《塑料模具設(shè)計(jì)》 陳志剛 主編第33

1、3.4 成型零件的設(shè)計(jì)成型零件的設(shè)計(jì) 3.4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首在進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首 先應(yīng)根據(jù)塑料的性能和塑件的形狀、尺寸先應(yīng)根據(jù)塑料的性能和塑件的形狀、尺寸 及其它使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、及其它使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、 壓縮模的加壓方向或壓注模和注射模的澆壓縮模的加壓方向或壓注模和注射模的澆 注系統(tǒng)及澆口位置、分型面、脫模方式、注系統(tǒng)及澆口位置、分型面、脫模方式、 排氣等，然后根據(jù)塑件的形狀、尺寸和成排氣等，然后根據(jù)塑件的形狀、尺寸和成 型零件的加工及裝配工藝要求進(jìn)行成型零型零件的加工及裝配工藝要求進(jìn)行成型零 件的結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算。件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算。 1 . 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的凹狀零件（包凹模是成型塑件外表面的凹狀零件（包 括零件的內(nèi)腔和實(shí)體兩部分）。它的結(jié)構(gòu)決括零件的內(nèi)腔和實(shí)體兩部分）。它的結(jié)構(gòu)決 定于塑件的成型需要和加工與裝配的工藝要定于塑件的成型需要和加工與裝配的工藝要 求，通?？煞譃榍螅ǔ？煞譃檎w式整體式和和組合式組合式兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 （1）整體式凹模）整體式凹模 1）是由整塊鋼材直接加工而成的；是由整塊鋼材直接加工而成的； 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型的 塑件質(zhì)量較好。塑件質(zhì)量較好。 3）當(dāng)塑件形狀復(fù)雜

3、時(shí)，其凹模的加工工藝性當(dāng)塑件形狀復(fù)雜時(shí)，其凹模的加工工藝性 較差（采用一般機(jī)械加工方法）。因此，在較差（采用一般機(jī)械加工方法）。因此，在 先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未普遍應(yīng)用之前，整先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未普遍應(yīng)用之前，整 體式凹模適用形狀簡(jiǎn)單的小型塑件的成型。體式凹模適用形狀簡(jiǎn)單的小型塑件的成型。 （2）組合式凹模組合式凹模 1）組合式凹模是由兩個(gè)以上零件組合而成組合式凹模是由兩個(gè)以上零件組合而成 的。的。 2 2）這種凹模改善了加工性，減少了熱處理這種凹模改善了加工性，減少了熱處理 變形，節(jié)約了模具貴重鋼材，變形，節(jié)約了模具貴重鋼材， 3 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配調(diào)整比較麻煩，塑件表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配調(diào)整比

4、較麻煩，塑件表 面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性 較差。因此，這種凹模主要用于形狀復(fù)雜的較差。因此，這種凹模主要用于形狀復(fù)雜的 塑件的成型。塑件的成型。 組合式凹模的組合形式很多，常見(jiàn)的組合式凹模的組合形式很多，常見(jiàn)的 有以下幾種有以下幾種: 1）嵌入式組合凹模）嵌入式組合凹模 整體嵌入式組合凹模整體嵌入式組合凹模 對(duì)于小型塑件采對(duì)于小型塑件采 用多型腔塑料模成型時(shí)，各單個(gè)凹模一般用多型腔塑料模成型時(shí)，各單個(gè)凹模一般 采用冷擠壓、電加工、電鑄等方法制成，采用冷擠壓、電加工、電鑄等方法制成， 然后整體嵌入模中，其結(jié)構(gòu)如圖然后整體嵌入模中，其結(jié)構(gòu)如圖3-

5、50所示。所示。 這種凹模形狀及尺寸的一致性好，更換方便，加工效率高，這種凹模形狀及尺寸的一致性好，更換方便，加工效率高， 可節(jié)約貴重金屬，但模具體積較大，需用特殊加工法?？晒?jié)約貴重金屬，但模具體積較大，需用特殊加工法。 局部鑲嵌局部鑲嵌 式組合凹模式組合凹模 為了加工方為了加工方 便或由于型便或由于型 腔某一部位腔某一部位 容易磨損，容易磨損， 需要更換者需要更換者 采用局部鑲采用局部鑲 嵌的辦法，嵌的辦法， 如圖如圖3-51所所 示，此部位示，此部位 的鑲件單獨(dú)的鑲件單獨(dú) 制成，然后制成，然后 嵌入模體。嵌入模體。 2）鑲拼式組合凹模）鑲拼式組合凹模 為了便于機(jī)械加工、研磨、拋光和熱處理，

6、整個(gè)為了便于機(jī)械加工、研磨、拋光和熱處理，整個(gè) 凹?？捎蓭讉€(gè)部分鑲拼而成。鑲拼的方法有凹?？捎蓭讉€(gè)部分鑲拼而成。鑲拼的方法有: 當(dāng)凹模型腔底部形狀比較復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，當(dāng)凹模型腔底部形狀比較復(fù)雜或尺寸較大時(shí)， 可將凹模做成穿孔的，再鑲上底部，如圖可將凹模做成穿孔的，再鑲上底部，如圖3-52所所 示。示。 如塑件結(jié)構(gòu)需要，也可將凹模側(cè)壁做成鑲拼如塑件結(jié)構(gòu)需要，也可將凹模側(cè)壁做成鑲拼 的，如圖的，如圖3-53所示，所示， 對(duì)于大型型對(duì)于大型型 腔，由于塑料腔，由于塑料 的壓力很大，的壓力很大， 螺釘易被拉伸螺釘易被拉伸 變形或剪切變變形或剪切變 形。為此，可形。為此，可 將側(cè)壁鑲拼部將側(cè)壁鑲拼部

