模塊四注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計

1、河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 模塊四模塊四 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計計 內(nèi)容簡介：內(nèi)容簡介： 本模塊講述分型面的形式和選擇；注塑模的排氣系統(tǒng)設(shè)計；成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 成型零部件工作尺寸計算；注塑模具型腔壁厚計算要求和計算方法。河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯模塊四模塊四 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計 學(xué)習(xí)目的和要求：學(xué)習(xí)目的和要求： 1、會運用塑料模具分型面的6個基本原則，針對不同塑件選擇分型面。 2、掌握成型零件尺寸的計算方法。 3、會運用公式和查表選擇數(shù)據(jù)確定型腔壁厚和底板厚度；河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯模塊四模塊四 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)

2、與設(shè)計注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計重點：分型面選擇原則和案例分析。成型零件的設(shè)計與制造（含公式的運用）。難點：分型面的選擇和運用。成型零部件工作尺寸計算和型腔壁厚計算。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯模塊四模塊四 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計4.1 分型面的選擇 4.2 注塑模的排氣 4.3 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.4 成型零件工作尺寸計算4.5 型腔壁厚計算 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯模塊四模塊四 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計 模具零部件可以概括為成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件兩大類，本模塊敘述成型零部件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計。由于分型面的位置影響著成型零部件的

3、結(jié)構(gòu)與形狀，型腔排氣情況又與分型面開設(shè)密切相關(guān)，故一并列入本模塊內(nèi)容。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4.1 分型面的選擇分型面的選擇 4.1.1制品在模具中的位置制品在模具中的位置 制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具分型面的確定、澆口的設(shè)置、制品的尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體生產(chǎn)條件(包括模具制造的)、生產(chǎn)批量所需的機(jī)械化和自動化程度等其它設(shè)計問題。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 制品在模具中的位置應(yīng)遵循以下基本要求：制品在模具中的位置應(yīng)遵循以下基本要求： 1 制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對于注塑機(jī)

4、的軸線對稱分布，以便于成型； 2 制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時，開模后制品應(yīng)留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模； 3 當(dāng)用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使抽芯操作方便； 4 如果制品的安置有兩個方案，兩者的分型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 5 長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度，

5、便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)(如杠桿的、液壓的、氣動的等)； 6 如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的安置有專門要求(參見第十模塊)； 7 最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4.1.2 分型面的形式分型面的形式 模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面，叫做分型面，也可叫做合模面。在模具制造不良或鎖模力不足的情況下，模內(nèi)熔融塑料能通過此分型面濺出，在塑件上形成較厚的飛邊，經(jīng)修整后還能留下明顯的殘痕。 模具設(shè)計開始的第一步，就是選擇分型面的位置。分型面的選擇受塑

6、件形狀、壁厚、成型方法、后處理工序、塑件外觀、塑件尺寸精度、塑件脫模方法，模具類型、型腔數(shù)目、模具排氣、嵌件、澆口位置與形式以及成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等的影響。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 分型面有多種形式，常見的有水平分型面、階梯分型面、斜分型面、錐分型面和異型分型面，如圖4-1所示。哈夫模的分型面在哈夫的分割線上如圖4-1(e)所示，在某些情況下，也可以在凹模的一端或兩端。然而，除主分型面外，模 具 中 還 有 輔 分 型 面 如 圖 4 - 1 ( f ) ，特別是帶有固定成型芯和活動成型芯的模具，這些情況也應(yīng)加以考慮，主分型面處模具的分離 ， 就 會 造 成 成 型 芯 合 模 面 處 的 溢

7、 料 。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4.1.3 分型面的選擇分型面的選擇 選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀、設(shè)備利用合理，具體分別說明如下。 1 1 塑件脫模方便塑件脫模方便 塑件脫模方便，不僅要求選取的分型面位置不會使塑件卡在型腔無法取出，也要求塑件在動、定模打開時盡可能滯留在動模一側(cè)，因為模具的脫模機(jī)構(gòu)在動模一側(cè)。按這一要求，一般都是將主型芯裝在動模一側(cè)，使塑件收縮包緊在主型芯上，這時型腔可以設(shè)在定模一側(cè)，如圖4-2所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 但當(dāng)塑件內(nèi)

