分型面選擇與成形零件設(shè)計

第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.1分型面與型腔結(jié)構(gòu)的確定6.2成形零件的設(shè)計

模具的定位機構(gòu)第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.1分型面與型腔結(jié)構(gòu)的確定6.1.1分型面的常見類型和形狀分型面類型圖例基本特征第一類分型面塑件在動模內(nèi)成形。第二類分型面塑件在定模內(nèi)成形。第三類分型面塑件一部分在定模內(nèi)成形、一部分在動模內(nèi)成形。第四類分型面塑件在兩個或兩個以上瓣合模塊中成形。注塑模具分型面有哪幾種基本類型？第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計（3）塑件的材料、形狀基本上已確定了其成形條件，不要試圖通過調(diào)整成形條件來對收縮率做出較大的調(diào)整；對于尺寸公差，配合尺寸可將相應(yīng)的公差值標(biāo)注在圖樣上，其它具有公差要求的尺寸可按以下幾種方式標(biāo)注：目前如P20、T8A、T10A等材料較為常用。注塑模具分型面有哪幾種基本類型？第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計用于動定模板之間的精定位N=W(1+η)/T對由于流動方向不同造成的收縮差異可以通過調(diào)整澆口形式、大小及分布來彌補，對壁厚不均造成的收縮差異可以通過適當(dāng)偏大（大于中間值）選取收縮率值；（5）熱處理性能好：具有良好的淬透性和很小的變形，易于滲氮等表面處理；兼有普通導(dǎo)柱、導(dǎo)套的初定位功能和定位件的精定位功能；（4）對于尺寸精度要求高的塑件，如齒輪，可以采用實驗的方法，即根據(jù)經(jīng)驗選取一收縮率來設(shè)計制作一套型腔，在正常的生產(chǎn)條件下成形，對得到的產(chǎn)品進(jìn)行實測，根據(jù)產(chǎn)品的偏差值來調(diào)整收縮率的取值。常見的二次精定位機構(gòu)有：簡易臥銷精定位機構(gòu)，無間隙滾珠導(dǎo)套，導(dǎo)柱精定位結(jié)構(gòu)，圓錐定位件二次精定位結(jié)構(gòu)及其派生結(jié)構(gòu)，錐面矩形精定位結(jié)構(gòu)，型芯與型腔的錐面、斜面精定位機構(gòu)，型芯與滑塊的精定位機構(gòu)，滑塊的精密導(dǎo)向機構(gòu)等。鎖緊塊的配合關(guān)系可按孔類D＋，軸類d－來標(biāo)識。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計分型面形式圖例水平分型面斜分型面階梯分型面曲面分型面垂直分型面第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.1.2分型面確定的要點第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計分型面的選擇實例考慮角度推薦形式不妥形式分析脫模性1推件板2定模板塑件外形較簡單，但內(nèi)形有較多的孔，塑件成形收縮后一般留在型芯上。如果型腔設(shè)在定模內(nèi)，型芯設(shè)在動模內(nèi)，采用推件板可方便地完成脫模，模具結(jié)構(gòu)簡單。1定模2動模動、定模分離后，塑件應(yīng)盡可能留在動模，留在定模易增加脫模困難，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。1動模2定模當(dāng)塑件有多組抽芯時，應(yīng)盡量避免大端側(cè)向抽芯，因為除了液壓抽芯機構(gòu)能獲得較大的抽拔距離外，一般的側(cè)向分型抽芯的抽拔距離較小。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計1動模2定模當(dāng)塑件中有金屬嵌件時，由于嵌件不收縮，對型芯無包緊力，可能使帶嵌件的塑件留在型腔內(nèi)，導(dǎo)致脫模困難。1動模2定模側(cè)抽芯機構(gòu)應(yīng)盡量置于動模，方便抽芯動作實現(xiàn)。排氣性1動模2定模為有利于排氣，分型面應(yīng)盡量選在塑料流動方向的末端。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計塑件精度1動模2定模塑件與型芯對稱分布時，如要迫使塑件留在動模內(nèi)，可將型腔和大部分型芯設(shè)在動模內(nèi)，采用推管脫模，左圖容易保證塑件內(nèi)孔和外圓的同軸度。1動模2定模如果d和D有同軸度要求，應(yīng)將兩者置于同一塊模板上，以降低模具的加工精度要求。美觀性1動模2定模成形頭部為圓弧形狀塑件時，分型面如選在圓弧中間，會影響塑件美觀性，選在圓弧和直邊的過渡處較佳。分型面的選擇應(yīng)盡量避免由于脫模斜度造成的塑件大小段尺寸差異，如塑件無嚴(yán)格要求，可將分型面設(shè)在塑件中部。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計鎖模力1動模2定模塑件在分型面上的投影面積應(yīng)小于機床允許的投影面積，否則會使鎖模困難，產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。分型面應(yīng)盡可能選擇投影面積小的一邊。大型線圈骨架塑件成形時，采用哈夫模結(jié)構(gòu)，當(dāng)拼塊的投影面積較大時，會造成鎖模不緊，產(chǎn)生溢邊，因此最好將型腔設(shè)于動、定模上，在受力小的側(cè)面作抽芯。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.1.3型腔數(shù)的確定方法

