塑料模具成型零部件設(shè)計(jì)課件

第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)1、教學(xué)目的與要求目的：學(xué)習(xí)塑料注射模具成型部件的結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)計(jì)要求。要求：掌握模具分型面的設(shè)計(jì)及要求；掌握模具成型部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及要求；掌握模具成型部件尺寸的計(jì)算；熟悉模具成型部件強(qiáng)度的計(jì)算；掌握模具排氣槽的設(shè)計(jì)及要求。第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)成型零部件：成型模具的零件。主要有：型腔(cavity)、型芯(core)、成型桿等。一、分型面(partline)的設(shè)計(jì)1、分型面：分開(kāi)模具取出制品的面。沿制品的最大輪廓向外展開(kāi)的面。2、分型面的形狀平面分型面曲面分型面2、分型面的形狀曲面分型面曲面分型面第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）、結(jié)構(gòu)1、整體式（一）、結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)（一）、結(jié)構(gòu)2、鑲嵌式：局部鑲嵌，大面積鑲嵌。（一）、結(jié)構(gòu)鑲嵌式結(jié)構(gòu)（一）、結(jié)構(gòu)3、鑲嵌件的固定型式（1）臺(tái)階加墊板；（2）整體嵌入式固定；過(guò)盈配合固定間隙配合固定（3）銷(xiāo)、螺釘固定式。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、整體式、鑲嵌式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)鑲嵌式的優(yōu)點(diǎn)：（1）根據(jù)使用的部位，選擇合適的材料和熱處理工藝；（2）容易磨削和研磨；（3）模具零件可測(cè)量，可進(jìn)一步提高加工質(zhì)量；（4）沿脫模方向磨削，制品易脫模；（5）易于排氣；（6）可增加零件的互換性；4、整體式、鑲嵌式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)鑲嵌式的缺點(diǎn)：（1）分解過(guò)于零碎，提高模具成本；（2）必須均衡地提高各零件的加工精度；（3）因型腔、型芯數(shù)目的分解，不易維護(hù)和保養(yǎng)；（4）限制了零件的加工方法；（5）不易加工冷卻水孔。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）要求1、材料：耐磨損、強(qiáng)度、剛度；2、有足夠的尺寸精度和表面粗糙度；3、合理的加工工藝；4、精確的成型尺寸；5、符合成型的需要（有利于成型）。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計(jì)1、螺紋型芯：

成型制品的內(nèi)螺紋。注意的問(wèn)題：（1）成型后制品的收縮問(wèn)題。制品螺紋長(zhǎng)度一般不超過(guò)螺紋直徑的1.5倍；（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計(jì)（3）定位問(wèn)題。保證螺紋成型的垂直度、成型長(zhǎng)度；（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計(jì)第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)三、成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸指的是型腔、型芯的徑向尺寸、高度尺寸。2、成型零件使用中的磨損量，3、塑料收縮率引起的誤差，4、可動(dòng)成型零件因配合間隙的變化引起的制品尺寸變化，5、安裝誤差，1、模具的制造公差，影響制品尺寸精度的因素：三、成型零件工作尺寸的計(jì)算以上這些因素都將影響制品的尺寸精度，制品將出現(xiàn)的最大公差值為：那么要使制品的尺寸公差在制品允許公差Δ范圍內(nèi)，根據(jù)英國(guó)塑料聯(lián)合會(huì)（BPF）規(guī)定：三、成型零件工作尺寸的計(jì)算成型收縮率的影響：實(shí)際收縮率與理論收縮率的差異；塑料成型工藝的變化。（一）、型腔徑向尺寸的計(jì)算設(shè)定：制品的名義尺寸，Ls；模具的型腔尺寸，Lm；型腔的公差值，δ

z；型腔的磨損量，δ

c;

制品的公差，Δ

制品的收縮率，Scp三、成型零件工作尺寸的計(jì)算同理得型芯徑向尺寸：型腔高度尺寸：型芯高度尺寸：標(biāo)注公差：標(biāo)注公差：標(biāo)注公差：三、成型零件工作尺寸的計(jì)算舉例設(shè)制品材料的收縮率為0.8%；計(jì)算型腔的徑向尺寸：根據(jù)公式：得：標(biāo)注公差：49.95+0.6/3圓整：三、成型零件工作尺寸的計(jì)算公式的補(bǔ)充說(shuō)明：1、此公式只適用于制品一般精度的場(chǎng)合；2、系數(shù)X是可調(diào)整的。有資料介紹：n:模具制造公差系數(shù)，可根據(jù)機(jī)床精度及零件尺寸的重要程度決定，一般取4~6。3、其他公式可參考《塑料注射模具設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)明手冊(cè)》張蔭朗編。三、成型零件工作尺寸的計(jì)算二、型芯之間或成型孔之間中心距的計(jì)算影響模具中心距的因素：1、模具制造誤差2、成型桿與孔的配合。間隙配合有誤差；過(guò)盈配合則沒(méi)有。型芯之間或成型孔之間中心距：標(biāo)注公差：三、成型零件工作尺寸的計(jì)算三、螺紋型芯與型環(huán)的尺寸計(jì)算1、螺紋型芯的徑向尺寸標(biāo)注公差：螺紋型芯中徑：螺紋型芯外徑：標(biāo)注公差：標(biāo)注公差：螺紋型芯內(nèi)徑：三、螺紋型芯與型環(huán)的尺寸計(jì)算2、螺紋型環(huán)的徑向尺寸螺紋型環(huán)中徑：標(biāo)注公差：螺紋型環(huán)外徑：標(biāo)注公差：螺紋型環(huán)內(nèi)徑：標(biāo)注公差：第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算模具的強(qiáng)度和剛度。1、型腔內(nèi)壓力的確定（1）最大值：500Kg/cm2；(50MPa)（2）經(jīng)驗(yàn)值：易成型：250Kg/cm2