7、分壓入模板中，分壓入模板中， 如圖如圖3-54所示。所示。 但這樣卻增加但這樣卻增加 了模具的尺寸了模具的尺寸 和重量。和重量。 3）瓣合式凹模）瓣合式凹模 對(duì)于側(cè)壁帶凹的塑件（如線(xiàn)圈骨架），對(duì)于側(cè)壁帶凹的塑件（如線(xiàn)圈骨架）， 為了便于脫模，可將凹模做成兩瓣或多瓣組為了便于脫模，可將凹模做成兩瓣或多瓣組 合式的，成型時(shí)瓣合，脫模時(shí)瓣開(kāi)。常見(jiàn)的合式的，成型時(shí)瓣合，脫模時(shí)瓣開(kāi)。常見(jiàn)的 瓣合式凹模是兩瓣組合式，如圖瓣合式凹模是兩瓣組合式，如圖3-56所示。所示。 2 . 凸模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸?；蛐托荆┩鼓；蛐托?凸模是指在壓縮模中承受或傳遞壓凸模是指在壓縮模中承受或傳遞

8、壓 機(jī)壓力，與凹模有配合段，直接接觸塑機(jī)壓力，與凹模有配合段，直接接觸塑 料，成型塑件內(nèi)表面或上、下端面的零料，成型塑件內(nèi)表面或上、下端面的零 件。件。 型芯是指注射模中成型塑件有較大型芯是指注射模中成型塑件有較大 內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵址Q(chēng)主型芯。內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵?，它又稱(chēng)主型芯。 凸?；蛐托居姓w式和組合式兩大類(lèi)。凸?；蛐托居姓w式和組合式兩大類(lèi)。 （2）小型芯）小型芯 小型芯又稱(chēng)成型桿，它是指成型塑件上較小小型芯又稱(chēng)成型桿，它是指成型塑件上較小 孔或槽的零件?？谆虿鄣牧慵?。 1）孔的成型方法）孔的成型方法 通孔的成型方法通孔的成型方法 如圖如圖3-59所示所示 。 盲孔的成型方法盲孔的成型方

9、法 只能采用一端固定的型芯來(lái)成型。只能采用一端固定的型芯來(lái)成型。 為了避免型芯彎曲或折斷，孔的深度不宜太深。為了避免型芯彎曲或折斷，孔的深度不宜太深。 注射?；驂鹤⒛Ｗ⑸淠；驂鹤⒛? :孔深孔深 3倍倍孔徑；孔徑； 壓縮模塑壓縮模塑: :平行于壓制方向的孔深平行于壓制方向的孔深 2.5倍倍孔徑孔徑; ; 垂直于壓制方向的孔深垂直于壓制方向的孔深 2倍倍孔徑?？讖?。 復(fù)雜孔的成型方法復(fù)雜孔的成型方法 形狀復(fù)雜的孔，或形狀復(fù)雜的孔，或 斜孔可采用型芯拼合的方法來(lái)成型，如圖斜孔可采用型芯拼合的方法來(lái)成型，如圖 3-61所示。這種拼合方法可避免采用側(cè)抽所示。這種拼合方法可避免采用側(cè)抽 芯機(jī)構(gòu)，從而使模

10、具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。芯機(jī)構(gòu)，從而使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。 2）小型芯的固定方法）小型芯的固定方法 小型芯通常是單獨(dú)制造，然后嵌入固小型芯通常是單獨(dú)制造，然后嵌入固 定板中固定，其固定方式如圖定板中固定，其固定方式如圖3-62所示。所示。 3 . 螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺紋型芯螺紋型芯是用來(lái)成型塑件上的是用來(lái)成型塑件上的內(nèi)螺內(nèi)螺 紋紋（螺孔）的，（螺孔）的，螺紋型環(huán)螺紋型環(huán)則是用來(lái)成型則是用來(lái)成型 塑件上的塑件上的外螺紋（螺桿）外螺紋（螺桿）的，此外它們的，此外它們 還可用來(lái)還可用來(lái)固定金屬螺紋嵌件固定金屬螺紋嵌件。無(wú)論螺紋。無(wú)論螺紋 型芯還是螺紋型環(huán)，在模具上都有模內(nèi)型芯還

11、是螺紋型環(huán)，在模具上都有模內(nèi) 自動(dòng)卸除和模外手動(dòng)卸除兩種類(lèi)型。此自動(dòng)卸除和模外手動(dòng)卸除兩種類(lèi)型。此 處僅介紹手動(dòng)卸除的結(jié)構(gòu)。處僅介紹手動(dòng)卸除的結(jié)構(gòu)。 在模具內(nèi)安裝螺紋型芯或型環(huán)的主要要求是在模具內(nèi)安裝螺紋型芯或型環(huán)的主要要求是: 成型時(shí)要可靠定位，不因外界振動(dòng)或料成型時(shí)要可靠定位，不因外界振動(dòng)或料 流的沖擊而位移；流的沖擊而位移； 在開(kāi)模時(shí)能隨塑件一起方便地取出，并在開(kāi)模時(shí)能隨塑件一起方便地取出，并 能從塑件上順利地卸除。能從塑件上順利地卸除。 （1）螺紋型芯螺紋型芯 按其用途可分為按其用途可分為成型成型塑件上塑件上 的的螺孔螺孔用的和用的和裝固金屬螺母裝固金屬螺母用的兩種方式，用的兩種方式，

