成型零件结构设计概要课件

成型零件成型零件结构构设计概要概要成型零件结构设计成型零件结构设计u成型零件：是成型零件：是及及塑料直接接触，构成型腔的零件，包括：凹模、凸模、型芯、螺纹型芯型环等。塑料直接接触，构成型腔的零件，包括：凹模、凸模、型芯、螺纹型芯型环等。u型腔：指合模时用来填充塑料成型塑件的空间。型腔：指合模时用来填充塑料成型塑件的空间。（一）凹模的结构形式（一）凹模的结构形式u凹模：成型塑件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为以下几种。凹模：成型塑件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为以下几种。凹模整体式凹模组合式凹模整体嵌入式局部镶嵌式底部镶拼式侧壁镶拼式多件镶拼式整体式凹模整体式凹模凹模由整块材料构成凹模由整块材料构成结构特点：牢固，不易变形，塑件质量好结构特点：牢固，不易变形，塑件质量好适用范围：形状简单或形状复杂但凹模可用电火花和数控加工的中小型塑件适用范围：形状简单或形状复杂但凹模可用电火花和数控加工的中小型塑件大型模具不采用此结构的原因：大型模具不采用此结构的原因：不便于加工，维修困难不便于加工，维修困难 切削量太大，浪费钢材切削量太大，浪费钢材大件不易热处理（淬不透）大件不易热处理（淬不透）搬运不便搬运不便 模具生产周期长，成本高模具生产周期长，成本高组合式凹模组合式凹模整体嵌入式凹模整体嵌入式凹模凹模由整块金属材料加工成并镶入模套中凹模由整块金属材料加工成并镶入模套中结构特点：型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转体，凹模更换方便结构特点：型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转体，凹模更换方便适用范围：塑件尺寸较小的多型腔模具适用范围：塑件尺寸较小的多型腔模具组合式凹模组合式凹模局部镶嵌式凹模局部镶嵌式凹模将凹模中易磨损的部位做成镶件，然后嵌入模体中。将凹模中易磨损的部位做成镶件，然后嵌入模体中。结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换组合式凹模组合式凹模底部镶拼式凹模底部镶拼式凹模凹模做成通孔，再镶上底部凹模做成通孔，再镶上底部结构特点：强度刚度较差，底部易造成飞边（注意结构设计，能防止飞边产生）。结构特点：强度刚度较差，底部易造成飞边（注意结构设计，能防止飞边产生）。适用范围：形状复杂或较大型腔。适用范围：形状复杂或较大型腔。组合式凹模组合式凹模侧壁镶拼式凹模侧壁镶拼式凹模在成型时，熔融塑料的成型压力使螺钉和销钉产生变形，从而达不到产品的精度要求。组合式凹模组合式凹模多件镶拼式凹模多件镶拼式凹模u结构特点：可以采用多镶块组合式结构，根据具体情况，在难以加工的部位分开，吧复杂的型腔内表面加工装华为镶拼块的外表面加工，容易保证精度（二）型芯的结构设计（二）型芯的结构设计u型型芯芯：又又称称凸凸模模，是是成成型型塑塑件件内内表表面面的的零零件件。成成型型零零件件中中较较大大的的、主主要要内内形形的的零零件件，称称为为主主型型芯芯，成成型型塑塑件件上较小、槽的零件称为小型芯。上较小、槽的零件称为小型芯。主型芯结构1.主型芯主型芯u主型芯：主型芯按结构可分为整体式和组合式。u整体式结构 结构牢固，但不便加工，消耗模具钢多，主要用于手工试验或小型模具上的形状简单的型芯。u组合式结构 也称为镶拼组合式型芯，为了便于加工，形状复杂型芯往往彩采用镶拼组合式结构。组合式型芯的优缺点组合式型芯的优缺点 组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。设计和制造这类型芯时，必须注意结构合理，应保证型芯和镶块的强度，防止热处理时变形，应避免尖角及薄壁。图5-3-8a中的小型芯靠得太近，热处理时薄壁部位易开裂，应采用图b的结构，将大的型芯制成整体式再镶入小的型芯。组合式型芯小芯型固定方法小芯型固定方法u小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造后再镶入模板中。小芯型固定方法溢料飞边方向溢料飞边方向及及镶拼结构镶拼结构u在设计组合式型芯结构时，应注意塑料的溢料飞边不应该影响脱模取件。溢料飞边方向及镶拼结构多个互相靠近型芯的固定多个互相靠近型芯的固定u多个互相靠近的小型芯，用台肩固定时，如果台肩发生重迭干涉，可将台肩相碰的一面磨去，将型芯固定板的台阶孔加工成大圆台阶孔或长腰圆形台阶孔，然后再将型芯镶入多个互相靠近型芯的固定（三）螺纹成型零件的结构设计（三）螺纹成型零件的结构设计u螺纹型芯和螺纹型环是分别用来成型塑件上内螺纹和外螺纹的零件。