1、根據(jù)合同要求或根據(jù)用戶所提供的年產(chǎn)量和生產(chǎn)計劃（生產(chǎn)班次安排）確定。

N=W(1+η)/T 2、注射機注射容量確定型腔數(shù)

3、按注射機額定鎖模力確定型腔數(shù)

4、根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性確定第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

6.2成形零件的設(shè)計

6.2.1成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計

整體式型腔臺階鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)無臺階直鑲式結(jié)構(gòu)第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計側(cè)壁鑲?cè)胧?/p>

局部鑲拼式結(jié)構(gòu)

底部鑲?cè)胧匠尚问湛s是決定成形尺寸精度的重要因素，準(zhǔn)確選用收縮率是保證塑件尺寸的關(guān)鍵。圖6-9兩瓣組合式結(jié)構(gòu)用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位用于成形精度要求較高零件的側(cè)抽機構(gòu)。分型面的選擇應(yīng)盡量避免由于脫模斜度造成的塑件大小段尺寸差異，如塑件無嚴(yán)格要求，可將分型面設(shè)在塑件中部。（2）導(dǎo)向類零件這類零件包括各種導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)向銷等。側(cè)抽芯機構(gòu)應(yīng)盡量置于動模，方便抽芯動作實現(xiàn)。用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位a圖采用臺階墊板固定，結(jié)構(gòu)簡單，更換調(diào)整方便；a圖和b圖利用墊板和型芯臺階固定，用于形狀復(fù)雜、多個型芯同時固定的場合。有關(guān)塑件成形的表面：Ra（拋光）；用于薄壁塑件、精密塑件的精密導(dǎo)向和定位第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計用于薄壁塑件、精密塑件的精密導(dǎo)向和定位D=D0×(1+S)（6-8）第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

圖6-9兩瓣組合式結(jié)構(gòu)底部和側(cè)壁分別鑲?cè)胧降?章分型面選擇與成形零件設(shè)計鑲拼結(jié)構(gòu)改善型腔結(jié)構(gòu)的實例

不合理合理分析型腔內(nèi)部有薄壁件，左圖為整體結(jié)構(gòu)，薄壁部分加工困難，右圖將薄壁部分做成鑲拼結(jié)構(gòu)，鑲拼部分和型腔主體分開加工，改善了型腔工藝性。型腔為一內(nèi)五角星，左圖為整體結(jié)構(gòu)，必須采用電火花加工，加工困難，右圖為鑲拼式結(jié)構(gòu)，鑲拼部分可采用線切割加工，簡化了加工工藝。型腔底部為不規(guī)則型，且截面為方形，左圖為整體結(jié)構(gòu)，加工困難，右圖將底部做成鑲拼結(jié)構(gòu)，改善了型腔加工工藝性。塑件有同軸度要求，左圖為整體結(jié)構(gòu)，加工困難，難以保證同軸度，右圖將型腔型芯做成鑲拼結(jié)構(gòu)，簡化了加工工藝，且能保證塑件同軸度第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計2.型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計整體鑲?cè)胧叫托?/p>

