第6章分型面选择与成形零件设计

第,6,章 分型面选择与成型零件设计,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,塑料模具设计,塑料模具设计,电子工业出版社,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.1 分型面与型腔结构的确定,6.2 成形零件的设计,6.3,模具的定位机构,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.1,分型面与型腔结构的确定,6.1.1,分型面的常见类型和形状,分型面类型,图例,基本特征,第一类分型面,塑件在动模内成形。,第二类分型面,塑件在定模内成形。,第三类分型面,塑件一部分在定模内成形、一部分在动模内成形。,第四类分型面,塑件在两个或两个以上瓣合模块中成形。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,分型面形式,图例,水平分型面,斜分型面,阶梯分型面,曲面分型面,垂直分型面,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.1.2,分型面确定的要点,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,分型面的选择实例,考虑角度,推荐形式,不妥形式,分析,脱模性,1,推件板,2,定模板,塑件外形较简单，但内形有较多的孔，塑件成形收缩后一般留在型芯上。如果型腔设在定模内，型芯设在动模内，采用推件板可方便地完成脱模，模具结构简单。,1,定模,2,动模,动、定模分离后，塑件应尽可能留在动模，留在定模易增加脱模困难，导致模具结构复杂化。,1,动模,2,定模,当塑件有多组抽芯时，应尽量避免大端侧向抽芯，因为除了液压抽芯机构能获得较大的抽拔距离外，一般的侧向分型抽芯的抽拔距离较小。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,1,动模,2,定模,当塑件中有金属嵌件时，由于嵌件不收缩，对型芯无包紧力，可能使带嵌件的塑件留在型腔内，导致脱模困难。,1,动模,2,定模,侧抽芯机构应尽量置于动模，方便抽芯动作实现。,排气性,1,动模,2,定模,为有利于排气，分型面应尽量选在塑料流动方向的末端。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,塑件,精度,1,动模,2,定模,塑件与型芯对称分布时，如要迫使塑件留在动模内，可将型腔和大部分型芯设在动模内，采用推管脱模，左图容易保证塑件内孔和外圆的同轴度。,1,动模,2,定模,如果,d,和,D,有同轴度要求，应将两者置于同一块模板上，以降低模具的加工精度要求。,美观性,1,动模,2,定模,成形头部为圆弧形状塑件时，分型面如选在圆弧中间，会影响塑件美观性，选在圆弧和直边的过渡处较佳。,分型面的选择应尽量避免由于脱模斜度造成的塑件大小段尺寸差异，如塑件无严格要求，可将分型面设在塑件中部。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,锁模力,1,动模,2,定模,塑件在分型面上的投影面积应小于机床允许的投影面积，否则会使锁模困难，产生溢料现象。分型面应尽可能选择投影面积小的一边。,大型线圈骨架塑件成形时，采用哈夫模结构，当拼块的投影面积较大时，会造成锁模不紧，产生溢边，因此最好将型腔设于动、定模上，在受力小的侧面作抽芯。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.1.3,型腔数的确定方法,1、根据合同要求或根据用户所提供的年产量和生产计划（生产班次安排）确定。,N,=,W,(1+,)/,T,2、注射机注射容量确定型腔数,3、按注射机额定锁模力确定型腔数,4、根据生产经济性确定,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.2,成形零件的设计,6.2.1,成形零件的结构设计,1.,型腔的结构设计,整体式型腔,台阶镶入式结构,无台阶直镶式结构,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,侧壁镶入式,局部镶拼式结构,底部镶入式,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,图6-9 两瓣组合式结构,底部和侧壁分别镶入式,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,镶拼结构改善型腔结构的实例,不合理,合理,分析,型腔内部有薄壁件，左图为整体结构，薄壁部分加工困难，右图将薄壁部分做成镶拼结构，镶拼部分和型腔主体分开加工，改善了型腔工艺性。