塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)-圖文課件-第二章

第二章注射模設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)是根據(jù)所選用的注射機(jī)種類、塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及一次注射成型塑件的數(shù)量所決定的。注射模的結(jié)構(gòu)形式很多，但每副注射模都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成，動(dòng)模安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的定模板上。注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時(shí)動(dòng)模與定模分離以便取出塑件。根據(jù)模具中各零部件所起的作用，一般注射模又可細(xì)分為以下幾個(gè)基本組成部分，如圖21所示。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.1注射模的結(jié)構(gòu)組成2.澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是將熔融塑料由注射機(jī)噴嘴引向型腔的通道。通常，澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四個(gè)部分組成，起到輸送管道的作用。3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通常由導(dǎo)柱和導(dǎo)套（或?qū)蚩祝┙M成。此外，對(duì)多腔或較大型注射模，其推出機(jī)構(gòu)也設(shè)有導(dǎo)向零件，以避免推板運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏移使推桿彎曲和折斷或頂壞塑件。4.推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)是指在開模過程中將塑件及流道凝料推出或拉出的裝置。1.成型零件成型零件是指構(gòu)成模具型腔，并與塑料熔體直接接觸的模具零部件。一般有凹模、型芯、成型桿、鑲件等，在動(dòng)、定模閉合后，成型零件便確定了塑件的內(nèi)外尺寸。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.1注射模的結(jié)構(gòu)組成2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型5.側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)當(dāng)塑件上有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，開模推出塑件以前，必須先進(jìn)行側(cè)向分型，將側(cè)型芯從塑件中抽出，方能順利脫模，這個(gè)動(dòng)作過程是由側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。6.冷卻和加熱裝置為滿足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求，模具上需設(shè)有冷卻或加熱裝置。冷卻時(shí)，一般在模具型腔或型芯周圍開設(shè)冷卻水通道；而加熱時(shí)，則在模具內(nèi)部或周圍安裝加熱元件。7.排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)是指在注射過程中，為將型腔內(nèi)的空氣以及塑料在受熱和冷凝過程中產(chǎn)生的氣體排出去而開設(shè)的氣流通道。排氣系統(tǒng)通常是在分型面處開設(shè)排氣槽，有的也可利用活動(dòng)零件的配合間隙排氣。2.1.1注射模的結(jié)構(gòu)組成8.支承與緊固零件支承與緊固零件主要起支承、定位和連接的作用，包括定模座板、型芯固定板或動(dòng)模固定板、墊塊、支承板、定位環(huán)、銷釘和螺釘?shù)?。?yīng)該說(shuō)明，不是所有的注射模都具備上述八個(gè)部分，根據(jù)塑件的形狀和模具的結(jié)構(gòu)組成各不相同。1.單分型面注射模單分型面注射模也稱為兩板式注射模，它是注射模中最簡(jiǎn)單又最常用的一類，約有70％的注射模都為此類型。圖21即為典型的單分型面注射模，凸模部分在動(dòng)模上，凹模部分在定模上。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)，并從同一分型面取出。動(dòng)模上設(shè)有推出機(jī)構(gòu)，用以推出塑件和流道凝料。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型2.雙分型面注射模雙分型面注射模又稱為三板式注射模。與單分型面注射模相比，在動(dòng)模和定模之間增加了一個(gè)可定距移動(dòng)的流道板（又稱為中間板），塑件和流道凝料從兩個(gè)不同分型面取出。如圖22所示，開模時(shí)，由于彈簧2的作用，流道板13與定模座板14首先沿A—A面作定距分型，以便取出這兩塊板之間的流道凝料；繼續(xù)開模時(shí)，模具沿B—B面分型，由推出機(jī)構(gòu)將塑件推出。這種模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高，主要用于采用點(diǎn)澆口的單型腔或多型腔注射模。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型3.帶活動(dòng)鑲件注射模由于塑件的特殊要求，需在模具上設(shè)置活動(dòng)的型芯、螺紋型芯或哈夫塊（half）等，這種模具稱為帶活動(dòng)鑲件的注射模。如圖23所示，塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺(tái)，為便于取出塑件，在模具上設(shè)置了活動(dòng)鑲件3。開模后，塑件與流道凝料同時(shí)留在活動(dòng)鑲件上，脫模時(shí)推出機(jī)構(gòu)將活動(dòng)鑲件隨同塑件一起推出模外，然后用手工或其他裝置使塑件與鑲件分離。再次注射時(shí)，需將活動(dòng)鑲件重新裝入型芯固定板5，型芯4上的錐孔保證了鑲件定位準(zhǔn)確、可靠。2.1注射模基本結(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型4.側(cè)向分型與抽芯注射模當(dāng)塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，在機(jī)動(dòng)分型抽芯的模具內(nèi)設(shè)有斜銷或斜滑塊等側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。如圖24所示為一斜銷側(cè)向分型與抽芯注射模。開模時(shí)，斜銷2依靠開模力帶動(dòng)側(cè)型芯滑塊3做側(cè)向移動(dòng)，使其與塑件先分離，然后再由推出機(jī)構(gòu)將塑件從型芯4上推出模外。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型5.自動(dòng)卸螺紋注射模對(duì)帶有內(nèi)螺紋或外螺紋的塑件，當(dāng)要求自動(dòng)卸螺紋時(shí)，可在模具中設(shè)置能轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋型芯或型環(huán)，利用注射機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或設(shè)置專門的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使塑件脫出。如圖25所示為直角式注射機(jī)上用的自動(dòng)卸螺紋注射模，螺紋型芯1由注射機(jī)開合模絲桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)使其與塑件脫離。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型6.定模設(shè)置推出機(jī)構(gòu)注射模由于推出機(jī)構(gòu)一般宜設(shè)在動(dòng)模上，故注射模開模后，塑件應(yīng)留在動(dòng)模一側(cè)。但有時(shí)由于塑件的特殊要求或形狀的限制，開模后塑件將留在定模一側(cè)（或有可能留在定模上），這時(shí)在定模上應(yīng)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)。如圖26所示，由于塑件形狀特殊，開模后塑件留在定模一側(cè)。為此定模上設(shè)有推件板7，開模時(shí)由設(shè)在動(dòng)模上的拉板8帶動(dòng)，將塑件從型芯11上強(qiáng)制脫下。圖26定模設(shè)置推出機(jī)構(gòu)注射模7.無(wú)流道注射模無(wú)流道注射模是一種成型后只需取出塑件而無(wú)流道凝料的注射模。其成型原理與結(jié)構(gòu)詳見第3章有關(guān)內(nèi)容。2.1注射?；窘Y(jié)構(gòu)與類型2.1.2注射模的類型2.2注射機(jī)選擇與模具安裝注射模是安裝在注射機(jī)上使用的。設(shè)計(jì)模具時(shí)，除應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對(duì)所選用注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能設(shè)計(jì)出合乎要求的模具。1.最大注射量的校核注射機(jī)標(biāo)稱注射量的表示方法有容量和質(zhì)量?jī)煞N，國(guó)產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的注射量均以容量表示。模具設(shè)計(jì)時(shí)，需使在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量或質(zhì)量（包括流道凝料），在注射機(jī)額定注射量的80％以內(nèi)，即nVs+Vj≤0.8Vgnms+mj≤0.8mg（21）式中，n為型腔數(shù)目；Vs（ms）為單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量（cm3或g）；Vj（mj）為流道凝料的體積或質(zhì)量（cm3或g）；Vg（mg）為注射機(jī)額定注射量（cm3或g）。一般情況下，僅對(duì)最大注射量進(jìn)行校核即可，但有時(shí)還應(yīng)注意注射機(jī)能處理的最小注射量。例如，對(duì)于熱敏性塑料，最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的20％，因?yàn)樽⑸淞窟^小時(shí)，塑料在料筒內(nèi)停留的時(shí)間將過長(zhǎng)，這樣會(huì)使塑料高溫分解，影響制件的質(zhì)量和性能。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.1注射機(jī)工藝參數(shù)的校核2.