塑料成型模具第三章9課件

五.型腔成型尺寸計算（一）塑件精度及其影響因素1.塑件成型總誤差：δ=δs+δm+δw+δss+δq式中：δs—塑件收縮率波動引起的尺寸變化δm—模具零件制造誤差δw—型腔使用過程中允許的最大磨損量δss—設(shè)計時收縮率選擇誤差δq—可動或固定成型零件配合間隙或安裝誤差要求：Δ

≥δ2.成型零件制造誤差對大型制件，模具零件制造誤差影響較小，對小型制件模具制造誤差約占塑件總誤差的1/3左右。塑件公差等級：MT1MT2MT3MT4MT5MT6MT7（GB/T14486—1993）模具公差等級：IT8IT9IT10IT10IT11IT11IT12（GB1800—79）3.成型收縮率波動的影響對大型制件，收縮率波動是影響制件尺寸誤差的主要因素，對小型制件收縮率波動與模具制造誤差和模具磨損共同影響尺寸精度。（1）收縮率定義：（2）工程應(yīng)用式：Lm=Ls(1+εs）由定義：Lm=Ls/(1-εs)=Ls(1+εs+εs2+······)

≈Ls(1+εs)（3）收縮率波動

δs=（εsmax-εsmin)Lm4.成型零件磨損量的影響只考慮與脫模方向垂直的尺寸，對中小型制件，最大磨損量取制件公差的1/6，對大型制件，磨損量影響較小，最大磨損量小于制件公差的1/6，或不予考慮。

（二）按平均收縮率計算成型尺寸1.塑件和模具的尺寸標(biāo)注方法：解:（1）型腔直徑：Lm=[Lp(1+εscp)-3Δ/4]+δm

=[50*(1+0.008)-3*0.6/4]+δm

=49.95+0.06

（2）型腔深度Hm=[Hp(1+εscp)-2Δ/3]+δm=22.03+0.052例1.如圖所示塑件，用平均收縮率εscp為0.8%的材料成型，成型時最大收縮率εsmax為0.9%，最小收縮率εsmin為0.7%，試用平均收縮率法計算成型零件的成型尺寸，并作尺寸標(biāo)注。（3）型芯直徑：Lm=[Lp(1+εscp)+3Δ/4]-δm

=45.65–0.06

Lm=[Lp(1+εscp)=8.06（4）型芯高度Hm1=[Hp1(1+εscp)+2Δ/3]-δm

=18.28–0.043

Hm2=[Hp2(1+εscp)+2Δ/3]-δm

=22.32–0.052

（5）中心距Lm=[Lp(1+εscp)]±δm/2=30.24±0.02

（三）按極限尺寸計算成型尺寸（公差帶法）按極限尺寸計算成型尺寸時，既考慮成型時的最大、最小收縮率，又考慮模具制造的上、下偏差，同時兼顧模具尚未磨損以及磨損達(dá)到最大值時，生產(chǎn)的所有零件都是合格的。1.型腔徑向尺寸：（1）計算公式：Lm=[Lp(1+εmax)-Δ]+δm

（2）校核公式Lp(εmax–εmin)+δm+δw≤Δ2.型芯徑向尺寸：（1）計算公式：Lm=[Lp(1+εmin)+Δ]+δm（2）校核公式：Lp(εmax–εmin)+δm+δw≤Δ3.

型腔深度尺寸：（1）計算公式：Hm=[Hp(1+εmin)-δm]+δm（2）校核公式：Hp(εmax–εmin)+δm≤Δ六.塑料模具的力學(xué)設(shè)計1.鎖模時接觸應(yīng)力的校核計算計算依據(jù)：注塑機(jī)模板或模具模板接觸應(yīng)力小于等于許用應(yīng)力。即：σ≤[σ]許用應(yīng)力：[σ]=式中：σs—模板材料屈服強度。鑄鋼：σs=386Mpa45（退火）：σs=360Mpans—安全系數(shù)。注塑機(jī)模板：ns=7

模具模板：ns=1.622.型腔壁厚的計算

1）型腔厚度計算的依據(jù)：

（1）強度計算：最大應(yīng)力小于等于許用應(yīng)力即：σ≤[σ]許用應(yīng)力：[σ]=

式中：σs—模板材料工作溫度下的屈服強度。ns—安全系數(shù)，取1.62（2）剛度計算：最大變形量小于等于許用變形量。

即：δ≤[δ]許用變形量的確定方法：從模具型腔不發(fā)生溢料的角度：PA，PE，PP：0.025～0.04PS，ABS：0.05PSU，PC，RPVC：0.06～0.08保證制件精度的角度：最大彈性變形取制件允許公差的1/10保證順利脫模：最大彈性變形小于等于制件成型收縮量。

（3）型腔壁厚計算的一般規(guī)律大尺寸型腔：按剛度計算小尺寸型腔：按強度計算2）組合式圓形型腔側(cè)壁厚和底板厚度的計算（1）側(cè)壁厚度計算

強度計算公式：按第三強度理論計算

式中：[σ]—材料許用應(yīng)力，Mpap—塑料成型壓力

例2.如圖所示塑件，用平均收縮率εscp為0.8%的材料成型，成型時最大收縮率εsmax為0.9%，最小收縮率εsmin為0.7%，試用平均收縮率法計算成型零件的成型尺寸，并作尺寸標(biāo)注。如果模具材料選用45，其許用應(yīng)力[σ]=160Mpa，型腔壓力為50Mpa，最大允許變形量δ=0.05，采用組合式圓形型腔，試求其凹模側(cè)壁厚度。解：（1）按強度計算（2）按剛度計算

∴S≥16mm在型腔壓力為p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160Mpa，最大允許變形量δ=0.05條件下，型腔半徑r=86mm時，按強度和剛度計算的型腔壁厚正好相等，因此，在該條件下，型腔半徑r>86，按剛度條件計算，型腔半徑r<86，按強度條件計算。（2）底板厚度計算（視為周邊簡支的圓板）強度計算公式：

剛度計算公式：在型腔壓力為p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160Mpa，最大允許變形量δ=0.05條件下，分界尺寸r=67mm。因此，在該條件下，型腔半徑r>67，按剛度條件計算，型腔半徑r<67，按強度條件計算。強度計算公式：（2）底板厚度計算（視為周邊固定的圓板）剛度計算公式：強度計算公式：當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160Mpa，[δ]=0.05條件下，底板內(nèi)半徑分界尺寸r=136mm。4）組合式矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的計算（1）側(cè)壁厚度計算（視為兩端固定受均布載荷的梁）強度計算：（當(dāng)L1,L2相差不大時，視為兩端固定受均布載荷的梁）最大彎曲應(yīng)力在長邊兩端：拉應(yīng)力:最大應(yīng)力：當(dāng)L1,L2相差很大時，視為矩形框架

式中：a—型腔側(cè)壁受力高度A—型腔側(cè)壁高度L1,L2—型腔長、短邊尺寸校核應(yīng)滿足：剛度計算：長邊最大撓度：式中：J—型腔側(cè)壁慣性矩

短邊伸長量：校核應(yīng)滿足：按強度計算板厚：原板厚的1/2.7按剛度計算板厚：原板厚的1/3.4按強度計算板厚：原板厚的1/4.3按剛度計算板厚：原板厚的1/6.85）整體式矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的計算（1）側(cè)壁厚度計算（側(cè)壁簡化為三邊固定，一邊自由的矩形板）剛度計算：式中：c—由L/h決定的系數(shù),(表3-5-3)強度計算：在p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=200Mpa，[δ]=0.05條件下，L>300時，按許用變形