《模具概論》(第2版)第4章模具設(shè)計(jì)的基本概念

1、 沖裁模具設(shè)計(jì)沖裁模具設(shè)計(jì)4.1注射模具設(shè)計(jì)注射模具設(shè)計(jì) 4.21了解沖裁間隙的分類及選用依據(jù)了解沖裁間隙的分類及選用依據(jù)2了解刃口尺寸的計(jì)算原則和計(jì)算方法了解刃口尺寸的計(jì)算原則和計(jì)算方法3掌握凹模設(shè)計(jì)過程掌握凹模設(shè)計(jì)過程4掌握凸模設(shè)計(jì)過程掌握凸模設(shè)計(jì)過程5掌握沖模設(shè)計(jì)要點(diǎn)掌握沖模設(shè)計(jì)要點(diǎn)6掌握注射模具的設(shè)計(jì)步驟掌握注射模具的設(shè)計(jì)步驟 7理解型腔數(shù)確定與分型面選擇理解型腔數(shù)確定與分型面選擇8掌握成形零部件設(shè)計(jì)掌握成形零部件設(shè)計(jì)9理解澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)理解澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)10理解注射機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理解注射機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11了解塑料模具排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和模具溫度調(diào)節(jié)了解塑料模具排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4

2、.1.1 沖裁間隙沖裁間隙 沖裁間隙是指沖裁模具凸模與凹模之間工作沖裁間隙是指沖裁模具凸模與凹模之間工作部分的尺寸之差。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)部分的尺寸之差。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量、模計(jì)中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和力能的消耗。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合具壽命和力能的消耗。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合理地選用。沖裁間隙分雙面間隙和單面間隙，未理地選用。沖裁間隙分雙面間隙和單面間隙，未注單面的即為雙面間隙。注單面的即為雙面間隙。 1沖裁間隙分類 根據(jù)沖裁件尺寸精度、剪切面質(zhì)量、模具壽根據(jù)沖裁件尺寸精度、剪切面質(zhì)量、模具壽命和力能消耗等主要因素

3、，將金屬材料沖裁間隙命和力能消耗等主要因素，將金屬材料沖裁間隙可分成可分成3種類型，即種類型，即類（小間隙）、類（小間隙）、類（中類（中間隙）、間隙）、類（大間隙），見表類（大間隙），見表4-1。 表4-1 金屬材料沖裁間隙分類 按金屬材料的種類、供應(yīng)狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度，列出金屬材料沖裁間隙值，見表4-2。表4-2 金屬材料沖裁間隙值 單位：mm 確定合理間隙值方法如下。確定合理間隙值方法如下。 第一種是理論方法。模具制造中的偏差第一種是理論方法。模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)募笆褂弥械哪p，生產(chǎn)中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，如圖范圍作為合理間隙，如圖4-1所示。

4、這個(gè)范圍所示。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙值，最大值稱為最的最小值稱為最小合理間隙值，最大值稱為最大合理間隙值。設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)采用最小大合理間隙值。設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)采用最小合理間隙值。合理間隙值。圖4-1 凸、凹模的磨損形式 圖4-2 合理間隙值的確定 確定合理間隙值的理論方法的依據(jù)是確定合理間隙值的理論方法的依據(jù)是保證凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重合。保證凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重合。由圖由圖4-2所示中可以得到合理間隙值的計(jì)算所示中可以得到合理間隙值的計(jì)算公式如下：公式如下： 第二種是經(jīng)驗(yàn)方法。經(jīng)驗(yàn)方法也第二種是經(jīng)驗(yàn)方法。經(jīng)驗(yàn)方法也是根據(jù)材料的性質(zhì)與厚度，來確定最小是根據(jù)材料的性

5、質(zhì)與厚度，來確定最小合理間隙值。建議按下列數(shù)據(jù)確定雙面合理間隙值。建議按下列數(shù)據(jù)確定雙面間隙值。間隙值。 刃口刃口尺寸的計(jì)算原則。尺寸的計(jì)算原則。 在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，需遵循下述原則。在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，需遵循下述原則。 設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為準(zhǔn)，間隙取在凸設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為準(zhǔn)，間隙取在凹模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為準(zhǔn)，間隙取在凹模上。模上。 設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模公稱尺寸應(yīng)取零件尺設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模公稱尺寸應(yīng)取零件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模公稱尺寸應(yīng)取零件孔的尺寸范圍內(nèi)的較大尺寸。公稱尺寸應(yīng)

6、取零件孔的尺寸范圍內(nèi)的較大尺寸。4.1.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。 沖裁模在使用中，磨損間隙值將不沖裁模在使用中，磨損間隙值將不斷增大，因此，設(shè)計(jì)時(shí)無論是落料模還是斷增大，因此，設(shè)計(jì)時(shí)無論是落料模還是沖孔模，新模具都必須選取最小合理間隙沖孔模，新模具都必須選取最小合理間隙Zmin，使模具具有較長的壽命。，使模具具有較長的壽命。 凸、凹模刃口部分尺寸的制造公差凸、凹模刃口部分尺寸的制造公差要按零件的尺寸要求決定，一般模具的制要按零件的尺寸要求決定，一般模具的制造精度比沖裁件的精度高造精度比沖裁件的精度高23級(jí)。若零件級(jí)。若零件未注公差，對(duì)于非圓形件，沖模按未注公差，對(duì)于

7、非圓形件，沖模按IT9精度精度制造；對(duì)于圓形件，一般按制造；對(duì)于圓形件，一般按IT6IT7級(jí)精級(jí)精度制造。度制造。 刃口尺寸計(jì)算方法。刃口尺寸計(jì)算方法。 凸模與凹模分開加工設(shè)計(jì)計(jì)算中要凸模與凹模分開加工設(shè)計(jì)計(jì)算中要分別標(biāo)注凸、凹模刃口尺寸與制造公差。分別標(biāo)注凸、凹模刃口尺寸與制造公差。模具的制造公差應(yīng)當(dāng)滿足下列條件：模具的制造公差應(yīng)當(dāng)滿足下列條件： 式中：式中： p、 d分別為凸模和凹模的制分別為凸模和凹模的制造公差（造公差（mm）。）。 下面對(duì)和落料兩種情況進(jìn)行討論。下面對(duì)和落料兩種情況進(jìn)行討論。 沖孔。設(shè)零件孔的尺寸為沖孔。設(shè)零件孔的尺寸為d+ ，其，其凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式如下：

8、凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式如下： 各部分的公差帶見圖各部分的公差帶見圖4-3（a）。）。 圖4-3 沖裁模的尺寸公差 落料模。設(shè)零件尺寸為落料模。設(shè)零件尺寸為D ，落，落料模的允許偏差位置如圖料模的允許偏差位置如圖4-3（b）所示，）所示，其凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式如其凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式如下：下： 凸、凹模配合加工加工方法是以凸模凸、凹模配合加工加工方法是以凸模或凹模為基準(zhǔn)，配作凹?；蛲鼓?。只在基或凹模為基準(zhǔn)，配作凹?；蛲鼓?。只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件僅標(biāo)準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件僅標(biāo)注公稱尺寸并注明配作時(shí)應(yīng)留有的間隙值。注公稱尺寸并注明配作時(shí)應(yīng)留有的間

