成型零部件設(shè)計

成型零部件設(shè)計1第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§7-1成型部分的設(shè)計一.型腔布置型腔布置包含很多工作（一）型腔的數(shù)目和排列1．型腔數(shù)目的確定

①由注射機最大注射量確定式中K1——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；

mp——注射機允許的最大注射量（g或cm3）；

mj——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積（g或cm3）；

ms——單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）。

2023/4/292第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一②由注射機料筒塑化速率確定式中K2——注射機最大塑化速率的利用系數(shù)，一般取0.8；

m1——注射機的額定塑化量(g／h或cm3／h)；

t——成型周期(s)。

2023/4/293第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一③由注射機最大成型面積與額定鎖模力確定K3——注射機鎖模力安全系數(shù)，一般取0.8～0.9；FI——注射機的額定鎖模力(N);Aj——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm2);As——單個塑件在模具分型面上的投影面積(mm2);P——塑料熔體對型腔的成型壓力(MPa)，其大小一般取注射壓力的80％，注射壓力大小見下表。2023/4/294第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一部分塑料可選用的平均膜腔壓力P塑料壓力P塑料壓力P低密度聚乙烯高密度聚乙烯（低壓）高密度聚乙烯（中壓）聚丙烯聚苯乙烯10～1520351515～20ABSAS聚甲基丙烯酸甲酯醋酸纖維素303030352023/4/295第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一④由制品要求的尺寸精度確定

每增加1個模腔，制品尺寸的精度會降低4％，

L——制品的基本尺寸（mm）δ——δ=1/2△,△為制品的尺寸公差（mm）；δd——δd=1/2△d，△d為單腔時塑件可達到的公差（mm）

2023/4/296第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一⑤按生產(chǎn)的經(jīng)濟性確定

t—成型周期（min）;Y—每小時的經(jīng)營費（元）；

Σ—制品的生產(chǎn)總量（個）；

C—模具費用，C=C1+NC2。其中C1是單腔模具的費用，

C2為增加的模腔所產(chǎn)生的費用分攤到單個模腔的費用（元）。

2023/4/297第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2．多型腔的排列

要求：①盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量；②型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料；③使型腔盡可能緊湊，減小模具外形尺寸。2023/4/298第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/299第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計1．整體式

定模板上直接加工模具型腔①定模板即是凹模

②用于中小模具，批量不大情況，形狀簡單。③牢固、無拼接痕。④加工困難2023/4/2910第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2．整體鑲?cè)胧舰俣０迳祥_孔鑲?cè)胄颓话?；②強度很好，無拼合痕；③容易加工；④節(jié)約貴重鋼材。2023/4/2911第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3．鑲拼組合式凹模

對于形狀復(fù)雜的大、中型注射模，為了便于對型腔進行加工、拋光和熱處理，采用鑲拼組合式凹模，其特點為將型腔分割成兩塊或以上的成型鑲塊分別制造加工，然后鑲拼成凹模。2023/4/2912第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一1）局部鑲拼式

為方便加工，或更換易磨損件，可將局部做成鑲件，再嵌入凹模。

2023/4/2913第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2）大面積鑲拼式（底部鑲拼式）對于形狀復(fù)雜的型腔，做通孔（線切割），再鑲以底板或型腔底部鑲?cè)腓倝K圖a在墊板上加工出成型部分鑲?cè)氚寄Db~d型腔底部鑲?cè)腓倝K2023/4/2914第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3）四壁拼合式

大型復(fù)雜的，把型腔四壁與底板分開，單獨加工，再拼合。周邊形狀與底部形狀分割到不同的模塊上，單獨加工，最后拼合。圖b側(cè)壁采用鎖扣連接，保證裝配準確性，外壁間隙使內(nèi)側(cè)接縫緊密，減少塑料擠入。2023/4/2915第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一采用鑲拼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點①優(yōu)點：·復(fù)雜型腔分開加工，降低加工難度·便于熱處理，拋光·節(jié)約鋼材②缺點·易產(chǎn)生飛邊·強度、剛性可能降低。2023/4/2916第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（二）型芯和成型桿的設(shè)計——

形成制品內(nèi)表面型芯——大的凸模成型桿——成型孔、槽的小型芯

1．整體式——型芯與模板一體

2.嵌入式——主要指小型芯（成型桿）

3．鑲拼式——大、中型模具，制品內(nèi)表面較復(fù)雜、凸模加工較困難（見教材）2023/4/2917第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一圖a

