注射模具成型零件的設計課件

第五章注射模具成型零件的設計

§5-1型腔的結構設計§5-2型芯的結構設計§5-3成型零件鑲拼組合的原則§5-4成型零件尺寸的確定§5-5螺紋成型零件的設計§5-6成型零件的設計第五章注射模具成型零件的設計§5-1型腔的結構設計1第一節(jié)型腔的結構設計型腔又稱凹模，是構成塑件外部幾何形狀的零件一、型腔的結構形式完全整體式圖5-1

型腔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(chǎn)生拼縫痕跡缺點：切削量大，成本高；熱處理和表面處理較難整體組合式圖5-2

型腔由整塊材料加工，而后嵌入到固定板中特點：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，易保證同心度和尺寸精度，且便于熱處理

局部組合式圖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、形狀較復雜、整體加工困難或局部需要淬硬的模具

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

特點：便于機加工、拋光、研磨、局部熱處理。嵌入式：圖5-4?？蚪M合式：圖5-5瓣合式：圖5-6第一節(jié)型腔的結構設計型腔又稱凹模，是構成塑件外部幾何形狀2二、型腔壁厚和底板厚度的計算1.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2.型腔壁厚和底板厚度計算的必要性:圖5-7.8.9.10型腔剛度不足時會產(chǎn)生彈性變形，型腔向外膨脹，影響塑件質量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料、飛邊型腔強度不足時會產(chǎn)生塑型變形，可引起型腔永久變形甚至破裂3.

計算與校核中的技術參數(shù)：圖5-7.8.9.10型腔內部所受熔體的單位平均壓力P：一般取19.6～49Mpa型腔的許用變形量[δ]：即最大不溢料間隙型強所用鋼材的許用應力[σ]4.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組合式圓形型腔整體式圓形型腔組合式矩形型腔整體式矩形型腔二、型腔壁厚和底板厚度的計算1.注射過程中型腔所受的力35.型腔壁厚計算實例例5-1組合式圓形型腔計算實例圖5-7.

有一組合式圓形型腔，其內腔半徑r=85mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。例5-2組合式矩形型腔計算實例圖5-9.有一組合式矩形型腔，其內腔內腔長度l1=340mm，L2=220mm，型腔深度h=68mm，型腔側壁h1=100mm，模體支架間距L=200mm，支撐板長度l=600mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。5.型腔壁厚計算實例4

組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較mm型腔邊長l1100200300370400500600S剛22.85798.7131145195249S強3571106131141177212型腔內半徑r20508586100130140S剛2.11551.95485149280S強1331.553.854637688組合式矩形型腔側壁厚度的計算比較

mm

結論當圓形型腔內半徑r=86mm和矩形型腔的長邊L1=370mm時，按剛度和強度分別算得的側壁厚度相等。故取r=86mm和L1=370mm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組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較5第二節(jié)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、側抽芯和成型桿及螺紋型芯等一、型芯的結構形式完全整體式圖5-11

主體型芯與動模板做成一體。結構簡單，強度、剛度較好;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、剛度要求很高的注射模整體嵌入式圖5-12

將主體型芯鑲嵌在模板上并固定局部組合式圖5-13、圖5-14

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，以簡化加工工藝，便于制造和維修完全組合式圖5-15由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成，用于形狀規(guī)則又難于整體加工的塑件二、小型芯的固定形式

圖5-16第二節(jié)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6第三節(jié)成型零件鑲拼組合的原則一.保證塑件質量和模具可靠性減少在塑件上留下拼縫痕跡使毛刺方向與鑲拼方向一致，以免影響脫模盡量使接合縫嚴密，強度足夠，牢靠可靠，避免尖角、薄壁二.方便模具其它部分的布局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.考慮模具的制造與維修盡量簡化模具制造工藝，維修、更換方便盡量減少鑲拼數(shù)量縮短配合長度等

