注射模具成型零件的設計

1、第五章第五章 注射模具成型零件的設計注射模具成型零件的設計 5-1 5-1 型腔的結構設計型腔的結構設計 5-2 5-2 型芯的結構設計型芯的結構設計 5-3 5-3 成型零件鑲拼組合的原則成型零件鑲拼組合的原則5-4 5-4 成型零件尺寸的確定成型零件尺寸的確定5-5 5-5 螺紋成型零件的設計螺紋成型零件的設計 5-6 5-6 成型零件的設計成型零件的設計第一節(jié)第一節(jié) 型腔的結構設計型腔的結構設計型腔又稱凹模，是構成塑件型腔又稱凹模，是構成塑件 外部幾何形狀的零件外部幾何形狀的零件一、型腔的結構形式一、型腔的結構形式n完全整體式完全整體式圖圖5-1 型腔型腔由整塊材料加工而成，適于形狀簡單

2、的中小型模具由整塊材料加工而成，適于形狀簡單的中小型模具優(yōu)點：結構簡單；強度、剛度較高，不易變形；塑件上不會產生拼縫痕跡優(yōu)點：結構簡單；強度、剛度較高，不易變形；塑件上不會產生拼縫痕跡缺點：切削量大，成本高；熱處理和表面處理較難缺點：切削量大，成本高；熱處理和表面處理較難n整體組合式整體組合式圖圖5-2 型腔由整塊材料加工，而后嵌入到固定板中型腔由整塊材料加工，而后嵌入到固定板中特點：特點：便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后再分別裝入模板，易便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后再分別裝入模板，易保證同心度和尺寸精度，且便于熱處理保證同心度和尺寸精度，且便于熱處理 n局部組

3、合式局部組合式圖圖5-3 型腔由整塊材料制成，局部鑲有成型嵌件。用于型腔較深、型腔由整塊材料制成，局部鑲有成型嵌件。用于型腔較深、形狀較復雜、整體加工困難或局部需要淬硬的模具形狀較復雜、整體加工困難或局部需要淬硬的模具 n完全組合式完全組合式 由多個鑲塊組合而成。用于不易加工的型腔和大型型腔上由多個鑲塊組合而成。用于不易加工的型腔和大型型腔上 n特點：便于機加工、拋光、研磨、局部熱處理。特點：便于機加工、拋光、研磨、局部熱處理。 嵌入式：嵌入式： 圖圖5-4 ?？蚪M合式：模框組合式： 圖圖5-5 瓣合式：瓣合式：圖圖5-6二、型腔壁厚和底板厚度的計算二、型腔壁厚和底板厚度的計算1.1.注射過程

4、中型腔所受的力注射過程中型腔所受的力合模時的壓應力；注射壓力；保壓壓力；開模時的拉應力合模時的壓應力；注射壓力；保壓壓力；開模時的拉應力2. 2. 型腔壁厚和底板厚度計算的必要性型腔壁厚和底板厚度計算的必要性: :圖圖5-7.8.9.105-7.8.9.10n型腔剛度不足型腔剛度不足時會產生時會產生彈性變形彈性變形，型腔向外膨脹型腔向外膨脹，影響塑件質量和尺寸影響塑件質量和尺寸精度精度，并產生，并產生溢料、飛邊溢料、飛邊n型腔強度不足時會產生塑型變形，可引起型腔永久變形甚至破裂型腔強度不足時會產生塑型變形，可引起型腔永久變形甚至破裂 3.3. 計算與校核中的技術參數(shù)計算與校核中的技術參數(shù)：圖圖

5、5-7.8.9.105-7.8.9.10n型腔內部所受熔體型腔內部所受熔體的的單位平均壓力單位平均壓力P P：一般一般取取19.619.649Mpa49Mpan型腔的型腔的許用變形量許用變形量：即即最大不溢料間隙最大不溢料間隙n型強所用鋼材的許用應力型強所用鋼材的許用應力 4. 4. 型腔壁厚和底板厚度的計算型腔壁厚和底板厚度的計算側壁和底板厚度分別以剛度和強度條件計算側壁和底板厚度分別以剛度和強度條件計算n組合式圓形型腔組合式圓形型腔 整體式圓形型腔整體式圓形型腔n組合式矩形型腔組合式矩形型腔 整體式矩形型腔整體式矩形型腔5.5.型腔壁厚計算實例型腔壁厚計算實例例例5-1 組合式圓形型腔計算

