注射模具成型零件的設(shè)計(jì)

關(guān)于注射模具成型零件的設(shè)計(jì)第1頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第一節(jié)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔又稱凹模，是構(gòu)成塑件外部幾何形狀的零件一、型腔的結(jié)構(gòu)形式完全整體式圖5-1

型腔由整塊材料加工而成，適于形狀簡(jiǎn)單的中小型模具優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；強(qiáng)度、剛度較高，不易變形；塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼縫痕跡缺點(diǎn)：切削量大，成本高；熱處理和表面處理較難整體組合式圖5-2型腔由整塊材料加工，而后嵌入到固定板中特點(diǎn)：便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個(gè)加工后再分別裝入模板，易保證同心度和尺寸精度，且便于熱處理

局部組合式圖5-3型腔由整塊材料制成，局部鑲有成型嵌件。用于型腔較深、形狀較復(fù)雜、整體加工困難或局部需要淬硬的模具

完全組合式

由多個(gè)鑲塊組合而成。用于不易加工的型腔和大型型腔上

特點(diǎn)：便于機(jī)加工、拋光、研磨、局部熱處理。嵌入式：圖5-4

?？蚪M合式：圖5-5

瓣合式：圖5-6第2頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算1.注射過(guò)程中型腔所受的力合模時(shí)的壓應(yīng)力；注射壓力；保壓壓力；開模時(shí)的拉應(yīng)力2.型腔壁厚和底板厚度計(jì)算的必要性:圖5-7.8.9.10型腔剛度不足時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈性變形，型腔向外膨脹，影響塑件質(zhì)量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料、飛邊型腔強(qiáng)度不足時(shí)會(huì)產(chǎn)生塑型變形，可引起型腔永久變形甚至破裂3.

計(jì)算與校核中的技術(shù)參數(shù)：圖5-7.8.9.10型腔內(nèi)部所受熔體的單位平均壓力P：一般取19.6～49Mpa型腔的許用變形量[δ]：即最大不溢料間隙型強(qiáng)所用鋼材的許用應(yīng)力[σ]4.型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算側(cè)壁和底板厚度分別以剛度和強(qiáng)度條件計(jì)算組合式圓形型腔整體式圓形型腔組合式矩形型腔整體式矩形型腔第3頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三5.型腔壁厚計(jì)算實(shí)例例5-1組合式圓形型腔計(jì)算實(shí)例圖5-7.

有一組合式圓形型腔，其內(nèi)腔半徑r=85mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進(jìn)入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應(yīng)力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側(cè)壁和底板厚度。例5-2組合式矩形型腔計(jì)算實(shí)例圖5-9.

有一組合式矩形型腔，其內(nèi)腔內(nèi)腔長(zhǎng)度l1=340mm，L2=220mm，型腔深度h=68mm，型腔側(cè)壁h1=100mm，模體支架間距L=200mm，支撐板長(zhǎng)度l=600mm，型腔的許用變形量[δ]=0.05mm，熔料進(jìn)入型腔的平均單位壓力p=49MPa，型腔材料的許用應(yīng)力[σ]=156.8MPa。求其型腔的側(cè)壁和底板厚度。第4頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三

組合式圓形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算比較

mm型腔邊長(zhǎng)l1100200300370400500600S剛22.85798.7131145195249S強(qiáng)3571106131141177212型腔內(nèi)半徑r20508586100130140S剛2.11551.95485149280S強(qiáng)1331.553.854637688組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算比較mm

結(jié)論當(dāng)圓形型腔內(nèi)半徑r=86mm和矩形型腔的長(zhǎng)邊L1=370mm時(shí)，按剛度和強(qiáng)度分別算得的側(cè)壁厚度相等。故取r=86mm和L1=370mm為臨界值，當(dāng)小于該值時(shí)按強(qiáng)度計(jì)算，大于該值時(shí)按剛度計(jì)算第5頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二節(jié)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯又叫凸模，是構(gòu)成塑件內(nèi)部幾何形狀的零件。包括主體型芯、小型芯、側(cè)抽芯和成型桿及螺紋型芯等一、型芯的結(jié)構(gòu)形式完全整體式圖5-11主體型芯與動(dòng)模板做成一體。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度、剛度較好;費(fèi)工費(fèi)材，不易修復(fù)和更換，只用于形狀簡(jiǎn)單的單型腔或強(qiáng)度、剛度要求很高的注射模整體嵌入式圖5-12

將主體型芯鑲嵌在模板上并固定局部組合式圖5-13、圖5-14塑件局部有不同形狀的孔或溝槽不易加工時(shí)，在主體型芯上局部鑲嵌與之對(duì)應(yīng)的形狀，以簡(jiǎn)化加工工藝，便于制造和維修完全組合式圖5-15由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成，用于形狀規(guī)則又難于整體加工的塑件二、小型芯的固定形式圖5-16第6頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第三節(jié)成型零件鑲拼組合的原則一.保證塑件質(zhì)量和模具可靠性減少在塑件上留下拼縫痕跡使毛刺方向與鑲拼方向一致，以免影響脫模盡量使接合縫嚴(yán)密，強(qiáng)度足夠，牢靠可靠，避免尖角、薄壁二.方便模具其它部分的布局考慮鑲拼結(jié)構(gòu)是否干涉澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及脫模機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)三.考慮模具的制造與維修盡量簡(jiǎn)化模具制造工藝，維修、更換方便盡量減少鑲拼數(shù)量縮短配合長(zhǎng)度等