注射壓力的校核所選用注射機(jī)的額定注射壓力須大于成型塑件所需的注射壓力。即p公≥pZ（22）式中，p公為注射機(jī)的額定注射壓力（MPa）；pZ為塑件成型時(shí)所需的注射壓力（MPa）。成型所需的注射壓力與塑料品種、塑件形狀及尺寸、注射機(jī)類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.1注射機(jī)工藝參數(shù)的校核根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，成型所需注射壓力大致如下：（1）塑料熔體流動(dòng)性好，塑件形狀簡(jiǎn)單、壁厚均勻時(shí)，所需注射壓力一般小于70MPa。（2）塑料熔體黏度較低，塑件形狀復(fù)雜度一般，精度要求一般時(shí)，所需注射壓力通常選為70～100MPa。（3）塑料熔體具有中等黏度（改性PS、PE等），塑件形狀復(fù)雜度一般，有一定精度要求時(shí)，所需注射壓力選為100～140MPa。（4）塑料熔體具有較高黏度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均勻，尺寸精度要求嚴(yán)格時(shí)，所需注射壓力選為140～180MPa。實(shí)際上，熱塑性塑料注塑成型所需注射壓力，可通過理論分析，如用澳大利亞的Moldflow軟件、美國(guó)的Cmold軟件及國(guó)內(nèi)鄭州大學(xué)的Zmold軟件、華中科技大學(xué)的HSflow軟件等，進(jìn)行流動(dòng)模擬分析確定更為合理、準(zhǔn)確。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.1注射機(jī)工藝參數(shù)的校核3.鎖（合）模力校核高壓塑料熔體充滿模腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔內(nèi)壓力的乘積。注射機(jī)額定鎖模力必須大于等于脹模力，即F鎖≥qA分（23）式中，F(xiàn)鎖為注射機(jī)的額定鎖模力（N）；q為模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；A分為塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（m2）。模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力q按下式計(jì)算q=Kp公（24）式中，K為壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴阻力、模具流道阻力等因素變化，可在0.2～0.4的范圍內(nèi)選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，成型中、小型塑料制件時(shí)模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力q取20～40MPa。對(duì)于流動(dòng)性差、形狀復(fù)雜、精度要求高的塑件，成型時(shí)需要較高的型腔壓力，可從相關(guān)工程手冊(cè)中查得。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.1注射機(jī)工藝參數(shù)的校核1.噴嘴尺寸注射機(jī)噴嘴與模具澆口套（主流道襯套）關(guān)系如圖27（a）所示。模具主流道小端直徑d應(yīng)稍大于噴嘴孔徑d0，否則主流道中的凝料將無(wú)法順利脫出，或因孔對(duì)中稍有偏移而妨礙塑料順暢流動(dòng)。模具主流道始端的球面半徑R應(yīng)稍大于噴嘴前端的球面半徑R0，否則將形成死角，積存塑料，而使主流道凝料脫模困難，如圖27（b）所示是配合不良的情況。一般模具主流道小端直徑d和模具主流道始端的球面半徑R應(yīng)滿足式（25）和式（26）。d=d0+(0.5~1)（25）式中，d為模具主流道小端直徑(mm)；d0為噴嘴孔徑(mm)。R=R0+(1~2)（26）式中，R為模具主流道始端的球面半徑(mm)；R0為噴嘴前端的球面半徑(mm)。角式注射機(jī)噴嘴前端多為平面，模具與之相接觸處也應(yīng)設(shè)計(jì)成平面。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝2.定位孔尺寸為了保證模具主流道中心線與注射機(jī)噴嘴軸線相重合，注射機(jī)固定模板上設(shè)有定位孔，模具定模座板上（或澆口套上）設(shè)計(jì)有凸出的與主流道同心的定位圈。定位孔與定位圈按H9/f9配合，小型模具定位圈的高度為8～10mm，大型模具定位圈的高度為10～15mm。中小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位圈，而大型模具在動(dòng)、定模座板上均設(shè)置定位圈。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝3.模板規(guī)格與拉桿間距模具模板規(guī)格應(yīng)不超出注射機(jī)的模板規(guī)格，即模具長(zhǎng)、寬方向底面不得伸出工作臺(tái)面。模具通常采取從注射機(jī)上方直接吊裝入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝與先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機(jī)內(nèi)安裝的方法，如圖28（a）、（b）所示。由圖可見，模具的外形尺寸受到拉桿間距的限制。如圖28（c）所示模具情況，只能是在模具厚度比拉桿間距尺寸小，且裝入機(jī)內(nèi)后能夠旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)到圖示位置）時(shí)，才能安裝。當(dāng)模具模板上有突出于模座的零件而影響模具裝入時(shí)，可將這些零件在模具裝機(jī)后再進(jìn)行安裝，故設(shè)計(jì)這些零件時(shí)，應(yīng)考慮其拆卸和重新復(fù)位的簡(jiǎn)便性。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝4.模具厚度與注射機(jī)模板閉合厚度各種規(guī)格的注射機(jī)，允許安裝的模具厚度是不一樣的，在其技術(shù)規(guī)范里均注明有最大模具閉合厚度Hmax和最小模具閉合厚度Hmin。所設(shè)計(jì)的模具閉合厚度應(yīng)在注射機(jī)的最大模具閉合厚度Hmax和最小模具閉合厚度Hmin之間，如圖29所示，即應(yīng)滿足式（27）和式（28）。Hmin≤Hm≤Hmax（27）Hmax=Hmin+L（28）式中，Hm為注射機(jī)的模具閉合厚度（mm）；Hmax為注射機(jī)允許的最大模具閉合厚度（mm）；Hmin為注射機(jī)允許的最小模具閉合厚度（mm）；L為注射機(jī)在模厚方向長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)量（mm）。若Hm<Hmin，也可采用調(diào)整模具墊塊的高度或另外增加墊板的方法來(lái)保證模具閉合。但若Hm>Hmax，則模具無(wú)法閉合鎖緊，尤其是液壓—機(jī)械鎖模的注射機(jī)，其肘桿無(wú)法撐直，這是不允許的。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝5.安裝螺孔尺寸注射機(jī)的固定模板和移動(dòng)模板上通常布置有一定數(shù)量和規(guī)格的螺孔，以便安裝固定模具。模具的安裝固定形式一般有壓板固定和螺釘直接固定兩種，如圖210所示。當(dāng)用壓板固定時(shí)，只要模具座板以外的附近有螺孔就能固定，其靈活性較大。當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模具座板上安裝孔的位置和尺寸應(yīng)與注射機(jī)模板上的安裝螺孔完全吻合，否則無(wú)法安裝。螺釘和壓板的數(shù)目，一般動(dòng)、定模各用2～4個(gè)。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝6.開模行程注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足分開模具取出塑件的需要。開模行程的校核分為下面幾種情況。1）注射機(jī)最大開模行程與模厚無(wú)關(guān)這主要指鎖模機(jī)構(gòu)為液壓—機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，如XSZ30、XSZ60、XSZY125、XSZY500和G54S200/400等，其最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，而與模具厚度無(wú)關(guān)。（1）對(duì)于單分型面注射模，如圖211所示，開模行程可按式（29）校核，即Smax≥H1+H2+（5～10）（29）式中，Smax為注射機(jī)最大開模行程（mm）；H1為塑件推出距離（mm）；H2為塑件（包括澆注系統(tǒng)）高度（mm）。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝（2）對(duì)于雙分型面注射模，為了取出流道凝料，開模距離需要增加定模座板與流道板分離的距離。如圖212所示，此時(shí)開模行程應(yīng)按式（210）校核，即Smax≥H1+H2+a+（5～10）（210）式中，a為取出流道凝料所需的定模座板與流道板分離的距離（mm）。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝塑件推出距離H1一般等于模具型芯高度，但對(duì)于內(nèi)表面為階梯形的塑件，有時(shí)不必推出到型芯的全部高度就可以取出塑件，如圖213所示，這時(shí)H1可根據(jù)具體情況而定，以能順利取出塑件為宜。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝2）注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)這主要指全液式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)（如XSZY250）和機(jī)械鎖模機(jī)構(gòu)的直角式注射機(jī)（如SYS45、SYS60等），其最大開模行程等于注射機(jī)的動(dòng)模板與定模板之間的最大開距S0減去模具閉合厚度Hm。（1）對(duì)于單分型面注射模，如圖214所示，其校核公式為Smax=S0-HmS0=Hm+H1+H2+（5～10）（211）式中，S0為注射機(jī)定模板與動(dòng)模板之間的最大開距（mm）。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝2）對(duì)于雙分型面注射模，其校核公式為S0≥Hm+H1+H2+a+（5～10）（212）3）模具有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)的校核模具有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)的校核主要指模具的側(cè)向分型或抽芯，是利用注射機(jī)的開模動(dòng)作，通過斜銷（或齒輪齒條等）分型抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)完成的。