9、隙值。所以基準(zhǔn)件的刃口部分尺寸需要按不同的所以基準(zhǔn)件的刃口部分尺寸需要按不同的方法計(jì)算。如圖方法計(jì)算。如圖4-4（a）所示的落料件，）所示的落料件，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模尺寸按磨損情況應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模尺寸按磨損情況可分為可分為3類。類。 圖4-4 沖裁件尺寸分類 第一類是凹模磨損后尺寸增大（圖第一類是凹模磨損后尺寸增大（圖4-4中中A類）；類）； 第二類是凹模磨損后尺寸變小（圖第二類是凹模磨損后尺寸變?。▓D4-4中中B類）；類）； 第三類是凹模磨損后尺寸不變（圖第三類是凹模磨損后尺寸不變（圖4-4中中C類）。類）。 對(duì)于圖對(duì)于圖4-4（b）所示的沖孔件的凸模尺寸也）所示的沖孔件的凸模尺寸

10、也可按磨損情況分成可按磨損情況分成A、B、C 3類。因此不管是落類。因此不管是落料件還是沖孔件，根據(jù)不同的磨損類型，其基準(zhǔn)料件還是沖孔件，根據(jù)不同的磨損類型，其基準(zhǔn)件的刃口部分尺寸均可按以下公式計(jì)算：件的刃口部分尺寸均可按以下公式計(jì)算： 1凹?？卓诘男问郊爸饕獏?shù)凹模孔口的形式及主要參數(shù) 凹?？卓诘男问?，見表凹?？卓诘男问?，見表4-6。凹?？?。凹模孔口的主要參數(shù)，見表口的主要參數(shù)，見表4-7。表表4-6 凹模孔口的形式凹?？卓诘男问?2整體式凹模外形尺寸的確定整體式凹模外形尺寸的確定 凹模安裝在下模座上，由于下模座孔口較大，使凹模凹模安裝在下模座上，由于下模座孔口較大，使凹模工作時(shí)承受彎曲力矩

11、，若凹模高度工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度H及壁厚及壁厚C不足時(shí)，會(huì)不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，很難按理論方法精確計(jì)算，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不很難按理論方法精確計(jì)算，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不作強(qiáng)度核算，可用下述公式確定其尺寸：作強(qiáng)度核算，可用下述公式確定其尺寸： H=KB C=(1.52)H式中：式中： H凹模高度，凹模高度，mm； B凹?？椎淖畲髮挾龋寄？椎淖畲髮挾龋琺m，但，但B不小于不小于15mm； C凹模壁厚，凹模壁厚，mm，指刃口至凹模外形邊，指刃口至凹模外形邊緣的距離；緣的距離； K系數(shù)，系數(shù)

12、系數(shù)，系數(shù)K值見表值見表4-8。 在上述經(jīng)驗(yàn)公式中，B為凹?？鬃畲蟪叽?。當(dāng)B100200mm，材料厚度t1mm時(shí)，H及C應(yīng)取小值，但H值不應(yīng)小于10mm，凹模壁厚度C（即凹?？走吘啵┎粦?yīng)小于18mm。當(dāng)B50mm，材料厚度t3mm時(shí)，H及C則應(yīng)取大值。 凹?？走吘喟寄？走吘郈及凹模孔間距的數(shù)值，也可從表及凹?？组g距的數(shù)值，也可從表4-9中查到。中查到。 注：1C的偏差按凹模刃口形狀復(fù)雜程度，可以取8mm。 2B的選擇可按凹模刃口形狀復(fù)雜程度而定，一般不小于5mm，但沖裁0.5mm以下的薄料時(shí)，小孔與小孔之間的距離可適當(dāng)減小，大孔與大孔之間的距離則應(yīng)適當(dāng)放大。 3決定外形尺寸時(shí)，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)尺

13、寸。 3凹模高度的要求凹模高度的要求 （1）凹模最小高度為）凹模最小高度為7.5mm； （2）凹模表面積在）凹模表面積在3200mm2以上時(shí)，以上時(shí)，H最小值為最小值為10.5mm； （3）凹模高度還應(yīng)加上刃口重磨量；）凹模高度還應(yīng)加上刃口重磨量； （4）凹模刃口周長超過）凹模刃口周長超過50mm，且材料為合金工，且材料為合金工具鋼時(shí)，凹模高度應(yīng)乘以表具鋼時(shí)，凹模高度應(yīng)乘以表4-10中的修正系數(shù)，如為碳中的修正系數(shù)，如為碳素工具鋼，凹模高度應(yīng)再增加素工具鋼，凹模高度應(yīng)再增加30%。 根據(jù)凹模刃口輪廓不同，凹模壁厚C與凹模高度H的關(guān)系也可按下式確定。 輪廓線為光滑的曲線時(shí) C1.2H 輪廓線與凹

14、模邊緣平行時(shí) C1.5H 輪廓線具有復(fù)雜形狀或尖角時(shí) C2H 5多孔凹模刃口與切口之間的距離確定多孔凹模刃口與切口之間的距離確定 多孔凹模刃口與切口之間的距離最小值與沖裁件材多孔凹模刃口與切口之間的距離最小值與沖裁件材料的強(qiáng)度和厚度有關(guān)，具體大小可參考凸凹模最小壁厚料的強(qiáng)度和厚度有關(guān)，具體大小可參考凸凹模最小壁厚選取，見表選取，見表4-11和表和表4-12。 6凹模上螺孔到凹模外緣的距離確定凹模上螺孔到凹模外緣的距離確定 凹模上螺孔到凹模外緣的距離，一般?。ò寄Ｉ下菘椎桨寄Ｍ饩壍木嚯x，一般?。?.72.0）d，最小允許尺寸見表，最小允許尺寸見表4-13。 7螺孔到凹?？?、螺孔到銷孔的距離確定

15、螺孔到凹?？?、螺孔到銷孔的距離，一般取b2d，當(dāng)凹?？诪閳A弧時(shí)，其最小尺寸見 表4-14。 注：bmin 螺孔到凹模孔、銷孔距離的最小尺寸，mm；d螺孔的尺寸，mm。 8凹模上螺孔大小及間距的確定 凹模上螺孔大小及間距的確定，見表4-15和表4-16。 9復(fù)合模中凸、凹模的最小壁厚a 受強(qiáng)度的限制 對(duì)于倒裝復(fù)合模，刃口孔內(nèi)積存廢料，增加了脹力，其凸凹模最小壁厚，見表4-16。順裝復(fù)合模刃口內(nèi)不積存廢料，最小壁厚可小一些，一般常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： 沖黑色金屬材料 a=1.5t（但不小于0.7mm） 沖有色金屬材料 a=t（但不小于0.5mm） 10凹模的強(qiáng)度校核 凹模的強(qiáng)度校核主要是檢查其高度H。

