量避免在定模部分抽芯。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,3 型腔排气顺利 型腔气体的排除，除了利用顶出元件的配合间隙外，主要靠分型面，排气槽也都设在分型面上。因此，分型面应该选择在熔体流动的末端。图4-5中所示塑件，若按方案(a)设计分型面，则排气不畅，改用方案(b)则排气顺畅。又如图4-

10、6中的塑件，方案(a)排气不畅，方案(b)排气顺利。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4 确保塑件质量 图4-7所示的塑件，为一双联齿轮，要求大、小齿、内孔三者保持严格同轴，以利于齿轮传动平稳，减小磨损。若将分型面按图(a)设计，大齿和小齿分别在定模和动模，难以保证二者良好的同轴度，若改用图(b)中方案使分型面位于大齿端面，型腔完全在动模，可保证良好的同轴度。 又如图4-8所示塑件，其中尺寸L有

11、较严要求，如果按方案(a)设计分型面，成型后毛边会影响到尺度L的精度若改用方案(b)，毛边仅影响到塑件总高度，但不影响尺寸L。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,5 无损塑件外观 图4-9所示塑件，底部带有环形支撑面，若分型面按图(a)中方案设计，会在环形支撑面处留下毛边痕迹。如果改为图(b)中方案、毛边产生在塑件端面，去除后对塑件外观无损。图4-10中因同样原因，以方案(b)为好。,管理资源吧（

12、），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,6 合理利用设备 一般注塑模的侧向抽芯，都是借助模具打开时的开模运动通过模具的抽芯机构进行抽芯，在有限的开模行程内，完成的抽芯距离有限制。因此，对于带有互相垂直的两个方向都有孔或凹槽的塑件，应避免长距离抽芯，如图4-11所示塑件，方案(a)不妥方案(b)较好。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费

13、下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.2 注塑模的排气,4.2.1 概述 注塑模的排气是模具设计中不可忽视的一个问题，特别是快速注塑成型工艺的发展对注塑模排气的要求就愈严格。 注塑模内积集的气体有以下四个来源： 1 进料系统和型腔中存有的空气； 2 塑料含有的水分在注塑温度下蒸发而成的水蒸气； 3 由于注塑温度过高，塑料分解所产生的气体； 4 塑料中某些配合剂挥发或化学反应所生成的气体。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,在排气不良的模具中，上述这些气体经受很大的压缩作用而产生反压力，这种反压力阻止熔融塑料的正常快速充模，而且，气体压缩所产生的热也能

14、使塑料烧焦。 在充模速度大、温度高、物料粘度低、注塑压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下能渗入塑料内部，造成气孔、组织疏松、空洞等缺陷。由于模具积存的空气所产生的气泡，常分布在与浇口相对的部位上；分解气体产生的气泡，则沿着塑件的厚度分布；水蒸气产生的气泡，则不规则地分布在整个塑件上。从塑件上气泡分布的状况，不仅可以判断气泡的性质，而且也可以判断模具的排气部位是否正确可取。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.2.2 设计要点,排气槽(或孔)位置和大小的选定，主要依靠经验。通常将排气槽(或孔)先开设在比较明显的部位，经过试模后再修改或增加，但

15、基本的设计要点可归纳如下： 1 排气要保证迅速、完全，排气速度要与充模速度相适应； 2 排气槽(孔)尽量设在塑件较厚的成型部位； 3 排气槽应尽量设在分型面上，但排气槽溢料产生的毛边应不妨碍塑件脱模； 4 排气槽应尽量设在料流的终点，如流道、冷料井的尽端；,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,5 为了模具制造和清模的方便，排气槽应尽量设在凹模的一面； 6 排气槽排气方向不应朝向操作面，防注塑时漏料烫伤人； 7 排气槽(孔)不应有死角，防止积存 冷料； 8 根据一般经验，常用塑料的排气槽厚度的取值如表4-2所示：,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,

16、河南机电高等专科学校：杨占尧,4.2.3 排气槽截面尺寸计算,塑料熔体充模过程时间很短，可认为模内气体物理性质符合绝热条件。因此所需排气槽的截面面积:,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,模内气体质量，按常压常温20的空气密度1.16kg/m3计算，有:,应用气体状态方程，可求得上式中被压缩气体的最终温度:,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,实际排气槽宽度应大于计算值。使用了一定期限的旧模具，由于挥发性气体的积垢使排气有效截面减小。若排气槽总宽度较大时，可采用多个、甚至连续宽度排气。 随着高速注塑的发展，真空排气系统

