注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座

一、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.7注射模具成型零件設(shè)計(jì)組成型腔零件，包含凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。又稱陰模，是成型塑件外輪廓零件。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第1頁1.整體式凹模由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成，強(qiáng)度好。但成型后熱處理變形大，浪費(fèi)珍貴材料。只適合用于小型且形狀簡單塑件成型。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第2頁2.整體嵌入式對于小件一模多腔式，普通是將每個凹模單獨(dú)加工后壓入定模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，其凹模形狀、尺寸一致性好。凹模常采取側(cè)面定位。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第3頁3.組合式凹模廣泛用于大型模具上。對于形狀較復(fù)雜凹模或尺寸較大時，可把凹模做成通孔型，然后再裝上底板。注：底板面積大于凹模底面。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第4頁4.鑲嵌式凹模1）局部鑲拼式形狀復(fù)雜或易損壞凹模，將難以加工或易損壞部分做成鑲件形式嵌入凹模主體上。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第5頁2）側(cè)壁鑲拼嵌入式

適合用于大型和復(fù)雜模具。將四側(cè)壁與底部分別加工、熱處理、研磨、拋光后壓入模套，四壁相互鎖扣連接。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第6頁將成型凸模與動模板做成一體。含有結(jié)構(gòu)簡單牢靠，成型塑件質(zhì)量好特點(diǎn)，但加工不便且鋼材消耗量大，只適合用于形狀簡單且凸模高度較小單型腔模具。二、凸模（型芯）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.整體式凸模凸模（型芯）用于成型塑件內(nèi)表面成型零部件。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第7頁2.組合式凸模組合式凸模大小不一樣，其裝配方式也不一樣（1）整體裝配式凸模將凸模單獨(dú)加工后與動模板進(jìn)行裝配而成。

a.臺階連接b.型芯側(cè)面定位，螺釘連接c.銷釘定位，螺釘連接注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第8頁（2）圓柱形小型芯裝配

最常見圓柱型芯結(jié)構(gòu)是采取小型芯從模板后面壓入方法（反嵌法）。采取臺階與墊板固定方法，定位配合部分長度是3~5mm，用小間隙或過渡配合。在非配合長度上擴(kuò)孔，以利于裝配和排氣，臺階高度最少要大于3mm，臺階與沉孔內(nèi)側(cè)面間隙為0.5~1mm。為了確保全部型芯裝配后無間隙，型芯臺階高度在嵌入后都應(yīng)該高出模板裝配平面，經(jīng)磨削成同一平面后再與墊板連接。

注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第9頁當(dāng)模板較厚而型芯較細(xì)時，為了方便制造和固定，常將型芯下段加粗或?qū)⑿⌒托鹃L度減小，并用圓柱襯板或用螺釘壓緊。對于成型3mm以下孔圓柱型芯能夠采取正嵌法，將小型芯從型腔表面壓入注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第10頁（3）異形型芯結(jié)構(gòu)

非圓異形型芯在固定時大都采取反嵌法（圖a）徑向尺寸較小異形型芯也可采取正嵌法（圖b）

注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第11頁（4）鑲拼型芯結(jié)構(gòu)

對于形狀復(fù)雜型芯，為了便于機(jī)加工，可采取鑲拼結(jié)構(gòu)。

當(dāng)有多個相同細(xì)長嵌件組合在一起時候，可用長銷或臺階將其固定。

注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第12頁按照用途分為用于成型塑件上螺紋孔和安裝金屬螺母嵌件兩類。三、螺紋型芯與螺紋型環(huán)螺紋型芯與螺紋型環(huán)分別用于成型塑件內(nèi)螺紋和外螺紋以及用來固定塑件內(nèi)金屬嵌件。1.螺紋型芯成型螺紋孔固定金屬螺紋嵌件這七種安裝方式主要用于立式注射機(jī)下模或臥式注射機(jī)定模。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第13頁對于上?；蚝夏r沖擊振動較大臥式注射機(jī)模具動模，應(yīng)設(shè)置預(yù)防型芯自動脫落結(jié)構(gòu)。a、b：借助型芯柄部豁口槽彈力將型芯固定，適合用于直徑小于8mm螺紋型芯；c、d：采取彈簧絲卡入型芯柄部槽內(nèi)以張緊型芯，適合用于8~16mm；e、f、g：采取彈簧鋼球或彈簧卡圈固定，彈簧夾頭夾緊，適合用于直徑大于16mm注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第14頁2.螺紋型環(huán)用于成型塑件外螺紋或固定帶有外螺紋金屬嵌件。實(shí)際上是一個活動螺母鑲件，在模具閉合前裝入凹模套內(nèi)，成型后隨塑件一起脫模，在模外卸下。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第15頁四、成型零部件工作尺寸計(jì)算成型零部件工作尺寸：凹模和凸模直接組成型腔尺寸凹模和凸模徑向尺寸凹模和凸模高度尺寸位置（中心距）尺寸塑件尺寸精度影響原因

