塑料模設(shè)計及制造基礎(chǔ)

塑料模設(shè)計及制造基礎(chǔ)知之者不如好之者，好之者不如樂知者。——孔子《論語》11/15/2023目的與要求：1.會運用公式計算成型零件工作部分的尺寸，會選用表中的數(shù)據(jù)確定型腔的壁厚和底板厚度；2.會分析模具零件的受力情況。重點和難點：掌握公式運用及選用表中參數(shù)11/15/2023§3.3.3成型零件的尺寸計算一、成型零件的工作尺寸成型零件工作尺寸包括：※型芯和型腔的徑向尺寸※型芯和型腔的深度尺寸※中心距尺寸11/15/2023二、影響塑件尺寸公差的因素塑件的尺寸和精度主要取決于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必須以塑件的尺寸和精度及塑料的收縮率為依據(jù)。成型零件的制造誤差δz成型零件的磨損δc塑件成型收縮的波動δs模具安裝配合誤差δj水平飛邊厚度的波動δf§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023二、影響塑件尺寸公差的因素1.成型零件的制造誤差δz模具制造公差占塑件總公差的三分之一左右：δz=Δ/32.成型零件的磨損δc中小型塑件模具：δc=Δ/6大型塑件模具：δc<Δ/6成型零件磨損的原因：※塑件脫模時的摩擦(型腔變大、型芯變小、中心距尺寸不變)※料流的沖刷※腐蝕性氣體的銹蝕※模具的打磨拋光§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/20232.成型零件的磨損δc磨損量的大小取決于塑料品種、模具材料及熱處理。小批量生產(chǎn)時，δc取小值，甚至可以不考慮。玻璃纖維塑料磨損大，δc應(yīng)取大值。模具材料耐磨，表面強化好，δc應(yīng)取小值。垂直于脫模方向的模具表面不考慮磨損。平行于脫模方向的模具表面要考慮磨損。小型塑件的模具磨損對塑件影響較大。二、影響塑件尺寸公差的因素§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023⑴成型收縮率S：室溫下塑件尺寸b與模具尺寸c的相對差值。

S=（c-b）/c模具型腔在室溫下的尺寸：c=b+S×b3.塑件的成型收縮δs⑵影響塑件收縮的因素（產(chǎn)生偶然誤差）※塑料品種※塑件特點※模具結(jié)構(gòu)※成型方法及工藝條件（料筒溫度、注射壓力、注射速度、模具溫度）二、影響塑件尺寸公差的因素§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/20233.塑件的成型收縮δs⑶成型收縮偏差δs產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差：計算收縮率與實際收縮的差異偶然誤差：成型時工藝的波動、材料批號的改變等

δs=(Smax-Smin)×b對于一副已制造好的模具，δs是引起塑件尺寸變化的主要因素一般要求：成型收縮引起的塑件尺寸誤差δs＜Δ/6二、影響塑件尺寸公差的因素§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023模具活動成型零件和配合間隙的變化會引起塑件尺寸的變化4.模具的安裝配合誤差δj壓縮模飛邊厚度受成型工藝條件變化的影響，從而影響塑件的高度尺寸，而壓注模和注射模的飛邊較小。5.水平飛邊的波動δf二、影響塑件尺寸公差的因素§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023三、成型零件尺寸計算方法※塑件可能產(chǎn)生的最大誤差δ為各種誤差的總和：

δ=δz+δc+δs+δj+δf※塑件的公差Δ應(yīng)大于或等于各種因素引起的積累誤差之和δ，即Δ≥δ※模具制造公差δz

，模具的磨損δc

和成型收縮的波動δs是影響塑件公差的主要因素?！尚土慵某叽缬嬎愕姆椒ㄓ校浩骄捣ê蜆O限值法§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023※塑件與成型零件尺寸標(biāo)注方法：軸類尺寸采用基軸制，標(biāo)負(fù)差孔類尺寸采用基孔制，標(biāo)正差中心距尺寸公差帶對稱分布，標(biāo)正負(fù)差三、成型零件尺寸計算方法§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023四、型腔和型芯徑向尺寸計算1.型腔徑向尺寸計算已知：塑件尺寸模具磨損量δc=Δ/6平均收縮率Scp模具制造公差δz=Δ/3按平均值計算方法可得：標(biāo)注制造公差后得：整理得：§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/20232.型芯徑向尺寸計算四、型腔和型芯徑向尺寸計算標(biāo)注公差后得：※式中Δ前的系數(shù)可取在1/2～3/4之間※有脫模斜度時徑向尺寸確定塑件上的孔以小端為準(zhǔn)，斜度取向大端；

