塑料成型工艺与模具设计 杨永顺第六章成型零部件设计

塑料成型工艺及模具设计,主讲教师：钱应平,机械工程学院,第六章成型零部件及导向机构设计,凹模的结构设计凸模的结构设计成型零件工作尺寸计算凹模、凸模以及动模垫板的力学计算成型零件的工艺性导向机构设计,整体式凹模,凹模的结构设计,优点：强度和刚度高组合方便在产品上留下的痕迹少,缺点：加工不便热处理不便更换不便搬运不便,2整体嵌入式凹模特点：加工方便，便于更换,凹模的结构设计,3组合式凹模,凹模的结构设计,（1）局部镶拼式凹模,凹模的结构设计,（2）底部大面积镶嵌组合式,凹模的结构设计,凹模的结构设计,（3）四壁拼合组合式,在凹模的结构设计中，采用镶拼结构有如下好处：（1）简化凹模加工，将复杂的凹模内形部的加工变成镶件的外形加工。降低了凹模整体的加工难度。（2）镶件用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小，可用专用磨床研磨复杂形状和曲面。凹模中使用镶件的局部凹模有较高精度，经久的耐磨性并可置换。（3）可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型模具更是如此。（4）有利于排气系统和冷却系统的通道的设计和加工。,凹模的结构设计,在结构设计中应注意以下几点：（1）凹模的强度和刚度因此有所削弱，所以模框板应有足够的强度和刚度。（2）镶件之间，及其与模框之间尽量采用凹凸槽相互扣锁，以减小整体凹模在高压下的变形和镶件的位移。镶件必须准确定位，并有可靠紧固。（3）镶拼接缝必须配合紧密。转角和曲面处不能设置拼缝。拼缝线方向应与脱模方向一致。（4）镶拼件的结构应有利于加工、装配和调换。镶拼件的形状和尺寸精度应有利于凹模总体精度，并确保动模和定模的对中性，还应有避免误差累积的措施。,凹模的结构设计,凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。1整体式凸模,凸模的结构设计,优点：强度和刚度高组合方便在产品上留下的痕迹少,缺点：加工不便热处理不便更换不便搬运不便,2组合式凸模（1）整体装配式凸模：它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成,凸模的结构设计,（1）整体装配式凸模（续）,凸模的结构设计,（2）圆柱形小型芯的装配反嵌法固定小型芯的参数与配合,凸模的结构设计,当模板较厚而型芯较细时，为了便于制造和固定，常将型芯下段加粗或将小型芯的长度减小，并用圆柱衬垫)或用螺钉压紧。,凸模的结构设计,当模具内有多个小型芯时，各型芯之间距离较近，如果对每个型芯分别加工出单独的沉孔，孔间壁厚较薄，热处理时易出现裂纹。所以，可以在型芯固定板上加工出一个大的公用沉孔,凸模的结构设计,当对于成型3mm以下孔的圆柱型芯可采用正嵌法，将小型芯从型腔表面压入。,凸模的结构设计,（3）异形型芯结构,凸模的结构设计,（4）镶拼型芯结构,凸模的结构设计,凸模的结构设计,（4）镶拼型芯结构（续）,凸模的结构设计,（4）镶拼型芯结构（续）,3螺纹型芯,凸模的结构设计,4.螺纹型环,凸模的结构设计,4.螺纹型环（续）,凸模的结构设计,1、塑件的公差制品外轮廓尺寸公差取负值；制品内腔尺寸公差取正值；制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算。若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。,成型零件工作尺寸计算,2、模具制造公差模具制造公差可取塑件公差的1/31/6，即，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号。3、模具的磨损量对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1/6；型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量。4、塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。5、模具在分型面上的合模间隙，飞边厚度一般应小于0.020.1mm。,成型零件工作尺寸计算,凹模尺寸,成型零件工作尺寸计算,径向:,深度:,型芯尺寸,成型零件工作尺寸计算,径向:,深度:,中心距尺寸,成型零件工作尺寸计算,塑件公差等级与模具制造公差等级的对应关系,成型零件工作尺寸计算,凹模和凸模及动模垫板力学计算经验法:(1)单型腔侧壁厚度,凹模、凸模以及动模垫板的力学计算,(2)多腔模具的型腔与型腔之间的壁厚,垫板厚度的经验数据,凹模、凸模以及动模垫板的力学计算,(1)避免产生尖钢，薄钢,成型零件的工艺性,(2)保证成型零件的强度和刚度1)尽量避免零件的尖角，所有成型零件要尽力避免尖角的出现，因为尖角容易引起应力集中从而降低零件的使用寿命。特别是凹模的内腔更是这样。2)增加锁紧块，减少弹性变形。3)尽量减小动模垫板在垫块上的跨距，当跨距较大时，可在动模垫板与动模座板之间增加支承柱。4)对于较为细长的型芯采用端部定位，提高强度，减少型芯变形。,成型零件的工艺性,(3)设计时考虑小孔与镶件的对接面配合方法,成型零件的工艺性,（4）设计时必须考虑窄而深的筋槽加工方法,成型零件的工艺性,(5)设计时必须考虑加工基准面,成型零件的工艺性,(6)设计时应考虑采用便于机械加工及钳修加工的结构,成型零件的工艺性,（7）对于无需精密配合的部位可设计空刀槽，以节约加工工时,成型零件的工艺性,(8)对于不配合的过孔尽量作得大一些,成型零件的工艺性,(9)对于不影响成型的拐角部位进行倒角或倒圆，以便装配,成型零件的工艺性,(10)采用非圆形推杆时应考虑加工工艺性,成型零件的工艺性,(11)镶件的形状应尽量设计成简单的形状,成型零件的工艺性,（12）应尽量减少钳工的工作量,成型零件的工艺性,（13）应尽量设计成可采用标准刀具的尺寸,成型零件的工艺性,（14）对承受载荷的拐角部位及需进行淬火处理的拐角部位应设计成圆弧过渡标准刀具的尺寸,成型零件的工艺性,(15)不能影响外观,成型零件的工艺性,(15)不能影响外观（续）,成型零件的工艺性,1.导柱,导向机构设计,2.导套,导向机构设计,3.导柱和导套的配置形式及固定方法（1）导柱、导套的配置形式,导向机构设计,（2）导柱、导套的配合精度导柱与导套之间因为要经常相对滑动，所以一般取或的间隙配合。导柱、导套与模板之间的定位一般选择或的过渡配合。（3）导柱、导套的固定方法,导向机构设计,4.导柱、导套的尺寸、数量和布置（1）导柱、导套的尺寸1）导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，导套的基本尺寸和与其相配合的导柱的基本尺寸相同。2）导柱的长度通常应高出凸模端面68mm，以免在导柱未导正时凸模先进入凹模与其碰撞而损坏。3）用于推出系统导向的导柱的直径与复位杆的尺寸相当。,导向机构设计,（2）导柱、导套的数量与布置,导向机构设计,2、锥面和合模销精定位装置（1）锥面精定位,导向机构设计,（1）锥面精定位,导向机构设计,（1）