16、凹模在沖裁力的作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲，如果凹模高度不夠，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形，甚至斷裂。凹模強(qiáng)度計(jì)算的近似公式見表4-17。 11凹模固定方式凹模固定方式 小沖孔凹模一般采用鑲嵌筒狀凹模，為使廢料順小沖孔凹模一般采用鑲嵌筒狀凹模，為使廢料順利落下，廢料孔采用階梯擴(kuò)大，筒狀凹模的安裝采用螺利落下，廢料孔采用階梯擴(kuò)大，筒狀凹模的安裝采用螺釘或鍵連接或用凸緣壓接，筒狀凹模要能定位止轉(zhuǎn)。釘或鍵連接或用凸緣壓接，筒狀凹模要能定位止轉(zhuǎn)。整體凹模的結(jié)構(gòu)及安裝方法如圖整體凹模的結(jié)構(gòu)及安裝方法如圖4-5所示。所示。 圖4-5 整體凹模的安裝方法 1凸模的結(jié)構(gòu)凸模的結(jié)構(gòu) 圓形凸模已趨標(biāo)準(zhǔn)化，如圖圓形凸模已趨標(biāo)準(zhǔn)化，如

17、圖4-6所示。非圓形凸模的所示。非圓形凸模的固定部分應(yīng)做成圓形見圖固定部分應(yīng)做成圓形見圖4-7（a）或矩形見圖）或矩形見圖4-7（b），如采用線切割或成形磨削加工時(shí)，固定部分應(yīng)），如采用線切割或成形磨削加工時(shí)，固定部分應(yīng)和工作部分尺寸一致，如圖和工作部分尺寸一致，如圖4-7（c）所示。）所示。 圖4-6 圓形凸模 圖4-7 非圓形凸模 2凸模長度凸模長度 凸模長度一般是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要而確定的，應(yīng)凸模長度一般是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要而確定的，應(yīng)盡可能參照或選用國家標(biāo)準(zhǔn)，如圖盡可能參照或選用國家標(biāo)準(zhǔn)，如圖4-8所示的結(jié)構(gòu)，凸模所示的結(jié)構(gòu)，凸模長度可用下列公式計(jì)算，即長度可用下列公式計(jì)算，即L=l1

18、+l2+l3+l 3帶護(hù)套的沖小孔的凸模 當(dāng)沖孔直徑小于工件料厚度或小于當(dāng)沖孔直徑小于工件料厚度或小于1mm，以及沖異，以及沖異形孔其面積小于形孔其面積小于1mm2時(shí)，細(xì)長凸模容易彎曲失穩(wěn)而折斷，時(shí)，細(xì)長凸模容易彎曲失穩(wěn)而折斷，所以常采用保護(hù)套結(jié)構(gòu)，并且在工作過程中要依靠卸料板所以常采用保護(hù)套結(jié)構(gòu)，并且在工作過程中要依靠卸料板（導(dǎo)板）導(dǎo)向，從而可提高共抗失穩(wěn)的能力。帶護(hù)套的?。▽?dǎo)板）導(dǎo)向，從而可提高共抗失穩(wěn)的能力。帶護(hù)套的小凸模結(jié)構(gòu)，如圖凸模結(jié)構(gòu)，如圖4-9所示。帶護(hù)套的針狀凸模，如圖所示。帶護(hù)套的針狀凸模，如圖4-9（a）所示，其使用的沖孔直徑小于）所示，其使用的沖孔直徑小于3mm，凸模及護(hù)

19、套的，凸模及護(hù)套的尺寸，見表尺寸，見表4-18。縮短式凸模，如圖?？s短式凸模，如圖4-9（b）所示，其適）所示，其適用的沖孔直徑為（用的沖孔直徑為（0.71.3）t（t為料厚）。為料厚）。 圖4-8 凸模長度 圖4-9 帶護(hù)套的小凸模結(jié)構(gòu) 1墊板 2凸模固定板 3凸模 1墊板 2凸模固定板 3護(hù)套 4卸料板 5導(dǎo)料板 6凹模 4凸模 5芯柱 4凸模強(qiáng)度校核凸模強(qiáng)度校核 一般情況下，根據(jù)沖裁件形狀、大小及模具結(jié)構(gòu)一般情況下，根據(jù)沖裁件形狀、大小及模具結(jié)構(gòu)需要選用或參照國家標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的凸模，不必進(jìn)行強(qiáng)度需要選用或參照國家標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的凸模，不必進(jìn)行強(qiáng)度校核，只有當(dāng)凸模特別細(xì)長，沖裁件厚度較大時(shí)，才有

20、校核，只有當(dāng)凸模特別細(xì)長，沖裁件厚度較大時(shí)，才有必要進(jìn)行凸模承壓能力和抗縱向彎曲應(yīng)力的校核。必要進(jìn)行凸模承壓能力和抗縱向彎曲應(yīng)力的校核。 （1）凸模承壓能力的校核。要使凸模正常工作，）凸模承壓能力的校核。要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力應(yīng)力 。 （2）抗縱向彎曲應(yīng)力的校核。凸模沖裁時(shí)，可）抗縱向彎曲應(yīng)力的校核。凸模沖裁時(shí)，可視為壓桿。當(dāng)凸模細(xì)長時(shí)，必須根據(jù)歐拉公式進(jìn)行縱向視為壓桿。當(dāng)凸模細(xì)長時(shí)，必須根據(jù)歐拉公式進(jìn)行縱向彎曲應(yīng)力的校核。彎曲應(yīng)力的校核。 無導(dǎo)向裝置的凸模，如圖無導(dǎo)向裝置的凸模，如圖4-10（a）

21、所示。）所示。 圖4-10 凸模的最大自由長度 （3）凸模固定端面的壓力。）凸模固定端面的壓力。 凸模固定端面與模座直接接觸，如圖凸模固定端面與模座直接接觸，如圖4-11所示，當(dāng)所示，當(dāng)其單位壓力超過模座材料的許用壓應(yīng)力時(shí)，模座表面會(huì)其單位壓力超過模座材料的許用壓應(yīng)力時(shí)，模座表面會(huì)損傷。為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。損傷。為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。模座許用擠壓應(yīng)力見表模座許用擠壓應(yīng)力見表4-19。 圖4-11 凸模固定端面 5凸模的固定凸模的固定 標(biāo)注凸模（例如圓形凸模）的固定已標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)注凸模（例如圓形凸模）的固定已標(biāo)準(zhǔn)化。非標(biāo)準(zhǔn)凸模的連接方法如下。非標(biāo)準(zhǔn)凸模

22、的連接方法如下。 （1）凸模直接與模柄連接或做成一體，如圖）凸模直接與模柄連接或做成一體，如圖4-12所示所示 。圖4-12 凸模直接與模柄連接或做成一體 （2）凸模固定在凸模固定板中，如圖）凸模固定在凸模固定板中，如圖4-13所示，所示，為便于成形磨削和線切割加工，凸模工作部分和固定為便于成形磨削和線切割加工，凸模工作部分和固定部分的尺寸應(yīng)一致，一般采用鉚接或澆注法固定，澆部分的尺寸應(yīng)一致，一般采用鉚接或澆注法固定，澆注法有環(huán)氧樹脂或低熔點(diǎn)合金固定，也可用無機(jī)膠黏注法有環(huán)氧樹脂或低熔點(diǎn)合金固定，也可用無機(jī)膠黏劑粘接。（劑粘接。（a）型是鉚接固定，（）型是鉚接固定，（b）型是澆注固定，）型是澆