8、含有帶孔的嵌件，或當(dāng)塑件上根本無孔時，或者由于塑件外形復(fù)雜對型腔粘附力較大時，為了使塑件不致于留在定模一側(cè)，應(yīng)該將型腔設(shè)置在動模一側(cè)，分別如圖4-3（a）（b）（c）所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 2 2 模具結(jié)構(gòu)簡單模具結(jié)構(gòu)簡單 圖4-4所示的塑件，形狀比較特殊，若按照圖(a)方案，將分型面設(shè)計成平面,型腔底面不容易切削加工，不如將分型面設(shè)計為斜面，使型腔底面成為平面，便于加工，如圖(b)所示。從簡化模具考慮，對需要抽芯的塑件，應(yīng)盡量避免在定模部分抽芯。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 3 3 型腔排氣順利型腔排氣順利

9、型腔氣體的排除，除了利用頂出元件的配合間隙外，主要靠分型面，排氣槽也都設(shè)在分型面上。因此，分型面應(yīng)該選擇在熔體流動的末端。圖4-5中所示塑件，若按方案(a)設(shè)計分型面，則排氣不暢，改用方案(b)則排氣順暢。又如圖4-6中的塑件，方案(a)排氣不暢，方案(b)排氣順利。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4 確保塑件質(zhì)量 圖4-7所示的塑件，為一雙聯(lián)齒輪，要求大、小齒、內(nèi)孔三者保持嚴(yán)格同軸，以利于齒輪傳動平穩(wěn)，減小磨損。若將分型面按圖(a)設(shè)計，大齒和小齒分別在定模和動模，難以保證二者良好的同軸度，若改用圖(b)中方案使分型面位于大

10、齒端面，型腔完全在動模，可保證良好的同軸度。 又如圖4-8所示塑件，其中尺寸L有較嚴(yán)要求，如果按方案(a)設(shè)計分型面，成型后毛邊會影響到尺度L的精度若改用方案(b)，毛邊僅影響到塑件總高度，但不影響尺寸L。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 5 5 無損塑件外觀無損塑件外觀 圖4-9所示塑件，底部帶有環(huán)形支撐面，若分型面按圖(a)中方案設(shè)計，會在環(huán)形支撐面處留下毛邊痕跡。如果改為圖(b)中方案、毛邊產(chǎn)生在塑件端面，去除后對塑件外觀無損。圖4-10中因同樣原因，以方案(b)為好。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)

11、校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 6 6 合理利用設(shè)備合理利用設(shè)備 一般注塑模的側(cè)向抽芯，都是借助模具打開時的開模運動通過模具的抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯，在有限的開模行程內(nèi)，完成的抽芯距離有限制。因此，對于帶有互相垂直的兩個方向都有孔或凹槽的塑件，應(yīng)避免長距離抽芯，如圖4-11所示塑件，方案(a)不妥方案(b)較好。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯4.2 注塑模的排氣注塑模的排氣 4.2.1 概述概述 注塑模的排氣是模具設(shè)計中不可忽視的一個問題，特別是快速注塑成型工藝的發(fā)展對注塑模排氣的要求就愈嚴(yán)格。 注塑模內(nèi)積集的氣體有以下四個來源： 1 進(jìn)料系統(tǒng)和型腔中

12、存有的空氣； 2 塑料含有的水分在注塑溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣； 3 由于注塑溫度過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體； 4 塑料中某些配合劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 在排氣不良的模具中，上述這些氣體經(jīng)受很大的壓縮作用而產(chǎn)生反壓力，這種反壓力阻止熔融塑料的正?？焖俪淠?，而且，氣體壓縮所產(chǎn)生的熱也能使塑料燒焦。 在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注塑壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下能滲入塑料內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松、空洞等缺陷。由于模具積存的空氣所產(chǎn)生的氣泡，常分布在與澆口相對的部位上；分解氣體產(chǎn)生的氣泡，則沿著塑件的厚度分布；水蒸氣產(chǎn)生的氣泡，則不規(guī)則地分