6、實例組合式圓形型腔計算實例圖圖5-7.5-7. 有一組合式圓形型腔，其內腔半徑有一組合式圓形型腔，其內腔半徑r=85mm，型腔的許用變形量，型腔的許用變形量=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa， 型腔材型腔材料的許用應力料的許用應力=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。求其型腔的側壁和底板厚度。例例5-2 組合式矩形型腔計算實例組合式矩形型腔計算實例圖圖5-9.5-9. 有一組合式矩形型腔，其內腔內腔長度有一組合式矩形型腔，其內腔內腔長度l1=340mm，L2=220mm，型腔深度型腔深度h=68mm，型腔側壁，型腔側壁h1=100mm，

7、模體支架間距，模體支架間距L=200mm，支撐板長度，支撐板長度l=600mm，型腔的許用變形量，型腔的許用變形量=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa， 型腔材型腔材料的許用應力料的許用應力=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。求其型腔的側壁和底板厚度。 組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較 mm型腔邊長型腔邊長l1100200300370400500600S剛22.85798.7131145195249S強3571106131141177212型腔內半徑型腔內半徑r20508586100130140S剛2.1

8、1551.95485149280S強1331.553.854637688組合式矩形型腔側壁厚度的計算比較組合式矩形型腔側壁厚度的計算比較 mm 結論結論當圓形型腔內半徑當圓形型腔內半徑r=86mm和矩形型腔的長邊和矩形型腔的長邊L1=370mm時，按剛度和時，按剛度和強度分別算得的側壁厚度相等。故取強度分別算得的側壁厚度相等。故取r=86mm和和L1=370mm為臨界值，為臨界值，當小于該值時按強度計算，大于該值時按剛度計算當小于該值時按強度計算，大于該值時按剛度計算第二節(jié)第二節(jié) 型芯的結構設計型芯的結構設計型芯又叫凸模，是構成塑件內部幾何形狀的零件。包括主體型芯、小型芯、側型芯又叫凸模，是構

9、成塑件內部幾何形狀的零件。包括主體型芯、小型芯、側抽芯和成型桿及螺紋型芯等抽芯和成型桿及螺紋型芯等 一、型芯的結構形式一、型芯的結構形式n完全整體式完全整體式圖圖5-115-11 主體型芯與動模板做成一體。結構簡單，強度、剛度較主體型芯與動模板做成一體。結構簡單，強度、剛度較好好; ;費工費材，不易修復和更換，只用于形狀簡單的單型腔或強度、剛度要費工費材，不易修復和更換，只用于形狀簡單的單型腔或強度、剛度要求求很高的注射模很高的注射模 n整體嵌入式整體嵌入式圖圖5-125-12 將主體型芯鑲嵌在將主體型芯鑲嵌在模板上并固定模板上并固定 n局部組合式局部組合式圖圖5-135-13、圖圖5-145

10、-14 塑件局部有不同形狀的孔或溝槽不易加工時，塑件局部有不同形狀的孔或溝槽不易加工時，在主體型芯上局部鑲嵌與之對應的形狀，在主體型芯上局部鑲嵌與之對應的形狀，以簡化加工工藝，便于制造和維修以簡化加工工藝，便于制造和維修 n完全組合式完全組合式圖圖5-155-15由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成，用于形由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成，用于形狀規(guī)則又難于狀規(guī)則又難于整體加工的塑件整體加工的塑件 二、小型芯的固定形式二、小型芯的固定形式 圖圖5-165-16第三節(jié)第三節(jié) 成型零件鑲拼組合的原則成型零件鑲拼組合的原則一一. .保證塑件質量和模具可靠性保證塑件質量和模具可靠性n減少在塑件上留下拼縫痕跡減