過盈配合，簡單圖b

間隙配合，型芯底部鉚接圖c間隙配合，底部凸肩固定圖d階梯形增加型芯剛度圖e螺塞緊固型芯，可快換型芯2023/4/2918第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

（三）螺紋型芯、螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

螺紋型芯和螺紋型環(huán)分別用來成型塑件上內(nèi)螺紋和外螺紋的活動鑲件，還可以用來固定帶螺紋孔和螺桿的嵌件。塑料螺紋制品從型芯或型環(huán)上的脫卸方式分為強制脫卸、機動脫卸和手動脫卸三種類型。

2023/4/2919第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

強制脫卸主要適用于由聚乙烯、聚丙烯等軟性塑料成型的螺紋；機動脫卸生產(chǎn)效率高；手動脫卸操作比較麻煩，生產(chǎn)率不及機動脫卸法，但可使模具結(jié)構(gòu)簡化。

（圖7.11、圖7.12、圖7.13）2023/4/2920第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一三.模具零件材料的選用熱處理（一）常用的模具鋼材塑料模具鋼的要求①加工性能好，拋光性能好，便于熱處理②保證模具有足夠的壽命2023/4/2921第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一常用鋼材：

1．碳素鋼

普通硬素鋼：20（導(dǎo)柱、導(dǎo)套）、45

（模板）淬硬性不好（HRC≤48）

碳素工具鋼：T8A、T10A

淬硬尚可，但變形大（HRC56～58）

2．合金鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼：40Cr、38CrMo

熱處理變形小

合金工具鋼：5CrNiMo5CrMnMo

硬度高，不易加工2023/4/2922第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3．塑料模具鋼

H13（含Cr5％高合金鋼）

P20（低合金鉻鉬預(yù)硬鋼）或3Cr2Mo

5NiSCa（華工）預(yù)硬鋼加工好，易拋光熱處理好（二）常用的熱處理小批量——調(diào)質(zhì)

鍍鉻處理——防銹、耐磨、提高光潔、便于脫模滲碳，滲氮，發(fā)藍（抵抗大氣腐蝕）

（附錄）2023/4/2923第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§7-2

成型零件工作尺寸的計算

凹模和型芯的尺寸計算常采用平均收縮率計算方法若制品尺寸精度要求較高或尺寸較大（此法計算誤差較大，采用公差帶法）2023/4/2924第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一一、尺寸的規(guī)定①凹模（型腔）的最小尺寸為名義尺寸（偏差為正值）制品的最大尺寸為名義尺寸（偏差為負值）②型芯的最大尺寸為名義尺寸（偏差為負值）制品孔的最小尺寸為名義尺寸（偏差為正值）③制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負偏差，基本尺寸均為平均值。④若制品上原有公差標注方法不符以上三點，則按以上規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。否則不能直接利用相關(guān)公式。2023/4/2925第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一圖7-14塑料制品和模具的尺寸標注2023/4/2926第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二、工作尺寸的計算

1．凹模（型腔）徑向尺寸的計算——塑料的平均收縮率，其值為：

x——工作尺寸的制造與使用修正系數(shù)；在塑件尺寸較大、精度級別較低時，收縮率波動對塑件尺寸公差影響較大，而δz和δc的影響相對很小，可忽略，此時x=1/2；當塑料制件尺寸較小、精度級別較高時，成型零部件的制造公差和磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，δz和δc不能忽略，可取δz＝△/3、δc＝△/6，此時，x=3/4。

2023/4/2927第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2．型芯徑向尺寸的計算

上式中修正系數(shù)的取值范圍可參照型腔徑向尺寸的計算

2023/4/2928第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3．凹模（型腔）深度尺寸的計算

修正系數(shù)x=1／2～2／3，當塑件尺寸大、精度要求低時取小值；反之取大值。

2023/4/2929第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一4．型芯高度尺寸的計算

x=1／2～2／3，當塑件尺寸大、精度要求低時取小值；反之取大值

2023/4/2930第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一5．型芯之間或成型孔之間中心距尺寸的計算工作尺寸計算實例（P120-P121）

2023/4/2931第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§7-3凹模的強度與剛度計算

凹模和底板應(yīng)有足夠厚度，滿足強度、剛度要求大、中型模具易剛度不足小型模具主要考慮強度不明確者分別按強度、剛度條件計算壁厚，取較厚者。套用公式（見教材）2023/4/2932第32頁，共35頁，2023年，2月20