12、 這兩種形式的螺紋型芯在結(jié)構(gòu)上差別不大，這兩種形式的螺紋型芯在結(jié)構(gòu)上差別不大， 但前者在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮但前者在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮塑料的收縮率塑料的收縮率，粗糙，粗糙 度應(yīng)度應(yīng)小小一些，螺紋的一些，螺紋的始端和末端始端和末端還應(yīng)留有還應(yīng)留有過(guò)過(guò) 渡長(zhǎng)度渡長(zhǎng)度；后者僅按一般螺紋制造，不考慮收；后者僅按一般螺紋制造，不考慮收 縮率，粗糙度可以大些。為了使螺紋型芯能縮率，粗糙度可以大些。為了使螺紋型芯能 從塑件螺孔或螺紋嵌件的螺孔中順利擰出，從塑件螺孔或螺紋嵌件的螺孔中順利擰出， 一般將其尾部做成四方形或相對(duì)的兩邊磨成一般將其尾部做成四方形或相對(duì)的兩邊磨成 兩個(gè)平面，以便于夾持。兩個(gè)平面，以便于夾持。 （2）

13、螺紋型環(huán)螺紋型環(huán) 螺紋型環(huán)也有兩種類(lèi)型螺紋型環(huán)也有兩種類(lèi)型: 成型塑成型塑 件外螺紋用的（圖件外螺紋用的（圖3-67a）和固定帶有外螺紋的）和固定帶有外螺紋的 環(huán)狀嵌件用的（圖環(huán)狀嵌件用的（圖3-67b）所示，后者又稱(chēng)嵌件）所示，后者又稱(chēng)嵌件 環(huán)。環(huán)。 4 . 齒輪型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于塑料都有一定的成型收縮率，因由于塑料都有一定的成型收縮率，因 此成型塑料齒輪的模具型腔需要放大一個(gè)此成型塑料齒輪的模具型腔需要放大一個(gè) 考慮綜合收縮的尺寸。考慮綜合收縮的尺寸。 塑料齒輪型腔加工根據(jù)設(shè)備條件、塑塑料齒輪型腔加工根據(jù)設(shè)備條件、塑 料性能及生產(chǎn)批量等因素，可選用機(jī)械切料性能及生產(chǎn)批量

14、等因素，可選用機(jī)械切 削加工、冷擠壓成型、電火花加工、線(xiàn)切削加工、冷擠壓成型、電火花加工、線(xiàn)切 割加工、電鑄加工、澆鑄鋅基合金、注壓割加工、電鑄加工、澆鑄鋅基合金、注壓 耐高溫塑料等方法。耐高溫塑料等方法。 適用于冷擠壓適用于冷擠壓 成型的型腔成型的型腔 適用于超塑合金適用于超塑合金 壓制而成的型腔壓制而成的型腔 適用于適用于 澆鑄鋅澆鑄鋅 基合金基合金 或注壓或注壓 耐高溫耐高溫 塑料制塑料制 成的型成的型 腔腔 適用于適用于 機(jī)械加機(jī)械加 工而成工而成 的型腔的型腔 適用于適用于 電鑄加電鑄加 工而成工而成 的型腔的型腔 3.4.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸計(jì)算 工作尺寸工

15、作尺寸:是指成型零件上直接用以成型塑是指成型零件上直接用以成型塑 件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸 （包括矩形或異形的長(zhǎng)和寬）、型腔的深度或（包括矩形或異形的長(zhǎng)和寬）、型腔的深度或 型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（圖型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（圖3-71）。）。 任何塑件都有一定的尺寸要求，在安任何塑件都有一定的尺寸要求，在安 裝和使用中有配合要求的塑件，其尺寸公裝和使用中有配合要求的塑件，其尺寸公 差常要求較小。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù)差常要求較小。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù) 塑件的尺寸塑件的尺寸和和公差要求公差要求來(lái)確定相應(yīng)的來(lái)確定相應(yīng)的成型成型

16、零件的尺寸和公差零件的尺寸和公差。 1 1 . . 影響塑件尺寸公差的因素影響塑件尺寸公差的因素 （1 1）成型零件的制造誤差 （ Z Z ） 成型零件 的公差等級(jí)越低，其制造公差也越大，因而成型 的塑件公差等級(jí)也就越低。 實(shí)驗(yàn)表明，成型零件的制造公差Z Z,一般可取 塑件總公差的1/31/3 1/41/4，即z z/3/3/4/4。 組合式成型零件的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈加 以確定。 （2 2）成型零件的磨損量）成型零件的磨損量 （c c） 由于在成型過(guò)程 中的磨損，型腔尺寸將變得越來(lái)越大，型芯或凸模 尺寸越來(lái)越小，中心距尺寸基本保持不變。造成成 型零件磨損的因素很多，但塑件脫模過(guò)程的摩擦磨

17、損是最主要的。因此，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，規(guī)定：凡與 脫模方向相垂直的成型零件表面可不考慮磨損；而 與脫模方向相平行的表面應(yīng)考慮磨損。 對(duì)小型塑件而言，成型零件的磨損量對(duì)塑件公對(duì)小型塑件而言，成型零件的磨損量對(duì)塑件公 差影響很大，對(duì)大型塑件則影響較小。差影響很大，對(duì)大型塑件則影響較小。 對(duì)于中小型塑件，最大磨損量對(duì)于中小型塑件，最大磨損量c c可取塑件總公差可取塑件總公差 的的1/61/6，即，即c=c=/6/6；對(duì)于大型塑件則?。粚?duì)于大型塑件則取/6/6以下。以下。 （3 3）成型收縮率的偏差和波動(dòng)）成型收縮率的偏差和波動(dòng) （s s） 成型成型 收縮率是指室溫時(shí)塑件與模具型腔收縮率是指室溫時(shí)塑件與模