17、将被采用。有的甚至用负压的冷却剂辅助将气体携出。以上陈述的是热塑性塑料注塑模的排气系统。热固性塑料注塑模的排气系统更为重要。排出气体质量1中须计入化学反应产生的气体质量。 塑料注塑模常见的排气形式如下表所示。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.3 成型零部件的结构设计,注塑模具闭合时,成型零件构成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包

18、括凹模、凸模、型芯、镶拼件、各种成型杆与成型环。成型零件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。在上万次、甚至几十万次的注塑周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。成型零件的结构、材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,成型零件的结构设计，当然是以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加

19、工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的价格，随着型腔的复杂程度、精度等级和寿命要求的提高而增加。 4.3.1 凹模结构设计 凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本结构可分为整体式、整体嵌入式和组合式。采用镶拼结构的凹模，对于改善模具加工工艺性有明显好处。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,1 整体式凹模 它在成型模具的凹模板上加工型腔，如图4-12所示。很显然，它有较高的强度和刚度，但加工较困难。需用电火花、立式铣床加工，仅适合于形状简单的中小型塑件。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（）

20、，提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,2 整体嵌入式凹模,它适用于小型塑件的多型腔模。将多个一致性好的整体凹模，嵌入到凹模固定板中。嵌入的凹模，可用低碳钢或低碳合金钢，用一个冲模冷挤成多个，再渗碳淬火后抛光。也可用电铸法成型凹模型腔，即使用一般机加工方法加工各凹模，由于容易测量，也能保证一致性。整体嵌入式凹模结构能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够强度与刚度，使用可靠且置换方便。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,整体嵌入式凹模装在固定模板中要防止嵌入件松动和旋转。要有防脱吊紧螺钉和防转销钉，如图4-13 (a)、(b)所示。带肩的嵌

21、入凹模能有效防止脱出固定板，但需底板压固如图 (b)、(c)所示。采用过渡紧配合甚至过盈配合，可使嵌入件固定牢靠。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,3 组合式凹模,通孔凹模在加工切削、线切割、磨削、抛光及热处理加工时较为方便。无底型腔加工后装上底板，构成凹模整体型腔，称之为组合式凹模。它是一种大面积的镶嵌。其底板面积或大于凹模型腔底面，或者就是凹模板，如图4-14所示。 组合式凹模的强度和刚度较差。在高压熔体作用下组合底板变形时，见图4-14 (a)，熔体趁机侵入连接面，在

22、塑件上造成飞边，造成脱模困难并损伤棱边。图 4-14(b)、(c)所示的两种组合结构，制造成本虽高些，但由于配合面密闭可靠，能防止熔体渗入。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4 镶拼式凹模,各种结构的凹模，都可用镶件或拼块组成凹模的局部型腔。图4-15为局部镶拼的凹模，镶件可嵌拼在四壁，也可镶嵌在底部。也有凹模型腔的全部，由许多镶件拼合的全拼块式的结构，仅用于小型精密的注塑模。也有型腔四壁用拼块套箍在模板中的结构，如图4-16所示，尤适用于大型模具。但要注意拼缝位置的选择。

23、,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,在凹模的结构设计中，采用镶拼结构有如下好处： (1)简化凹模型腔加工，将复杂的凹模内形体的加工变成镶件的外形加工。降低了凹模整体的加工难度。 (2)镶件可用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小，可用专用磨床研磨复杂形状和曲面。凹模中使用镶件的局部型腔有较高精度，经久的耐磨性并可置换。 (3)可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型棋具更是如此。 (4)有利于排气系统

24、和冷却系统的通道的设计和加工。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,尽管如此，在结构设计中应注意以下几点： (1)凹模的强度和刚度因此有所削弱，故模框板应有足够的强度和刚度。 (2)镶件之间、及其与模框之间尽量采用凹凸槽相互扣锁，以减小整体凹模在高压下的变形和镶件的位移。镶件必须准确定位，并有可靠紧固。 (3)镶拼接缝必须配合紧密。转角和曲面处不能设置拼缝。拼缝线方向应与脱模方向一致。 (4)镶拼件的结构应有利于加工、装配和调换。镶拼件的形状和尺寸精度应有利于凹模总体精度，并确保动模和定模的对中性，还应有避免误差累积的措施。,管理资源吧（），提供海量管理资

25、料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.3.2 凸模和型芯结构设计,凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。凸模也称主型芯，用来成型塑件整体的内部形状。小型芯也称成型杆，用来成型塑件的局部孔或槽。 1 组合式凸模 图4-17所示为常用的组合式凸模结构。该结构节省了优质模具钢，便于机加工和热处理，也便于动模与定模对准。图4-17(a)为轴肩连接，牢固可靠。图4-17(b)为局部嵌入，用螺栓拉紧。尤其适用于大型注塑模凸模结构，有利于凸模冷却和排气的实施。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河