這時(shí)所需注射機(jī)的開模行程應(yīng)根據(jù)側(cè)向分型或抽芯的抽拔距離和塑件高度、推出距離、模具厚度等因素確定。如圖215所示的斜銷側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，為完成側(cè)向抽芯距離Sc所需的開模行程H4，即當(dāng)H4>H1+H2時(shí)，開模行程的校核公式為Smax≥H4+（5～10）（213）式中，H4為完成側(cè)向抽芯距離所需的開模行程（mm）。若H4≤H1+H2，開模行程仍按式（29）校核。除以上介紹的幾種情況外，當(dāng)成型帶螺紋的塑件時(shí)，如果模具通過專門的機(jī)構(gòu)將注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)旋出螺紋型芯或型環(huán)，則校核開模行程時(shí)，應(yīng)根據(jù)旋出螺紋型芯或型環(huán)所需的開模距離，再考慮塑件高度、推出距離等因素來(lái)校核。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝7.頂出裝置設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的形式，弄清所使用的注射機(jī)是中心頂出還是兩側(cè)頂出，最大的頂出距離、頂桿直徑、雙頂桿中心距等，并要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出等。國(guó)產(chǎn)注射機(jī)頂出裝置有下列四種形式：（1）中心頂桿機(jī)械頂出，如角式SYS45及SYS60、臥式XSZ60、立式SYS30等注射機(jī)。（2）兩側(cè)雙頂桿機(jī)械頂出，如XSZY125注射機(jī)。（3）中心頂桿液壓頂出與兩側(cè)雙頂桿機(jī)械頂出聯(lián)合作用，如XSZY50、XSZY500注射機(jī)。（4）中心頂桿液壓頂出與其他開模輔助液壓缸聯(lián)合作用，如XSZY1000注射機(jī)。2.2注射機(jī)選擇與模具安裝2.2.2注射模的定位與安裝1.澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)如圖216所示，一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。圖216（a）為適用于臥式或者立式注射機(jī)用的注射模的澆注系統(tǒng)，其主流道一般垂直于分型面；圖216（b）為適用于直角式注射機(jī)用的注射模的澆注系統(tǒng)，其主流道平行于分型面。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.1澆注系統(tǒng)及設(shè)計(jì)原則2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.1澆注系統(tǒng)及設(shè)計(jì)原則2）分流道分流道指介于主流道和澆口之間的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通道，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。3）澆口澆口又稱為進(jìn)料口，它是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料產(chǎn)生加速，形成理想的流動(dòng)狀態(tài)而充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使流道凝料與塑件分離。4）冷料穴冷料穴是指直接對(duì)著主流道的孔或槽。其作用是儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，甚至堵塞澆口而影響注射成型。當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，其末端也應(yīng)開設(shè)冷料穴。1）主流道主流道指從注射機(jī)噴嘴與模具的接觸部位起到分流道為止的一段流道。主流道與注射機(jī)噴嘴在一條線上，是熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)最先經(jīng)過的通道。2.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1）排氣良好能順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出。2）流程短在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來(lái)充填型腔；且應(yīng)盡量減少?gòu)澱郏越档蛪毫p失，縮短填充時(shí)間。3）防止型芯變形和嵌件移位盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。4）整修方便澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無(wú)損塑件的外觀和使用。5）防止塑件翹曲變形在流程較長(zhǎng)或需開設(shè)兩個(gè)以上的澆口時(shí)更應(yīng)注意這一點(diǎn)。6）合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽冷料穴或溢料槽設(shè)計(jì)是否合理，直接影響塑件的質(zhì)量。7）澆注系統(tǒng)的截面積和長(zhǎng)度澆注系統(tǒng)的截面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.1澆注系統(tǒng)及設(shè)計(jì)原則1.主流道的設(shè)計(jì)主流道是熔融塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位，其截面尺寸直接影響塑料的流動(dòng)速度和填充時(shí)間。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）主流道一般設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角一般為2°～4°，流動(dòng)性差的可取3°～6°，便于將冷凝料從主流道中拔出。內(nèi)表面粗糙度為Ra0.63μm。（2）為保證主流道與注射機(jī)噴嘴緊密接觸，防止漏料，一般主流道與噴嘴對(duì)接處做成球面凹坑，其半徑R=R0+（1～2），其小端直徑d=d0+（0.5～1），凹坑深度取3～5mm，其中,R0為噴嘴前端的球面半徑(mm)，d0為噴嘴孔徑(mm)。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（3）為減少熔體充模時(shí)的壓力損失和塑料損耗，應(yīng)盡量縮短主流道的長(zhǎng)度，一般主流道的長(zhǎng)度控制在60mm內(nèi)。當(dāng)主流道太長(zhǎng)時(shí)，可在澆口套上挖出深凹坑，讓噴嘴伸入到模具內(nèi)。為減少料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，主流道的出口端應(yīng)有大圓角過渡，其半徑r約為d/8，見圖27。（4）由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的澆口套，常用T8或T10鋼材制作，并淬火處理到50～55HRC。澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖217所示。其中圖217（a）是將定位環(huán)3與澆口套2做成一體，常用于小型模具；圖217（b）用螺釘把定位環(huán)3與定模板1連接，將澆口套壓住，防止?jié)部谔滓蚴苋垠w的反壓力而脫出；圖217（c）結(jié)構(gòu)是在定位環(huán)3的下端面做出一凸臺(tái)，利用注射模的定模板1把定位環(huán)3和澆口套2壓住。如圖218所示為澆口套的實(shí)物圖。采用澆口套后，不僅給主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等帶來(lái)很大方便，而且在主流道損壞后也便于修磨或更換。GB/T4169.19—2006和GB/T4169.18—2006分別規(guī)定了塑料注射模用澆口套和定位圈的尺寸規(guī)格和公差，同時(shí)還給出了材料指南、硬度要求和標(biāo)記方法，見表21和表22。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道。在多型腔模具中分流道是必不可少的；在單型腔模具中，有時(shí)可省去分流道。在設(shè)計(jì)分流道時(shí)主要考慮的是盡量減少熔體流動(dòng)時(shí)的壓力損失和溫度降低，同時(shí)盡量減小分流道的容積。1）分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形和矩形等。在分流道設(shè)計(jì)中既要有大的截面積以減少熔體流動(dòng)的壓力損失；同時(shí)又要使流道的表面積小，以減少熔體的傳熱損失。因此，常用流道的截面積與周長(zhǎng)之比來(lái)表示流道的效率。該比值越大，表示流道的效率越高，常用的幾種流道的效率如圖219所示。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2）分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸視塑件的大小和壁厚、塑料品種、注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素而定，圓形截面分流道的直徑可按表23選取，其中分流道長(zhǎng)度短、塑件尺寸小時(shí)取較小值，否則取較大值。其他截面形狀的分流道尺寸，可根據(jù)與圓形截面分流道的比表面積（流道壁表面積和容積的比值）相等的條件確定。分流道長(zhǎng)度一般為8～30mm，也可根據(jù)型腔數(shù)量和布置取得更長(zhǎng)一些；但不宜小于8mm，否則會(huì)給修磨帶來(lái)困難。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3）分流道的布置在多型腔注射模具中分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，一般以平衡式布置為佳。所謂平衡式布置就是各分流道的長(zhǎng)度、截面形狀和尺寸都是對(duì)應(yīng)相同的。這種布置可以達(dá)到各型腔能均衡地進(jìn)料、同時(shí)充滿各型腔的目的，如圖220所示。在加工平衡式布置的分流道時(shí)，應(yīng)特別注意各對(duì)應(yīng)部位尺寸的一致性，否則達(dá)不到均衡進(jìn)料的目的。一般來(lái)說(shuō)，其截面尺寸和長(zhǎng)度誤差以在1％以內(nèi)為宜。非平衡式布置的分流道如圖221所示。由于各分流道長(zhǎng)度不相同，為了達(dá)到各型腔同時(shí)均衡進(jìn)料，必須將各澆口設(shè)計(jì)成不同的截面尺寸。但由于塑料的充模順序與分流道的長(zhǎng)短和截面尺寸等都有較大關(guān)系，要準(zhǔn)確地計(jì)算各澆口尺寸比較復(fù)雜，需要經(jīng)過多次試模和修整才能實(shí)現(xiàn)，故不適用于成型精度較高的塑件。