18、具型腔( ( 或型芯或型芯 ) ) 兩者尺寸的相對(duì)差。它可按下式求得：兩者尺寸的相對(duì)差。它可按下式求得： （3 31 1） 式中式中 S 塑料成型收縮率（塑料成型收縮率（%）；）； LM 模具型腔在室溫下的尺寸；模具型腔在室溫下的尺寸； Ls 塑件在室溫下的尺寸。塑件在室溫下的尺寸。 LM = Ls + Ls S （32） 塑件尺寸誤差塑件尺寸誤差 收縮率在一定范圍收縮率在一定范圍 內(nèi)的變化與波動(dòng)內(nèi)的變化與波動(dòng) 在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)對(duì)在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)對(duì) 收縮率估計(jì)不準(zhǔn)收縮率估計(jì)不準(zhǔn) 偶然誤差偶然誤差 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 一副已完一副已完 工的模具工的模具 出現(xiàn)的產(chǎn)出現(xiàn)的產(chǎn) 品誤差品誤差 通常，塑料收縮率波動(dòng)

19、越大，可能產(chǎn)生的成型 收縮率的估計(jì)誤差也越大。 因收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差可按下式 計(jì)算： s ( S max S min )Ls （33） 式中式中 s s 收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差；收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差； S S max max 塑料的最大收縮率（）；塑料的最大收縮率（）； S S min min 塑料的最小收縮率（）塑料的最小收縮率（）； 據(jù)有關(guān)資料介紹，一般可取據(jù)有關(guān)資料介紹，一般可取s =/ 3s =/ 3。 （4）模具安裝配合的誤差 （ j j） 由于模具 成型零件的安裝誤差或在成型過(guò)程中成型零件配 合間隙的變化，都會(huì)影響塑件的尺寸誤差。 例如由上?；蛳履Ｖg

20、合模位置確定的尺寸， 其尺寸波動(dòng)要受導(dǎo)向零件配合間隙值的影響，如 殼體塑件側(cè)壁厚度的波動(dòng)，是由導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的 配合間隙來(lái)確定的；又如成型零件上孔的型芯， 若按間隙配合安裝在模內(nèi)，則中心位置的誤差 （型芯最大偏移量）要受配合間隙值的影響，但 若采用過(guò)盈配合，則不存在此誤差。 （5）水平飛邊厚度的波動(dòng) （ f f ） 采用 溢式或半溢式壓縮模成型塑件，其水平飛邊 厚度常因工藝條件等因素的變化而波動(dòng)，從 而影響塑件高度尺寸，使高度尺寸公差低于 橫向尺寸的公差。水平飛邊厚度波動(dòng)所造成 的誤差以f表示。 對(duì)于壓注模和注射模，水平飛邊厚度很薄， 甚至沒(méi)有飛邊，所以對(duì)塑件高度尺寸影響很 小。 綜上所述，塑件

21、可能產(chǎn)生的最大誤差為上述各 種誤差的總和，即 = = z + z + c + c + s + s + i + i + f f (34) 式（3-4）是極端的情況，即所有誤差都同時(shí)偏 向最大值或最小值時(shí)得到的，但從或然率的觀(guān)點(diǎn)出 發(fā)，這種機(jī)率接近于零，因?yàn)閦、s等呈正態(tài)分 布，它們有一定的分布范圍和分布中心，分布中心 附近誤差出現(xiàn)的機(jī)率較多，而且各種誤差因素還會(huì) 互相抵消一部分。 由式（3-4）可知，塑件公差等級(jí)往往是不高 的。設(shè)計(jì)塑件時(shí)，其公差的選擇不僅要從塑件 的裝配和使用需要出發(fā)，而且還要充分考慮塑 件在成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤差。也就是說(shuō)， 塑件的公差要求受到可能產(chǎn)生的誤差限制。塑 件的公

22、差值應(yīng)大于或等于上述各種因素所引起 的積累誤差 即 (35) 因此，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)慎重決定其公差值，以因此，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)慎重決定其公差值，以 免給模具制造和成型工藝條件的控制帶來(lái)困難。免給模具制造和成型工藝條件的控制帶來(lái)困難。 通常情況下，影響 的主要因素有 成型零件的制造誤差成型零件的制造誤差 （ Z Z ） 成型零件的磨損量成型零件的磨損量 （c c） 成型收縮率的偏差和波動(dòng)成型收縮率的偏差和波動(dòng) （s s） 整體式凹模整體式凹模 Z Zc cs s Z Z s s c c Z Z s s f f 各種主要誤差隨塑件尺寸的增加而變化的情況：各種主要誤差隨塑件尺寸的增加而變化的情況： z

23、是隨塑件尺寸的增大按立方拋物線(xiàn)關(guān)系增加是隨塑件尺寸的增大按立方拋物線(xiàn)關(guān)系增加 s 是隨塑件尺寸的增大成正比地增加是隨塑件尺寸的增大成正比地增加 c 是是隨塑件尺寸的增大而增加速度比較緩慢隨塑件尺寸的增大而增加速度比較緩慢 問(wèn)題問(wèn)題1：針對(duì)上述情況，請(qǐng)問(wèn)在生產(chǎn)大尺寸塑件時(shí)對(duì)針對(duì)上述情況，請(qǐng)問(wèn)在生產(chǎn)大尺寸塑件時(shí)對(duì) 哪些誤差應(yīng)重點(diǎn)考慮？具體應(yīng)采取什么措施？哪些誤差應(yīng)重點(diǎn)考慮？具體應(yīng)采取什么措施？ 問(wèn)題問(wèn)題2：針對(duì)上述情況，請(qǐng)問(wèn)在生產(chǎn)小尺寸塑件時(shí)對(duì)針對(duì)上述情況，請(qǐng)問(wèn)在生產(chǎn)小尺寸塑件時(shí)對(duì) 哪些誤差應(yīng)重點(diǎn)考慮？具體應(yīng)采取什么措施？哪些誤差應(yīng)重點(diǎn)考慮？具體應(yīng)采取什么措施？ 2. 2. 成型零件工作尺寸計(jì)算方

