模具設(shè)計(jì)22-3公差38與配合

模具設(shè)計(jì)22-3公差38與配合2.2模具零件表面粗糙度與拔模斜度1表面粗糙度表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)應(yīng)從輪廓算術(shù)平均偏差Ra、微觀不平度十點(diǎn)高度Rz、輪廓最大高度Ry中選取。在高度特性參數(shù)常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（Ra為0.025~6.3um，Rz為0.1~25um）推薦優(yōu)先選用Ra。輪廓算術(shù)平均偏差的數(shù)值由以下算式獲得。其意義為在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，縱坐標(biāo)值Z(x)絕均值的算術(shù)平均值。3/2/20242微觀不平度十點(diǎn)高度的數(shù)值由以下算式獲得。式中，Zpi第i個(gè)最大的輪廓高，Zvi為第i個(gè)最大的輪廓谷深。表面粗糙度既要滿足零件的功能要求，又要考慮工藝經(jīng)濟(jì)性。因此，在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選用數(shù)值大的粗糙度。3/2/20243表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)一般注在可見(jiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上。符號(hào)的尖端必須從材料外指向表面表面粗糙度代號(hào)中數(shù)定及符號(hào)的方向必須按圖2-16a)、圖2-16b)標(biāo)注，帶有橫線的表面粗糙度符號(hào)應(yīng)按圖2-16c)標(biāo)注。在同一圖樣上，每一表面一般只標(biāo)注一次符號(hào)、代號(hào)，并盡可能靠近有關(guān)的尺寸線，見(jiàn)圖2-16a)。當(dāng)?shù)匚华M小或不便標(biāo)注時(shí)，符號(hào)代號(hào)可以引出標(biāo)注，如圖2-16d)。3/2/20244沖模零件表面粗糙度的選定3/2/20245壓鑄模零件的表面粗糙度選定3/2/20246拔模斜度如圖2-17所示，有增加鑄件壁厚、增減鑄件壁厚和減少鑄件壁厚三種形式。未注拔模斜度大小根據(jù)模樣的拔模高度、材料類(lèi)型、斜度位置等有關(guān)。3/2/20247對(duì)構(gòu)成鑄件外側(cè)壁的拔模斜度取表2-7的二分之一。文字符號(hào)的拔模斜度取10～15’。當(dāng)圖樣中未注拔模斜度方向時(shí)，按減少鑄件壁厚方向制造。3/2/202482.3注塑模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主流道的選擇、分流道截面及尺寸的確定、澆口位置的選擇、澆口形式及澆口截面尺寸的確定。當(dāng)采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了確保分流道的脫落，還應(yīng)注意脫澆口裝置的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先是選擇澆口的位置，澆口位置選擇的適當(dāng)與否，將直接關(guān)系到制品的成型質(zhì)量及注射過(guò)程是否能順利進(jìn)行。3/2/20249澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則。1）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，流道應(yīng)盡量減少?gòu)澱邸?）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱(chēng)。3）塑膠制品投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開(kāi)設(shè)澆口，否則會(huì)造成注塑時(shí)受力不均。4）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑膠制品上不留痕跡，以保證塑料制品外觀。5）一模多件，防止將大小相差懸殊塑膠制品放在同一付模具內(nèi)。6）在設(shè)計(jì)主流道時(shí)，避免熔融的塑膠直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷。7）在滿足塑膠成型和排氣良好的前提下，要選取最短的流程，這樣可縮短填充時(shí)間。3/2/2024108）能順利地引導(dǎo)熔融的塑膠填充各個(gè)部位，并在填充過(guò)程中不致產(chǎn)生塑膠渦流、紊亂現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。9）在成批塑膠制品生產(chǎn)時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成型周期。10）因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑料制品在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。11）澆口的位置應(yīng)保證塑膠流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬暢、厚壁部位，以便于塑料的流入。