第三節(jié)成型零件鑲拼組合的原則一.保證塑件質量和模具可靠性7第四節(jié)成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素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；成型零件脫模斜度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1.綜合考慮以下因素，確定合適的塑料收縮率塑件壁厚、形狀及嵌件：壁厚較大、形狀較復雜或有時嵌件取偏小值熔料流向：與進料方向平行的尺寸取偏小值澆口截面積：澆口截面積小的比大的收縮率大，應取偏大值與澆口的距離：近的部位比遠的部位收縮率小，應選較小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.據(jù)成型零件的性質決定各部分成型尺寸：圖5-173.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4.成型零件相對移動而可能產(chǎn)生飛邊時，成型尺寸可適當減去或增加一個附加值圖5-18第四節(jié)成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素8三、成型零件尺寸的計算1.型腔尺寸其中：D—型腔徑向最小基本尺寸；D0—塑件最大基本尺寸S—塑料平均收縮率；H—型腔深度最小基本尺寸H—塑件最大基本尺寸；Δ—塑件的公差

δ—模具制造公差，按IT9級公差選取，精度要求不高者?。?/3～1/6）Δ2.型芯尺寸d——型芯徑向最大基本寸h——型芯高度最大尺寸d0—塑件徑向最小基本尺寸h0—塑件內形深度最小尺寸三、成型零件尺寸的計算1.型腔尺寸94.計算實例

圖5-14

圖示為材料是ABS的塑件，

試計算其成型零件的各部尺寸

型腔大端直徑D

型腔深度H

型腔小端直徑d

型芯高度h

中心距C

3.中心距尺寸c—模具中心距基本尺寸c

0—塑件中心距的基本尺寸4.計算實例圖5-14

圖示為材料是ABS的塑件，

試10第五節(jié)螺紋成型零件的設計一、塑料螺紋的成型方法

圖5-20二、螺紋成型零件尺寸的計算螺紋型環(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距尺寸取雙向公差1.螺紋型環(huán)的徑向尺寸圖5-21

中徑D2m

外徑Dm

內徑D1m其中：D2m—螺紋型芯中徑尺寸Dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸D1m—螺紋型環(huán)內徑尺寸D2—塑件外螺紋中徑基本尺寸D—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內徑公差δ—螺紋型環(huán)的徑向制造公差，

第五節(jié)螺紋成型零件的設計一、塑料螺紋的成型方法圖5-20112.螺紋型芯的徑向尺寸圖5-22

中徑

外徑

內徑3.螺距其中：d2m—螺紋型芯中徑尺寸dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸d1m—螺紋型環(huán)內徑尺寸d2—塑件外螺紋中徑基本尺寸d—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內徑公差δ—螺紋型芯的徑向制造公差

2.螺紋型芯的徑向尺寸圖5-22其中：12三、螺紋成型零件的設計原則限制螺紋配合極限長度L極：b—塑件螺紋的中徑公差；S—所選塑料的收縮率例：塑件為M10的螺母，塑料為聚丙烯，求其螺紋配合的極限長度。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0.8mm的無螺紋區(qū)以提高塑件使用壽命、增加強度圖5-23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塑件螺紋為M20x2-6H/5g，6g，塑料收縮率為0.6%，計算螺紋型環(huán)和型芯的各部分尺寸。五、小直徑螺紋型芯安裝形式圖5-24要求螺紋型芯安裝時應準確定位應易裝入、易隨塑件頂出并易從塑件上旋出三、螺紋成型零件的設計原則13第七節(jié)成型零件的設計原則一.保證塑件的整體外觀圖5-26二.成型零件應便于加工并達到必要的裝配精度圖5-27三.成型零件應有必要的制造和裝配基準面，力求制造、裝配時定位可靠，方便快捷圖5-28.29四.相互配合部分盡量減少配合面以便于制造裝配圖5-30五.組合件應便于裝卸圖5-31六.應使成型零件使用方便圖5-32七.考慮成型零件的強度圖5-33例：塑件風輪注射模的結構實例圖5-34第七節(jié)成型零件的設計原則一.保證塑件的整體外觀圖514注射模具成型零件的設計課件15注射模具成型零件的設計課件16注射模具成型零件的設計課件17注射模具成型零件的設計課件18注射模具成型零件的設計課件19注射模具成型零件的設計課件20注射模具成型零件的設計課件21注射模具成型零件的設計課件22注射模具成型零件的設計課件23注射模具成型零件的設計課件24注射模具成型零件的設計課件25注射模具成型零件的設計課件26注射模具成型零件的設計課件27注射模具成型零件的設計課件28注射模具成型零件的設計課件29注射模具成型零件的設計課件30注射模具成型零件的設計課件31注射模具成型零件的設計課件32注射模具成型零件的設計課件33注射模具成型零件的設計課件34注射模具成型零件的設計課件35注射模具成型零件的設計課件36注射模具成型零件的設計課件37注射模具成型零件的設計課件38注射模具成型零件的設計課件39注射模具成型零件的設計課件40注射模具成型零件的設計課件41注射模具成型零件的設計課件42注射模具成型零件的設計課件43注射模具成型零件的設計課件44注射模具成型零件的設計課件45注射模具成型零件的設計課件46注射模具成型零件的設計課件47注射模具成型零件的設計課件48第五章注射模具成型零件的設計