24、法成型零件工作尺寸計(jì)算方法 成型零件工作尺寸的計(jì)算方法有以下兩類(lèi)： 一類(lèi)是按平均收縮率、平均制造公差和平均 磨損量進(jìn)行計(jì)算；（簡(jiǎn)便易行，但對(duì)設(shè)計(jì)高精 度塑件的模具不利） 一類(lèi)是按極限收縮率、極限制造公差和極限 磨損量進(jìn)行計(jì)算。（塑件尺寸精度高，但計(jì)算 比較煩瑣） 本書(shū)是按平均收縮率進(jìn)行計(jì)算的。 為計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，塑件和成型零件均按單向 極限將公差帶置于零線(xiàn)的一邊，并規(guī)定： 以型腔內(nèi)徑成型塑件外徑時(shí)，規(guī)定型腔基本尺 寸L LM為型腔最小尺寸，偏差為正，表示為L(zhǎng) LM M +z +z； 塑件基本尺寸Ls為塑件最大尺寸，偏差為負(fù)，表 示為L(zhǎng) LS S ，如圖3-72a所示。 以型芯外徑成型塑件內(nèi)徑時(shí)，

25、規(guī)定型芯最大尺 寸為基本尺寸，表示為L(zhǎng) LM M zz ； 塑件內(nèi)徑最小尺寸為基本尺寸，表示為L(zhǎng) LS S+ +，如 圖3-72b所示。 即凡是孔都是以它的最小尺寸作為基本尺寸， 凡是軸都是以它的最大尺寸作為基本尺寸。從 圖3-72a可見(jiàn)： v計(jì)算型腔深度時(shí)，以H H +z +z表示型腔深度尺寸， 以Hs 表示對(duì)應(yīng)的塑件高度尺寸。 v計(jì)算型芯高度尺寸時(shí)，以H HM M zz表示型芯高度 尺寸，以Hs+ +表示對(duì)應(yīng)的塑件上的孔深，如圖 3-72b所示。 v 如塑件上原有公差為雙向偏差制，則應(yīng)按上 述要求加以換算。 3 . 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 （1）型腔和型芯徑向尺寸）型

26、腔和型芯徑向尺寸 1）型腔徑向尺寸）型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮已知在規(guī)定條件下的平均收縮 率率Scp，塑件尺寸，塑件尺寸Ls ，磨損量 ，磨損量c。 v則塑件的平均尺寸為：則塑件的平均尺寸為：Ls/2， 如以如以L(fǎng) + z表示型腔尺寸，表示型腔尺寸， v則型腔的平均尺寸為則型腔的平均尺寸為L(zhǎng) z/2， v型腔磨損量型腔磨損量c / 2 時(shí)的平均尺寸為：時(shí)的平均尺寸為： L z /2c /2， 塑件和模具型腔尺寸之間的關(guān)系式為：塑件和模具型腔尺寸之間的關(guān)系式為： 模具在室溫模具在室溫 下型腔尺寸下型腔尺寸 = 塑件在室溫塑件在室溫 下的尺寸下的尺寸 + 塑件在室溫塑件在室溫 下的尺

27、寸下的尺寸 塑料的塑料的 收縮率收縮率 L z /2c /2=（ （Ls/2） +（ （Ls/2）Scp 對(duì)于中小型塑件，令對(duì)于中小型塑件，令z/3，c/6，并將比其它各，并將比其它各 項(xiàng)小得多的項(xiàng)小得多的（/2）Scp略去，則有略去，則有 標(biāo)注制造公差后，則為：標(biāo)注制造公差后，則為： 2） 型芯徑向尺寸型芯徑向尺寸 - 上列公式（上列公式（3-6）及（）及（3-7）中，）中，的系數(shù)取的系數(shù)取1/2 3/4， 塑件尺寸及公差大的取塑件尺寸及公差大的取1 / 2 ，相反則取相反則取 3 / 4。 （2）型腔深度和型芯高度尺寸型腔深度和型芯高度尺寸 公式見(jiàn)公式見(jiàn)P92頁(yè)（頁(yè)（3-8）、（）、（3-

28、9），的系數(shù)有的資料的系數(shù)有的資料 取取1/2。 （3）型腔和型芯脫模斜度的確定）型腔和型芯脫模斜度的確定 塑件成型后為便于脫模，型腔和型芯塑件成型后為便于脫模，型腔和型芯 在脫模方向應(yīng)有脫模斜度，其值的大小按在脫模方向應(yīng)有脫模斜度，其值的大小按 塑件精度及脫模難易而定。一般在保證塑塑件精度及脫模難易而定。一般在保證塑 件精度要求的前提下，宜盡量取大些，以件精度要求的前提下，宜盡量取大些，以 便于脫模；型腔的斜度可比型芯取小些，便于脫模；型腔的斜度可比型芯取小些， 因?yàn)樗芰蠈?duì)型芯的包緊力較大，難于脫模。因?yàn)樗芰蠈?duì)型芯的包緊力較大，難于脫模。 在取脫模斜度時(shí)，對(duì)型腔尺寸應(yīng)以大端為在取脫模斜度時(shí)，