模具型芯以小端為準(zhǔn)，斜度取向大端。只檢驗小端尺寸：lM=[ls+lsScp+(3/4)Δ]-δz當(dāng)脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)時：塑件上外形以大端為準(zhǔn)，斜度取向小端；模具型腔以大端為準(zhǔn)，斜度取向小端。只檢驗大端尺寸：LM=[Ls+LsScp–(3/4)Δ]+δz§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023四、型腔和型芯徑向尺寸計算2.型芯徑向尺寸計算當(dāng)脫模斜度包括在塑件公差范圍內(nèi)時：型腔小端尺寸：LM=[Ls+LsScp–(3/4)Δ]+δz

型腔大端尺寸：LM大=[LM＋(1/4～1/2)Δ]+δz

型芯大端尺寸：lM=[ls+lsScp+(3/4)Δ]-δz

型芯小端尺寸：lM小=[lM–(1/4～1/2)Δ]-δz§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023五、型腔深度和型芯高度計算3.型腔深度尺寸計算（平均值法）已知：塑件尺寸Hs-Δ平均收縮率Scp模具制造公差δz=Δ/3按平均值計算方法可得：標(biāo)注公差后得：整理得：§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023標(biāo)注公差后得：4.型芯高度尺寸計算五、型腔深度和型芯高度計算Δ前的系數(shù)也可取為1/2型芯和型腔尺寸計算的注意事項：※徑向尺寸計算考慮了δz、δc、δs；而高度尺寸只考慮了δz、δs。※收縮率很小的塑件或精度不太高的小型塑件可不考慮成型收縮對零件尺寸的影響。※配合段尺寸要嚴(yán)格計算，不重要的尺寸可簡化計算?！雀叩某叽绫Ａ舻诙恍?shù)，第三位四舍五入?！?.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023其中：中心距制造公差δz=(1/3～1/6)Δ或查教材表3-5孔間距公差六、中心距與孔邊距的計算5.中心距尺寸計算（平均值法）此時凹模存在單邊磨損，最大磨損量為δc/2。塑件尺寸Ls±Δ/2模具磨損量δc=Δ/6平均收縮率Scp模具制造公差δz=Δ/36.凹模上的孔邊距計算（平均值法）§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/20237.型芯上的孔邊距計算六、中心距與孔邊距的計算§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/20238.螺紋成型件的尺寸計算六、中心距與孔邊距的計算⑵公制普通螺紋型芯工作尺寸計算螺紋型芯中徑尺寸d2M-δz=(D2s+D2sScp+b)-δz

螺紋型芯大徑尺寸dM-δz=(Ds+DsScp+b)-δz螺紋型芯小徑尺寸d1M-δz=(D1s+D1sScp+b)-δz⑴公制普通螺紋型環(huán)工作尺寸計算螺紋型環(huán)中徑尺寸D2M+δz=(d2s+d2sScp–b)+δz

螺紋型環(huán)大徑尺寸DM+δz=(ds+dsScp–b)+δz螺紋型環(huán)小徑尺寸D1M+δz=(d1s+d1sScp–b)+δz§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023⑶螺距工作尺寸計算8.螺紋成型件的尺寸計算六、中心距與孔邊距的計算螺紋型芯螺距：式中：PM——螺紋型芯螺距Ps——塑件內(nèi)螺紋螺距基本尺寸——塑件內(nèi)螺紋螺距基本尺寸§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023七、實例（Exle）查表得塑料收縮率為：Smax=0.01Smin=0.006故：Scp=0.008分析塑件的最高精度為MT3模具制造精度?。篒T9(比塑件精度高三個等級)§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023七、實例（Exle）1.型腔尺寸計算⑴外形直徑：D=40-0.34查表得δz＝0.062DM=[D+DScp-(3/4)Δ]+δz=[40+40×0.008-(3/4)×0.34]+0.062