；普通制品：300Kg/cm2；高精度、高粘度：350Kg/cm2；

PP:150Kg/cm2；PE:150~200Kg/cm2;ABS:300Kg/cm2。四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（3）計(jì)算法：型腔內(nèi)的壓力分為壓實(shí)壓力和推動(dòng)壓力。壓實(shí)壓力：將已進(jìn)入型腔內(nèi)的熔體的密度增大。推動(dòng)壓力：使熔體能充滿型腔各處。壓實(shí)壓力p1：1300N/cm2~2000N/cm2推動(dòng)壓力p2：?jiǎn)挝涣鞒滔碌耐苿?dòng)壓力，N/cm2/cm。與塑件的壁厚和流程長(zhǎng)短有關(guān)。當(dāng)型腔有轉(zhuǎn)折時(shí)，每轉(zhuǎn)折90度，視為流程增大其壁厚的3倍左右。型腔內(nèi)的壓力pP=p1+p2LL:流程長(zhǎng)度，cm。四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算塑件壁厚每1cm流程所需的推動(dòng)壓力塑件壁厚每1cm流程所需的推動(dòng)壓力~14702.0801.14302.2541.23842.3421.33482.4321.42982.5271.52502.6181.62002.7141.71602.881.8120〉2.86推動(dòng)壓力與壁厚、單位流程表四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算2、型腔變形量的確定（1）變形量小于溢料值粘度特性塑料品種允許變形量低粘度PAPEPPPOM≤0.025~0.04中粘度PSABSPMMA≤0.05高粘度PCPSFPPO≤0.06~0.08四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（2）變形量小于塑件的公差塑件尺寸經(jīng)驗(yàn)公式mm〈10〉10~50〉50~200〉200~500〉500~1000〉1000~2000四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（3）變形量小于收縮量成型零件整體式組合式圓形結(jié)構(gòu)矩形結(jié)構(gòu)圓形結(jié)構(gòu)矩形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算公式剛度計(jì)算公式剛度計(jì)算公式強(qiáng)度計(jì)算公式強(qiáng)度計(jì)算公式強(qiáng)度計(jì)算公式剛度計(jì)算公式剛度計(jì)算公式側(cè)壁底板側(cè)壁底板四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（一）組合式圓形型腔側(cè)壁的計(jì)算E:彈性模量，碳鋼：2.1X106Kg/cm2；μ：材料的泊桑比，碳鋼：0.25。兩端開(kāi)口，受均勻內(nèi)壓的厚壁圓筒。1、按剛度計(jì)算（一）組合式圓形型腔側(cè)壁的計(jì)算討論：1°當(dāng)Eδ>（1+）rp時(shí)，上式才有意義。此時(shí)δ在不發(fā)生溢料或溢料很小時(shí)，應(yīng)盡量取大值。2°當(dāng)Eδ=（1+）rp時(shí)，求得內(nèi)徑的臨界值。大于r按剛度計(jì)算，小于r按強(qiáng)度計(jì)算。3°當(dāng)Eδ<（1+）rp時(shí)，公式無(wú)意義。此時(shí)應(yīng)盡量取大的δ值。4°當(dāng)由上式算出的壁厚過(guò)大時(shí)，可考慮采用整體式結(jié)構(gòu)或斜面定位結(jié)構(gòu)。（一）組合式圓形型腔側(cè)壁的計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算：許用應(yīng)力。45#退火：20000N/cm2

。四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（二）組合式圓形型腔底板厚度的計(jì)算周邊鉸支整個(gè)板面受均布載荷的圓形平板。1、按剛度計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算δ

：四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（三）整體式圓形型腔側(cè)壁的計(jì)算受均布載荷的懸臂梁。1、按剛度計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（四）整體式圓形型腔底板厚度的計(jì)算視為一周邊固定的圓板。1、按剛度計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（五）組合式矩形型腔側(cè)壁的計(jì)算受均布載荷的矩形框架1、按剛度計(jì)算四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算側(cè)壁每邊都受到拉應(yīng)力和彎應(yīng)力的聯(lián)合作用。四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（六）組合式矩形型腔底板厚度的計(jì)算1、按剛度計(jì)算2、按強(qiáng)度計(jì)算四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（七）整體式矩形型腔側(cè)壁的計(jì)算三邊固定一邊自由的矩形板1、按剛度計(jì)算四、成型零件強(qiáng)度的計(jì)算（八）整體式矩形型腔底板厚度的計(jì)算1、按剛度計(jì)算第四節(jié)成型零部件設(shè)計(jì)五、排氣槽的設(shè)計(jì)1、為什么要設(shè)排氣槽？填充不足、熔接痕、燃燒。2