12）盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不重要的部位。3/2/2024112主流道設(shè)計(jì)主流道是指連接注塑機(jī)噴嘴與分流道的塑膠通道，是溶料注入模具最先經(jīng)過(guò)的一段流道，其形狀、大小會(huì)直接影響塑膠的流動(dòng)速度和注塑時(shí)間。1）垂直式主流道的設(shè)計(jì)d－主流道小端直徑，即主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處的直徑。d＝注射機(jī)噴嘴孔徑十（0.5-1）mmL－主流道的長(zhǎng)度。根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)確定。A－主流道的錐度。A一般在2-4°范圍內(nèi)選取，對(duì)粘度大的塑料，A可取3°-6°。但由于受標(biāo)準(zhǔn)錐度鉸刀的限制，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)錐度值，或選用標(biāo)準(zhǔn)澆口套。一般而言，尺寸D比D'大10-20%左右。3/2/2024122）傾斜式主流道的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)模具時(shí)，往往由于受制品及模具結(jié)構(gòu)的影響，或者由于澆注系統(tǒng)及腔數(shù)的限制，使主流道偏離模具中心，有時(shí)這一距離很大，造成模具在使用時(shí)出現(xiàn)很多問(wèn)題。第一，在頂出制品時(shí)，由于頂出不在模具中心，推板及頂針固定板容易頂偏，造成頂針折斷，制品變形或損壞。第二，由于主流道不在中心，會(huì)造成單面披縫過(guò)大而產(chǎn)生溢料。上述問(wèn)題雖然可以采用三板模結(jié)構(gòu)來(lái)解決，但這樣會(huì)使模具成本提高。所以在上述情況下，采用傾斜式主流道的設(shè)計(jì)可以避免或改進(jìn)其不足。圖2-19是有關(guān)傾斜式主流道的設(shè)計(jì)參數(shù)。傾料角α主要與塑膠性能有關(guān)，如PE、PP、PA、POM等塑膠，其傾料角α最大可達(dá)30°;HIPS、ABS、PC等塑膠，傾科角最大可達(dá)20°，SAN，PMMA不能用傾斜式主流道。傾斜式主流道的其他設(shè)計(jì)參數(shù)與垂直式主流道的設(shè)計(jì)相同。3/2/2024133）分流道設(shè)計(jì)分流道是塑膠進(jìn)入型腔前的過(guò)渡部分，可通過(guò)截面的形狀，尺寸大小及方向變化，使塑膠平穩(wěn)進(jìn)入型腔保證成型的最佳效果。常用分流道的形式及尺寸如表2-8所示。3/2/202414對(duì)分流道的要求主要有1）塑膠流經(jīng)分流道時(shí)的壓力損失及溫度損失要小。2)分流道的固化時(shí)間應(yīng)稍后于制品的固化時(shí)間，以利于壓力的傳遞及保壓。3)保證塑膠迅速而均勻地進(jìn)入各個(gè)型腔。平衡式分流道如圖2-20所示。4)分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，其容積要小。5)要便于加工及刀具選擇。6)每節(jié)流道要比下一節(jié)分流道大10-20%左右。如圖2-20，D=dx[1+（10-20）]%。3/2/202415分流道的截面有圓形截面和梯形截面，如圖2-21所示。圓形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)是表面積與體積之比為最小，在容積相同的分流道中，圓形截面分流道的塑膠與模具接觸的面積為最小，因此其壓力損失及溫度損失小，有利于塑膠的流動(dòng)及壓力傳遞。其缺點(diǎn)是圓形截面分流道必須在動(dòng)模及定模上分別加工。梯形截面分流道與圓形截面相比熱損失較大，但便于分流道的加工及刀具的選擇，因此也是常用的形式。(常用于三板模)3/2/202416在同一模具上成型兩種大小不同的塑膠制品，為了保證在注塑時(shí)，塑膠能同時(shí)充滿模具上大小不同的型腔，這時(shí)單使用修正澆口大小，不一定能達(dá)到充填平衡效果，必須對(duì)分流道進(jìn)行修正才能達(dá)到預(yù)期效果。4)澆口設(shè)計(jì)澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過(guò)澆口直接使熔融的塑膠進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來(lái)的熔融塑膠以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑膠后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)進(jìn)未冷卻的熱料回流。3/2/202417澆口設(shè)計(jì)與塑膠制品形狀、塑膠制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)(壓力等)及塑膠性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便以使塑膠制品分離，塑膠制品的流口痕跡亦不明顯。塑膠制品質(zhì)量的缺陷，如困氣、縮水、夾水紋、分解、沖紋、變形等，往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。