鑲拼式結(jié)構(gòu)型芯

整體式型芯整體鑲?cè)胧叫托镜蔫偲捶椒ǖ?章分型面選擇與成形零件設(shè)計小型芯常用的安裝固定方式方式圖例特點上臺階固定aba圖采用過盈配合將型芯桿部壓入模具，優(yōu)點是工藝簡單，缺點是容易產(chǎn)生橫向飛邊；b圖可避免橫向飛邊，但加工工藝較a圖復(fù)雜。下臺階固定aba圖采用臺階墊板固定，結(jié)構(gòu)簡單，更換調(diào)整方便；b圖采用臺階和螺紋固定，結(jié)構(gòu)簡單，更換調(diào)整方便。螺紋固定aba圖型芯頭部帶螺紋，更換調(diào)整方便；b圖采用臺階和螺紋固定，更換調(diào)整方便。多個小型芯的固定方式aba圖和b圖利用墊板和型芯臺階固定，用于形狀復(fù)雜、多個型芯同時固定的場合。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.2.2成形零件的尺寸計算1.成形收縮率的選取成形收縮是決定成形尺寸精度的重要因素，準(zhǔn)確選用收縮率是保證塑件尺寸的關(guān)鍵。熱塑性塑料的成形收縮可以分為三種：一是由于塑料固有收縮引起的成形收縮，二是由塑件形狀引起的成形收縮，三是由于成形條件引起的成形收縮。

第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

（1）一般情況下，選取收縮率表中的中間值；壁厚的塑件可偏取上限，壁薄的塑件可偏取下限； （2）同一塑件選取同一收縮率值，以避免塑件各部分收縮率取值不同而造成的尺寸鏈不閉合的矛盾；對由于流動方向不同造成的收縮差異可以通過調(diào)整澆口形式、大小及分布來彌補，對壁厚不均造成的收縮差異可以通過適當(dāng)偏大（大于中間值）選取收縮率值； （3）塑件的材料、形狀基本上已確定了其成形條件，不要試圖通過調(diào)整成形條件來對收縮率做出較大的調(diào)整；（4）對于尺寸精度要求高的塑件，如齒輪，可以采用實驗的方法，即根據(jù)經(jīng)驗選取一收縮率來設(shè)計制作一套型腔，在正常的生產(chǎn)條件下成形，對得到的產(chǎn)品進(jìn)行實測，根據(jù)產(chǎn)品的偏差值來調(diào)整收縮率的取值。這種方法較其它方法更為可靠、實用，只是在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意型腔更換的方便與簡捷。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計2.成形尺寸計算成形零件中與塑料接觸而決定塑件幾何形狀的各部位尺寸，稱為工作尺寸。一般而言，塑件的幾何尺寸可分為外形尺寸、內(nèi)形尺寸和中心距尺寸等3種類型，與它們對應(yīng)的成形零件的工作尺寸分別稱為型腔尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。型腔尺寸又可分為深度和徑向尺寸（與深度方向垂直），型芯尺寸又可分為高度和徑向尺寸（與高度方向垂直）。中心距尺寸一般指成形零部件上一些結(jié)構(gòu)之間的距離，如孔距、型芯間距、凹槽及凸臺間距等。這3類尺寸在使用過程中變化趨勢不同，由于與塑料熔體或塑件之間存在摩擦、磨損，使用一段時間后，型腔類尺寸有增大的趨勢，型芯類尺寸則有縮小的趨勢；而中心距尺寸通常不受摩擦、磨損的影響，可視為一種不變尺寸。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計成形尺寸的計算可如下式：

D=D0×(1+S)（6-8）式中D——成形尺寸；

D0——塑件尺寸；

S——成形收縮率。在具體設(shè)計時，只要將塑件圖樣上的尺寸（角度尺寸除外）按上述公式進(jìn)行換算即可得到模具型腔、型芯的成形尺寸，計算結(jié)果可以保留到小數(shù)點后兩位，在一般情況下，可默認(rèn)該尺寸公差為±。有公差要求的塑件尺寸，一般按中差來進(jìn)行計算。導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔和型腔、型芯固定用孔表面：Ra（精鏜或精銑）；其余未注公差按國標(biāo)js12執(zhí)行?？杀苊庥捎谀＜軐?dǎo)向定位機構(gòu)磨損導(dǎo)致的偏斜；兼有普通導(dǎo)柱、導(dǎo)套的初定位功能和定位件的精定位功能；熱塑性塑料的成形收縮可以分為三種：塑件與型芯對稱分布時，如要迫使塑件留在動模內(nèi)，可將型腔和大部分型芯設(shè)在動模內(nèi)，采用推管脫模，左圖容易保證塑件內(nèi)孔和外圓的同軸度。動、定模分離后，塑件應(yīng)盡可能留在動模，留在定模易增加脫模困難，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。圓錐形導(dǎo)柱、導(dǎo)套精定位結(jié)構(gòu)大型線圈骨架塑件成形時，采用哈夫模結(jié)構(gòu)，當(dāng)拼塊的投影面積較大時，會造成鎖模不緊，產(chǎn)生溢邊，因此最好將型腔設(shè)于動、定模上，在受力小的側(cè)面作抽芯。目前如P20、T8A、T10A等材料較為常用。b圖采用臺階和螺紋固定，更換調(diào)整方便。用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位（8）性能價格比合理，市場上容易買到，供貨期短。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計1分型面與型腔結(jié)構(gòu)的確定第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計暗盒蓋塑件圖