13、布在整個塑件上。從塑件上氣泡分布的狀況，不僅可以判斷氣泡的性質(zhì)，而且也可以判斷模具的排氣部位是否正確可取。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯4.2.2 設(shè)計要點設(shè)計要點 排氣槽(或孔)位置和大小的選定，主要依靠經(jīng)驗。通常將排氣槽(或孔)先開設(shè)在比較明顯的部位，經(jīng)過試模后再修改或增加，但基本的設(shè)計要點可歸納如下： 1 排氣要保證迅速、完全，排氣速度要與充模速度相適應(yīng)； 2 排氣槽(孔)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位； 3 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在分型面上，但排氣槽溢料產(chǎn)生的毛邊應(yīng)不妨礙塑件脫模； 4 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在料流的終點，如流道、冷料井的盡端； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 5 為了模具制造和清模的方便，

14、排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在凹模的一面； 6 排氣槽排氣方向不應(yīng)朝向操作面，防注塑時漏料燙傷人； 7 排氣槽(孔)不應(yīng)有死角，防止積存 冷料； 8 根據(jù)一般經(jīng)驗，常用塑料的排氣槽厚度的取值如表4-2所示： 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 4.2.3 排氣槽截面尺寸計算排氣槽截面尺寸計算 塑料熔體充模過程時間很短，可認(rèn)為模內(nèi)氣體物理性質(zhì)符合絕熱條件。因此所需排氣槽的截面面積: 01125PTmF河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 模內(nèi)氣體質(zhì)量，按常壓常溫20的空氣密度1.16kg/m3計算，有: 應(yīng)用氣體狀態(tài)方程，可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度: 001Vm1304. 0101PPTT河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯

15、 實際排氣槽寬度應(yīng)大于計算值。使用了一定期限的舊模具，由于揮發(fā)性氣體的積垢使排氣有效截面減小。若排氣槽總寬度較大時，可采用多個、甚至連續(xù)寬度排氣。 隨著高速注塑的發(fā)展，真空排氣系統(tǒng)將被采用。有的甚至用負(fù)壓的冷卻劑輔助將氣體攜出。以上陳述的是熱塑性塑料注塑模的排氣系統(tǒng)。熱固性塑料注塑模的排氣系統(tǒng)更為重要。排出氣體質(zhì)量1中須計入化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體質(zhì)量。 塑料注塑模常見的排氣形式如下表所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯4.3 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模具閉合時,成型零件構(gòu)成了成型塑料制品

16、的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需克服與塑件的粘著力。在上萬次、甚至幾十萬次的注塑周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)然是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型

17、零件成本高于模架的價格，隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級和壽命要求的提高而增加。 4.3.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式和組合式。采用鑲拼結(jié)構(gòu)的凹模，對于改善模具加工工藝性有明顯好處。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯1 1 整體式凹模整體式凹模 它在成型模具的凹模板上加工型腔，如圖4-12所示。很顯然，它有較高的強(qiáng)度和剛度，但加工較困難。需用電火花、立式銑床加工，僅適合于形狀簡單的中小型塑件。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 2 2 整體嵌入式凹模整體嵌入式凹模 它適用于小型塑件的多型腔模。將多個一致

18、性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。嵌入的凹模，可用低碳鋼或低碳合金鋼，用一個沖模冷擠成多個，再滲碳淬火后拋光。也可用電鑄法成型凹模型腔，即使用一般機(jī)加工方法加工各凹模，由于容易測量，也能保證一致性。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 整體嵌入式凹模裝在固定模板中要防止嵌入件松動和旋轉(zhuǎn)。要有防脫吊緊螺釘和防轉(zhuǎn)銷釘，如圖4-13 (a)、(b)所示。帶肩的嵌入凹模能有效防止脫出固定板，但需底板壓固如圖 (b)、(c)所示。采用過渡緊配合甚至過盈配合，可使嵌入件固定牢靠。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等