另外，螺纹型芯和螺纹型环还可以用来固定带螺纹孔和螺杆的嵌件。成型后，螺纹型芯和螺纹型环的脱卸方法有两种，一种是摸内自动脱卸，另外一种是模外手动脱卸。这里仅介绍模外手动脱卸的螺纹型芯和螺纹型环的结构及固定方法。1.螺纹型芯的结构螺纹型芯的结构u螺螺纹纹型型芯芯的的结结构构 螺螺纹纹型型芯芯按按用用途途分分为为直直接接成成型型塑塑件件上上螺螺纹纹孔孔和和固固定定螺螺母母嵌嵌件件两两种种。两两种种螺螺纹纹型型芯芯在在结结构构上上没没有有原原则则上上的的区区别别。用用来来成成型型塑塑件件上上螺螺孔孔的的螺螺纹纹型型芯芯在在设设计计时时必必须须考考虑虑塑塑料料收收缩缩率率，表表面面粗粗糙糙度度要要小小(0.4)，一一般般应应有有0.50的的脱脱模模斜斜度度，螺螺纹纹始始端端和和末末端端按按塑塑料料螺螺纹纹结结构构要要求求设设计计，以以防防止止从从塑塑件件上上拧拧下下时时拉拉毛毛塑塑料料螺螺纹。固定螺母的螺纹型芯不必放收缩率，按普通螺纹制造即可。纹。固定螺母的螺纹型芯不必放收缩率，按普通螺纹制造即可。u螺螺纹纹型型芯芯安安装装在在模模具具上上，成成型型时时要要可可靠靠定定位位，不不能能因因合合模模振振动动或或料料流流冲冲击击而而移移动动；且且开开模模时时能能及及塑塑件件一一道道取取出，便于装卸；螺纹型芯与模板内安装孔的配合用出，便于装卸；螺纹型芯与模板内安装孔的配合用H88。螺纹型芯的安装形式螺纹型芯的安装形式u螺纹型芯在压缩模下模或注射机定模时的结构和安装形式螺纹型芯的安装形式带弹性连接的螺纹型芯安装形式带弹性连接的螺纹型芯安装形式u在立式注射机上模部分或合模时冲击振动较大的卧式注射机动膜部分固定螺纹的方式。要求螺纹型芯插入式应有弹性连接装置，一面造成型芯脱落或移动，导致塑件报废或模具损伤。带弹性连接的螺纹型芯安装形式2.螺纹型环的结构螺纹型环的结构u螺螺纹纹型型环环的的结结构构 螺螺纹纹型型环环再再磨磨具具闭闭合合钱钱装装入入模模具具型型腔腔内内，成成形形后后随随塑塑件件一一起起脱脱模模，再再膜膜外外卸卸下下。按按用用途途分分为为直接成型塑件外螺纹的结构和固定螺栓累嵌件的结构两种直接成型塑件外螺纹的结构和固定螺栓累嵌件的结构两种螺纹型环的结构成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸的计算u影响塑料制品尺寸精度的因素：影响塑料制品尺寸精度的因素：u1.1.成型零件的制造公差成型零件的制造公差 u2.2.成型收缩率的影响成型收缩率的影响 u3.3.成型零件的磨损量成型零件的磨损量u4.4.安装配合误差安装配合误差 影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素u1.1.成型零件的制造公差成型零件的制造公差u所以成型尺寸的精度应当高于制品相对各尺寸的精度，一般，模具制造误差取塑件尺寸公差的三分之一。所以成型尺寸的精度应当高于制品相对各尺寸的精度，一般，模具制造误差取塑件尺寸公差的三分之一。影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素u2.2.成型收缩率的影响成型收缩率的影响u它它包包括括设设计计模模具具选选取取的的计计算算收收缩缩率率及及实实际际收收缩缩率率的的差差异异，以以及及成成型型塑塑件件时时由由于于工工艺艺条条件件波波动动、材材料料批批号号发发生生变化而造成塑件收缩率值的波动，前者造成塑件尺寸系统误差，后者造成塑件尺寸的偶然误差变化而造成塑件收缩率值的波动，前者造成塑件尺寸系统误差，后者造成塑件尺寸的偶然误差影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素u2.2.成型收缩率的影响成型收缩率的影响u计计算算成成型型零零件件工工作作尺尺寸寸时时，塑塑料料的的成成型型收收缩缩率率可可按按相相应应的的标标准准和和有有关关塑塑料料生生产产厂厂的的产产品品说说明明书书等等资资料料查查找找。对对于于某某些些不不太太重重要要的的制制品品，如如日日用用器器皿皿等等，可可不不考考虑虑收收缩缩率率。对对尺尺寸寸精精度度有有较较高高要要求求的的制制品品，只只有有在在成成型型工工艺艺规规程程规规定定条条件件下下制制造造出出试试样样后后，才才能能获获得得准准确确的的收收缩缩率率值值。塑塑料料制制品品的的壁壁厚厚、形形状状、外外形形尺尺寸寸、熔熔料料流流长长度、浇口形式等均对收缩有影响，这点在计算成型零件工作尺寸时，应予以注意。度、浇口形式等均对收缩有影响，这点在计算成型零件工作尺寸时，应予以注意。影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素u3.3.