模具制造公差模具磨損量塑件成型收縮率

另外，因?yàn)槭茏⑸鋲毫澳＞叻中兔嫫矫娑扔绊?，動、定模注射時存在一定間隙。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第16頁1)模具制造公差

Z2)模具磨損量

C3)塑料收縮率S普通可取塑件總公差

1/3～1/6。按成型加工過程中增減趨向取“+”“-”符號。型腔取+

Z，型芯取-

Z，中心距取±

Z/2對于中小型塑件，最大磨損量可取/6；對于大型塑件則取/6以下；型腔底面（或型芯端面）與脫模方向垂直，取為0.通常按平均收縮率計(jì)算：塑料制品公差要求按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值-Δ，內(nèi)腔尺寸公差取+Δ?？字行木喑叽绻畎磳ΨQ分布標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，取±Δ/2

。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第17頁2.成型零部件工作尺寸計(jì)算（平均尺寸法和極限尺寸法表5-15）包容面（型腔和塑件內(nèi)表面）采取單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸為最小。被包容面（型芯和塑件外表面）采取單向負(fù)偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大。而對于中心距則采取雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第18頁（1）平均值法①型腔按塑平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來計(jì)算。方法簡便但精度不高，不適合用于精密塑件模具設(shè)計(jì)。a.由手冊查出塑料平均收縮率Scp；b.確定塑件平均尺寸：c.確定凹模平均尺寸：d.確定凹?；境叽纾孩侔寄＃ㄐ颓唬较虺叽绨寄Ｆ骄叽?磨損-制品收縮率=制品平均尺寸ls

：塑件徑向基本尺寸LM：凹模徑向尺寸注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第19頁對于中、小型塑件，

Z＝/3，C＝/6：可取x＝3/4對于大尺寸和精度較低塑件，

Z</3，C</6：取x＝1/2～3/4x隨塑件精度和尺寸改變，普通在在0.5~0.8之間注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第20頁②型芯徑向尺寸a.由手冊查出塑料平均收縮率Scp；b.確定塑件平均尺寸：c.確定型芯平均尺寸：d.確定型芯基本尺寸：對于中、小型塑件，

Z＝/3，C＝/6：x＝1/2～3/4x＝3/4對于大型塑件，

Z</3，C</6：x：0.5~0.8注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第21頁a.由手冊查出塑料平均收縮率Scp；b.確定塑件平均高度尺寸：c.確定型腔平均深度尺寸：d.確定型腔深度尺寸：對于中、小型塑件，

Z＝/3：取x＝2/3對于大尺寸和精度較低塑件，

Z</3，取x＝1/2～2/3型腔（凹模）深度尺寸x：0.5~0.7注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第22頁a.由手冊查出塑料平均收縮率Scp；b.確定塑件平均高度尺寸：c.確定型芯平均高度尺寸：d.確定型芯高度尺寸：對于中、小型塑件，