23、注固定，（c）型用于復(fù)雜形狀的凸模，固定部分采用圓的，）型用于復(fù)雜形狀的凸模，固定部分采用圓的，并用臺(tái)肩固定。并用臺(tái)肩固定。 （3）尺寸較大的圓形凸模用窩座定位，如圖）尺寸較大的圓形凸模用窩座定位，如圖4-14所示，并用螺釘緊固，為減小磨削面，凸模外圓配合所示，并用螺釘緊固，為減小磨削面，凸模外圓配合及非工作部分直徑較小，端面也加工成凹坑。及非工作部分直徑較小，端面也加工成凹坑。 圖4-13 凸模固定在凸模固定板中 1凸模 2凸模固定板 3銷釘 圖4-14 尺寸較大的圓形凸模的固定1凸模固定板 2螺釘 3凸模4.1.5鑲拼式凸模和凹模設(shè)計(jì)鑲拼式凸模和凹模設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)鑲拼式凸凹模應(yīng)注意以下幾個(gè)方面

24、的問題。 （1）選擇鑲拼的形式必須根據(jù)工件形狀、材料厚度和鑲拼能承受的脹力大小選用鑲件的數(shù)量。 （2）鑲件必須具有很強(qiáng)工藝性，各分塊應(yīng)能可靠定位及便于測(cè)定尺寸及精度；便于進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理；便于安裝固定。 （3）鑲件之間要防止在沖壓過程中發(fā)生相對(duì)位移的可能性。 （4）個(gè)別易損部分應(yīng)單獨(dú)做成一塊，以便加工和更換，圓弧部分應(yīng)單獨(dú)制造，拼合面應(yīng)位于立線部分，一般離圓弧45mm，如圖4-15（a）所示。 （5）如工件有對(duì)稱線時(shí)，為便于加工，應(yīng)沿對(duì)稱線分開，如圖4-15（b）所示。 （6）為避免發(fā)生毛刺，凹模上鑲件的接縫處不應(yīng)與凸模上鑲件的接縫相重合，而應(yīng)相互錯(cuò)開。 （7）在考慮鑲件形式時(shí)，應(yīng)盡可能將

25、復(fù)雜的內(nèi)形加工變成外形加工，以便采用機(jī)械加工，減少鉗工工作量，如圖4-15（c）所示。 （8）對(duì)于孔中心距離要求很高的工件，亦可采用鑲拼的方法，通過研磨拼合來達(dá)到目的，如圖4-15（d）所示。 （9）對(duì)于圓形的工作部分，應(yīng)盡量按徑向線分割，如圖4-15（e）所示。圖4-15 設(shè)計(jì)鑲拼式凸凹模的一般原則 （10）各分塊盡量是直線形、圓形、方形等簡單的幾何形狀，以利于機(jī)械加工及熱處理；分割點(diǎn)一般應(yīng)在拐角和直線、曲線切點(diǎn)處，不允許形成尖角。 2鑲拼方法的種類 鑲拼方法可分為平面拼接式（用于大型零件）、嵌入式、壓入式和斜楔式四種。 （1）平面拼接式，如圖4-16所示，把凸模或凹模分成許多件組成，用螺釘

26、、銷釘緊固在固定板的平面上，適用于大型沖模。 圖4-16 平面拼接式鑲拼 （2）嵌入式，如圖4-17所示，把凹模或凸模分成若干拼塊，將拼塊嵌入兩邊或四周有凸臺(tái)的固定板凹臺(tái)內(nèi)，再用螺釘、銷釘緊固。 圖4-17 嵌入式鑲拼結(jié)構(gòu) （3）壓入式，如圖4-18所示，（a）型是將沖孔凹模以過盈配合壓入固定板內(nèi)，適用于形狀復(fù)雜的小型沖模以及拼塊較小不宜用螺釘、銷釘緊固的情況。 圖4-18 壓入式鑲拼 3鑲拼凹模的結(jié)構(gòu)及其固定方式鑲拼凹模的結(jié)構(gòu)及其固定方式 鑲拼凹模的結(jié)構(gòu)及其固定方式，如圖鑲拼凹模的結(jié)構(gòu)及其固定方式，如圖4-19所示。所示。 圖4-19 鑲拼凹模的結(jié)構(gòu)及其固定方式 4鑲拼凸模的結(jié)構(gòu)及其固定方式

27、鑲拼凸模的結(jié)構(gòu)及其固定方式 鑲拼凸模的結(jié)構(gòu)及其固定方式，如圖鑲拼凸模的結(jié)構(gòu)及其固定方式，如圖4-20所示。所示。 圖4-20 鑲拼凸模的結(jié)構(gòu)及其固定方式 4.1.6沖裁模設(shè)計(jì)要點(diǎn)沖裁模設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1沖裁模設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 （1）分析沖壓件的工藝性。（2）確定工藝方案。（3）選擇沖模類型和結(jié)構(gòu)形式。（4）計(jì)算各工序壓力，確定壓力中心。（5）確定壓力機(jī)型號(hào)和模具安裝尺寸。（6）畫排樣圖和工序件圖。（7）繪制沖模總圖（下平面圖、上平面圖和剖面圖等）。（8）設(shè)計(jì)評(píng)審。通常對(duì)于較復(fù)雜的模具，需組織有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員、工藝人員、沖壓工和模具維修鉗工等，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)審，并提出改進(jìn)意見。（9）根據(jù)評(píng)審意見修改

28、沖?？倛D。（10）繪制沖模零件圖。（11）零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件。（12）總圖標(biāo)注技術(shù)條件及注意事項(xiàng)。 2工藝方案的選擇 沖壓工藝方案的內(nèi)容包括：確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目和順序；確定合理的排樣和工序間尺寸，是工序模還是復(fù)合?；蜻B續(xù)模；是手工操作還是半自動(dòng)或自動(dòng)化模等。為了確定工序數(shù)目，有時(shí)需要進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，如毛坯展開尺寸、工序尺寸材料消耗等。在選擇工藝方案時(shí)，必須考慮如下因素。（1）生產(chǎn)綱領(lǐng)。（2）沖壓件的形狀、尺寸、精度要求和材料性能等。（3）現(xiàn)有設(shè)備條件和生產(chǎn)技術(shù)水平。（4）模具設(shè)計(jì)、制造和維修的技術(shù)水平和能力。（5）生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期。 （6）模具結(jié)構(gòu)的選擇。）模具結(jié)構(gòu)的選擇。 模具結(jié)