11、少在塑件上留下拼縫痕跡n使毛刺方向與鑲拼方向一致，以免影響脫模使毛刺方向與鑲拼方向一致，以免影響脫模n盡量使接合縫嚴密，強度足夠，牢靠可靠，避免尖角、薄壁盡量使接合縫嚴密，強度足夠，牢靠可靠，避免尖角、薄壁 二二. .方便模具其它部分的布局方便模具其它部分的布局n考慮鑲拼結構是否干涉澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)及脫模機構等的設計考慮鑲拼結構是否干涉澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)及脫模機構等的設計三三. .考慮模具的制造與維修考慮模具的制造與維修n盡量簡化模具制造工藝，維修、更換方便盡量簡化模具制造工藝，維修、更換方便n盡量減少鑲拼數(shù)量盡量減少鑲拼數(shù)量n縮短配合長度等縮短配合長度等 第四節(jié)第四節(jié) 成型零件尺寸

12、的確定成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素一、影響塑件尺寸的因素n成型收縮率的選擇和成型收縮的波動引起的尺寸誤差成型收縮率的選擇和成型收縮的波動引起的尺寸誤差n成型零件的制造誤差、組裝誤差及相對移動引起的誤差；成型零件的制造誤差、組裝誤差及相對移動引起的誤差；n成型零件脫模斜度引起的誤差成型零件脫模斜度引起的誤差n成型零件磨損及化學腐蝕引起的誤差成型零件磨損及化學腐蝕引起的誤差二、確定成型零件尺寸的原則二、確定成型零件尺寸的原則1.1.綜合考慮以下因素，確定合適的塑料收縮率綜合考慮以下因素，確定合適的塑料收縮率n塑件壁厚、形狀及嵌件：壁厚較大、形狀較復雜或有時嵌件取偏小值塑件壁厚、形狀及嵌

13、件：壁厚較大、形狀較復雜或有時嵌件取偏小值n熔料流向：與進料方向平行的尺寸取偏小值熔料流向：與進料方向平行的尺寸取偏小值n澆口截面積：澆口截面積小的比大的收縮率大，應取偏大值澆口截面積：澆口截面積小的比大的收縮率大，應取偏大值n與澆口的距離：近的部位比遠的部位收縮率小，應選較小值與澆口的距離：近的部位比遠的部位收縮率小，應選較小值n型腔尺寸取小于平均收縮率的值，型芯尺寸取大于平均收縮率的值型腔尺寸取小于平均收縮率的值，型芯尺寸取大于平均收縮率的值 2.2.據(jù)成型零件的性質決定各部分成型尺寸：據(jù)成型零件的性質決定各部分成型尺寸：圖圖5-175-173.3.脫模斜度的取向：型腔尺寸以大端為準，脫模

14、斜度向縮小方向取得；型脫模斜度的取向：型腔尺寸以大端為準，脫模斜度向縮小方向取得；型芯尺寸以小端為準，脫模斜度向擴大方向取得芯尺寸以小端為準，脫模斜度向擴大方向取得 4.4.成型零件相對移動而可能產生飛邊時，成型尺寸可適當減去或增加一個成型零件相對移動而可能產生飛邊時，成型尺寸可適當減去或增加一個附加值附加值圖圖5-185-18三、成型零件尺寸的計算三、成型零件尺寸的計算1.1.型腔尺寸型腔尺寸其中：其中：D型腔徑向最小基本尺寸；型腔徑向最小基本尺寸； D0塑件最大基本尺寸塑件最大基本尺寸 S塑料平均收縮率；塑料平均收縮率；H型腔深度最小基本尺寸型腔深度最小基本尺寸 H塑件最大基本尺寸；塑件最

15、大基本尺寸；塑件的公差塑件的公差 模具制造公差，按模具制造公差，按IT9級公差選取，精度要求不高者?。壒钸x取，精度要求不高者?。?/3 1/6） 2.2.型芯尺寸型芯尺寸d型芯徑向最大基本寸型芯徑向最大基本寸 h 型芯高度最大尺寸型芯高度最大尺寸d0塑件徑向最小基本尺寸塑件徑向最小基本尺寸 h0塑件內形深度最小尺寸塑件內形深度最小尺寸4.4.計算實例計算實例 圖圖5-145-14 圖示為材料是圖示為材料是ABS 的塑件，的塑件，試計算其成型零件的各部尺寸試計算其成型零件的各部尺寸型腔大端直徑型腔大端直徑D型腔深度型腔深度H型腔小端直徑型腔小端直徑d型芯高度型芯高度h中心距中心距C3.3.中