§5-1型腔的結構設計§5-2型芯的結構設計§5-3成型零件鑲拼組合的原則§5-4成型零件尺寸的確定§5-5螺紋成型零件的設計§5-6成型零件的設計第五章注射模具成型零件的設計§5-1型腔的結構設計49第一節(jié)型腔的結構設計型腔又稱凹模，是構成塑件外部幾何形狀的零件一、型腔的結構形式完全整體式圖5-1

型腔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(chǎn)生拼縫痕跡缺點：切削量大，成本高；熱處理和表面處理較難整體組合式圖5-2

型腔由整塊材料加工，而后嵌入到固定板中特點：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，易保證同心度和尺寸精度，且便于熱處理

局部組合式圖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、形狀較復雜、整體加工困難或局部需要淬硬的模具

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

特點：便于機加工、拋光、研磨、局部熱處理。嵌入式：圖5-4?？蚪M合式：圖5-5瓣合式：圖5-6第一節(jié)型腔的結構設計型腔又稱凹模，是構成塑件外部幾何形狀50二、型腔壁厚和底板厚度的計算1.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2.型腔壁厚和底板厚度計算的必要性:圖5-7.8.9.10型腔剛度不足時會產(chǎn)生彈性變形，型腔向外膨脹，影響塑件質量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料、飛邊型腔強度不足時會產(chǎn)生塑型變形，可引起型腔永久變形甚至破裂3.

計算與校核中的技術參數(shù)：圖5-7.8.9.10型腔內部所受熔體的單位平均壓力P：一般取19.6～49Mpa型腔的許用變形量[δ]：即最大不溢料間隙型強所用鋼材的許用應力[σ]4.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組合式圓形型腔整體式圓形型腔組合式矩形型腔整體式矩形型腔二、型腔壁厚和底板厚度的計算1.注射過程中型腔所受的力515.型腔壁厚計算實例例5-1組合式圓形型腔計算實例圖5-7.

有一組合式圓形型腔，其內腔半徑r=85mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。例5-2組合式矩形型腔計算實例圖5-9.有一組合式矩形型腔，其內腔內腔長度l1=340mm，L2=220mm，型腔深度h=68mm，型腔側壁h1=100mm，模體支架間距L=200mm，支撐板長度l=600mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側壁和底板厚度。5.型腔壁厚計算實例52

組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較mm型腔邊長l1100200300370400500600S剛22.85798.7131145195249S強3571106131141177212型腔內半徑r20508586100130140S剛2.11551.95485149280S強1331.553.854637688組合式矩形型腔側壁厚度的計算比較

mm

結論當圓形型腔內半徑r=86mm和矩形型腔的長邊L1=370mm時，按剛度和強度分別算得的側壁厚度相等。故取r=86mm和L1=370mm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組合式圓形型腔側壁厚度的計算比較53第二節(jié)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、側抽芯和成型桿及螺紋型芯等一、型芯的結構形式完全整體式圖5-11