29、構(gòu)設(shè)計(jì)前，應(yīng)確認(rèn)的注意事項(xiàng)如下。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，應(yīng)確認(rèn)的注意事項(xiàng)如下。 沖壓件的工藝性，沖壓件的形狀、尺寸、精沖壓件的工藝性，沖壓件的形狀、尺寸、精度和所用的材料，都要適合沖壓工藝要求。度和所用的材料，都要適合沖壓工藝要求。 沖壓工藝方案的合理性。合理的工藝方案，沖壓工藝方案的合理性。合理的工藝方案，應(yīng)能保證產(chǎn)品（沖壓件）質(zhì)量，同時(shí)又適合于所給的應(yīng)能保證產(chǎn)品（沖壓件）質(zhì)量，同時(shí)又適合于所給的生產(chǎn)條件。生產(chǎn)條件。模具結(jié)構(gòu)類型選擇的主要內(nèi)容如下。模具結(jié)構(gòu)類型選擇的主要內(nèi)容如下。 模具的類型。模具的類型。 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式、固定方式和鑲拼方式等。凸凹模的結(jié)構(gòu)形式、固定方式和鑲拼方式等。 毛坯的送進(jìn)、

30、導(dǎo)向、定位形式。毛坯的送進(jìn)、導(dǎo)向、定位形式。 毛坯和零件的壓料、卸料形式。毛坯和零件的壓料、卸料形式。 零件的取出和廢料的排除方式。零件的取出和廢料的排除方式。 模架及導(dǎo)向形式。模架及導(dǎo)向形式。 彈性元件的種類和形式。彈性元件的種類和形式。 模具起重形式。模具起重形式。 模具安裝到壓力機(jī)的定位與夾緊形式。模具安裝到壓力機(jī)的定位與夾緊形式。選擇模具結(jié)構(gòu)時(shí)，需考慮的主要因素如下。選擇模具結(jié)構(gòu)時(shí)，需考慮的主要因素如下。 沖壓件的形狀、大小和精度。沖壓件的形狀、大小和精度。 沖壓工藝。沖壓工藝。 生產(chǎn)批量。生產(chǎn)批量。 所使用的壓力機(jī)。所使用的壓力機(jī)。 上料和出件的方式。上料和出件的方式。 操作方便、安

31、全。操作方便、安全。 模具制造和維修技術(shù)。模具制造和維修技術(shù)。 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 成本。成本。4.2 注射模具設(shè)計(jì)注射模具設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 模具的設(shè)計(jì)者應(yīng)有設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)設(shè)計(jì)模具。模具設(shè)計(jì)任務(wù)書通常由塑料制品生產(chǎn)部門提出，任務(wù)書包括以下內(nèi)容。 經(jīng)過審查的正規(guī)塑件圖樣，并注明所采用的塑料牌號(hào)、透明度等，若塑件圖樣是根據(jù)樣品測(cè)繪的，最好能附上樣品，因?yàn)闃悠烦吮葓D樣更為形象和直觀外，還能給模具設(shè)計(jì)者許多有價(jià)值的信息，如樣品采用的澆口位置、頂出位置、分型面等。 塑件說明書及技術(shù)要求。 塑件的生產(chǎn)數(shù)量。 交貨期及價(jià)格。在模具設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)者應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 （1）熟悉塑件。 熟悉塑

32、件的幾何形狀。 明確塑件的使用要求。 注意塑件的原料。 （2）檢查塑件的成形工藝性。 （3）明確注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格。2制訂成形工藝卡 將準(zhǔn)備工作做完后，就應(yīng)制訂出塑件的成形工藝卡，尤其對(duì)批量大的塑件或形狀復(fù)雜的大型模具更有必要制訂詳細(xì)的注射成形工藝卡。工藝卡一般應(yīng)包括以下內(nèi)容。 產(chǎn)品的概況，包括簡圖、重量、壁厚、投影產(chǎn)品的概況，包括簡圖、重量、壁厚、投影面積、外形尺寸、有無側(cè)凹和嵌件等。面積、外形尺寸、有無側(cè)凹和嵌件等。 產(chǎn)品所用的塑料概況，如品名、型號(hào)、生產(chǎn)產(chǎn)品所用的塑料概況，如品名、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、顏色、干燥情況等。廠家、顏色、干燥情況等。 所選的注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，如注射機(jī)與所選的注射

33、機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，如注射機(jī)與安裝模具間的相關(guān)尺寸、螺桿類型、額定功率等。安裝模具間的相關(guān)尺寸、螺桿類型、額定功率等。 注射機(jī)壓力與行程簡圖。注射機(jī)壓力與行程簡圖。 注射成形條件，包括加料筒各段溫度、注射溫注射成形條件，包括加料筒各段溫度、注射溫度、模具溫度、冷卻介質(zhì)溫度、鎖模力、螺桿背壓、注度、模具溫度、冷卻介質(zhì)溫度、鎖模力、螺桿背壓、注射壓力、注射速度、循環(huán)周期（注射、固化、冷卻、開射壓力、注射速度、循環(huán)周期（注射、固化、冷卻、開模時(shí)間）等。模時(shí)間）等。3注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 制訂出塑件的成形工藝卡后，就應(yīng)進(jìn)行注射模具制訂出塑件的成形工藝卡后，就應(yīng)進(jìn)行注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其

34、步驟見表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其步驟見表4-20。表4-20 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 4注射模具的審核注射模具的審核 由于注射模具設(shè)計(jì)直接關(guān)系到能否成形、產(chǎn)品的質(zhì)量、由于注射模具設(shè)計(jì)直接關(guān)系到能否成形、產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)周期及成本等許多至關(guān)重要的問題，因此，當(dāng)設(shè)計(jì)完生產(chǎn)周期及成本等許多至關(guān)重要的問題，因此，當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行審核，審核的內(nèi)容見表成后，應(yīng)進(jìn)行審核，審核的內(nèi)容見表4-21。 表4-21 注射模具的審核 4.2.2型腔數(shù)確定與分型面選擇型腔數(shù)確定與分型面選擇 1型腔數(shù)目及布置 （1）型腔數(shù)目確定 根據(jù)塑件生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性，通過注射量及鎖模力計(jì)算，可確定盡可能多的型腔數(shù)，以提高生產(chǎn)率。其型腔數(shù)目的確

35、定，見表4-22。 （2）型腔位置的排列）型腔位置的排列 型腔位置的布置及排列原則，見表型腔位置的布置及排列原則，見表4-23。表4-23 型腔位置的布置及排列原則 2分型面選擇分型面選擇 分型面選擇原則及方法，見表分型面選擇原則及方法，見表4-24。 表4-24 分型面的選擇原則與方法 4.2.3 成形零部件設(shè)計(jì)成形零部件設(shè)計(jì) 1成形零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模和凸模的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和鑲拼組合式兩類。整體式適用于形狀簡單的塑件，鑲拼組合式適用于形狀復(fù)雜的塑件或加工不便的型腔。 凸模（型芯）。凸模結(jié)構(gòu)形式見表4-25所示。整體式凸模是直接在模板上加工而成的，一般不進(jìn)行熱處理

36、。凸模成形表面粗糙度為Ra0.0250.1m；配合表面粗糙度為Ra0.10.4m，其余表面為Ra1.66.3m。 凹模。凹模的結(jié)構(gòu)形式見表凹模。凹模的結(jié)構(gòu)形式見表4-26。 （2）螺紋型芯與螺紋型環(huán)的設(shè)計(jì)）螺紋型芯與螺紋型環(huán)的設(shè)計(jì)螺紋型芯，見表螺紋型芯，見表4-27。 螺紋型環(huán)，見表螺紋型環(huán)，見表4-28。 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來成型塑件部位的尺寸。它主要有型腔用來成型塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長度和寬度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度和寬度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸

37、、型腔（型芯）與型腔（型芯）的度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸及精度。尺寸及精度。 （1）影響塑件尺寸精度的因素影響塑件尺寸精度的因素 成型收縮率。塑料成型后收縮率與塑件的成型收縮率。塑料成型后收縮率與塑件的原材料、塑件的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)，以及成型的原材料、塑件的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)，以及成型的工藝條件等因素有關(guān)，塑件尺寸的變化值為：工藝條件等因素有關(guān)，塑件尺寸的變化值為：式中：式中： S塑料收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差塑料收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸

38、誤差（mm）；）； LS塑件尺寸（塑件尺寸（mm）；）； Smax塑件的最大收縮率（塑件的最大收縮率（%）；）； Smin塑件的最小收縮率（塑件的最小收縮率（%）。）。 SmaxminS()SSL 模具成型零件的制造誤差。模具成模具成型零件的制造誤差。模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造誤差重要因素之一。模具成型零件的制造誤差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件加工困難，制造成本和加工周期也會(huì)加件加工困難，制造成本和加工周期也會(huì)加大加長。大加長。 模具成型零件的磨損。模具在使用模具成

39、型零件的磨損。模具在使用過程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模過程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)時(shí)與塑料的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐與塑料的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕，由于上述原因，成型零蝕性氣體的銹蝕，由于上述原因，成型零件最大的磨損量應(yīng)取塑件公差的件最大的磨損量應(yīng)取塑件公差的1/6。而大。而大型塑件，模具的成型零件最大磨損量應(yīng)取型塑件，模具的成型零件最大磨損量應(yīng)取塑件公差的塑件公差的 1/6以下。以下。 模具安裝配合的誤差。模具成型零模具安裝配合的誤差。模具成型零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化，模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模

40、寸變化，模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模具成型零件的尺寸精度和位置精度。具成型零件的尺寸精度和位置精度。 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸的計(jì)算 工作尺寸計(jì)算包括型腔和型芯的徑向工作尺寸計(jì)算包括型腔和型芯的徑向尺寸、型腔深度及型芯高度尺寸、中心距尺寸、型腔深度及型芯高度尺寸、中心距尺寸的計(jì)算，計(jì)算公式，如表尺寸的計(jì)算，計(jì)算公式，如表429所示。所示。 表表429 模腔工作尺寸計(jì)算模腔工作尺寸計(jì)算 續(xù)表續(xù)表續(xù)表續(xù)表 螺紋型芯及型環(huán)尺寸計(jì)算螺紋型芯及型環(huán)尺寸計(jì)算 螺紋型芯是用來成型塑件上的內(nèi)螺紋螺紋型芯是用來成型塑件上的內(nèi)螺紋（螺孔）的。螺紋型環(huán)則是用來成型塑件（螺孔）的。螺紋型環(huán)則是用來成型塑

41、件上的外螺紋（螺桿）的。因此它們也屬于上的外螺紋（螺桿）的。因此它們也屬于成型零件。此外它們還可用來固定金屬螺成型零件。此外它們還可用來固定金屬螺紋嵌件。紋嵌件。 螺紋型芯、型環(huán)的形式及固定。無螺紋型芯、型環(huán)的形式及固定。無論螺紋型芯還是型環(huán)，在模具上都有模內(nèi)論螺紋型芯還是型環(huán)，在模具上都有模內(nèi)自動(dòng)卸除和模外手動(dòng)卸除兩種類型。自動(dòng)卸除和模外手動(dòng)卸除兩種類型。 螺紋型芯的安裝形式，如圖螺紋型芯的安裝形式，如圖421所示，所示，圖圖422為螺紋型環(huán)的固定形式。為螺紋型環(huán)的固定形式。 圖421 螺紋型芯的安裝形式 圖422 螺紋型環(huán)的固定形式 螺紋型芯和型環(huán)的尺寸計(jì)算。當(dāng)塑螺紋型芯和型環(huán)的尺寸計(jì)算。

42、當(dāng)塑件外螺紋與塑件內(nèi)螺紋配合時(shí)，制造螺紋件外螺紋與塑件內(nèi)螺紋配合時(shí)，制造螺紋型芯和型環(huán)時(shí)可不考慮塑件螺距的收縮率；型芯和型環(huán)時(shí)可不考慮塑件螺距的收縮率；當(dāng)塑件螺紋與金屬螺紋的配合長度不超過當(dāng)塑件螺紋與金屬螺紋的配合長度不超過表表430所列范圍時(shí)，則制造螺紋型芯和型所列范圍時(shí)，則制造螺紋型芯和型環(huán)也可不考慮塑件螺距收縮率；當(dāng)塑件螺環(huán)也可不考慮塑件螺距收縮率；當(dāng)塑件螺紋與金屬螺紋的配合長超過紋與金屬螺紋的配合長超過78牙時(shí)，則牙時(shí)，則制造螺紋型芯和型環(huán)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮塑件的收制造螺紋型芯和型環(huán)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮塑件的收縮率。螺紋型芯和型環(huán)徑向尺寸及螺距尺縮率。螺紋型芯和型環(huán)徑向尺寸及螺距尺寸計(jì)算公式，如表寸計(jì)算

43、公式，如表431所示。所示。 表表430 螺距不計(jì)算收縮率時(shí)螺紋的配合極限長度螺距不計(jì)算收縮率時(shí)螺紋的配合極限長度 表431螺紋型芯和螺紋型環(huán)及螺距的尺寸計(jì)算 續(xù)表 模具型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算模具型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算 塑料模在注射成型過程中，由于注塑料模在注射成型過程中，由于注射成型壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑射成型壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓力，這就要求型腔要有一定料的巨大壓力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和剛度不足，則會(huì)造成模具的變形和斷裂。剛度不足，則會(huì)造成模具的變形和斷裂。型腔側(cè)壁所受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最型腔側(cè)壁所

44、受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最大壓力為準(zhǔn)。對(duì)于大型模具的型腔，由大壓力為準(zhǔn)。對(duì)于大型模具的型腔，由于型腔尺寸較大，常常由于剛度不足而于型腔尺寸較大，常常由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算；對(duì)于小型模彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算；對(duì)于小型模具的型腔，型腔常在彎曲變形之前，其具的型腔，型腔常在彎曲變形之前，其內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng)力，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算。內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng)力，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算。 型腔的形狀和結(jié)構(gòu)有各種不同的形型腔的形狀和結(jié)構(gòu)有各種不同的形式，本書只介紹整體式圓形型腔厚度的式，本書只介紹整體式圓形型腔厚度的計(jì)算方法，整體式圓形型腔如圖計(jì)算方法，整體式圓形型腔如圖423所示。所示。 整體式圓形型腔側(cè)壁厚整體式