澆口設(shè)計(jì)包括澆口截面形狀及澆口截面尺寸的確定，流口位置的選擇。影響澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等。制品所用塑膠特性對(duì)澆口設(shè)計(jì)的影響因素是塑膠的成型溫度、粘度(流動(dòng)性)、收縮率及有無(wú)填充物等。此外，在進(jìn)行澆口設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。3/2/202418按照常規(guī)來(lái)說(shuō)，澆口的截面尺寸宜小不宜大，先確定得小一些，然后在試模時(shí)根據(jù)對(duì)型腔的充填情況再進(jìn)行修正。特別是一模多腔的模具，通過(guò)修正可使各個(gè)型腔同時(shí)均勻充填。小澆口可以增加熔料流速，并且熔料經(jīng)過(guò)小澆口時(shí)產(chǎn)生很大摩擦而使熔料溫度升高，其表現(xiàn)粘度降低，有利于充填。另外，由于小澆口的固化較快，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量補(bǔ)縮而降低制品的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)可以縮短注射成型周期，便于澆口的去除。但有些制品的澆口不宜過(guò)小，如一些厚壁制品，在注射過(guò)程中必須進(jìn)行兩次以上的補(bǔ)壓才能滿足制品的要求，澆口過(guò)小會(huì)造成澆口處過(guò)早固化，使補(bǔ)料困難而造成制品缺陷。3/2/202419具體澆口截面尺寸的確定，根據(jù)不同的澆口型式和制品大小來(lái)確定。澆口位置的選擇，一般應(yīng)注意以下問(wèn)題:1)澆口位置應(yīng)設(shè)在制品最大壁厚處，使塑膠從厚壁流向薄壁，并保持澆口至型腔各處的流程基本一致。2)防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射而在充填過(guò)程中產(chǎn)生沖紋。3)澆口位置應(yīng)設(shè)在制品的主要受力方向上，因?yàn)樗苣z的流動(dòng)方向上所承受的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力特高，特別是帶填料的增強(qiáng)塑膠，這種情況更加明顯。4)在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)考慮制品的尺寸要求，因?yàn)樗苣z經(jīng)澆口充填型腔時(shí)，在塑膠的流動(dòng)方向與垂直于流動(dòng)方向上的收縮不盡相同，所以應(yīng)考慮到變形和收縮的方向性。5)設(shè)計(jì)澆口時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑膠制品上不留痕跡，以保證塑膠制品外觀。6)在澆口位置選定后，應(yīng)首先經(jīng)膠件設(shè)計(jì)的工程師認(rèn)可，或用較先進(jìn)的設(shè)備模擬塑膠的流向以及通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)業(yè)人員研究，再確認(rèn)澆口的位置是否正確。3/2/202420普通澆口形狀比較簡(jiǎn)單，加工較方便，在一模多腔的分流道非平衡布置的模具上，修正澆口也比較容易，有時(shí)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也可以進(jìn)行，幾乎各種塑膠都可使用這種澆口形式。其不足之處是制品和澆口不能自行分離。普通澆口的形式及尺寸可如表2-9所示，其數(shù)值取決于塑膠的流動(dòng)性及制品的大小。3/2/202421點(diǎn)澆口具有很多優(yōu)點(diǎn)，幾乎可以應(yīng)用于各種形式的制品。點(diǎn)澆口位置的選擇有較大的自由度，澆口附近的殘余應(yīng)力較小，澆口能自行拉斷且留很小的痕跡。點(diǎn)澆口尤其適用于圓桶形、殼形、盒形制品，但對(duì)流動(dòng)性較差的塑膠不宜用，如PMMA，PC等。常用于ABS，PP，POM等流動(dòng)性較好的塑膠。對(duì)于較大的平板制品可以設(shè)置多個(gè)點(diǎn)澆口，以減小其翹曲變形。圓柱齒輪制品也可采用點(diǎn)澆口，通常是在一等邊三角形的頂點(diǎn)設(shè)置三個(gè)點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)是注射壓力損失較大，多數(shù)情況下必須采用三板模結(jié)構(gòu)，其模具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，成型周期較長(zhǎng)。流道與制品比例較大（廢料較多）。其形式及尺寸如圖2-22所示，其具體尺寸則依塑件的大小及塑膠的性能而定。3/2/2024223/2/202423潛澆口的設(shè)置比較靈活；可以在制品的內(nèi)外表面很多地方開(kāi)設(shè)；澆口可以自動(dòng)脫落且留下很小的痕跡。潛澆口分推切式及拉切式，不適用于成型較脆性的塑料，如SAN，PMMA，PS，透明料等。其形式有潛針推切式、潛塊推切式、拉切式，其尺寸如圖2-23所示。其中潛針推切式和潛塊推切式不適用于會(huì)因成型時(shí)噴射造成沖紋及漿糊斑等的塑膠，如PC料。