29、對(duì)型腔尺寸應(yīng)以大端為 基準(zhǔn)，斜度取向小端方向；對(duì)型芯尺寸應(yīng)以小基準(zhǔn)，斜度取向小端方向；對(duì)型芯尺寸應(yīng)以小 端為基準(zhǔn)，斜度取向大端方向。當(dāng)塑件的結(jié)構(gòu)端為基準(zhǔn)，斜度取向大端方向。當(dāng)塑件的結(jié)構(gòu) 不允許有較大斜度或塑件為精密級(jí)精度時(shí)，脫不允許有較大斜度或塑件為精密級(jí)精度時(shí)，脫 模斜度只能在公差范圍內(nèi)選?。划?dāng)塑件為中級(jí)模斜度只能在公差范圍內(nèi)選??；當(dāng)塑件為中級(jí) 精度要求時(shí)，其脫模斜度的選擇應(yīng)保證在配合精度要求時(shí)，其脫模斜度的選擇應(yīng)保證在配合 面的面的2/3長(zhǎng)度內(nèi)滿(mǎn)足塑件公差要求，一般取長(zhǎng)度內(nèi)滿(mǎn)足塑件公差要求，一般取 1020；當(dāng)塑件為粗級(jí)精度時(shí)，脫模斜度當(dāng)塑件為粗級(jí)精度時(shí)，脫模斜度 值可取值可取20、30、

30、1、 130、2、 3。 （4）說(shuō)明）說(shuō)明 1）成型精度較低的塑件，按上列公式計(jì)成型精度較低的塑件，按上列公式計(jì) 算而得的工作尺寸，其數(shù)值只算到小數(shù)點(diǎn)算而得的工作尺寸，其數(shù)值只算到小數(shù)點(diǎn) 后的第一位，第二位數(shù)值四舍五入；成型后的第一位，第二位數(shù)值四舍五入；成型 精度較高的塑件，其工作尺寸的數(shù)值要算精度較高的塑件，其工作尺寸的數(shù)值要算 到小數(shù)點(diǎn)后第二位，第三位數(shù)值四舍五入。到小數(shù)點(diǎn)后第二位，第三位數(shù)值四舍五入。 2）對(duì)于收縮率很小的聚苯乙稀、醋酸纖維對(duì)于收縮率很小的聚苯乙稀、醋酸纖維 素等塑料，在用注射模成型薄壁塑件時(shí)，素等塑料，在用注射模成型薄壁塑件時(shí)， 可以不必考慮收縮，其工作尺寸按塑件尺可

31、以不必考慮收縮，其工作尺寸按塑件尺 寸加上其制造公差即可。寸加上其制造公差即可。 3）在計(jì)算成型零件尺寸時(shí)，如能了解塑件在計(jì)算成型零件尺寸時(shí)，如能了解塑件 的使用性能，著重控制它們的配合尺寸的使用性能，著重控制它們的配合尺寸 （如孔和外框）、裝配尺寸等，對(duì)其余無(wú)（如孔和外框）、裝配尺寸等，對(duì)其余無(wú) 關(guān)重要的尺寸簡(jiǎn)化計(jì)算，甚至可按基本尺關(guān)重要的尺寸簡(jiǎn)化計(jì)算，甚至可按基本尺 寸不放收縮，也不控制成型零件的制造公寸不放收縮，也不控制成型零件的制造公 差，則可大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造。差，則可大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造。 4 . 中心距工作尺寸計(jì)算中心距工作尺寸計(jì)算 中心距尺寸標(biāo)準(zhǔn)一般采用中心距尺寸標(biāo)準(zhǔn)一般采用雙向

32、等值公差雙向等值公差，設(shè)，設(shè) 塑件中心距尺寸為塑件中心距尺寸為L(zhǎng)s/2，模具中心距尺寸為，模具中心距尺寸為 LMz / 2。 由于塑件尺寸和模具尺寸都是按雙向等值公由于塑件尺寸和模具尺寸都是按雙向等值公 差標(biāo)準(zhǔn)，磨損又不會(huì)引起中心距尺寸變化，因此差標(biāo)準(zhǔn)，磨損又不會(huì)引起中心距尺寸變化，因此 塑件基本尺寸塑件基本尺寸Ls和模具基本尺寸和模具基本尺寸LM分別是塑件分別是塑件 和模具的平均尺寸，故有和模具的平均尺寸，故有 LM Ls Ls Scp 標(biāo)注制造公差后，則為標(biāo)注制造公差后，則為 影響模具中心距尺寸的因素有：影響模具中心距尺寸的因素有： （1） 模具上型芯的中心距取決于安裝型芯模具上型芯的中心

33、距取決于安裝型芯 的孔的中心距，用普通方法加工孔時(shí)，制造的孔的中心距，用普通方法加工孔時(shí)，制造 誤差與孔間距離有關(guān)，表誤差與孔間距離有關(guān)，表3-23列出了經(jīng)濟(jì)制列出了經(jīng)濟(jì)制 造誤差與孔間距之間的關(guān)系。造誤差與孔間距之間的關(guān)系。 （2 2）若型芯與模具上孔成間隙配合，配合若型芯與模具上孔成間隙配合，配合 間隙間隙j j也會(huì)影響模具的中心距尺寸。對(duì)一也會(huì)影響模具的中心距尺寸。對(duì)一 個(gè)型芯來(lái)說(shuō)，當(dāng)偏移到極限位置時(shí)引起的中個(gè)型芯來(lái)說(shuō)，當(dāng)偏移到極限位置時(shí)引起的中 心距偏差為心距偏差為0.50.5j j，如圖，如圖 3-73a3-73a所示。過(guò)盈所示。過(guò)盈 配合的型芯或模具上的孔沒(méi)有此項(xiàng)偏差。配合的型芯或

34、模具上的孔沒(méi)有此項(xiàng)偏差。 （3）由于工藝條件和塑料變化引起收縮由于工藝條件和塑料變化引起收縮 率波動(dòng)，使中心距尺寸發(fā)生變化。率波動(dòng)，使中心距尺寸發(fā)生變化。 （4）假設(shè)模具在使用過(guò)程中型芯在圓周假設(shè)模具在使用過(guò)程中型芯在圓周 上系均勻磨損，則磨損不會(huì)使中心距發(fā)上系均勻磨損，則磨損不會(huì)使中心距發(fā) 生變化。生變化。 5 . 型芯（或成型孔）中心到成型面距離尺寸計(jì)算型芯（或成型孔）中心到成型面距離尺寸計(jì)算 （1）安裝在凹模內(nèi)的型芯中心與凹模側(cè)壁距離安裝在凹模內(nèi)的型芯中心與凹模側(cè)壁距離 尺寸的計(jì)算尺寸的計(jì)算 按平均收縮率計(jì)算模具基本尺寸如下按平均收縮率計(jì)算模具基本尺寸如下: : 整理并標(biāo)注制造公差整理并