45、圓形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算。度計(jì)算。 剛度計(jì)算。剛度計(jì)算。 圖423 整體式圓形型腔 12/11/1ErpSrErp 120.7511.25ErprErp 強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算。式中：式中：S圓形型腔的側(cè)壁厚度（圓形型腔的側(cè)壁厚度（mm）；）； r型腔半徑，可取塑件半徑（型腔半徑，可取塑件半徑（mm）；）； P型腔壓力（型腔壓力（MPa）；）； 模具材料的需用應(yīng)力（模具材料的需用應(yīng)力（MPa）。）。 1212SrP 整體式圓形型腔底板厚度計(jì)算。整體式圓形型腔底板厚度計(jì)算。 剛度計(jì)算。剛度計(jì)算。式中：式中：P型腔壓力（型腔壓力（MPa）；）； r型腔半徑，可取塑件半徑（型腔半徑，可取塑件半徑（mm）；）

46、； E模具材料的彈性模量（模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼），碳鋼為為2.1 10（MPa）；）； h型腔底板厚度（型腔底板厚度（mm）；）； 剛度條件，即允許變形量（剛度條件，即允許變形量（mm）。）。 114330.1750.56PrPrhrEE 強(qiáng)度條件。強(qiáng)度條件。 式中：式中：h型腔底板厚度（型腔底板厚度（mm）；）； P型腔壓力（型腔壓力（MPa）；）； r型腔半徑，可取塑件半徑（型腔半徑，可取塑件半徑（mm）；）； 剛度條件，即允許變形量（剛度條件，即允許變形量（mm）。）。 1122230.874PrPhr4.2.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔

47、之間的進(jìn)澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。它的作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到塑料料通道。它的作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到塑料模具型腔中去，且把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以獲得模具型腔中去，且把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰、美觀的制品。它的布置和安排直接組織致密，外形清晰、美觀的制品。它的布置和安排直接關(guān)系到成形的難易和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，是注射關(guān)系到成形的難易和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，是注射模設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。模設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 1澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 （1）澆注系統(tǒng)的組成）澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)

48、通常分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注澆注系統(tǒng)通常分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、系統(tǒng)兩大類。普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖澆口和冷料穴四部分組成，如圖4-24所示。所示。 圖4-24 注射模具的普通澆注系統(tǒng) 主流道又稱主澆道，由注射機(jī)噴嘴與模具主流道主流道又稱主澆道，由注射機(jī)噴嘴與模具主流道接觸的部位起到分流道為止的一段總流道，它是熔融料接觸的部位起到分流道為止的一段總流道，它是熔融料進(jìn)入模具時(shí)最先經(jīng)過的部位。進(jìn)入模具時(shí)最先經(jīng)過的部位。 分流道又稱分澆道，它是主流道與澆口之間的過分流道又稱分澆道，它是主流道與

49、澆口之間的過渡段，能使熔融塑料在流動(dòng)方向上得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。對(duì)渡段，能使熔融塑料在流動(dòng)方向上得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。對(duì)模腔來說分流道還起著向各型腔分配塑料的作用。模腔來說分流道還起著向各型腔分配塑料的作用。 澆口又稱進(jìn)料口，它是分流道與型腔之間的狹小澆口又稱進(jìn)料口，它是分流道與型腔之間的狹小通口，也是最短小部分。其作用使熔融塑料在進(jìn)型腔時(shí)通口，也是最短小部分。其作用使熔融塑料在進(jìn)型腔時(shí)產(chǎn)生加速，有利于迅速充滿型腔；成形后澆口塑料先冷產(chǎn)生加速，有利于迅速充滿型腔；成形后澆口塑料先冷凝，以封閉型腔，防止熔融塑料倒流，避免型腔壓力下凝，以封閉型腔，防止熔融塑料倒流，避免型腔壓力下降過快，以致在制品上產(chǎn)生縮孔或

50、凹陷；成形后便于使降過快，以致在制品上產(chǎn)生縮孔或凹陷；成形后便于使凝料與制品分離。凝料與制品分離。 冷料穴又稱冷料井，它是為貯存兩次注射間隔產(chǎn)生冷料穴又稱冷料井，它是為貯存兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料頭。防止冷料頭進(jìn)入型腔以致成品熔接不牢，影的冷料頭。防止冷料頭進(jìn)入型腔以致成品熔接不牢，影響制品質(zhì)量，甚至堵住澆口，而造成成形不良。冷料井響制品質(zhì)量，甚至堵住澆口，而造成成形不良。冷料井常設(shè)在主流道末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，它的末端也應(yīng)開常設(shè)在主流道末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，它的末端也應(yīng)開設(shè)冷料井。設(shè)冷料井。 （2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，能順利地引導(dǎo)熔

51、融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，又有利于型腔內(nèi)氣體的排除。又有利于型腔內(nèi)氣體的排除。 在保證成形和排氣良好的前提下，選取短流程，在保證成形和排氣良好的前提下，選取短流程，少彎折，以減小壓力損失，縮短填充時(shí)間。少彎折，以減小壓力損失，縮短填充時(shí)間。 盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯位移或變形。屬嵌件，防止型芯位移或變形。 凝料容易清除，整修方便，無損制品的外觀和使凝料容易清除，整修方便，無損制品的外觀和使用。用。 澆注系統(tǒng)流程較長或需開設(shè)兩個(gè)以上澆口時(shí)，由澆注系統(tǒng)流程較長或需開設(shè)兩個(gè)以上澆口時(shí)，由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致制品翹曲變

52、形，應(yīng)設(shè)法于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致制品翹曲變形，應(yīng)設(shè)法予以防止。予以防止。 一模多腔時(shí)，應(yīng)使各腔同步、連續(xù)充澆，以保證一模多腔時(shí)，應(yīng)使各腔同步、連續(xù)充澆，以保證各個(gè)制品的一致性。各個(gè)制品的一致性。 合理設(shè)置冷料穴、溢料槽，使冷料不得直接進(jìn)入合理設(shè)置冷料穴、溢料槽，使冷料不得直接進(jìn)入型腔及減少毛邊。型腔及減少毛邊。 在保證制品質(zhì)量良好的條件下，澆注系統(tǒng)的斷面在保證制品質(zhì)量良好的條件下，澆注系統(tǒng)的斷面和長度應(yīng)盡量取小值，以減少對(duì)塑料的占用量，從而和長度應(yīng)盡量取小值，以減少對(duì)塑料的占用量，從而減少回收料。減少回收料。 2普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) （1）主流道的設(shè)計(jì)）主流道的設(shè)計(jì) 主流道的結(jié)

53、構(gòu)，如圖主流道的結(jié)構(gòu)，如圖4-25所示。主流道襯套所示。主流道襯套2和和定位圈定位圈3設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，配合裝配且用定位環(huán)壓住，設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，配合裝配且用定位環(huán)壓住，如圖如圖4-25（a）所示，一般用于中、大型模具。對(duì)于?。┧?，一般用于中、大型模具。對(duì)于小型模具主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成整體式，如圖型模具主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成整體式，如圖4-25（b）和圖）和圖4-25（c）所示。）所示。 圖4-25 主流道結(jié)構(gòu) 主流道進(jìn)、出口直徑主流道進(jìn)、出口直徑d1、d2與注射量、塑料的關(guān)與注射量、塑料的關(guān)系及推薦尺寸見表系及推薦尺寸見表4-32。 （2）分流道的設(shè)計(jì)）分流道的設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道與