成型零件的磨损量成型零件的磨损量u由由于于成成型型过过程程中中的的磨磨损损，凹凹模模尺尺寸寸变变得得越越来来越越大大，型型芯芯尺尺寸寸变变得得越越来来越越小小。假假设设型型芯芯周周向向为为均均匀匀磨磨损损，故故认认为中心距尺寸基本保持不变。为中心距尺寸基本保持不变。u塑料在型腔中高速流动而冲刷型腔壁，脱模时，塑件塑料在型腔中高速流动而冲刷型腔壁，脱模时，塑件及及型腔、型芯相摩擦。型腔、型芯相摩擦。影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素u4.4.安装配合误差安装配合误差u成成型型过过程程中中无无动动作作要要求求的的成成型型零零件件，一一般般采采用用过过渡渡配配合合安安装装。要要求求动动作作的的零零件件，如如型型芯芯，要要求求间间隙隙配配合合安安装装，则对制品尺寸带来误差，动模则对制品尺寸带来误差，动模及及定模时，会产生合模位置误差。定模时，会产生合模位置误差。影响塑料制品尺寸精度的因素算影响塑料制品尺寸精度的因素算u5.5.水平飞边厚度的波动水平飞边厚度的波动u对对于于压压缩缩模模塑塑，如如果果采采用用溢溢料料式式或或半半溢溢料料式式模模具具，其其飞飞边边厚厚度度常常因因成成型型工工艺艺条条件件的的变变化化有有所所变变化化，从从而而导导致致塑塑件件高高度度尺尺寸寸的的误误差差。杜杜宇宇压压注注模模塑塑喝喝注注射射模模塑塑，水水平平飞飞边边厚厚度度很很薄薄，甚甚至至没没有有飞飞边边，故故对对塑塑件件高高度度尺尺寸寸影影响不大。响不大。成型零部件工作尺寸的计成型零部件工作尺寸的计u综上所述，制品可能产生的最大误差为上述各种误差的综合，即u=juz成型零件制造误差uc型腔使用过程中的总磨损量us塑料收缩率波动引起塑件尺寸变化值uj因配合间隙变化引起塑件尺寸的变化值u各种误差累积后的误差值应小于或等于塑件的尺寸工差，即u成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u成型零件尺寸的计算方法有：平均值法和极限值法成型零件尺寸的计算方法有：平均值法和极限值法u平均值法：按平均收缩率、平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法。平均值法：按平均收缩率、平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法。u计算模具成型零件最基本的公式：计算模具成型零件最基本的公式：(1)(1)u塑料的平均收缩率的计算公式：塑料的平均收缩率的计算公式：成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u塑件塑件及及成型零件工作尺寸标注方法：成型零件工作尺寸标注方法：u轴类工作尺寸采用基轴制，标负差轴类工作尺寸采用基轴制，标负差u孔类工作尺寸采用基孔制，标正差孔类工作尺寸采用基孔制，标正差u中心距工作尺寸公差带对称分布，标正负差中心距工作尺寸公差带对称分布，标正负差成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u型腔径向工作尺寸计算型腔径向工作尺寸计算u已知：塑件工作尺寸已知：塑件工作尺寸 模具磨损量模具磨损量 /6 /6u平均收缩率平均收缩率 模具制造公差模具制造公差 /3 /3u 按平均值计算方法可得：按平均值计算方法可得：u 整理得：整理得：u标注制造公差后得：标注制造公差后得：成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算型芯径向工作尺寸计算型芯径向工作尺寸计算标注公差后得：标注公差后得：*式中式中前的系数可取在前的系数可取在1/21/23/43/4之间之间成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u型腔深度工作尺寸计算（平均值法）型腔深度工作尺寸计算（平均值法）u已知：塑件工作尺寸平均已知：塑件工作尺寸平均 收缩率收缩率u 模具制造公差模具制造公差/3/3u按平均值计算方法可得：按平均值计算方法可得：u整理得：整理得：u标注公差后得：标注公差后得：成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u型芯高度工作尺寸计算型芯高度工作尺寸计算u标注公差后得：标注公差后得：u前的系数也可取为前的系数也可取为1/21/2u型芯和型腔工作尺寸计算的注意事项：型芯和型腔工作尺寸计算的注意事项：u径向工作尺寸计算考虑了径向工作尺寸计算考虑了zz、cc、ss；而高度工作尺寸只考虑了；而高度工作尺寸只考虑了zz、ss。u收缩率很小的塑件或精度不太高的小型塑件可不考虑成型收缩对零件工作尺寸的影响。收缩率很小的塑件或精度不太高的小型塑件可不考虑成型收缩对零件工作尺寸的影响。