35、標(biāo)注制造公差 （2）安裝在凸模上的型芯（或孔安裝在凸模上的型芯（或孔)）中心與凸）中心與凸 模邊緣距離尺寸計(jì)算模邊緣距離尺寸計(jì)算 由于由于c/4的數(shù)值很?。ㄒ?yàn)橐话愕臄?shù)值很小（因?yàn)橐话鉩 =1/6 ），）， 只有成型精密塑件時(shí)才考慮該磨損，一般塑件，只有成型精密塑件時(shí)才考慮該磨損，一般塑件， 此類(lèi)尺寸仍可按中心距工作尺寸計(jì)算。此類(lèi)尺寸仍可按中心距工作尺寸計(jì)算。 6 . 螺紋型芯和螺紋型環(huán)工作尺寸計(jì)算螺紋型芯和螺紋型環(huán)工作尺寸計(jì)算 （1）概述）概述 螺紋連接的種類(lèi)很多，其配合性質(zhì)也螺紋連接的種類(lèi)很多，其配合性質(zhì)也 不相同，影響螺紋連接的因素比較復(fù)雜，不相同，影響螺紋連接的因素比較復(fù)雜， 目前還沒(méi)

36、有成熟的計(jì)算方法，此處僅就普目前還沒(méi)有成熟的計(jì)算方法，此處僅就普 通緊固連接用的螺紋（牙型角為通緊固連接用的螺紋（牙型角為60的公的公 制螺紋）型芯和型環(huán)的計(jì)算方法加以討論。制螺紋）型芯和型環(huán)的計(jì)算方法加以討論。 螺紋成型尺寸的計(jì)算是以下列假設(shè)為前提的螺紋成型尺寸的計(jì)算是以下列假設(shè)為前提的: 1）塑件外螺紋與塑件內(nèi)螺紋相配合，二者塑件外螺紋與塑件內(nèi)螺紋相配合，二者 收縮率相同（例如內(nèi)外螺紋由同種塑料制造）收縮率相同（例如內(nèi)外螺紋由同種塑料制造） 或相近時(shí)，可不考慮螺距的收縮?；蛳嘟鼤r(shí)，可不考慮螺距的收縮。 2）金屬螺紋與塑件螺紋相配合，成型模具金屬螺紋與塑件螺紋相配合，成型模具 的螺紋部分放了

37、螺距收縮率。的螺紋部分放了螺距收縮率。 3）金屬螺紋與塑件螺紋相配合，成型模具金屬螺紋與塑件螺紋相配合，成型模具 未考慮螺距收縮，但配合長(zhǎng)度很短（不超過(guò)未考慮螺距收縮，但配合長(zhǎng)度很短（不超過(guò) 78牙）。牙）。 （2）螺紋成型尺寸計(jì)算）螺紋成型尺寸計(jì)算 1）螺紋型芯成型尺寸計(jì)算）螺紋型芯成型尺寸計(jì)算 大徑大徑 z 0 （313） 式中 dM 螺紋型芯大徑螺紋型芯大徑( mm ) ； Ds 塑件內(nèi)螺紋大徑塑件內(nèi)螺紋大徑( mm ) ； Scp 塑件的平均收縮率（）；塑件的平均收縮率（）； b 塑件內(nèi)螺紋中徑公差塑件內(nèi)螺紋中徑公差 (mm )； z 螺紋型芯大徑制造公差螺紋型芯大徑制造公差( mm

38、)。 目前，我國(guó)尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的塑料螺紋公差目前，我國(guó)尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的塑料螺紋公差 標(biāo)準(zhǔn)，可參照金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中精度最標(biāo)準(zhǔn)，可參照金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中精度最 低者選用，一般選用其中的粗糙級(jí)，其公低者選用，一般選用其中的粗糙級(jí)，其公 差值可查有關(guān)公差標(biāo)準(zhǔn)（差值可查有關(guān)公差標(biāo)準(zhǔn)（GB1972003）。）。 螺紋型芯大徑制造公差一般取為螺紋型芯大徑制造公差一般取為z b / 3，或查表，或查表3-24及表及表3-25。 （3）說(shuō)明）說(shuō)明 1）成型塑件螺紋時(shí)，由于收縮的不均勻性及成型塑件螺紋時(shí)，由于收縮的不均勻性及 收縮率波動(dòng)等因素，其尺寸（例如螺距尺寸）收縮率波動(dòng)等因素，其尺寸（例如螺距尺寸） 和牙型同正常螺紋

39、相比都有較大的偏差和變化，和牙型同正常螺紋相比都有較大的偏差和變化， 降低了可旋入性。因此在不影響使用的情況下，降低了可旋入性。因此在不影響使用的情況下， 為了確保兩塑件螺紋的配合，要求它們的配合為了確保兩塑件螺紋的配合，要求它們的配合 比較松動(dòng)。這樣螺紋型環(huán)的尺寸就要比螺紋型比較松動(dòng)。這樣螺紋型環(huán)的尺寸就要比螺紋型 芯相應(yīng)部分的尺寸小一些，從而保證塑件外螺芯相應(yīng)部分的尺寸小一些，從而保證塑件外螺 紋比塑件內(nèi)螺紋略小。紋比塑件內(nèi)螺紋略小。 2）考慮收縮而計(jì)算的螺距是帶小數(shù)點(diǎn)的考慮收縮而計(jì)算的螺距是帶小數(shù)點(diǎn)的 特殊螺距，給機(jī)械加工帶來(lái)一定困難。此特殊螺距，給機(jī)械加工帶來(lái)一定困難。此 時(shí)可采用下列