54、澆口的進(jìn)料通道。其作用是分流道是連接主流道與澆口的進(jìn)料通道。其作用是通過流道截面及方向的變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進(jìn)通過流道截面及方向的變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進(jìn)入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量使其比表面積小，熱量入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量使其比表面積小，熱量損失小，摩擦損失小，而在單型腔模具中，有時(shí)可以省去。損失小，摩擦損失小，而在單型腔模具中，有時(shí)可以省去。常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形和六角形等，形和六角形等，如圖如圖4-26所示。流道的截面積越大，壓力損失越??；流道所示。流道的截面積越大，壓力損失越?。涣鞯赖慕孛娣e越小，熱量損失越小。的

55、截面積越小，熱量損失越小。圖4-26 分流道截面形狀 用流道的截面積與表面積的比值來表示流道的效率，用流道的截面積與表面積的比值來表示流道的效率，效率越高，流道設(shè)計(jì)越合理。各種流道的截面積、效率及效率越高，流道設(shè)計(jì)越合理。各種流道的截面積、效率及性能見表性能見表4-33。常用的分流道直徑見表。常用的分流道直徑見表4-34。 分流道的尺寸分流道的尺寸設(shè)計(jì)，如圖設(shè)計(jì)，如圖4-27所所示。分流道尺寸應(yīng)示。分流道尺寸應(yīng)根據(jù)制品的壁厚、根據(jù)制品的壁厚、體積、形狀復(fù)雜程體積、形狀復(fù)雜程度和塑料的流動(dòng)性度和塑料的流動(dòng)性等因素而定，其具等因素而定，其具體尺寸見表體尺寸見表4-35。 圖4-27 分流道尺寸設(shè)計(jì)

56、 （3）澆口的設(shè)計(jì) 澆口的形狀、尺寸以及開設(shè)部位對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。澆口設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。 正確選擇澆口位置。 校核流動(dòng)比。 單型腔多澆口澆注系統(tǒng)的平衡。單型腔多澆口澆注系統(tǒng)的平衡有如下三種類型。 i 平衡澆口以減小制品的變形。平衡澆口以減小制品的變形。 對(duì)于薄壁的平板制品，若采用單個(gè)中心澆口，由于對(duì)于薄壁的平板制品，若采用單個(gè)中心澆口，由于大分子的取向效應(yīng)，沿熔體流動(dòng)方向的收縮量大于垂直大分子的取向效應(yīng)，沿熔體流動(dòng)方向的收縮量大于垂直于熔體流動(dòng)方向的收縮量，導(dǎo)致制品冷卻后的翹曲變形。于熔體流動(dòng)方向的收縮量，導(dǎo)致制品冷卻后的翹曲變形。而采用多澆口時(shí)，如圖而采用多澆口時(shí)，如圖4-28所示。當(dāng)僅考慮

57、所示。當(dāng)僅考慮A澆口，澆口，AB、AC沿熔體流動(dòng)方向，收縮較大，而沿熔體流動(dòng)方向，收縮較大，而BC垂直于熔體流動(dòng)垂直于熔體流動(dòng)方向，收縮較小。但對(duì)方向，收縮較小。但對(duì)B澆口或澆口或C澆口分別考慮其收縮澆口分別考慮其收縮量，發(fā)現(xiàn)量，發(fā)現(xiàn)AB、AC方向和收縮量較小，方向和收縮量較小，BC收縮量較大，收縮量較大，總平均結(jié)果，使得平板各個(gè)方向收縮較一致，故平衡澆總平均結(jié)果，使得平板各個(gè)方向收縮較一致，故平衡澆口有利于減小制品的變形?？谟欣跍p小制品的變形。 圖4-28 平板制品的平衡澆口分析 ii 平衡澆口有利于均勻進(jìn)料。平衡澆口有利于均勻進(jìn)料。 對(duì)于深腔制品成形時(shí)，采用多點(diǎn)澆口平衡進(jìn)料，對(duì)于深腔制品

58、成形時(shí)，采用多點(diǎn)澆口平衡進(jìn)料，使側(cè)壁受力均勻、保證芯型不產(chǎn)生偏斜，有利于提高制使側(cè)壁受力均勻、保證芯型不產(chǎn)生偏斜，有利于提高制品質(zhì)量。品質(zhì)量。 ii 平衡澆口可控制熔合紋的位置。平衡澆口可控制熔合紋的位置。 當(dāng)采用多點(diǎn)澆口時(shí)，通過調(diào)整各個(gè)澆口的位置和當(dāng)采用多點(diǎn)澆口時(shí)，通過調(diào)整各個(gè)澆口的位置和進(jìn)料來控制熔合紋的形成位置，使之避開制品的正面或進(jìn)料來控制熔合紋的形成位置，使之避開制品的正面或者受力部位，以改善制品外觀和提高制品強(qiáng)度。者受力部位，以改善制品外觀和提高制品強(qiáng)度。 （4）常用的澆口形式）常用的澆口形式 3熱流道澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱流道澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 熱流道是指在流道內(nèi)或流道附近設(shè)置加熱器，利用加熱

59、的熱流道是指在流道內(nèi)或流道附近設(shè)置加熱器，利用加熱的方法使注射機(jī)噴到澆口之間的澆注系統(tǒng)處于高溫狀態(tài)下，方法使注射機(jī)噴到澆口之間的澆注系統(tǒng)處于高溫狀態(tài)下，從而讓澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料在生產(chǎn)過程中一直保持熔融狀態(tài)。從而讓澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料在生產(chǎn)過程中一直保持熔融狀態(tài)。 （1）延伸噴嘴）延伸噴嘴 延伸噴嘴是一種最簡單的加熱流道，它是將普通噴延伸噴嘴是一種最簡單的加熱流道，它是將普通噴嘴加長以后能與模具上的澆口部位直接接觸的一種特別嘴加長以后能與模具上的澆口部位直接接觸的一種特別噴嘴，其自身也可以安裝加熱器，以便補(bǔ)償噴嘴延長后噴嘴，其自身也可以安裝加熱器，以便補(bǔ)償噴嘴延長后的散熱量，或在特殊要求下使溫度高于料

60、筒溫度。延伸的散熱量，或在特殊要求下使溫度高于料筒溫度。延伸噴嘴只適于單腔模具結(jié)構(gòu)，每次注射完畢，可使噴嘴稍噴嘴只適于單腔模具結(jié)構(gòu)，每次注射完畢，可使噴嘴稍稍離開模具，以盡量減少噴嘴向模具傳導(dǎo)熱量。頭部是稍離開模具，以盡量減少噴嘴向模具傳導(dǎo)熱量。頭部是球狀的通用式延伸噴嘴，如圖球狀的通用式延伸噴嘴，如圖4-29所示。所示。 圖4-29 通用式延伸噴嘴 （2）半絕熱流道）半絕熱流道 半絕熱流道是介于絕熱流道和加熱流道之間的一種半絕熱流道是介于絕熱流道和加熱流道之間的一種流道形式。如果設(shè)計(jì)合理，可將注射間歇時(shí)間延長到流道形式。如果設(shè)計(jì)合理，可將注射間歇時(shí)間延長到23min。常用的有帶加熱探針或加熱