在實(shí)際生產(chǎn)中，有對(duì)分流道進(jìn)行調(diào)整的情況，如圖221（d）所示為將二級(jí)分流道尺寸做成t4＞t3＞t2＞t1，以達(dá)到各型腔均衡充填的目的。非平衡式布置的分流道的優(yōu)點(diǎn)是型腔數(shù)較多時(shí)?？煽s短主流道的總長(zhǎng)度。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4）分流道與澆口的連接分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動(dòng)及填充，如圖222所示。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或者在分流道的末端。其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止其進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。冷料穴分兩種：一種是專門用于收集冷料的；另一種是既有儲(chǔ)存冷料又兼有拉出主流道冷凝料功能的。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）冷料穴冷料穴的設(shè)置是根據(jù)澆注系統(tǒng)的需要來(lái)設(shè)置的，它既可設(shè)置在主流道的末端，也可設(shè)置在各分流道的轉(zhuǎn)向處，甚至在型腔料流的末端。冷料穴必須設(shè)置在熔體流向的轉(zhuǎn)折處，并迎著上游料流的方向，如圖223所示。冷料穴的長(zhǎng)度一般取流道直徑的1.5～2倍。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2）兼有拉料作用的冷料穴常用的兼有拉料作用的冷料穴有以下幾種：（1）帶鉤形頭（Z字形頭）拉料桿的冷料穴。這是一種比較常用的冷料穴，其拉料桿的頭部做成鉤形，尺寸如圖224（a）所示。注射成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起。拉料桿固定在推桿固定板上。開模時(shí)，拉料桿通過鉤頭拉住冷料穴內(nèi)冷料，將主流道凝料從定模中拉出，然后在推板的推出運(yùn)動(dòng)中將主流道凝料與塑件一起推出動(dòng)模。取塑件時(shí)必須朝鉤頭的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可將塑件與主流道凝料一起取出。但是，此種結(jié)構(gòu)不適宜全自動(dòng)生產(chǎn)。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（2）倒錐形和圓環(huán)形冷料穴。其形狀和尺寸如圖224（b）、（c）所示，其主流道凝料推桿也固定在推桿固定板上。開模時(shí)，靠倒錐和圓環(huán)起拉料作用，然后由推桿強(qiáng)制推出。這兩種冷料穴適用于彈性較好的塑料品種，也適用于全自動(dòng)生產(chǎn)的模具。（3）帶球頭或菌形頭拉料桿的冷料穴。如圖225所示，專用于推板推出機(jī)構(gòu)的模具中。熔料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球頭或菌形頭上，拉料桿固定在型芯固定板上。開模時(shí)將主流道凝料拉出定模，然后在推板推出塑件時(shí)靠推板將凝料從拉料桿上刮下。因此，這兩種拉料桿冷料穴也主要用于彈性較好的塑料品種。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（4）帶尖錐頭拉料桿和無(wú)拉料桿的冷料穴。帶尖錐頭拉料桿的冷料穴，其可靠性不如前幾種，但由于尖錐的分流作用好，所以在單型腔?；驇е行目椎乃芗尚椭腥允褂谩樘岣咂淇煽啃?，常用小錐度或增大錐面的粗糙度來(lái)加大其摩擦力，如圖226所示。如圖227所示為無(wú)拉料桿的冷料穴，其特點(diǎn)是在主流道的末端開設(shè)一錐形凹坑，在凹坑側(cè)壁上垂直鉆一小盲孔。開模時(shí)，靠盲孔內(nèi)的凝料把主流道凝料從定模中拔出；脫模時(shí)，靠推桿對(duì)塑件或分流道的推力，使穴內(nèi)的凝料先沿盲孔軸線移動(dòng)，而后全部脫出。為使凝料能斜向移動(dòng)，分流道必須設(shè)計(jì)成S形或類似帶有撓性的形狀。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用有兩個(gè)：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口又稱為橄欖形澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口，如圖228所示。圖228（a）是點(diǎn)澆口最初采用的形式，L1是主流道的長(zhǎng)度，應(yīng)比采用其他澆口時(shí)稍短些。圖228（b）是點(diǎn)澆口的改進(jìn)形式，現(xiàn)在應(yīng)用得很廣泛，特別是對(duì)于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時(shí)不會(huì)損傷塑件的表面。圖228（c）所示點(diǎn)澆口的限制性斷面前加工出圓弧，有利于延緩澆口處熔體凍結(jié)，有利于向型腔中補(bǔ)料。圖228（d）、（e）是一模多腔或單腔多澆口的點(diǎn)澆口形式。點(diǎn)澆口適用于低黏度塑料和黏度對(duì)剪切速率敏感的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龍類塑料、聚苯乙烯、ABS等。由于采用點(diǎn)澆口，為脫出流道凝料模具需多開一次模，即模具需采用三板式結(jié)構(gòu)。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2）潛伏式澆口潛伏式澆口又稱為隧道式澆口，是由點(diǎn)澆口演變來(lái)的。既吸收了點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)，也克服了由點(diǎn)澆口帶給模具的復(fù)雜性。如圖229（a）所示為分流道開設(shè)在分型面上，澆口潛入分型面的下面，沿斜向進(jìn)入型腔。如圖229（b）所示為在推桿上設(shè)置一輔助流道，壓力損失較大。如圖229（c）所示為鉤式潛伏澆口。潛伏式澆口除了具備點(diǎn)澆口的特點(diǎn)外，其進(jìn)料澆口一般都在塑件的內(nèi)表面或側(cè)面隱蔽處，因此不影響塑件的外觀。塑件和流道分別設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)，開模時(shí)澆口即被自動(dòng)頂斷，流道凝料自動(dòng)脫落。由于脫出時(shí)有較強(qiáng)的沖擊力，因此這種澆口不適用于脆性塑料（如PS），以免澆道斷裂，堵塞澆口。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3）側(cè)澆口側(cè)澆口又稱為邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，從塑件的外側(cè)面進(jìn)料。側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能方便地調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因此也稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口，其尺寸如圖230所示。側(cè)澆口的特點(diǎn)是澆口截面形狀簡(jiǎn)單，加工方便；能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行精密加工；澆口位置選擇比較靈活，以便改善充模狀況；去除澆口方便，痕跡小。側(cè)澆口特別適用于兩板式多型腔模具，但是塑件容易形成熔接痕、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，對(duì)于殼體形塑件會(huì)導(dǎo)致排氣不良。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4）重疊式澆口重疊式澆口又稱為搭接澆口，它基本與側(cè)澆口相同，但澆口不是在塑件的側(cè)邊，而是在塑件的一個(gè)側(cè)面，如圖231所示。它是典型的沖擊型澆口，可有效地防止塑料熔體的噴射流動(dòng)。但如成型條件不當(dāng)，會(huì)在澆口處產(chǎn)生表面凹坑，導(dǎo)致切除澆口比較困難，在塑件表面留下明顯的澆口痕跡。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5）扇形澆口扇形澆口是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式，常用來(lái)成型寬度較大的板狀塑件，澆口沿進(jìn)料方向逐漸變寬，厚度逐漸減至最薄。塑料熔體可在寬度方向上得到均勻分配，可降低塑件的內(nèi)應(yīng)力，減小其翹曲變形，型腔排氣良好。如圖232所示為扇形澆口的設(shè)計(jì)形式。澆口深度h根據(jù)制件厚度確定，一般取0.25～1.5mm。澆口寬度b一般等于L/4（L為澆口處的型腔寬度），但最小不小于8mm。如圖233所示為扇形澆口的另外兩種設(shè)計(jì)形式。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6）薄片式澆口薄片式澆口適用于較大的平板形制件。熔融塑料通過薄片式澆口，以較低的速度均勻平穩(wěn)地進(jìn)入型腔，其料流呈平行流動(dòng)，這樣可避免平板塑件的變形，減小制件的內(nèi)應(yīng)力。但由于去除澆口困難，必須使用專用工具，從而增加制件的成本。薄片式澆口的設(shè)計(jì)參數(shù)主要與塑件的壁厚有關(guān)，具體設(shè)計(jì)參數(shù)參照如圖234所示選取。如圖235所示為薄片式澆口的又一種形式，其主要特點(diǎn)是分流道為扇形。如圖236所示為薄片式澆口形式之三，它的主要特點(diǎn)是分流道呈X形。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7）盤形澆口盤形澆口又稱為薄板澆口，適用于內(nèi)孔較大的圓筒形塑件，澆口在整個(gè)內(nèi)孔周邊上，塑料熔體由內(nèi)孔周邊以大致相同的速度進(jìn)入型腔，不會(huì)產(chǎn)生熔接痕，型芯受力均勻，空氣能夠順利排出，缺點(diǎn)是澆口去除困難，如圖237（a）、（b）所示。如圖237（c）、（d）所示為盤形澆口的變異形式，又稱為分流澆口，即型芯起分流錐的作用。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8）環(huán)形澆口環(huán)形澆口適用于較長(zhǎng)的管形制件，一般情況采用這種澆口時(shí)，型芯的兩端都可以定位，所以制件壁厚比較均勻。如圖238所示為外環(huán)形澆口的設(shè)計(jì)形式及設(shè)計(jì)參數(shù)，如圖239所示為內(nèi)環(huán)形澆口的設(shè)計(jì)形式。