26、南机电高等专科学校：杨占尧,2 圆柱型芯结构,最常见的圆柱型芯结构，如图4-18(a)所示。它采用轴肩与垫板的固定方法。定位配合部分长度为35mm，用小间隙或过渡配合。非配合长度上扩孔后，有利于排气。有多个小型芯时，则可如图4-18(b)或(c)所示结构予以实施。型芯轴肩高度在嵌入后都必须高出模板装配平面，经研磨成同一平面后再与垫板连接。这种从模板背面压入型芯的方法，称之为反嵌法。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,若模板较厚时，可采用图4-19 (a)、(b)所示的的结构。

27、倘若模板较薄，则用图4-19(c)所示的结构。对于成型3mm以下的盲孔的圆柱型芯可采用正嵌法，将型芯从型腔表面压入。结构与配合要求如图4-20所示，须注意此方法的可靠性。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,3 异形型芯结构,非圆的异形型芯大都采用反嵌法，如图4-21 (a)所示。在型腔板上加工出相配合的异形孔。但支承和轴肩部分均为圆柱体，以便于加工与装配。对径向尺寸较小的异形型芯可用正嵌法的结构，

28、见图4-21 (b)。实际应用中，反嵌法结构的工作性能比正嵌法可靠。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4 镶拼型芯结构,形状复杂、精度高又有耐磨要求的型芯，用图4-22所示的的镶拼结构，可大大改善加工和热处理的工艺性。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.3.3 成型零件钢材选用,成型零件材料选用要求如下：1.机械加工性能良好：要选用易于切削，且在加工后

29、能得到高精度零件的钢种。为此，以中碳钢与中碳合金钢最常用，这对大型模具尤其重要。对需电火花加工的零件，还要求该钢种的烧伤硬化层较薄。2.抛光性能优良：注塑模成型零件工作表面，多需抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材硬度HRC3540为宜，过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,3.耐磨性和抗疲劳性能好：注塑模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变的应力作用。一般的高碳合金钢，可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不宜采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模的次数，能长期

30、保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。这对30万以上注塑次数和玻璃纤维增强的塑料注塑生产尤其重要。 4.具有耐腐性能：对有些塑料品种，如聚氯乙烯和阻燃型塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。 选用钢种时应按塑料制品生产批量、塑料物料品种及塑件精度与表面质量要求确定，见表4-4。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.4 成型零件工作尺寸计算,成型零件的工作尺寸，是成型零件上直接用来成型塑料制品的那部分尺寸。成型零件分为两大类：即光滑成型零件，它们是型腔(凹模)、型芯(凸模)；螺纹成型零件，它们是螺纹型芯、螺纹型环，本节只讲光滑成型零件，螺

31、纹成型零件的工作尺寸计算在第十模块讲。 成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸。而影响塑料制品尺寸和公差的因素相当复杂，如模具的制造误差及模具的磨损；塑料成型收缩率的偏差及波动；溢料飞边厚度及其波动；模具在成型设备上的安装调整误差、成型方法及成型工艺的影响等。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,成型零件的工作尺寸计算，要考虑塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收缩率、溢料飞边厚度、塑料制品脱模、模具制造的加工条件及可达到的水平等因素。 光滑成型零件工作尺寸的计算方法见表4-5。 与制品成型尺寸的公差等级（参照金属切削加工的公差等级）有关的成型零件工作

32、尺寸的公差，按表4-6选用。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,光滑成型零件的工作尺寸按表4-5中公式计算出的数值尾数，应圆整为表4-7规定的倍数。型腔内表面和高度向增大方面圆整；型芯外表面、中心距和类尺寸向减小方面圆整。 制品未标明脱模斜度时，为了便于制品脱模，成型零件的工作表面上应有斜角，斜角必须限定在制品的公差带范围内，按表4-8选取。倾斜方向应保证脱模的顺利进行，外表面斜角可增大，内表面斜角可减小。 按表4-5、4-6、4-7、4-8计算确定的成型零件工作尺寸，应按表4-9进行校核，以确保制品的尺寸精度。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载

33、！,河南机电高等专科学校：杨占尧,计算成型零件工作尺寸时，塑料的成型收缩率可按相应的标准和有关塑料生产厂的产品说明书等资料查找。对于某些不太重要的制品，如日用器皿等，可不考虑收缩率。对尺寸精度有较高要求的制品，只有在成型工艺规程规定条件下制造出试样后，才能获得准确的收缩率值。塑料制品的壁厚、形状、外形尺寸、熔料流长度、浇口形式等均对收缩有影响，这点在计算成型零件工作尺寸时，应予以注意。 除了本书介绍的成型零部件工作尺寸计算方法外，常用的计算方法还有平均值法和公差带法，有关内容可参考相关文献，本书简要介绍如下：,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,平均值方法