19、?？茖W(xué)校：楊占堯3 3 組合式凹模組合式凹模 通孔凹模在加工切削、線切割、磨削、拋光及熱處理加工時較為方便。無底型腔加工后裝上底板，構(gòu)成凹模整體型腔，稱之為組合式凹模。它是一種大面積的鑲嵌。其底板面積或大于凹模型腔底面，或者就是凹模板，如圖4-14所示。 組合式凹模的強(qiáng)度和剛度較差。在高壓熔體作用下組合底板變形時，見圖4-14 (a)，熔體趁機(jī)侵入連接面，在塑件上造成飛邊，造成脫模困難并損傷棱邊。圖 4-14(b)、(c)所示的兩種組合結(jié)構(gòu)，制造成本雖高些，但由于配合面密閉可靠，能防止熔體滲入。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4 4 鑲拼式凹模鑲拼式凹模 各種

20、結(jié)構(gòu)的凹模，都可用鑲件或拼塊組成凹模的局部型腔。圖4-15為局部鑲拼的凹模，鑲件可嵌拼在四壁，也可鑲嵌在底部。也有凹模型腔的全部，由許多鑲件拼合的全拼塊式的結(jié)構(gòu)，僅用于小型精密的注塑模。也有型腔四壁用拼塊套箍在模板中的結(jié)構(gòu)，如圖4-16所示，尤適用于大型模具。但要注意拼縫位置的選擇。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 在凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用鑲拼結(jié)構(gòu)有如下好處： (1)簡化凹模型腔加工，將復(fù)雜的凹模內(nèi)形體的加工變成鑲件的外形加工。降低了凹模整體的加工難度。 (2)鑲件可用高碳鋼或高碳合金鋼淬火。淬火后變形較小，可用專用磨床研磨復(fù)雜

21、形狀和曲面。凹模中使用鑲件的局部型腔有較高精度，經(jīng)久的耐磨性并可置換。 (3)可節(jié)約優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，尤其對于大型棋具更是如此。 (4)有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的通道的設(shè)計和加工。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 盡管如此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點： (1)凹模的強(qiáng)度和剛度因此有所削弱，故?？虬鍛?yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 (2)鑲件之間、及其與?？蛑g盡量采用凹凸槽相互扣鎖，以減小整體凹模在高壓下的變形和鑲件的位移。鑲件必須準(zhǔn)確定位，并有可靠緊固。 (3)鑲拼接縫必須配合緊密。轉(zhuǎn)角和曲面處不能設(shè)置拼縫。拼縫線方向應(yīng)與脫模方向一致。 (4)鑲拼件的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于加工、裝配和調(diào)換。鑲拼件的形狀和尺寸精度應(yīng)

22、有利于凹?？傮w精度，并確保動模和定模的對中性，還應(yīng)有避免誤差累積的措施。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 4.3.2 凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。凸模也稱主型芯，用來成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱成型桿，用來成型塑件的局部孔或槽。 1 1 組合式凸模組合式凸模 圖4-17所示為常用的組合式凸模結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)節(jié)省了優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，也便于動模與定模對準(zhǔn)。圖4-17(a)為軸肩連接，牢固可靠。圖4-17(b)為局部嵌入，用螺栓拉緊。尤其適用于大型注塑模凸模結(jié)構(gòu)，有利于凸模冷卻和排氣的實施。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回

23、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯2 2 圓柱型芯結(jié)構(gòu)圓柱型芯結(jié)構(gòu) 最常見的圓柱型芯結(jié)構(gòu)，如圖4-18(a)所示。它采用軸肩與墊板的固定方法。定位配合部分長度為35mm，用小間隙或過渡配合。非配合長度上擴(kuò)孔后，有利于排氣。有多個小型芯時，則可如圖4-18(b)或(c)所示結(jié)構(gòu)予以實施。型芯軸肩高度在嵌入后都必須高出模板裝配平面，經(jīng)研磨成同一平面后再與墊板連接。這種從模板背面壓入型芯的方法，稱之為反嵌法。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 若模板較厚時，可采用圖4-19 (a)、(b)所示的的結(jié)構(gòu)。倘若模板較薄，則用圖4-19(c)所示的結(jié)構(gòu)。對于成型3mm以下的盲孔的圓