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9）輪輻式澆口輪輻式澆口的適用范圍類似于盤形澆口，帶有矩形內(nèi)孔的塑件也適用，但是它將整個(gè)周邊進(jìn)料改成了幾小段圓弧或直線進(jìn)料，如圖240（a）、（b）所示。因此可以把它視為內(nèi)側(cè)澆口，這種澆口切除方便，流道凝料少，型芯上部得到定位而增加了型芯的穩(wěn)定性。爪形澆口是輪輻式澆口的一種變異形式，如圖240（c）所示，在型芯的錐形面上開設(shè)流道。其主要用于長(zhǎng)管形塑件和同軸度要求高的塑件。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10）護(hù)耳式澆口護(hù)耳式澆口又稱為分接式澆口或調(diào)整式澆口，其結(jié)構(gòu)如圖241所示。它在型腔側(cè)面開設(shè)耳槽，塑料熔體通過澆口沖擊在耳槽側(cè)面上，經(jīng)調(diào)整方向和速度后再進(jìn)入型腔。因此，這種澆口可以防止噴射現(xiàn)象，是一種典型的沖擊型澆口，它可減少澆口附近的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于流動(dòng)性差的塑料（如PC、HPVC、PMMA等）極為有效。護(hù)耳式澆口應(yīng)設(shè)置在塑件的厚壁處，這種澆口的去除比較困難，澆口痕跡大。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11）直澆口直澆口又稱為主流道型澆口，如圖242所示。在單腔模中，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型比較容易，對(duì)各種塑料都能適用。它傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便，但去除澆口困難，澆口痕跡明顯。它特別適合于大型、厚壁塑件和熔體黏度特別高的塑料品種的成型。2.3注射模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分型面的形狀有平面、斜面、梯形面和曲面，如圖243所示。分型面應(yīng)盡量選擇平面的，但是為了適應(yīng)塑件成型的需要與便于塑件脫模，也可采用后三種分型面。后三種分型面雖然加工較麻煩，但型腔加工卻比較容易。2.4塑料模分型面的選擇2.4.1分型面的形狀分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌件位置及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的影響。因此，在選擇分型面時(shí)，應(yīng)反復(fù)比較與分析，選取一個(gè)較為合理的方案。選擇模具分型面時(shí)，通常應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則：（1）便于塑件的脫模。例如，在開模時(shí)塑件應(yīng)盡可能留于下模或動(dòng)模內(nèi)；應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。（2）考慮塑件的外觀。（3）保證塑件尺寸精度的要求。（4）有利于防止溢料和考慮飛邊在塑件上的部位。（5）有利于排氣。（6）考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。（7）盡量使成型零件便于加工。塑料的應(yīng)用非常廣泛，其制件數(shù)不勝數(shù)，條件互不相同，很難有一個(gè)固定的模式。因此，模具分型面的選擇既是一個(gè)非常重要的問題，又是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。下面就一些典型實(shí)例進(jìn)行分析，并提出合理的建議，見表24。2.4塑料模分型面的選擇2.4.2分型面的選擇1.整體式凹模整體式凹模是由整塊材料加工制成的，如圖244所示。其特點(diǎn)是凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固、強(qiáng)度高、成型的塑件質(zhì)量較好。但對(duì)于形狀復(fù)雜的凹模，其加工工藝性較差，且凹模局部受損后維修困難。因此，在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未普及之前，整體式凹模適用于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件的成型。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)2.整體嵌入式凹模對(duì)于小型的塑件采用多型腔塑料模具成型時(shí)，各單個(gè)凹模通常采用冷擠壓、電加工、電鑄或超塑性成型等方法制成，然后整體嵌入模板中，這種凹模可稱為整體嵌入式凹模，如圖245所示。這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀、尺寸一致性好，更換方便。凹模的外形通常是采用帶臺(tái)階的圓柱形，從模板的下部嵌入，如圖245（a）、（b）所示。若塑件不是旋轉(zhuǎn)體，而凹模外表面為旋轉(zhuǎn)體時(shí)，則應(yīng)考慮止轉(zhuǎn)定位。圖245（b）用銷釘定位，銷釘孔可鉆在連接縫上（騎縫銷），也可鉆在臺(tái)肩上。當(dāng)凹模的硬度與凹模固定板硬度不同時(shí)，以銷釘孔鉆在臺(tái)肩上為宜。如圖245（c）、（d）所示為凹模從上面嵌入固定板中，這種結(jié)構(gòu)可省去墊板，但圖245（c）的形式因其表面有間隙，不宜設(shè)分流道。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)3.局部鑲嵌式凹模為了便于加工和易更換凹模中容易磨損的某一部位，常把凹模易磨損部位做成鑲件，然后嵌入模體，如圖246所示為局部鑲嵌式凹模。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)4.拼塊式組合凹模拼塊式組合凹模是由許多拼塊鑲制而成的凹模。組合的目的不僅是機(jī)械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結(jié)構(gòu)能滿足大型塑件成型凸凹形的需要。對(duì)于滑塊結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，它是成型塑件外形的凹模，同時(shí)又起到抽拔四面（或兩面、三面）側(cè)型芯的作用，故這種形式廣泛用于大型模具上。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)組合式凹模根據(jù)鑲拼方式不同，可分為底部鑲拼式凹模、側(cè)壁鑲拼式凹模和瓣合式凹模。1）底部鑲拼式凹模對(duì)于形狀復(fù)雜或尺寸較大的型腔，可把凹模做成通孔型的，再鑲上底部，如圖247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(shí)，熔體易侵入連接面，在塑件上造成飛邊，造成脫模困難并損傷棱邊。采用這種結(jié)構(gòu)，配合面密閉可靠，能防止熔體侵入。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)2）側(cè)壁鑲拼式凹模對(duì)于大型凹模，為了便于加工，有利于淬透、減少熱處理變形并節(jié)省模具鋼，凹模側(cè)壁也采用拼塊結(jié)構(gòu)，如圖248所示。其中圖248（b）側(cè)壁之間采用凹凸槽嵌接（扣鎖結(jié)構(gòu)）以保證裝配的準(zhǔn)確性，減少塑料擠入接縫。在中小型塑料模中，側(cè)壁拼塊之間可直接用螺釘和銷釘固定而不用模套緊固。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)3）瓣合式凹模對(duì)于側(cè)壁帶凹凸形的塑件成型凹模，為了便于塑件脫模，可將凹模做成兩瓣或多瓣組合式，成型時(shí)瓣合，脫模時(shí)瓣開。常見的瓣合式凹模是兩瓣組合式，如圖249所示。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)瓣合式凹模由兩瓣對(duì)拼鑲件、定位導(dǎo)銷和模套組成，這種凹模通稱為哈夫（half）凹模。其中圖249（a）用于移動(dòng)式壓縮模，使用時(shí)首先將兩拼塊合攏，利用模套與拼塊的8°～10°的斜面配合而緊鎖拼塊，壓制成型后松開模套，然后水平分開拼塊，取出塑件；圖249（b）用于單型腔壓制小型塑件且成型壓力不大的場(chǎng)合；對(duì)于多型腔的凹模宜用矩形拼塊結(jié)構(gòu)，見圖249（c）；圖249（d）、（e）為封閉式模套的瓣合式凹模，在推出凹模拼塊時(shí)，利用圖中的12°斜面或斜滑槽，使拼塊分開來(lái)，以便取出塑件。這種結(jié)構(gòu)的凹模用于成型尺寸較大的塑件或多型腔一次成型且成型壓力較大的場(chǎng)合；圖249（f）為鉸鏈結(jié)構(gòu)的瓣合式凹模，它省去了拼塊的裝卸操作，縮短了成型周期。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1凹模設(shè)計(jì)整體式凸模是用整塊模具材料直接加工而成的，其典型結(jié)構(gòu)如圖250（a）所示。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固，不易變形，塑件無(wú)拼縫的溢料痕跡；缺點(diǎn)是當(dāng)塑件內(nèi)表面形狀復(fù)雜時(shí)難加工，且模具材料消耗量大，主要用于成型一些小型塑件的塑料模。如圖250（b）、（c）、（d）所示，對(duì)于一些大中型塑件采用整體式凸模結(jié)構(gòu)，為方便加工和熱處理，或節(jié)省貴重模具材料，可將其成型部分和安裝部分分開加工，然后再連接起來(lái)。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)圖250（b）中，整體式凸模與凸模固定板用螺釘連接、銷釘定位，為避免塑件內(nèi)表面出現(xiàn)凸臺(tái)，銷釘孔用軟金屬（純銅）填平。該結(jié)構(gòu)適用于任何截面形式凸模的固定，但裝配工藝性較差。圖250（c）中，整體式凸模與凸模固定板用螺釘連接，靠過渡配合（H7/m6）定位，適用于任何異形截面凸模的固定，固定板型孔可用線切割方法加工。圖250(d）中，整體式凸模與凸模固定板用臺(tái)肩連接、定位，適用于方形、圓形截面凸模的固定。用于固定圓形截面凸模時(shí)，注意采用銷或鍵定位，以防止凸模與凸模固定板或套板發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)2.整體嵌入式凸模（型芯）嵌入式凸模主要是指模具中的小型芯（成型桿）或成型鑲件。為減少模具零件的切削加工量和便于加工，小型芯（成型桿）單獨(dú)加工制造后，再被嵌入到模具中的安裝孔內(nèi)固定，其安裝固定方式如圖251所示。成型鑲件的安裝固定方式與整體嵌入式凹模相似，見圖245。圖251嵌入式凸模的安裝固定圖251（a），采用過盈配合（H7/s6）將型芯壓入模具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但塑料熔體易從型芯頭部與模具之間的接合面中溢出，形成橫向飛邊，影響塑件脫模。另外，如過盈量較小，開模時(shí)塑件容易將型芯帶出安裝孔。