圖中L>L1＋L2，且L1不能太短，應(yīng)有足夠的距離讓澆口變形脫離型腔，一般情況下，L1應(yīng)至少有8mm。3/2/202424直接澆口由于熔融塑膠經(jīng)澆口直接進(jìn)入型腔，所以壓力損失很小，充型比較容易，并對(duì)各種塑膠都能適用。直接澆口的截面尺寸一般都比較大，澆道的固化時(shí)間較長(zhǎng)，所以有足夠的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)料，但在澆口處產(chǎn)生的應(yīng)力也大。且會(huì)給去除澆口帶來(lái)困難，也會(huì)在制品上留下較大痕跡。直接澆口必須于與澆口正對(duì)的位置加工一球形冷料穴，并在澆口位置處定模留出一平臺(tái)以保證剪澆口后殘留水口不高于膠件表面。直接澆口的形式如圖2-24所示。3/2/202425凸耳式澆口主要用于高透明度平板形制品，以及要求變形很小的制品。凸耳澆口的作用是使熔融塑膠從澆口進(jìn)入凸耳時(shí)，由于摩擦熱而改善其流動(dòng)性。當(dāng)料流沖擊凸耳側(cè)壁時(shí)，使流速降低并改變了流向，在凸耳處均勻而平穩(wěn)地進(jìn)入型腔。從而避免塑件成型時(shí)因噴射造成的各種缺陷:如沖紋、內(nèi)應(yīng)力引起的變形及其它漿糊斑等。凸耳式澆口適用于成型PC，有機(jī)玻璃等塑料，其形式及尺寸如圖2-25所示。3/2/202426扇形澆口在注塑時(shí)可以降低制品的內(nèi)應(yīng)力，主要適用于平板形制品及淺的殼形或盒形制品及透明料，如PMMA，一定要做扇形澆口，否則有沖紋。其形式及尺寸如圖2-26所示。3/2/202427蕉形澆口適用于在注射成型不允許外表面有任何不良痕跡的膠件，宜用ABS等較軟性塑膠及中小型膠件。如圖2-27所示。圖中L>L1十L2，且L1不能太短，應(yīng)有足夠距離讓澆口變形脫離型腔，一般情況下，L1應(yīng)至少有8mm。3/2/202428冷料穴分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴的位置一般都設(shè)計(jì)在主流道和分流道的末端，亦即塑膠最先到達(dá)的部位，如圖2-28。3/2/202429冷料穴的作用是防止在注塑時(shí)將冷料射入型腔而使制品產(chǎn)生各種缺陷。如走膠不齊和影響外觀。冷料穴的大小、深淺要適宜，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的大小和形狀以及塑膠的特性而定，對(duì)于大形制品，冷料穴可適當(dāng)加大。分流道冷料穴，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝5-8mm。見(jiàn)圖2-28。如圖2-29A、B兩種形式的冷料穴均由于倒扣的作用，能將流道留在動(dòng)模。圖A中α的大小應(yīng)視乎塑膠的性能而定。如PBT為2°，PP，PA，ABS為3°。3/2/202430主流道的頂出系統(tǒng)常用的有兩種，如圖2-29。其中A為一般塑膠模使用，它利用頂針將主流道頂出動(dòng)模，應(yīng)當(dāng)注意其頂針端面應(yīng)與冷料穴頂部齊平或低下0.5-1mm。但此種冷料穴不適合用于脆性塑膠，如SAM、PMMA料。B是Z形，此種拉料槽為透明塑膠采用。塑膠注射模具的型腔，在熔融塑膠填充過(guò)程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有因塑膠受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其在高速注射成型時(shí)產(chǎn)生的氣體更多，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置排氣措。選擇排氣槽的位置是很重要的，一般在塑膠填充的同時(shí)，必須把氣體排出模外。否則被壓縮的空氣變成高溫燃燒，使熔融的塑膠焦化或熔接線處強(qiáng)度降低以及不成型，影響塑膠制品質(zhì)量。尤其對(duì)于大型塑膠注射模具，開(kāi)設(shè)合理的排氣措更顯得重要。3/2/202431開(kāi)設(shè)排氣槽應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1）根據(jù)進(jìn)料口的位置，排氣槽因開(kāi)設(shè)在型腔最后充滿的地方，如圖2-30所示。3/2/2024322）盡量把排氣槽開(kāi)設(shè)在模具的分型面上，如直接澆口排氣槽的位置，如圖2-31。3）對(duì)于流速較小的塑膠制品，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進(jìn)行排氣，如圖2-32。3/2/2024334）排氣槽的尺寸，要視乎塑膠的種類(lèi)，如圖2-33中尺寸H，一般情況下，ABS、HIPS、.PC、PMMA、SAN為0.015，而高流動(dòng)性的塑膠，如PP、PE、PA若沒(méi)有加填充劑，則為0.01。3/2/202434由于熱流道設(shè)計(jì)會(huì)使模具制作成本加大，所以常用于一模多腔以及大批量注塑生產(chǎn)的模具。熱流道設(shè)計(jì)有利于縮短注塑生產(chǎn)周期和提高塑膠制品質(zhì)量，減少?gòu)U品。但是要轉(zhuǎn)顏色注塑成型的膠件要注意:1)流道表面要光滑，流道的拐角處要避免死角，要圓滑過(guò)渡。3/2/2024352)要在第一次試模時(shí)選用無(wú)