24、柱型芯可采用正嵌法，將型芯從型腔表面壓入。結(jié)構(gòu)與配合要求如圖4-20所示，須注意此方法的可靠性。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯3 3 異形型芯結(jié)構(gòu)異形型芯結(jié)構(gòu) 非圓的異形型芯大都采用反嵌法，如圖4-21 (a)所示。在型腔板上加工出相配合的異形孔。但支承和軸肩部分均為圓柱體，以便于加工與裝配。對徑向尺寸較小的異形型芯可用正嵌法的結(jié)構(gòu)，見圖4-21 (b)。實際應(yīng)用中，反嵌法結(jié)構(gòu)的工作性能比正嵌法可靠。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯4 4 鑲拼型芯結(jié)構(gòu)鑲拼型芯結(jié)構(gòu) 形狀復(fù)雜、精度高又有耐磨要求的

25、型芯，用圖4-22所示的的鑲拼結(jié)構(gòu)，可大大改善加工和熱處理的工藝性。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 返回河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯4.3.3 成型零件鋼材選用成型零件鋼材選用 成型零件材料選用要求如下：1.機(jī)械加工性能良好：要選用易于切削，且在加工后能得到高精度零件的鋼種。為此，以中碳鋼與中碳合金鋼最常用，這對大型模具尤其重要。對需電火花加工的零件，還要求該鋼種的燒傷硬化層較薄。2.拋光性能優(yōu)良：注塑模成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面，Ra0.05m。要求鋼材硬度HRC3540為宜，過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，無疵斑和針點。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 3.

26、耐磨性和抗疲勞性能好：注塑模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變的應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼，可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不宜采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模的次數(shù)，能長期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。這對30萬以上注塑次數(shù)和玻璃纖維增強(qiáng)的塑料注塑生產(chǎn)尤其重要。 4.具有耐腐性能：對有些塑料品種，如聚氯乙烯和阻燃型塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 選用鋼種時應(yīng)按塑料制品生產(chǎn)批量、塑料物料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求確定，見表4-4。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯4.4 成型零件工作尺寸計算成型零件工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸

27、，是成型零件上直接用來成型塑料制品的那部分尺寸。成型零件分為兩大類：即光滑成型零件，它們是型腔(凹模)、型芯(凸模)；螺紋成型零件，它們是螺紋型芯、螺紋型環(huán)，本節(jié)只講光滑成型零件，螺紋成型零件的工作尺寸計算在第十模塊講。 成型零件的工作尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當(dāng)復(fù)雜，如模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設(shè)備上的安裝調(diào)整誤差、成型方法及成型工藝的影響等。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 成型零件的工作尺寸計算，要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率、溢料飛邊厚度、塑料制品脫模、模具制造的加工條件及

28、可達(dá)到的水平等因素。 光滑成型零件工作尺寸的計算方法見表4-5。 與制品成型尺寸的公差等級（參照金屬切削加工的公差等級）有關(guān)的成型零件工作尺寸的公差，按表4-6選用。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 光滑成型零件的工作尺寸按表4-5中公式計算出的數(shù)值尾數(shù)，應(yīng)圓整為表4-7規(guī)定的倍數(shù)。型腔內(nèi)表面和高度向增大方面圓整；型芯外表面、中心距和類尺寸向減小方面圓整。 制品未標(biāo)明脫模斜度時，為了便于制品脫模，成型零件的工作表面上應(yīng)有斜角，斜角必須限定在制品的公差帶范圍內(nèi)，按表4-8選取。傾斜方向應(yīng)保證脫模的順利進(jìn)行，外表面斜角可增大，內(nèi)表面斜角可減小。 按表4-5、4-6、4-7、4-8計算確定的成型零件工