第7頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第四節(jié)成型零件尺寸的確定一、影響塑件尺寸的因素成型收縮率的選擇和成型收縮的波動(dòng)引起的尺寸誤差成型零件的制造誤差、組裝誤差及相對(duì)移動(dòng)引起的誤差；成型零件脫模斜度引起的誤差成型零件磨損及化學(xué)腐蝕引起的誤差二、確定成型零件尺寸的原則1.綜合考慮以下因素，確定合適的塑料收縮率塑件壁厚、形狀及嵌件：壁厚較大、形狀較復(fù)雜或有時(shí)嵌件取偏小值熔料流向：與進(jìn)料方向平行的尺寸取偏小值澆口截面積：澆口截面積小的比大的收縮率大，應(yīng)取偏大值與澆口的距離：近的部位比遠(yuǎn)的部位收縮率小，應(yīng)選較小值型腔尺寸取小于平均收縮率的值，型芯尺寸取大于平均收縮率的值2.據(jù)成型零件的性質(zhì)決定各部分成型尺寸：圖5-173.脫模斜度的取向：型腔尺寸以大端為準(zhǔn)，脫模斜度向縮小方向取得；型芯尺寸以小端為準(zhǔn)，脫模斜度向擴(kuò)大方向取得4.成型零件相對(duì)移動(dòng)而可能產(chǎn)生飛邊時(shí)，成型尺寸可適當(dāng)減去或增加一個(gè)附加值圖5-18第8頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、成型零件尺寸的計(jì)算1.型腔尺寸其中：D—型腔徑向最小基本尺寸；D0—塑件最大基本尺寸

S—塑料平均收縮率；H—型腔深度最小基本尺寸

H—塑件最大基本尺寸；Δ—塑件的公差

δ—模具制造公差，按IT9級(jí)公差選取，精度要求不高者?。?/3～1/6）Δ2.型芯尺寸d——型芯徑向最大基本寸h——型芯高度最大尺寸d0—塑件徑向最小基本尺寸h0—塑件內(nèi)形深度最小尺寸第9頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.計(jì)算實(shí)例

圖5-14

圖示為材料是ABS的塑件，

試計(jì)算其成型零件的各部尺寸

型腔大端直徑D

型腔深度H

型腔小端直徑d

型芯高度h

中心距C

3.中心距尺寸c—模具中心距基本尺寸c

0—塑件中心距的基本尺寸第10頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第五節(jié)螺紋成型零件的設(shè)計(jì)一、塑料螺紋的成型方法圖5-20二、螺紋成型零件尺寸的計(jì)算螺紋型環(huán)徑向尺寸取塑件公差的負(fù)偏差,再減去一個(gè)磨損余量螺紋型芯徑向尺寸取塑件公差的正偏差，再加上一個(gè)磨損余量螺距尺寸取雙向公差1.螺紋型環(huán)的徑向尺寸圖5-21

中徑D2m

外徑Dm

內(nèi)徑D1m其中：D2m—螺紋型芯中徑尺寸Dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸D1m—螺紋型環(huán)內(nèi)徑尺寸D2—塑件外螺紋中徑基本尺寸D—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內(nèi)徑公差δ—螺紋型環(huán)的徑向制造公差，

第11頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.螺紋型芯的徑向尺寸圖5-22

中徑

外徑

內(nèi)徑3.螺距其中：d2m—螺紋型芯中徑尺寸dm—螺紋型環(huán)外徑尺寸d1m—螺紋型環(huán)內(nèi)徑尺寸d2—塑件外螺紋中徑基本尺寸d—塑件外螺紋的外徑基本尺寸S—塑件平均收縮率b—塑件外螺紋的中、外、內(nèi)徑公差δ—螺紋型芯的徑向制造公差

第12頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三

三、螺紋成型零件的設(shè)計(jì)原則限制螺紋配合極限長(zhǎng)度L極：b—塑件螺紋的中徑公差；S—所選塑料的收縮率例：塑件為M10的螺母，塑料為聚丙烯，求其螺紋配合的極限長(zhǎng)度。配合長(zhǎng)度較短，不能滿足強(qiáng)度要求，可改用收縮率較小的材料螺紋起、終端留大于0.8mm的無(wú)螺紋區(qū)以提高塑件使用壽命、增加強(qiáng)度圖5-23螺紋相配的兩塑件盡量應(yīng)選用同種塑料，可不考慮螺距的收縮率四、螺紋成型零件計(jì)算實(shí)例塑件螺紋為M20x2-6H/5g，6g，塑料收縮率為0.6%，計(jì)算螺紋型環(huán)和型芯的各部分尺寸。五、小直徑螺紋型芯安裝形式圖5-24要求螺紋型芯安裝時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確定位應(yīng)易裝入、易隨塑件頂出并易從塑件上旋出第13頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三

第七節(jié)成型零件的設(shè)計(jì)原則一.保證塑件的整體外觀圖5-26二.成型零件應(yīng)便于加工并達(dá)到必要的裝配精度圖5-27三.成型零件應(yīng)有必要的制造和裝配基準(zhǔn)面，力求制造、裝配時(shí)定位可靠，方便快捷圖5-28.29四.相互配合部分盡量減少配合面以便于制造裝配圖5-30五.組合件應(yīng)便于裝卸圖5-31六.應(yīng)使成型零件使用方便圖5-32七.考慮成型零件的強(qiáng)度圖5-33例：塑件風(fēng)輪注射模的結(jié)構(gòu)實(shí)例圖5-34第14頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第15頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第16頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第17頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第18頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第19頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第20頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第21頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第22頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第23頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第24頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第25頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第26頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第27頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第28頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第29頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第30頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第31頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第32頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第33頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第34頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第35頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第36頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第37頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第38頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第39頁(yè)，講稿共49頁(yè)，2023年5月2日，星期三第4