Z＝/3：取x＝2/3對于大尺寸和精度較低塑件，

Z</3，取x＝1/2～2/3型芯高度尺寸x：0.5~0.7注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第23頁中心距尺寸注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第24頁螺紋型芯與型環(huán)徑向尺寸螺紋型芯計(jì)算方法與普通型芯和型腔方法相同，但考慮收縮不均勻性，在計(jì)算時增加塑件螺紋孔中徑和減小塑件外螺紋中徑賠償，來改進(jìn)旋入性能。螺紋型環(huán)螺距注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第25頁（2）極限法①凹模（型腔）徑向尺寸按極限收縮率、極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計(jì)算。a.初步確定凹模徑向最小尺寸：b.校核塑件最大徑向尺寸：按修模時，凹模尺寸增大輕易注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第26頁②型芯徑向尺寸a.初步確定型芯徑向最大尺寸：b.校核塑件最小徑向尺寸：按修模時，尺寸降低輕易注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第27頁a.初步確定凹模最大高度尺寸：b.校核塑件最小高度尺寸：凹模(型腔）深度為便于修模，修磨余量普通放在分型面處，按修模時深度減小輕易。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第28頁初步確定型芯最大高度尺寸：校核塑件最小孔深度尺寸：型芯高度對于整體式型芯，為便于修模，修磨余量普通放在型芯端部，應(yīng)按修模時尺寸減小輕易計(jì)算。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第29頁初步確定型芯最小高度尺寸：校核塑件最大孔深度尺寸：對于組合式型芯，為便于修模，修磨余量普通放在型芯固定板上，應(yīng)按修模時型芯增加輕易計(jì)算。注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第30頁例：有一硬聚氯乙烯制件，收縮率為0.6％～1％，試確定凹模直徑與深度、凸模直徑與高度、4-5型芯間中心距及螺紋型環(huán)尺寸。解：1)凹模（型腔）直徑按平均值法：Scp＝0.8％，取

Z＝1/3＝1/3×0.26＝0.087mm注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第31頁按極限法：進(jìn)行塑件最大尺寸校核：取磨損余量

C＝1/6＝1/6×0.26＝0.043mm將凹模制造精度按IT9制造，取

Z＝0.062mm，有：凹模直徑為：注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第32頁2)凹模深度按平均值法：設(shè)

Z＝1/3＝1/3×0.22＝0.073，按IT10制造，Z＝0.07mm取C＝1/6＝1/6×0.22＝0.037mm按極限法：校核：凹模深度為：注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第33頁3)凸模直徑按平均值法：設(shè)凸模按IT9制造，Z＝0.052mm取C＝1/6＝1/6×0.28＝0.047mm按極限法：校核：凸模直徑為：注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第34頁4)凸模高度按平均值法：設(shè)

Z＝1/3＝1/3×0.28＝0.093mm，按IT10制造，Z＝0.084mm取C＝1/6＝1/6×0.28＝0.047≈0.05mm按極限法：校核：凸模高度為：注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第35頁5)兩型芯中心距型芯中心距：設(shè)中心距按IT9制造，Z＝0.043mm查手冊得：ds?。?6.21mm，ds中＝27.73mm，螺距Ps＝3.5mm中徑：6)螺紋型環(huán)查表：

中＝0.31mm,

大＝0.04mm,

中＝0.03mm,

?。?.04mm小徑：大徑：螺距：注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第36頁五、凹模、凸模以及動模墊板力學(xué)計(jì)算在塑料注射成型過程中，型腔內(nèi)壓力很高。在成型時，凸模、凹模以及動模墊板是主要受力構(gòu)件，假如型腔壁厚和底板厚度不夠，型腔將發(fā)生過大彈性變形甚至強(qiáng)度破壞，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，或者造成脫模困難等。所以，經(jīng)常需要對它們進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。（1）預(yù)防溢料（2）確保塑件精度（3）有利于脫模注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第37頁凹模、凸模及動模墊板力學(xué)計(jì)算公式

對于大尺寸型腔,剛度不夠是主要矛盾，普通按剛度公式來對凹模壁厚、底部厚度或動模墊板厚度等進(jìn)行選取或校核；對于小尺寸型腔，按強(qiáng)度公式來對凹模壁厚、底部厚度或動模墊板厚度等進(jìn)行選取或校核。因?yàn)樾颓皇芰顟B(tài)十分復(fù)雜，進(jìn)行準(zhǔn)確力學(xué)計(jì)算非常困難，實(shí)用中采取近似計(jì)算方法，基本能滿足工作要求?；蛞罁?jù)經(jīng)驗(yàn)公式簡單進(jìn)行估算相關(guān)尺寸（表4-19）注射模具成型零件設(shè)計(jì)專家講座第38頁六、成型零件工藝性（自學(xué)）(2)確保零件強(qiáng)