29、作尺寸，應(yīng)按表4-9進(jìn)行校核，以確保制品的尺寸精度。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 計算成型零件工作尺寸時，塑料的成型收縮率可按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)塑料生產(chǎn)廠的產(chǎn)品說明書等資料查找。對于某些不太重要的制品，如日用器皿等，可不考慮收縮率。對尺寸精度有較高要求的制品，只有在成型工藝規(guī)程規(guī)定條件下制造出試樣后，才能獲得準(zhǔn)確的收縮率值。塑料制品的壁厚、形狀、外形尺寸、熔料流長度、澆口形式等均對收縮有影響，這點在計算成型零件工作尺寸時，應(yīng)予以注意。 除了本書介紹的成型零部件工作尺寸計算方法外，常用的計算方法還有平均值法和公差帶法，有關(guān)內(nèi)容可參考相關(guān)文獻(xiàn)，本書簡要介紹如下： 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 平均

30、值方法的基礎(chǔ)是對因成型收縮率波動引起的制品尺寸偏差s和工作尺寸的制造偏差z所做的統(tǒng)計規(guī)律，這種統(tǒng)計規(guī)律顯示s和z呈正態(tài)分布，它們?nèi)∑骄档母怕首畲?，而取最大值和最小值的概率接近于零。若在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步假設(shè)，當(dāng)制品的成型收縮率和成型零部件的工作尺寸制造偏差及其磨損量分別等于它們各自的平均值時，制品的尺寸偏差也恰好獲得平均值，從而便可以推導(dǎo)出一系列計算型腔類、型芯類和中心距類尺寸的公式，這些公式統(tǒng)稱為平均值法。平均值法的特點是計算工作比較方便，但計算公式建立在假設(shè)基礎(chǔ)上，容易使計算結(jié)果與實際需用的工作尺寸之間出現(xiàn)較大的誤差；當(dāng)制品尺寸精度要求較高或制品尺寸比較大時，這種誤差將有可能比較顯著，在這兩

31、種情況下最好不用平均值法，而采用下述的公差帶方法比較適合。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 公差帶法的特點是先用成型收縮率的最大值以及制品的尺寸公差，對成型零部件工作尺寸的最小值進(jìn)行初算，然后根據(jù)預(yù)定的制造偏差和磨損量來驗算制品可能出現(xiàn)的最大尺寸是否位于制品規(guī)定的公差范圍內(nèi)。從理論上講，對于型腔類和型芯類尺寸，既可以先計算它們的最小值再驗算制品尺寸的最大值，也可以先算最大值再驗算制品尺寸的最小值。但實際經(jīng)驗已表明，兩種不同方法的計算結(jié)果往往不大相同。因此，從成型零部件工作尺寸的磨損性質(zhì)考慮，為了可靠起見，對于型腔類尺寸，一般先算最小值,然后再驗算制品尺寸的最大值.而對型芯類尺寸，則算大驗小。然而

32、，在某些特殊情況下，如計算型腔深度和型芯高度時，如果考慮修模部位，對于型腔深度也有可能參照型芯類尺寸性質(zhì)進(jìn)行計算，對于型芯高度也有可能參照型腔類尺寸性質(zhì)進(jìn)行計算。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 4.5 型腔壁厚計算型腔壁厚計算 4.5.1 型腔的強(qiáng)度及剛度要求型腔的強(qiáng)度及剛度要求 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度的計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的重要問題，尤其對大型模具更為突出。目前許多單位都憑經(jīng)驗決定，但常因估計不準(zhǔn)確而造成模具報廢或浪費材料，為此，建立科學(xué)的計算方法實屬必要。目前常用計算方法有按強(qiáng)度條件計算和按剛度條件計算兩大類，但實際的塑料模具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，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形。因此，要求對強(qiáng)度及剛度加以合理考慮。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力、合模時的壓力、開模時的拉力等，其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時，剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等，可見模具對強(qiáng)度和