⑵凸臺寬度：B=10-0.20查表得δz＝0.043BM=[10+10×0.008-(3/4)×0.20]+0.043

⑶凸臺半徑：R1=5-0.10查表得δz＝0.03R1M=[5+5×0.008-(3/4)×0.10]+0.03

⑷外形高度：H1=24-0.28查表得δz＝0.052H1M=[24+24×0.008-(2/3)×0.28]+0.052

§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023七、實例（Exle）2.型芯尺寸計算⑴內(nèi)孔直徑：d1=34+0.34查表得δz＝0.062d1M=[d1+d1Scp+(3/4)Δ]-δz

=[34+34×0.008+0.75×0.34]-0.062=34.5-0.062

⑵內(nèi)孔直徑：d2=3.5+0.16查表得δz＝0.03d2M=[3.5+3.5×0.008+0.75×0.16]-0.03=3.65-0.03

⑶擴孔直徑：d3=6.5+0.2查表得δz＝0.036d3M=[6.5+6.5×0.008+0.75×0.20]-0.036=6.7-0.036

⑷內(nèi)孔深度：h1=19+0.28查表得δz＝0.052h1M=[19+19×0.008+0.67×0.28]-0.052=19.34-0.052⑸擴孔深度：h2=3.5+0.16查表得δz＝0.03h2M=[3.5+3.5×0.008+0.67×0.16]-0.062=3.65-0.03§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023七、實例（Exle）3.中心距尺寸計算⑴孔距：C1=16±0.2查表得δz＝0.043C1M=[C1+C1×Scp]±δz/2=[16+16×0.008]±0.021⑵凸臺高度：C2=4±0.1查表得δz＝0.03C2M=[4+4×0.008]±0.015⑶起伏凸邊高度：C3=3±0.1查表得δz＝0.03C3M=[3+3×0.008]±0.015⑷非配合圓角：R2=2查表得δz＝0.025R2M=[2+2×0.008]±0.012⑸起伏凸邊位置角：α=45°(自由公差)取δz＝Δ/4=30′αM=45°±15′

§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023七、實例（Exle）4.校核如孔距C1:（Smax－Smin）×Ls+δz≤Δ（0.01－0.006）×16+0.043=0.107<0.4§3.3.3成型零件的尺寸計算11/15/2023§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定一、模具強度及剛度概念若型腔剛度不足也會發(fā)生過大的彈性變形，因此導(dǎo)致溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難。模塑成型過程中，型腔受到塑料熔體的壓力會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力及變形。若型腔或底板壁厚不夠，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔會因強度不夠而破裂。11/15/2023二、壁厚的受力分析1.模塑過程中模具承受的力設(shè)備施加的鎖模力熔融塑料作用于型腔內(nèi)壁的壓力2.型腔受內(nèi)壓力作用發(fā)生膨脹變形影響塑件的尺寸精度配合面處產(chǎn)生溢料飛邊小型腔的許用變形量小，壓力作用會導(dǎo)致其破壞§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定11/15/2023二、壁厚的受力分析3.型腔側(cè)壁的最大允許變形量δ大型腔以剛度為主計算，小型腔以強度為主計算圓形凹模直徑：D﹤67～86mm時以強度計算為主矩形凹模長邊：L﹤108～136mm時以強度計算為主從中小型塑件的尺寸精度考慮：δ≤Δ/5從不產(chǎn)生溢料飛邊考慮：型腔配合處的最大間隙Zmax﹤塑料的溢料值（表3-8）保證塑件的順利脫模：δ≤S·t（收縮量）型腔力學(xué)計算的特征和性質(zhì)：§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定11/15/2023§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定二、壁厚的受力分析當(dāng)分界值不明確時按兩種方法計算型腔壁厚值，取其大者。11/15/2023三、壁厚尺寸的計算(自學(xué))圓形凹模壁厚矩形凹模壁厚支承板厚度§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定11/15/20231.圓形凹模壁厚計算凹模內(nèi)壁直徑2r整體凹模壁厚S=R-r鑲拼式凹模凹模內(nèi)壁直徑2r整體凹模壁厚S=R-r鑲拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚S2凹模壁厚S1模套壁厚S2～4020818>90～100501440>40～5025922>100～120551545>50～60301025>120～140601648>60～70351128>140～160651752>70～80401232>160～180701955>80～90451335>180～200752158三、壁厚尺寸的計算(自學(xué))§3.3.4型腔壁厚與底板厚度的確定11/15/20232.矩形凹模壁厚計算矩形凹模內(nèi)側(cè)短邊長b整體凹模壁厚S鑲拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚S2～4025922>40～5025～309～1022～25>50～6030～