u配合段工作尺寸要严格计算，不重要的工作尺寸可简化计算。配合段工作尺寸要严格计算，不重要的工作尺寸可简化计算。u精度高的工作尺寸保留第二位小数，第三位四舍五入。精度高的工作尺寸保留第二位小数，第三位四舍五入。成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u中心距工作尺寸计算（平均值法）中心距工作尺寸计算（平均值法）u标注制造公差后得：标注制造公差后得：u其中：其中：u 中心距制造公差中心距制造公差(1/3(1/31/6)1/6)成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u凹模内的型芯或孔中心到侧壁距离u塑料制品的孔到边的距离的平均尺寸为，成型收缩率，型芯中心到凹模侧壁距离的平均尺寸为u模具型芯中心到凹模侧壁距离的尺寸为，制造公差z（z/2）u型芯的磨损不影响,型腔的磨损会影响，单边最大磨损量为2,平均值为4u型芯中心到凹模侧壁距离的平均尺寸 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u凹模内的型芯或孔中心到侧壁距离成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离u塑料制品的孔到边的距离的平均尺寸为塑料制品的孔到边的距离的平均尺寸为 ，成型收缩率，成型收缩率 ，型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸为，型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸为u模具型芯中心到型芯侧面距离的尺寸为，制造公差模具型芯中心到型芯侧面距离的尺寸为，制造公差zz（z/2 z/2）u型芯的磨损不影响型芯的磨损不影响,型腔的磨损会影响，单边最大磨损量为型腔的磨损会影响，单边最大磨损量为2,2,平均值为平均值为44u型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u螺纹成型件的工作尺寸计算螺纹成型件的工作尺寸计算u公制普通螺纹型环工作尺寸计算公制普通螺纹型环工作尺寸计算u螺纹型环中径工作尺寸螺纹型环中径工作尺寸 D2M 0+(D22b)0+z D2M 0+(D22b)0+z u螺纹型环大径工作尺寸螺纹型环大径工作尺寸 0+(b)0+z0+(b)0+zu螺纹型环小径工作尺寸螺纹型环小径工作尺寸 D1M 0+(D11b)0+zD1M 0+(D11b)0+zu公制普通螺纹型芯工作尺寸计算公制普通螺纹型芯工作尺寸计算u螺纹型芯中径工作尺寸螺纹型芯中径工作尺寸 d2M 0-(d22)0-z d2M 0-(d22)0-z u螺纹型芯大径工作尺寸螺纹型芯大径工作尺寸 0-()0-z0-()0-zu螺纹型芯小径工作尺寸螺纹型芯小径工作尺寸 d1M 0-(d11)0-zd1M 0-(d11)0-z成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u螺纹成型件的工作尺寸计算u螺距工作尺寸计算u螺纹型芯螺距：u式中：螺纹型芯螺距u 塑件内螺纹螺距基本工作尺寸u 螺纹型芯制造公差u螺纹型环螺距的计算方法及螺纹型芯螺距的计算方法相同成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算型腔尺寸型芯尺寸径向尺寸高度及深度尺寸中心距尺寸成型零件尺寸计算公式成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u圆形侧壁和底板厚度的计算法成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算u矩形侧壁和底板厚度的计算法：成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算式中：式中：s1、s2 凹模侧壁、底板厚度（）凹模侧壁、底板厚度（）L 垫块间距（）垫块间距（）B 支承板宽度（）；支承板宽度（）；A 凹模高度（）凹模高度（）L、b 凹模内腔长边和短边（）凹模内腔长边和短边（）a 凹模受力部份（）凹模受力部份（）泊松比，常取泊松比，常取0.250.3；E 弹性模量（）钢取弹性模量（）钢取2.06105 充许变形量（）一般不超过塑料的溢边值；充许变形量（）一般不超过塑料的溢边值；弯曲许用应力（）弯曲许用应力（）P 型腔压力，一般取型腔压力，一般取50 c、c 常数分别由常数分别由 L/a 而定，而定，成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算谢谢