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)圖251（a），采用過盈配合（H7/s6）將型芯壓入模具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但塑料熔體易從型芯頭部與模具之間的接合面中溢出，形成橫向飛邊，影響塑件脫模。另外，如過盈量較小，開模時(shí)塑件容易將型芯帶出安裝孔。圖251（b），采用間隙配合（H7/h6）將型芯壓入模具，兩者在橫向無(wú)接合面，型芯底部又與其他成型零件鉚接，故不會(huì)出現(xiàn)圖251（a）中的問題。圖251（c），采用過渡配合（H7/m6）將型芯壓入模具，型芯底部用凸肩固定，適用于長(zhǎng)徑比較小的圓形型芯。圖251（d），采用階梯形以增加型芯剛度，局部采用過渡配合（H7/m6），型芯底部用凸肩固定，適用于長(zhǎng)徑比較大的圓形型芯。圖251（e），用螺塞緊固型芯，具有快換性質(zhì)。圖251（f），用于固定方形型芯，成型部分按塑件形狀加工，安裝部分做成圓形等易安裝定位的形狀。圖251（g），型芯底部與其他成型零件鉚接，異形型芯只能用線切割等方法做成直通式時(shí)才采用此結(jié)構(gòu)。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)3.鑲拼組合式凸模（型芯）如圖252所示，當(dāng)塑件內(nèi)形比較復(fù)雜、凸模加工制造難度較大時(shí)，也可對(duì)凸模采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，以便于加工、維修或更換。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)4．活動(dòng)式凸?；顒?dòng)式凸模的主要形式有瓣合式凸模和側(cè)型芯。1）瓣合式凸模瓣合式凸模主要用于成型帶有內(nèi)側(cè)凸凹的塑件，其設(shè)計(jì)方法與瓣合式凹模類似。2）側(cè)型芯側(cè)型芯主要用于成型塑件的側(cè)孔或外表面的側(cè)凹，它可通過斜導(dǎo)柱或斜滑塊等側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)，其工作原理和有關(guān)設(shè)計(jì)方法見2.10節(jié)有關(guān)內(nèi)容。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.2凸模、型芯設(shè)計(jì)1.螺紋型芯手動(dòng)卸除型螺紋型芯在模具閉合前裝入型腔內(nèi)，成型后隨制件一起脫模，并在模外卸下，多用于立式注射。為提高生產(chǎn)效率，注射生產(chǎn)時(shí)一般準(zhǔn)備多套螺紋型芯，交替使用。為便于模外用工具將螺紋型芯卸下，其非成型端應(yīng)制成方形或?qū)⑾鄬?duì)兩邊磨成兩個(gè)平面。螺紋型芯的結(jié)構(gòu)和安裝形式如圖253所示。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖253（a），錐面在模內(nèi)對(duì)螺紋型芯起定位、支承和密封的作用。圖253（b），圓柱面起定位作用，圓柱形臺(tái)階起支承作用，防止螺紋型芯下沉。圖253（c），用墊板做支承，防止螺紋型芯下沉。圖253（d），用嵌件與模具的接觸面防止螺紋型芯下沉，但在接觸面易產(chǎn)生橫向飛邊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響塑件的使用。圖253（e），將嵌件下端嵌入到模板中，以增加嵌件的穩(wěn)定性，并防止塑料擠入到嵌件的螺孔中，較適用于M3以下的螺紋型芯。圖253（f），將螺紋型芯變異為光桿型芯來(lái)固定金屬螺紋嵌件，無(wú)須手工卸螺紋。但在成型過程中嵌件易產(chǎn)生移動(dòng)甚至脫落。該結(jié)構(gòu)主要適用于塑料熔體沖擊力不大以及嵌件為盲孔的場(chǎng)合；當(dāng)嵌件螺孔為非盲孔、直徑較小、螺紋牙溝槽很細(xì)時(shí)，塑料僅能擠入一小段，不妨礙使用。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖254所示為固定在立式注射機(jī)上模或臥式注射機(jī)動(dòng)模部分的螺紋型芯結(jié)構(gòu)及固定方法。由于合模時(shí)的沖擊振動(dòng)較大，螺紋型芯插入時(shí)應(yīng)有彈性連接裝置，以免造成螺紋型芯脫落或移動(dòng)，導(dǎo)致塑件報(bào)廢或模具損傷。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖254（a），是帶豁口的結(jié)構(gòu)，豁口柄的彈力將螺紋型芯支承在模具內(nèi)，適用于直徑小于8mm的型芯。圖254（b），用鋼球彈簧固定螺紋型芯，當(dāng)螺紋型芯直徑大于10mm時(shí)采用。圖254（c），利用彈簧卡圈固定螺紋型芯。圖254（d），用彈簧夾頭固定螺紋型芯。螺紋型芯與模板內(nèi)安裝孔采用間隙配合（H8/f8）。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.螺紋型環(huán)螺紋型環(huán)和螺紋型芯一樣在模具閉合前裝入型腔內(nèi)，成型后隨塑件一起脫模，并在模外卸下。其結(jié)構(gòu)形式如圖255所示，可分為整體式和組合式。1）整體式整體式螺紋型環(huán)外表面為臺(tái)階狀，大端部分與模具上的固定孔呈間隙配合（H8/f8），配合高度3～5mm，其余部分可設(shè)計(jì)成3°～5°錐形，以利于裝模；小端部分用來(lái)與扳手等工具配合，以便成型后將型環(huán)與塑件旋開，見圖255（a）。2）組合式組合式螺紋型環(huán)由兩塊瓣拼合而成，并用鎖合導(dǎo)銷定位。為了能夠?qū)蓧K瓣合型環(huán)分開并與塑件分離，需要在兩瓣型環(huán)的拼合面外側(cè)開兩條楔形槽。當(dāng)要分開瓣合型環(huán)時(shí)，只要用兩個(gè)尖劈狀卸模器楔入兩條楔形槽即可。該結(jié)構(gòu)卸除螺紋型環(huán)迅速，但會(huì)在拼合處留下難以修整的溢料飛邊，適用于成型精度不高的粗牙螺紋，見圖255（b）。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.3螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.影響工作尺寸的因素1）塑件收縮率的影響由于塑料熱脹冷縮，成型冷卻后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。2）凹、凸模工作尺寸的制造公差凹、凸模工作尺寸的制造公差直接影響塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/6～1/3，表面粗糙度取值為Ra0.8～0.4μm。3）凹、凸模使用過程中的磨損量及其他因素的影響生產(chǎn)過程中的磨損以及修復(fù)會(huì)使凸模的尺寸變小，凹模的尺寸變大。因此，成型大型塑件時(shí)，收縮率對(duì)塑件的尺寸影響較大；而成型小型塑件時(shí)，制造公差與磨損量對(duì)塑件的尺寸影響較大。常用塑件的收縮率通常在千分之幾到百分之幾之間。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算2.凹、凸模的工作尺寸計(jì)算通常，凹、凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凹、凸模的制造公差和磨損量三個(gè)因素確定。1）凹模的工作尺寸凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸地增大。因此，為使模具的磨損后留有修模的余地，根據(jù)裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下極限尺寸，尺寸公差取上偏差。已知塑件外形公稱尺寸為(LS)－Δ0，深度公稱尺寸為(HS)－Δ0，塑料的平均收縮率為Scp，模具制造公差為δZ。設(shè)凹模的徑向尺寸為(LM)+δZ0，深度尺寸為(HM)+δZ0，具體計(jì)算公式如下：凹模的徑向尺寸計(jì)算公式為(LM)+δZ0=LS+LSScp-34Δ+δZ0（214）凹模的深度尺寸計(jì)算公式為(HM)+δZ0=HS+HSScp－23Δ+δZ0（215）2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算2）凸模的工作尺寸凸模是成型塑件內(nèi)形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸模的磨損會(huì)使被包容尺寸逐漸減小。因此，為使模具在磨損后留有修模的余地，根據(jù)裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上極限尺寸，尺寸公差取下偏差。已知塑件內(nèi)形公稱尺寸為(lS)+Δ0，深度公稱尺寸為(hS)+Δ0，塑料的平均收縮率為Scp，模具制造公差為δZ。設(shè)凸模的徑向尺寸為(lM)0-δZ，高度尺寸為(hM)0-δZ，具體計(jì)算公式如下：凸模的徑向尺寸計(jì)算公式為(lM)0-δZ=lS+lSScp+34Δ0-δZ（216）凸模的高度尺寸計(jì)算公式為(hM)0-δZ=hS+hSScp+23Δ0－δZ（217）2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算3）模具中的位置尺寸模具中的位置尺寸（如孔的中心距尺寸）計(jì)算公式為CM=(CS+CSScp)±δZ2（218）式中，CS為塑件位置尺寸（mm）；δZ為模具制造公差（mm）。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算例21如圖256所示為塑件結(jié)構(gòu)尺寸及相應(yīng)的模具型腔結(jié)構(gòu)，單位為mm，塑件材料為聚丙烯，計(jì)算收縮率為1％～3％，求凹、凸模構(gòu)成型腔的尺寸。解：取塑料的平均收縮率Scp為2%，取制造公差δZ=Δ/6。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算（1）凹模有關(guān)尺寸的計(jì)算。根據(jù)式（214）得凹模的徑向尺寸，即(LM)+δZ0=LS+LSScp-34Δ+δZ0=110+110×0.02－34×0.80+0.8×16mm=111.60+0.13mm根據(jù)式（215）得凹模的深度尺寸，即(HM)+δZ0=HS+HSScp－23Δ+δZ0=30+30×0.02－23×0.30+0.3×16mm=30.40+0.05mm（2）凸模有關(guān)尺寸的計(jì)算。根據(jù)式（216）得凸模的徑向尺寸，即(lM)0-δZ=lS+lSScp+34Δ0－δZ=80+80×0.02+34×0.60－0.6×16mm=82.050－0.1mm根據(jù)式（217）得凸模的高度尺寸，即(hM)0-δZ=hS+hSScp+23Δ0－δZ=15+15×0.02+23×0.20－0.2×16mm=15.430－0.03mm根據(jù)式（216）得型芯的直徑，即(dM)0－δZ=dS+dSScp+34Δ0－δZ=8+8×0.02+34×0.10－0.1×16mm=8.240－0.17mm（3）模具型芯位置尺寸計(jì)算。根據(jù)式（218）得模具型芯位置尺寸，即CM=(CS+CSScp)±δZ2=(30+30×0.02)±0.3×162mm=(30.6±0.025)mm3.