主體型芯與動模板做成一體。結構簡單，強度、剛度較好;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、剛度要求很高的注射模整體嵌入式圖5-12

將主體型芯鑲嵌在模板上并固定局部組合式圖5-13、圖5-14

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，以簡化加工工藝，便于制造和維修完全組合式圖5-15由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成，用于形狀規(guī)則又難于整體加工的塑件二、小型芯的固定形式

圖5-16第二節(jié)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54第三節(jié)成型零件鑲拼組合的原則一.保證塑件質量和模具可靠性減少在塑件上留下拼縫痕跡使毛刺方向與鑲拼方向一致，以免影響脫模盡量使接合縫嚴密，強度足夠，牢靠可靠，避免尖角、薄壁二.方便模具其它部分的布局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.考慮模具的制造與維修盡量簡化模具制造工藝，維修、更換方便盡量減少鑲拼數(shù)量縮短配合長度等

第三節(jié)成型零件鑲拼組合的原則一.保證塑件質量和模具可靠性55第四節(jié)成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素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；成型零件脫模斜度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1.綜合考慮以下因素，確定合適的塑料收縮率塑件壁厚、形狀及嵌件：壁厚較大、形狀較復雜或有時嵌件取偏小值熔料流向：與進料方向平行的尺寸取偏小值澆口截面積：澆口截面積小的比大的收縮率大，應取偏大值與澆口的距離：近的部位比遠的部位收縮率小，應選較小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.據(jù)成型零件的性質決定各部分成型尺寸：圖5-173.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4.成型零件相對移動而可能產(chǎn)生飛邊時，成型尺寸可適當減去或增加一個附加值圖5-18第四節(jié)成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素56三、成型零件尺寸的計算1.型腔尺寸其中：D—型腔徑向最小基本尺寸；D0—塑件最大基本尺寸S—塑料平均收縮率；H—型腔深度最小基本尺寸H—塑件最大基本尺寸；Δ—塑件的公差

δ—模具制造公差，按IT9級公差選取，精度要求不高者?。?/3～1/6）Δ2.型芯尺寸d——型芯徑向最大基本寸h——型芯高度最大尺寸d0—塑件徑向最小基本尺寸h0—塑件內形深度最小尺寸三、成型零件尺寸的計算1.型腔尺寸574.計算實例

圖5-14

圖示為材料是ABS的塑件，

試計算其成型零件的各部尺寸

型腔大端直徑D

型腔深度H

型腔小端直徑d

型芯高度h

中心距C

3.中心距尺寸c—模具中心距基本尺寸c

0—塑件中心距的基本尺寸4.計算實例圖5-14

圖示為材料是ABS的塑件，

試58第五節(jié)螺紋成型零件的設計一、塑料螺紋的成型方法

圖5-20二、螺紋成型零件尺寸的計算螺紋型環(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距尺寸取雙向公差1.螺紋型環(huán)的徑向尺寸圖5-21

中徑D2m

外徑Dm

內徑D1m其中：D2m—螺紋型芯中徑尺寸Dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸D1m—螺紋型環(huán)內徑尺寸D2—塑件外螺紋中徑基本尺寸D—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內徑公差δ—螺紋型環(huán)的徑向制造公差，

第五節(jié)螺紋成型零件的設計一、塑料螺紋的成型方法圖5-20592.螺紋型芯的徑向尺寸圖5-22

中徑

外徑

內徑3.螺距其中：d2m—螺紋型芯中徑尺寸dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸d1m—螺紋型環(huán)內徑尺寸d2—塑件外螺紋中徑基本尺寸d—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內徑公差δ—螺紋型芯的徑向制造公差

2.螺紋型芯的徑向尺寸圖5-22其中：60三、螺紋成型零件的設計原則限制螺紋配合極限長度L極：b—塑件螺紋的中徑公差；S—所選塑料的收縮率例：塑件為M10的螺母，塑料為聚丙烯，求其螺紋配合的極限長度。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0.8mm的無螺紋區(qū)以提高塑件使用壽命、增加強度圖5-23螺紋相配的兩塑件盡量