16、心距尺寸中心距尺寸c 模具中心距基本尺寸模具中心距基本尺寸c 0塑件中心距的基本尺寸塑件中心距的基本尺寸第五節(jié)第五節(jié) 螺紋成型零件的設計螺紋成型零件的設計一、塑料螺紋的成型方法一、塑料螺紋的成型方法 圖圖5-205-20二、螺紋成型零件尺寸的計算二、螺紋成型零件尺寸的計算n螺紋型環(huán)徑向尺寸取塑件公差的負偏差螺紋型環(huán)徑向尺寸取塑件公差的負偏差, ,再減去一個磨損余量再減去一個磨損余量n螺紋型芯徑向尺寸取塑件公差的正偏差，再加上一個磨損余量螺紋型芯徑向尺寸取塑件公差的正偏差，再加上一個磨損余量n螺距尺寸取雙向公差螺距尺寸取雙向公差1.1.螺紋型環(huán)的徑向尺寸螺紋型環(huán)的徑向尺寸 圖圖5-215-21

17、n中徑中徑D D2m2m n外徑外徑D Dm m n內徑內徑D D1m 1m 其中：其中：D2m螺紋型芯中徑尺寸螺紋型芯中徑尺寸Dm螺紋型環(huán)外徑尺寸螺紋型環(huán)外徑尺寸D1m螺紋型環(huán)內徑尺寸螺紋型環(huán)內徑尺寸D2塑件外螺紋中徑基本尺寸塑件外螺紋中徑基本尺寸 D塑件外螺紋的外徑基本尺寸塑件外螺紋的外徑基本尺寸S塑件平均收縮率塑件平均收縮率 b塑件外螺紋的中、外、內徑公差塑件外螺紋的中、外、內徑公差螺紋型環(huán)的徑向制造公差，螺紋型環(huán)的徑向制造公差， 2203(1)4mDDSb2.2.螺紋型芯的徑向尺寸螺紋型芯的徑向尺寸 圖圖5-225-22 n中徑中徑 n外徑外徑 n內徑內徑3.3.螺距螺距其中：其中：d

18、2m螺紋型芯中徑尺寸螺紋型芯中徑尺寸dm螺紋型環(huán)外徑尺寸螺紋型環(huán)外徑尺寸d1m螺紋型環(huán)內徑尺寸螺紋型環(huán)內徑尺寸d2塑件外螺紋中徑基本尺寸塑件外螺紋中徑基本尺寸 d塑件外螺紋的外徑基本尺寸塑件外螺紋的外徑基本尺寸S塑件平均收縮率塑件平均收縮率 b塑件外螺紋的中、外、內徑公差塑件外螺紋的中、外、內徑公差螺紋型芯的徑向制造公差螺紋型芯的徑向制造公差 三、螺紋成型零件的設計原則三、螺紋成型零件的設計原則n限制限制螺紋配合極限長度螺紋配合極限長度L L極極：b b塑件螺紋的中徑公差；塑件螺紋的中徑公差；S S所選塑料的收縮率所選塑料的收縮率 例：塑件為例：塑件為M10M10的螺母，塑料為聚丙烯，求其螺紋配合的極限長度。的螺母，塑料為聚丙烯，求其螺紋配合的極限長度。n配合長度較短，不能滿足強度要求，可改用收縮率較小的材料配合長度較短，不能滿足強度要求，可改用收縮率較小的材料螺紋起、終端留大于螺紋起、終端留大于0.8mm0.8mm的無螺紋區(qū)以提高塑件使用壽命、增加強度的無螺紋區(qū)以提高塑件使用壽命、增加強度圖圖5-23 5-23 n螺紋相配的兩塑件盡量應選用同種塑料，可不考慮螺距的收縮率螺紋相配的兩塑件盡量應選用同種塑料，可不考慮螺距的收縮率 四、螺紋成型零件計算實例