螺紋型芯和螺紋型環(huán)尺寸的計(jì)算螺紋連接的種類很多，配合性質(zhì)也不相同。對(duì)于塑件螺紋來(lái)說(shuō)，影響其連接的因素很復(fù)雜，目前尚無(wú)塑料螺紋的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟的計(jì)算方法，因而目前要滿足塑料螺紋配合的準(zhǔn)確要求，難度較大。下面主要介紹公制普通螺紋型芯和螺紋型環(huán)計(jì)算方法，螺紋型芯和螺紋型環(huán)的幾何參數(shù)如圖257所示。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算1）螺紋型芯工作尺寸的計(jì)算（1）螺紋型芯中徑。螺紋型芯中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要的尺寸，按平均收縮率計(jì)算螺紋型芯的中徑為d2M=(D2S+D2SScp+Δ中)0-δZ（219）式中，d2M為螺紋型芯中徑（mm）；D2S為塑件內(nèi)螺紋中徑基本尺寸（mm）；Scp為平均收縮率；Δ中為塑件螺紋中徑公差（mm），目前因?yàn)槲覈?guó)尚無(wú)塑件螺紋的公差標(biāo)準(zhǔn)，可參照金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中精度最低者選用，其值可查GB/T197—2003《普通螺紋公差》；δZ為螺紋型芯中徑制造公差（mm），公差值應(yīng)小于塑件公差值，一般取Δ中/5。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算2）螺紋型芯大徑。dM=(DS+DSScp+Δ中)0-δZ（220）式中，dM為螺紋型芯大徑（mm）；DS為塑件內(nèi)螺紋大徑基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型芯大徑制造公差（mm），其值取Δ中/4。（3）螺紋型芯小徑。d1M=(D1S+D1SScp+Δ中)0-δZ（221）式中，d1M為螺紋型芯小徑（mm）；D1S為塑件內(nèi)螺紋小徑基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型芯小徑制造公差（mm），其值取Δ中/4。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算（4）螺紋型芯螺距。PM=(PS+PSScp)±δZ2（222）式中，PM為螺紋型芯螺距（mm）；PS為塑件內(nèi)螺紋螺距基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型芯螺距制造公差（mm），其值見表25。表25螺紋型芯和型環(huán)的螺距制造公差單位：mm螺紋直徑d或D配合長(zhǎng)度L制造公差δZ3～10～120.01～0.0312～22＞12～200.02～0.0424～68＞200.03～0.052.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算2）螺紋型環(huán)工作尺寸的計(jì)算（1）螺紋型環(huán)中徑。D2M=(d2S+d2SScp－Δ中)+δZ0（223）式中，D2M為螺紋型環(huán)中徑（mm）；d2S為塑件外螺紋中徑基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型環(huán)中徑制造公差（mm），其值取Δ中/5。（2）螺紋型環(huán)大徑。DM=(dS+dSScp－Δ中)+δZ0（224）式中，DM為螺紋型環(huán)大徑（mm）；dS為塑件外螺紋大徑基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型環(huán)大徑制造公差（mm），其值取Δ中/4。（3）螺紋型環(huán)小徑。D1M=(d1S+d1SScp－Δ中)+δZ0（225）式中，D1M為螺紋型環(huán)小徑（mm）；d1S為塑件外螺紋小徑基本尺寸（mm）；δZ為螺紋型環(huán)小徑制造公差（mm），其值取Δ中/4。螺紋型環(huán)螺距的計(jì)算方法與螺紋型芯螺距的計(jì)算方法相同。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.4成型零件工作尺寸的計(jì)算1.型腔的強(qiáng)度及剛度要求在注射成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力、合模時(shí)的壓力、開模時(shí)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)生的應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，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。因此，成型零件的壁厚計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一個(gè)問題，尤其對(duì)大型模具更為突出。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.5型腔壁厚的計(jì)算但是，理論分析和實(shí)踐證明，模具對(duì)強(qiáng)度及剛度的要求并非要同時(shí)兼顧。對(duì)大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條件計(jì)算；對(duì)小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力；剛度計(jì)算的條件則由于模具特殊性，可以從以下幾個(gè)方面加以考慮：（1）要防止溢料。當(dāng)高壓塑料熔體注入時(shí)，模具型腔的某些配合面會(huì)產(chǎn)生足以溢料的間隙。為了使型腔不致因模具彈性變形而發(fā)生溢料，此時(shí)應(yīng)根據(jù)不同塑料的最大不溢料間隙來(lái)確定其剛度條件。如聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等低黏度塑料，其允許間隙為0.025～0.04mm；對(duì)聚苯乙烯、ABS等中等黏度塑料為0.05mm；對(duì)聚砜、聚碳酸酯、硬聚氯乙烯等高黏度塑料為0.06～0.08mm。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.5型腔壁厚的計(jì)算（2）應(yīng)保證塑件精度。塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，這就要求模具型腔具有很好的剛性，即塑料注入時(shí)不產(chǎn)生過大的彈性變形。最大彈性變形值可取塑件允許公差的1/5，常見中小型塑件公差為0.13～0.25mm（非自由尺寸），因此允許彈性變形量為0.025～0.05mm，可按塑件大小和精度等級(jí)選取。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.5型腔壁厚的計(jì)算（3）要有利于脫模。當(dāng)變形量大于塑件冷卻收縮值時(shí)，塑件的周邊將被型腔緊緊包住而難以脫模，強(qiáng)制頂出則易使塑件劃傷或損壞，因此型腔允許彈性變形量應(yīng)小于塑件的收縮值。但是，一般來(lái)說(shuō)，塑料的收縮率較大，故多數(shù)情況下，當(dāng)滿足了上述（1）和（2）的要求時(shí)亦能滿足本項(xiàng)要求。上述要求在設(shè)計(jì)模具時(shí)，其剛度條件應(yīng)以這些項(xiàng)中最苛刻者（允許最小的變形值）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但也不宜無(wú)根據(jù)地過分提高標(biāo)準(zhǔn)，以免浪費(fèi)材料，增加制造難度。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.5型腔壁厚的計(jì)算2.成型零件的壁厚計(jì)算成型零件的壁厚計(jì)算一般常用計(jì)算法和查表法，但計(jì)算方法比較復(fù)雜且煩瑣，而計(jì)算結(jié)果又與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較接近，因此，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或查閱有關(guān)表格。1）圓形型腔的壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)圓形型腔的壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表26。2）矩形型腔的壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)矩形型腔的壁厚經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表27。3）型腔的底板厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖258所示為型腔的底板厚度tb的示意圖，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表28。2.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.5型腔壁厚的計(jì)算1.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1）導(dǎo)向作用當(dāng)動(dòng)模和定模或上模和下模合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件導(dǎo)入，引導(dǎo)動(dòng)、定模或上、下模準(zhǔn)確合模，避免型芯先進(jìn)入凹模，造成型芯或凹模的損壞。在推出機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)向零件保證推桿定向運(yùn)動(dòng)（尤其是細(xì)長(zhǎng)桿），避免推桿在推出過程中折斷、變形或磨損擦傷。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)2）定位作用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是保證動(dòng)、定?；蛏稀⑾履：夏Ｎ恢玫恼_，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確，從而保證塑件的精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中還具有定位作用，便于裝配和調(diào)整，能有效避免裝配時(shí)方向搞錯(cuò)而損壞模具。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)3）承受一定的側(cè)向壓力由于塑料熔體充模過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于成型設(shè)備精度低的影響，因而在模塑過程中需要導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承受一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。