第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計6.2.3模具零件公差配合關(guān)系與表面粗糙度、尺寸標(biāo)注1.模具零件公差配合關(guān)系型腔、型芯類零件與模板間的配合：回轉(zhuǎn)體選用H7/k6，軸向配合尺寸比較長時可選用H7/f6，反之可選用H7/m6；非回轉(zhuǎn)體配合關(guān)系可按孔類D＋，軸類d－來標(biāo)識。澆口套與模板間的配合：H7/k6。導(dǎo)柱、導(dǎo)套間及其與模板間的配合：滑動配合選用H7/f6，固定配合選用H7/m6；推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套間的配合可放寬到H8/f9。鎖緊塊的配合關(guān)系可按孔類D＋，軸類d－來標(biāo)識。拉料桿、推桿、推管、復(fù)位桿與模板間的配合：H7/f6。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計2.模具零件表面粗糙度要求 不同的加工方法可獲得的表面粗糙度有關(guān)塑件成形的表面：Ra（拋光）；型腔、型芯固定用表面：Ra（精磨或精細(xì)車）；導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔和型腔、型芯固定用孔表面：Ra（精鏜或精銑）；澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和鎖緊塊配合面：Ra（精磨）；拉料桿、推桿、推管、復(fù)位桿配合面：Ra（精磨）；模板上下表面：Ra（精磨）；模板基準(zhǔn)角垂直面：Ra（精銑）。加

工

方

法鉆

孔鉸

孔精

車精細(xì)車精

銑表面粗糙度Ra(mm)6.31.61.60.81.6加

工

方

法精

鏜精

磨線切割電火花拋

光表面粗糙度Ra(mm)1.60.8~0.41.63.2~1.6￡0.025第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計3.模具零件尺寸的標(biāo)注 （1）位置尺寸（如孔間距）盡量標(biāo)注在主視圖上，形狀尺寸（如孔直徑）標(biāo)注在側(cè)視圖（剖視圖）上，使各視圖所要表達(dá)的內(nèi)容更為突出和明確； （2）同一套模具的零件圖樣尺寸基準(zhǔn)應(yīng)取得一致，不能有的按基準(zhǔn)角標(biāo)注，有的按中心對稱線標(biāo)注，造成混亂； （3）不同零件的同一尺寸（如各模板的孔系）或?qū)?yīng)尺寸（如型腔鑲塊的外形尺寸與模板上孔的尺寸）標(biāo)注方法應(yīng)該一致，便于對照、檢查；（4）尺寸標(biāo)注直接、明確，操作者原則上不用進(jìn)行計算。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計4.模具零件公差的標(biāo)注模具零件公差主要分為尺寸公差和形位公差兩大類。對于尺寸公差，配合尺寸可將相應(yīng)的公差值標(biāo)注在圖樣上，其它具有公差要求的尺寸可按以下幾種方式標(biāo)注：（1）標(biāo)注為

的型腔、型芯尺寸，表示該尺寸公差為±0.02；標(biāo)注為

的配合尺寸，孔為+0.02，軸為-0.02；與分型面垂直，有關(guān)動、定模嵌合的尺寸，公差為+0.01~+0.02。標(biāo)注為

的坐標(biāo)位置尺寸，表示該尺寸公差為±0.01。（2）標(biāo)注為

的型腔尺寸，表明該尺寸公差為±0.1；有關(guān)配合尺寸孔為+0.1，軸為-0.1。其余未注公差按國標(biāo)js12執(zhí)行。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計對于形位公差，可按下述規(guī)定，通過技術(shù)要求的形式在圖樣上集中說明，或作為工藝規(guī)范在加工中保證：（1）型腔、型芯類和有關(guān)電極：有關(guān)各面間平行度、垂直度不大于0.01/100mm。（2）模板：小于300mm

