塑料模具成型零部件設(shè)計課件

第四節(jié)成型零部件設(shè)計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)計要求。要求：掌握模具分型面的設(shè)計及要求；掌握模具成型部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及要求；掌握模具成型部件尺寸的計算；熟悉模具成型部件強(qiáng)度的計算；掌握模具排氣槽的設(shè)計及要求。第四節(jié)成型零部件設(shè)計成型零部件：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1、分型面：分開模具取出制品的面。沿制品的最大輪廓向外展開的面。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)計二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（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）臺階加墊板；（2）整體嵌入式固定；過盈配合固定間隙配合固定（3）銷、螺釘固定式。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計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（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（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計1、螺紋型芯：

成型制品的內(nèi)螺紋。注意的問題：（1）成型后制品的收縮問題。制品螺紋長度一般不超過螺紋直徑的1.5倍；（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計（3）定位問題。保證螺紋成型的垂直度、成型長度；（三）螺紋型芯與型環(huán)的設(shè)計第四節(jié)成型零部件設(shè)計三、成型零件工作尺寸的計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)英國塑料聯(lián)合會（BPF）規(guī)定：三、成型零件工作尺寸的計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算舉例設(shè)制品材料的收縮率為0.8%；計算型腔的徑向尺寸：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算公式的補(bǔ)充說明：1、此公式只適用于制品一般精度的場合；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)計計算簡明手冊》張蔭朗編。三、成型零件工作尺寸的計算二、型芯之間或成型孔之間中心距的計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；過盈配合則沒有。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算三、螺紋型芯與型環(huán)的尺寸計算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)計四、成型零件強(qiáng)度的計算模具的強(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)度的計算（3）計算法：型腔內(nèi)的壓力分為壓實(shí)壓力和推動壓力。壓實(shí)壓力：將已進(jìn)入型腔內(nèi)的熔體的密度增大。推動壓力：使熔體能充滿型腔各處。壓實(shí)壓力p1：1300N/cm2~2000N/cm2推動壓力p2：單位流程下的推動壓力，N/cm2/cm。與塑件的壁厚和流程長短有關(guān)。當(dāng)型腔有轉(zhuǎn)折時，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:流程長度，cm。四、成型零件強(qiáng)度的計算塑件壁厚每1cm流程所需的推動壓力塑件壁厚每1cm流程所需的推動壓力~14702.0801.14302.2541.23842.3421.33482.4321.42982.5271.52502.6181.62002.7141.71602.881.8120〉2.86推動壓力與壁厚、單位流程表四、成型零件強(qiáng)度的計算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)度計算公式剛度計算公式剛度計算公式強(qiáng)度計算公式強(qiáng)度計算公式強(qiáng)度計算公式剛度計算公式剛度計算公式側(cè)壁底板側(cè)壁底板四、成型零件強(qiáng)度的計算（一）組合式圓形型腔側(cè)壁的計算E:彈性模量，碳鋼：2.1X106Kg/cm2；μ：材料的泊桑比，碳鋼：0.25。兩端開口，受均勻內(nèi)壓的厚壁圓筒。1、按剛度計算（一）組合式圓形型腔側(cè)壁的計算討論：1°當(dāng)Eδ>（1+）rp時，上式才有意義。此時δ在不發(fā)生溢料或溢料很小時，應(yīng)盡量取大值。2°當(dāng)Eδ=（1+）rp時，求得內(nèi)徑的臨界值。大于r按剛度計算，小于r按強(qiáng)度計算。3°當(dāng)Eδ<（1+）rp時，公式無意義。此時應(yīng)盡量取大的δ值。4°當(dāng)由上式算出的壁厚過大時，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)壁的計算2、按強(qiáng)度計算：許用應(yīng)力。45#退火：20000N/cm2

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

：四、成型零件強(qiáng)度的計算（三）整體式圓形型腔側(cè)壁的計算受均布載荷的懸臂梁。1、按剛度計算2、按強(qiáng)度計算四、成型零件強(qiáng)度的計算（四）整體式圓形型腔底板厚度的計算視為一周邊固定的圓板。1、按剛度計算2、按強(qiáng)度計算四、成型零件強(qiáng)度的計算（五）組合式矩形型腔側(cè)壁的計算受均布載荷的矩形框架1、按剛度計算四、成型零件強(qiáng)度的計算2、按強(qiáng)度計算側(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)度的計算（六）組合式矩形型腔底板厚度的計算1、按剛度計算2、按強(qiáng)度計算四、成型零件強(qiáng)度的計算（七）整體式矩形型腔側(cè)壁的計算三邊固定一邊自由的矩形板1、按剛度計算四、成型零件強(qiáng)度的計算（八）整體式矩形型腔底板厚度的計算1、按剛度計算第四節(jié)成型零部件設(shè)計五、排氣槽的設(shè)計1、為什么要設(shè)排氣槽？填充不足、熔接痕、燃燒。2