當(dāng)側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)承擔(dān)，需要增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)2.導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)原則1）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)類型的選用合模導(dǎo)向通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。當(dāng)模塑大型、精度要求高且需要深型腔成型的塑件，尤其是模塑薄壁容器和非軸對(duì)稱的塑件時(shí)，模塑過程會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，如果單純由導(dǎo)柱承受，會(huì)發(fā)生導(dǎo)柱導(dǎo)套卡住和損壞的現(xiàn)象，因而所用模具應(yīng)增設(shè)錐面定位結(jié)構(gòu)。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)2）導(dǎo)柱數(shù)量、大小及其布置根據(jù)模具形狀及尺寸，一副塑料模導(dǎo)柱數(shù)量一般需要2～4個(gè)。尺寸較大的模具一般采用4個(gè)導(dǎo)柱，小型模具通常用2個(gè)導(dǎo)柱。導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選用，必須保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。導(dǎo)柱在模具上的布置方式如圖260所示。對(duì)于動(dòng)、定?；蛏?、下模合模時(shí)無(wú)方位要求的，可以采用直徑相同并對(duì)稱布置的方式，見圖260（a）。對(duì)于合模時(shí)有方位要求的，則應(yīng)采用直徑不同的導(dǎo)柱或直徑相同導(dǎo)柱不對(duì)稱布置的方式，見圖260（b）、（c）。對(duì)于大中型模具，為了簡(jiǎn)化加工工藝，可采用3個(gè)或4個(gè)直徑相同但不對(duì)稱布置的方式，見圖260（d），或?qū)ΨQ布置但中心距不同的方式，見圖260（e）。導(dǎo)柱在模具中的安裝位置，需根據(jù)具體情況而定，一般情況下若不妨礙脫模，導(dǎo)柱通常安裝在主型芯周圍。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)3）導(dǎo)向零件的設(shè)置必須注意模具的強(qiáng)度導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的位置應(yīng)避開型腔底板在工作時(shí)應(yīng)力最大的部位。導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔中心至模板邊緣應(yīng)有足夠距離，以保證模具強(qiáng)度和導(dǎo)向剛度，防止模板發(fā)生變形。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)4）導(dǎo)向零件必須考慮加工的工藝性導(dǎo)柱固定端的直徑與導(dǎo)套固定端的外徑應(yīng)相等，便于孔的加工，有利于保證同軸度和尺寸精度。5）導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于導(dǎo)向?qū)蛄慵慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)便于導(dǎo)向，如導(dǎo)柱的先導(dǎo)部分應(yīng)做成球狀或帶有錐度；導(dǎo)套的前端應(yīng)有倒角，以便導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分應(yīng)比型芯稍高，以免型芯進(jìn)入型腔時(shí)與型腔相碰而損壞，見圖259；為了保證分型面很好地接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)具有承屑槽，如圖261（a）、（b）所示；各導(dǎo)柱、導(dǎo)套的軸線相互平行度及與模板的垂直度均應(yīng)達(dá)到一定要求。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)6）導(dǎo)向零件應(yīng)有足夠的耐磨性導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向表面應(yīng)硬而耐磨，而中心具有足夠的韌性，因此，多采用20低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為48～55HRC；也可采用T8或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。其中導(dǎo)套的硬度低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦條件，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌４送?，?dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向部分表面粗糙度要小。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)3.導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)及固定形式導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式隨模具的結(jié)構(gòu)、大小及塑件生產(chǎn)批量要求的不同而異，常用的結(jié)構(gòu)有以下幾種。1）帶頭導(dǎo)柱帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)見表29，它一般用于簡(jiǎn)單小批量生產(chǎn)的模具。2）帶肩導(dǎo)柱帶肩導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)見表210，它一般用于大型或精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。導(dǎo)柱的固定形式如圖262所示。對(duì)于小型簡(jiǎn)單的移動(dòng)式模具，可采用導(dǎo)柱以過渡配合裝入固定板，再鉚接固定的裝配形式，如圖263所示。根據(jù)需要，帶頭導(dǎo)柱和帶肩導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分可以加工出貯油槽。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)4.導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及其固定形式導(dǎo)套的主要結(jié)構(gòu)形式有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，分別見表211和表212。（1）直導(dǎo)套是不帶軸向定位臺(tái)階的導(dǎo)套。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，用于小型簡(jiǎn)單模具。直導(dǎo)套的固定方法如圖264（a）、（b）、（c）所示。（2）帶頭導(dǎo)套是帶有軸向定位臺(tái)階的導(dǎo)套。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，主要用于精度較高的大型模具。對(duì)于大型注射模具或壓縮模，為防止導(dǎo)套拔出，導(dǎo)套頭部安裝方法見圖262。如果導(dǎo)套頭部無(wú)墊板，則應(yīng)在頭部加裝蓋板，如圖264（d）所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)需要，在導(dǎo)套的導(dǎo)滑部分開設(shè)貯油槽。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)5.錐面定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在成型精度要求高、大型、薄壁、深腔的塑件時(shí)，型腔內(nèi)的側(cè)壓力往往會(huì)引起型芯或型腔的偏移，如果這種側(cè)壓力完全由導(dǎo)柱來(lái)承受，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)柱卡住或損壞，因此這時(shí)應(yīng)增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，如圖265所示。錐面配合有兩種形式：一種是兩錐面之間鑲上經(jīng)淬火的零件；另一種是兩錐面直接配合，此時(shí)，兩錐面均應(yīng)進(jìn)行熱處理達(dá)到一定硬度，以增加耐磨性。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)此外，對(duì)于具有垂直分型面的模具，為了保證錐模套中的對(duì)拼凹模相對(duì)位置準(zhǔn)確，常采用合模銷，如圖266所示。現(xiàn)已有圓錐定位件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4169.11—2006《塑料注射模零件圓錐定位件》。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)塑料模的支承與固定零件包括動(dòng)模（或下模）座板、定模（或上模）座板、型芯（或凸模）固定板、凹模固定板、支承板、墊塊等。注射模支承零件的典型組合如圖267所示。塑料模的支承零件起裝配、定位及安裝作用。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.2支承與固定零件的設(shè)計(jì)1.動(dòng)模座板和定模座板動(dòng)模（或下模）座板和定模（或上模）座板均是固定塑料模與成型設(shè)備連接的模板，因此，座板的輪廓尺寸和固定孔必須與成型設(shè)備上模具的安裝板相適應(yīng)。此外，座板應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，一般小型模具的座板厚度不應(yīng)小于13mm，大型模具的座板厚度有時(shí)可達(dá)75mm以上。2.6結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選用2.6.2支承與固定零件的設(shè)計(jì)2.固定板固定板是用以固定型芯（或凸模）、凹模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿等零件的。由于塑料模的種類及結(jié)構(gòu)不同，固定板的工作條件也有所不同。在移動(dòng)式模具上，開模力一般作用在固定板上，因此對(duì)固定板要求有足夠的強(qiáng)度。為了保證凹模、型芯