300mm的模板，其平行度、垂直度不大于0.02；大于300mm

300mm的模板，其平行度、垂直度不大于0.025。（3）回轉(zhuǎn)體：同軸度不大于

0.015。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

6.2.4模具材料的選用

1.模具材料選用原則 用于注塑模具的鋼材，大致應(yīng)滿足如下要求： （1）機械加工性能優(yōu)良：易切削，適于深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位的加工和三維復(fù)雜形面的雕刻加工； （2）拋光性能優(yōu)良：沒有氣孔等內(nèi)部缺陷，顯微組織均勻，具有一定的使用硬度（40HRC以上）； （3）良好的表面腐蝕加工性：要求鋼材質(zhì)地細(xì)而均勻，適于花紋腐蝕加工；但對一些特殊的塑料，如聚氯乙烯等，要求鋼材具有抗腐蝕性；（4）耐磨損，有韌性：可以在熱交變負(fù)荷的作用下長期工作，耐摩擦；

第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

（5）熱處理性能好：具有良好的淬透性和很小的變形，易于滲氮等表面處理； （6）焊接性好：具有可焊性，焊后硬度不發(fā)生變化，且不開裂、變形等； （7）熱膨脹系數(shù)小，熱傳導(dǎo)效率高：防止變形，提高冷卻效果；（8）性能價格比合理，市場上容易買到，供貨期短。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

2.注塑模具常用材料 （1）型腔、型芯類零件由于這些零件直接與塑料接觸，因此要求具有一定的強度、表面耐磨性好、熱處理性能好、淬火變形小；對塑料具有腐蝕性的模具，材料還應(yīng)有抗蝕能力。目前如P20、718、NAK80、NAK55、SKD61、H13、CrWMn、SKD11等材料較為常用，耐蝕模具鋼有HPM38、U420、3Cr13、Stavax等。 （2）導(dǎo)向類零件這類零件包括各種導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)向銷等。這類零件在使用中起導(dǎo)向作用。開、合模時有相對運動，成形過程中要承受一定的壓力或偏載負(fù)荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性。目前如GCr15、SUJ2、T8A、T10A等材料較為常用。

第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

（3）澆注系統(tǒng)零件包括澆口套、拉料桿、分流錐等。這類零件的工作條件與成形零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性。目前如P20、T8A、T10A等材料較為常用。 （4）推出機構(gòu)和抽芯機構(gòu)零件這類零件要求表面耐磨性好，并具有足夠的機械強度。目前如SKH61、T8A、T10A等材料較為常用，也可采用與型腔、型芯同樣的材料。（5）模板類零件這些零件是模具中主要承力零件，因此要求具有足夠的機械強度。目前應(yīng)用最普遍的是45鋼，有時也用55鋼；為延長使用壽命，可調(diào)質(zhì)至HB230～270。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計

模具的定位機構(gòu)

一般而言，導(dǎo)柱、導(dǎo)套是間隙配合定位。對于通常精度的大多數(shù)塑件成形來說，能滿足其定位精度要求，但對于一些高精度或薄壁塑件，或外表面要求質(zhì)量要求較高的塑件，有間隙的定位就難以滿足要求，需要在動、定模之間或滑塊導(dǎo)滑槽與型腔、型芯之間采用精密定位機構(gòu)或進(jìn)行二次精定位。常見的二次精定位機構(gòu)有：簡易臥銷精定位機構(gòu)，無間隙滾珠導(dǎo)套，導(dǎo)柱精定位結(jié)構(gòu)，圓錐定位件二次精定位結(jié)構(gòu)及其派生結(jié)構(gòu)，錐面矩形精定位結(jié)構(gòu)，型芯與型腔的錐面、斜面精定位機構(gòu)，型芯與滑塊的精定位機構(gòu)，滑塊的精密導(dǎo)向機構(gòu)等。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計常用精定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖、特點和應(yīng)用場合名稱結(jié)構(gòu)圖特點和應(yīng)用場合簡易臥銷精定位機構(gòu)

定位精度完全取決于臥銷與臥銷槽的研合精度，工藝性不佳；用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位圓錐定位件二次精定位結(jié)構(gòu)工藝性簡單；用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位圓柱定位件二次精定位結(jié)構(gòu)工藝性簡單；用于分型面上對動、定模施以導(dǎo)柱、導(dǎo)套初定位后的二次精定位。第6章分型面選擇與成形零件設(shè)計無間隙滾珠導(dǎo)套、導(dǎo)柱精定位略導(dǎo)柱導(dǎo)套間無間隙、摩擦系數(shù)小、運動平穩(wěn)、運動精度保持性好；