,型腔为一内五角星，左图为整体结构，必须采用电火花加工，加工困难，右图为镶拼式结构，镶拼部分可采用线切割加工，简化了加工工艺。,型腔底部为不规则型，且截面为方形，左图为整体结构，加工困难，右图将底部做成镶拼结构，改善了型腔加工工艺性。,塑件有同轴度要求，左图为整体结构，加工困难，难以保证同轴度，右图将型腔型芯做成镶拼结构，简化了加工工艺，且能保证塑件同轴度,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,2.,型芯的结构设计,整体镶入式型芯,镶拼式结构型芯,整体式型芯,整体镶入式型芯的镶拼方法,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,小型芯常用的安装固定方式,方式,图例,特点,上台阶固定,a b,a,图采用过盈配合将型芯杆部压入模具，优点是工艺简单，缺点是容易产生横向飞边；,b,图可避免横向飞边，但加工工艺较,a,图复杂。,下台阶固定,a b,a,图采用台阶垫板固定，结构简单，更换调整方便；,b,图采用台阶和螺纹固定，结构简单，更换调整方便。,螺纹固定,a b,a,图型芯头部带螺纹，更换调整方便；,b,图采用台阶和螺纹固定，更换调整方便。,多个小型芯的固定方式,a b,a,图和,b,图利用垫板和型芯台阶固定，用于形状复杂、多个型芯同时固定的场合。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.2.2,成形零件的尺寸计算,1.,成形收缩率的选取,成形收缩是决定成形尺寸精度的重要因素，准确选用收缩率是保证塑件尺寸的关键。,热塑性塑料的成形收缩可以分为三种：,一是由于塑料固有收缩引起的成形收缩,，,二是由塑件形状引起的成形收缩,，,三是由于成形条件引起的成形收缩。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,（,1,）一般情况下，选取收缩率表中的中间值；壁厚的塑件可偏取上限，壁薄的塑件可偏取下限；,（,2,）同一塑件选取同一收缩率值，以避免塑件各部分收缩率取值不同而造成的尺寸链不闭合的矛盾；对由于流动方向不同造成的收缩差异可以通过调整浇口形式、大小及分布来弥补，对壁厚不均造成的收缩差异可以通过适当偏大（大于中间值）选取收缩率值；,（,3,）塑件的材料、形状基本上已确定了其成形条件，不要试图通过调整成形条件来对收缩率做出较大的调整；,（,4,）对于尺寸精度要求高的塑件，如齿轮，可以采用实验的方法，即根据经验选取一收缩率来设计制作一套型腔，在正常的生产条件下成形，对得到的产品进行实测，根据产品的偏差值来调整收缩率的取值。这种方法较其它方法更为可靠、实用，只是在结构设计时要注意型腔更换的方便与简捷。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,2.成形尺寸计算,成形零件中与塑料接触而决定塑件几何形状的各部位尺寸，称为工作尺寸。,一般而言，塑件的几何尺寸可分为外形尺寸、内形尺寸和中心距尺寸等3种类型，与它们对应的成形零件的工作尺寸分别称为型腔尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。,型腔尺寸又可分为深度和径向尺寸（与深度方向垂直），型芯尺寸又可分为高度和径向尺寸（与高度方向垂直）。中心距尺寸一般指成形零部件上一些结构之间的距离，如孔距、型芯间距、凹槽及凸台间距等。这3类尺寸在使用过程中变化趋势不同，由于与塑料熔体或塑件之间存在摩擦、磨损，使用一段时间后，型腔类尺寸有增大的趋势，型芯类尺寸则有缩小的趋势；而中心距尺寸通常不受摩擦、磨损的影响，可视为一种不变尺寸。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,成形尺寸的计算可如下式：,D,=,D,0,(1+,S,),（,6-8,）,式中,D,成形尺寸；,D,0,塑件尺寸；,S,成形收缩率。,在具体设计时，只要将塑件图样上的尺寸（角度尺寸除外）按上述公式进行换算即可得到模具型腔、型芯的成形尺寸，计算结果可以保留到小数点后两位，在一般情况下，可默认该尺寸公差为,0.02,。有公差要求的塑件尺寸，一般按中差来进行计算。