34、的基础是对因成型收缩率波动引起的制品尺寸偏差s和工作尺寸的制造偏差z所做的统计规律，这种统计规律显示s和z呈正态分布，它们取平均值的概率最大，而取最大值和最小值的概率接近于零。若在此基础上进一步假设，当制品的成型收缩率和成型零部件的工作尺寸制造偏差及其磨损量分别等于它们各自的平均值时，制品的尺寸偏差也恰好获得平均值，从而便可以推导出一系列计算型腔类、型芯类和中心距类尺寸的公式，这些公式统称为平均值法。平均值法的特点是计算工作比较方便，但计算公式建立在假设基础上，容易使计算结果与实际需用的工作尺寸之间出现较大的误差；当制品尺寸精度要求较高或制品尺寸比较大时，这种误差将有可能比较显著，在这两种情况

35、下最好不用平均值法，而采用下述的公差带方法比较适合。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,公差带法的特点是先用成型收缩率的最大值以及制品的尺寸公差，对成型零部件工作尺寸的最小值进行初算，然后根据预定的制造偏差和磨损量来验算制品可能出现的最大尺寸是否位于制品规定的公差范围内。从理论上讲，对于型腔类和型芯类尺寸，既可以先计算它们的最小值再验算制品尺寸的最大值，也可以先算最大值再验算制品尺寸的最小值。但实际经验已表明，两种不同方法的计算结果往往不大相同。因此，从成型零部件工作尺寸的磨损性质考虑，为了可靠起见，对于型腔类尺寸，一般先算最小值,然后再验算制品尺寸的最

36、大值.而对型芯类尺寸，则算大验小。然而，在某些特殊情况下，如计算型腔深度和型芯高度时，如果考虑修模部位，对于型腔深度也有可能参照型芯类尺寸性质进行计算，对于型芯高度也有可能参照型腔类尺寸性质进行计算。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.5 型腔壁厚计算,4.5.1 型腔的强度及刚度要求 塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经常遇到的重要问题，尤其对大型模具更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常因估计不准确而造成模具报废或浪费材料，为此，建立科学的计算方法实属必要。目前常用计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两大类，但实际的塑料模具却要

37、求既不允许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。因此，要求对强度及刚度加以合理考虑。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等，可见模具对强度和刚度都有要求。,管理资源吧（），提供海量管理

38、资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,但是，理论分析和实践证明，模具对强度及刚度的要求并非要同时兼顾。对大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从以下几个方面加以考虑： 1 要防止溢料 模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。为了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其刚度条件。如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等低粘度塑料，其允许间隙为0.0250.04mm;对聚苯乙烯、ABS等中等粘度塑料为

39、0.05mm；对聚砜、聚碳酸酯、硬聚氯乙烯等高粘度塑料为0.060.08mm。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,2 应保证塑件精度 塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具型腔具有很好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件允许公差的 15，常见中小型塑件公差为 0.130.25mm（非自由尺寸），因此允许弹性变形量为0.0250.05mm，可按塑件大小和精度等级选取。 3 要有利于脱模 当变形量大于塑件冷却收缩值时，塑件的周边将被型腔紧紧包住而难以脱模，强制顶出则易使塑件划伤或损坏，因此型腔允许弹性变形量应小

40、于塑件的收缩值。但是，一般说来塑料的收缩率较大，故多数情况下，当满足上述两项要求时已能满足本项要求。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,上述要求在设计模具时其刚度条件应以这些项中最苛刻者（允许最小的变形值）为设计标准，但也不宜无根据地过分提高标准，以免浪费材料，增加制造困难。 型芯的强度、刚度计算相当于杆类零件的校核计算，这里不详细解释。其强度、刚度计算在型腔壁厚计算的同时，也附带列出。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,4.5.2 型腔壁厚的计算,1 计算法： 常用圆形和矩形凹模侧壁和底壁的厚度计算公式见表4-1

41、1。表4-11计算公式中的各个系数的选取,参见表4-12表4-15。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,2.经验数据法：,如图4-24所示，型腔底壁厚度th的经验数据见表4-16。 单型腔侧壁厚度（如图4-25 (a)侧壁）的经验计算公式为：=0.20+17（型腔压力49MPa）。多腔模具的型腔与型腔之间的壁厚（如图4-25(b)所示）的经验计算公式为/2。,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,河南机电高等专科学校：杨占尧,返回,管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！,