40、方法解決時(shí)可采用下列方法解決; 可在普通車(chē)床上配置特殊齒數(shù)的變速掛可在普通車(chē)床上配置特殊齒數(shù)的變速掛 輪來(lái)解決。但因掛輪的齒數(shù)有限，不能滿(mǎn)輪來(lái)解決。但因掛輪的齒數(shù)有限，不能滿(mǎn) 足不同收縮率的需要。足不同收縮率的需要。 可以偏移車(chē)床的尾座，加上使刀具斜向可以偏移車(chē)床的尾座，加上使刀具斜向 運(yùn)動(dòng)的靠模板來(lái)解決。運(yùn)動(dòng)的靠模板來(lái)解決。 當(dāng)放收縮的螺距無(wú)法加工時(shí)，可在中徑公當(dāng)放收縮的螺距無(wú)法加工時(shí)，可在中徑公 差范圍內(nèi)，用加大型芯中徑或縮小型環(huán)中徑差范圍內(nèi)，用加大型芯中徑或縮小型環(huán)中徑 的方法來(lái)補(bǔ)償塑件螺紋的累積螺距誤差（圖的方法來(lái)補(bǔ)償塑件螺紋的累積螺距誤差（圖 3-76），但需要配合使用的螺紋長(zhǎng)度），

41、但需要配合使用的螺紋長(zhǎng)度L值不得值不得 超過(guò)極限長(zhǎng)度，否則影響螺紋配合。極限長(zhǎng)超過(guò)極限長(zhǎng)度，否則影響螺紋配合。極限長(zhǎng) 度可按下式計(jì)算度可按下式計(jì)算: ( (3-20)3-20) 極極 式中 L極 極 允許配合使用的螺紋極限長(zhǎng)段 允許配合使用的螺紋極限長(zhǎng)段 ( mm ) ; b 螺紋中徑公差螺紋中徑公差 ( mm ) ； Scp 塑料的平均收縮率（）。塑料的平均收縮率（）。 7 . 成型零件工作尺寸計(jì)算實(shí)例成型零件工作尺寸計(jì)算實(shí)例 查表得查表得PF2A1 為通用類(lèi)酚醛塑料粉，其最為通用類(lèi)酚醛塑料粉，其最 小收縮率為小收縮率為S min0.5，最大收縮率為最大收縮率為Smax 1.0,平均收縮率為

42、平均收縮率為Scp 0.75。 M8為普通粗牙螺紋孔，螺距為普通粗牙螺紋孔，螺距P1.25 mm， Ds8mm，D1s6.65mm ，D2s7.19 mm ， M271.5為普通細(xì)牙螺紋，螺距為普通細(xì)牙螺紋，螺距P1.5mm， d1s25.375mm，d2s26.026 mm 。 模具成型零件的制造公差取模具成型零件的制造公差取z/ 4。 （1）型腔尺寸型腔尺寸 + z z + z + （2）型芯尺寸型芯尺寸 -z - - -z 8. 型腔和底板的強(qiáng)度及剛度計(jì)算型腔和底板的強(qiáng)度及剛度計(jì)算 （1）強(qiáng)度及剛度）強(qiáng)度及剛度 塑料模型腔壁厚及底板厚度的計(jì)算是模具塑料模型腔壁厚及底板厚度的計(jì)算是模具 設(shè)

43、計(jì)中經(jīng)常遇到的重要問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的重要問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具 更為突出。目前許多單位都憑經(jīng)驗(yàn)決定，但常更為突出。目前許多單位都憑經(jīng)驗(yàn)決定，但常 因估計(jì)不準(zhǔn)確而造成模具報(bào)廢或浪費(fèi)材料，為因估計(jì)不準(zhǔn)確而造成模具報(bào)廢或浪費(fèi)材料，為 此，建立科學(xué)的計(jì)算方法實(shí)屬必要。目前常用此，建立科學(xué)的計(jì)算方法實(shí)屬必要。目前常用 計(jì)算方法有按強(qiáng)度和按剛度條件計(jì)算兩大類(lèi)，計(jì)算方法有按強(qiáng)度和按剛度條件計(jì)算兩大類(lèi)， 但實(shí)際的塑料模卻要求既不允許因強(qiáng)度不足而但實(shí)際的塑料模卻要求既不允許因強(qiáng)度不足而 發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不 足而發(fā)生過(guò)大變形。因此要求對(duì)

44、強(qiáng)度及剛度加足而發(fā)生過(guò)大變形。因此要求對(duì)強(qiáng)度及剛度加 以合理考慮。以合理考慮。 在塑料模塑過(guò)程中，型腔所承受的力是十在塑料模塑過(guò)程中，型腔所承受的力是十 分復(fù)雜的。就注射模而論，型腔所受的力有塑分復(fù)雜的。就注射模而論，型腔所受的力有塑 料熔體的壓力、合模時(shí)的壓力、開(kāi)模時(shí)的拉力料熔體的壓力、合模時(shí)的壓力、開(kāi)模時(shí)的拉力 等，其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料等，其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料 熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。 如果型腔壁厚和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生如果型腔壁厚和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即 發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生過(guò)發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生過(guò) 大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸 及成型精度，也可能守致脫模困難等?？梢?jiàn)模及成型精度，也可能守致脫模困難等?？梢?jiàn)模 具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。 但是，理論分析和實(shí)踐證明，模具對(duì)但是，理論分析和實(shí)踐證明，模具