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,暗盒盖塑件图,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.2.3,模具零件公差配合关系与表面粗糙度、尺寸标注,1.,模具零件公差配合关系,型腔、型芯类零件与模板间的配合：回转体选用,H7/k6,，轴向配合尺寸比较长时可选用,H7/f6,，反之可选用,H7/m6,；非回转体配合关系可按孔类,D,0.02,，轴类,d,0.02,来标识。,浇口套与模板间的配合：,H7/k6,。,导柱、导套间及其与模板间的配合：滑动配合选用,H7/f6,，固定配合选用,H7/m6,；推板导柱、导套间的配合可放宽到,H8/f9,。,锁紧块的配合关系可按孔类,D,0.02,，轴类,d,0.02,来标识。,拉料杆、推杆、推管、复位杆与模板间的配合：,H7/f6,。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,2.,模具零件表面粗糙度要求,不同的加工方法可获得的表面粗糙度,有关塑件成形的表面：,R,a,0.025,（抛光）；,型腔、型芯固定用表面：,R,a,0.8,（精磨或精细车）；,导柱、导套孔和型腔、型芯固定用孔表面：,R,a,1.6,（精镗或精铣）；,浇口套、导柱、导套和锁紧块配合面：,R,a,0.8,（精磨）；,拉料杆、推杆、推管、复位杆配合面：,R,a,0.8,（精磨）；,模板上下表面：,R,a,0.8,（精磨）；模板基准角垂直面：,R,a,1.6,（精铣）。,加,工,方,法,钻,孔,铰,孔,精,车,精细车,精,铣,表面粗糙度,R,a,(,m,m),6,.,3,1,.,6,1,.,6,0,.,8,1,.,6,加,工,方,法,精,镗,精,磨,线切割,电火花,抛,光,表面粗糙度,R,a,(,m,m),1,.,6,0,.,8,0,.,4,1,.,6,3,.,2,1,.,6,0,.,025,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,3.模具零件尺寸的标注,（1）位置尺寸（如孔间距）尽量标注在主视图上，形状尺寸（如孔直径）标注在侧视图（剖视图）上，使各视图所要表达的内容更为突出和明确；,（2）同一套模具的零件图样尺寸基准应取得一致，不能有的按基准角标注，有的按中心对称线标注，造成混乱；,（3）不同零件的同一尺寸（如各模板的孔系）或对应尺寸（如型腔镶块的外形尺寸与模板上孔的尺寸）标注方法应该一致，便于对照、检查；,（4）尺寸标注直接、明确，操作者原则上不用进行计算。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,4.,模具零件公差的标注,模具零件公差主要分为尺寸公差和形位公差两大类。,对于尺寸公差，配合尺寸可将相应的公差值标注在图样上，其它具有公差要求的尺寸可按以下几种方式标注：,（,1,）标注为,的型腔、型芯尺寸，表示该尺寸公差为,0,.,02,；标注为,的配合尺寸，孔为,+,0,.,02,，轴为,-,0,.,02,；与分型面垂直，有关动、定模嵌合的尺寸，公差为,+,0,.,01,+,0,.,02,。标注为,的坐标位置尺寸，表示该尺寸公差为,0,.,01,。,（,2,）标注为,的型腔尺寸，表明该尺寸公差为,0,.,1,；有关配合尺寸孔为,+,0,.,1,，轴为,-,0,.,1,。,其余未注公差按国标,js12,执行。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,对于形位公差，可按下述规定，通过技术要求的形式在图样上集中说明，或作为工艺规范在加工中保证：,（,1,）型腔、型芯类和有关电极：有关各面间平行度、垂直度不大于,0,.,01,/,100mm,。,（,2,）模板：小于,300mm,300mm,的模板，其平行度、垂直度不大于,0,.,02,；大于,300mm,300mm,的模板，其平行度、垂直度不大于,0,.,025,。,（,3,）回转体：同轴度不大于,0,.,015,。,第,6,章 分型面选择与成形零件设计,6.2.4 模具材料的选用,1.模具材料选用原则,用于注塑模具的钢材，大致应满足如下要求：,（1）机械加工性能优良：易切削，适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工；,（2）抛光性能优良：没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；,（3）良好的表面腐蚀加工性：要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工；但对一些特殊的塑料，如聚氯乙烯等，要求钢材具有抗腐蚀性；,（4）耐磨损，有韧性：可以在热交变负荷的作用