第4章 普通注射模具44a

1、44 成型零件的结构设计成型零件的结构设计v成型零件：是与塑料直接接触、构成型腔的成型零件：是与塑料直接接触、构成型腔的零件，包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、零件，包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、型环等等型环等等。441 型腔的结构设计型腔的结构设计 1.整体式凹模：整体式凹模：v结构特点：牢固、不易结构特点：牢固、不易变形、无拼合缝、塑件变形、无拼合缝、塑件质量好。但整体加工困质量好。但整体加工困难、维修困难、浪费材难、维修困难、浪费材料、热处理不方便。料、热处理不方便。v适用范围：适用范围：v 形状简单的中、小型形状简单的中、小型塑件塑件。图4-45 整体式凹模 2.组合式凹模组合式凹模v

2、(1)整体嵌入式凹模整体嵌入式凹模v-图图4-46 整体嵌入式型腔整体嵌入式型腔 v(2)局部嵌入式凹模局部嵌入式凹模v将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中。将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中。v结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换。结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换。图4-47 局部镶嵌组合式凹模v(3)底部镶拼式凹模图4-48 底部镶拼式凹模 v(4)侧壁镶拼式凹模图4-49 凹模侧壁镶拼结构1螺钉 2销钉v四壁拼合式凹模四壁拼合式凹模 图4-51 四壁拼合式凹模 凹模的技术要求凹模的技术要求凹模材料：凹模材料：T8T8，T10AT10A，CrWMnCrWMn，9Mn2V9Mn2V

3、，2020钢，钢，40Cr40Cr凹模热处理：凹模热处理：HRC40HRC405050表面粗糙度：型腔表面：表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2Ra0.2Ra0.1mRa0.1m 配合面：配合面：Ra0.8mRa0.8m凹模表面处理：表面镀铬、抛光凹模表面处理：表面镀铬、抛光凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工442 凸模和型芯的结构设计凸模和型芯的结构设计v成型塑件内表面的零件称为凸模或型芯。成型塑件内表面的零件称为凸模或型芯。v主要包括：主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺主要包括：主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。纹型环等。v1凸模或主型凸模或主型

4、 芯的结构设计芯的结构设计v 整体式凸模整体式凸模 或型芯或型芯图4-52 凸模或型芯的结构v组合式凸模或型芯组合式凸模或型芯 图4-53 相近小型芯的镶拼组合结构图4-54 便于脱模的镶拼型芯组合结构组合式型芯组合式型芯型芯采用拼块组合型芯采用拼块组合2小型芯的结构设计小型芯的结构设计 图4-55 小型芯的固定方式图4-56 异形型芯的固定图4-57多个互相靠近型芯的固定型芯的技术要求型芯的技术要求型芯材料：型芯材料：T7A、T8、T10A、Cr12型芯热处理：型芯热处理：HRC4550表面粗糙度：型芯表面：表面粗糙度：型芯表面：Ra0.10.025mm 配合面：配合面：Ra0.8mm型芯表

5、面处理：表面镀铬、抛光型芯表面处理：表面镀铬、抛光型芯加工：同轴度高的地方配制加工型芯加工：同轴度高的地方配制加工443 螺纹型芯和螺纹型环的结构设螺纹型芯和螺纹型环的结构设计计v1螺纹型芯的结构螺纹型芯的结构 v螺纹型芯按用途分为直接成型塑件上螺纹孔和固定螺纹型芯按用途分为直接成型塑件上螺纹孔和固定螺母嵌件两种。螺母嵌件两种。v螺纹型芯设计时考虑塑料收缩率，其表面粗糙度螺纹型芯设计时考虑塑料收缩率，其表面粗糙度Ra04m，一般应有，一般应有050的脱模斜度，螺纹始的脱模斜度，螺纹始端和末端按塑料螺纹结构要求设计，以防止从塑件端和末端按塑料螺纹结构要求设计，以防止从塑件上拧下时拉毛塑料螺纹。螺

6、纹型芯安装在模具上，上拧下时拉毛塑料螺纹。螺纹型芯安装在模具上，成型时要可靠定位，不能因合模振动或料流冲击而成型时要可靠定位，不能因合模振动或料流冲击而移动，开模时应能与塑件一道取出且便于装卸。移动，开模时应能与塑件一道取出且便于装卸。v螺纹型芯与模板内安装孔的配合公差为螺纹型芯与模板内安装孔的配合公差为H8f8。 图4-58 螺纹型芯的安装形式v2.螺纹型环的结构螺纹型环的结构图4-59 螺纹型环的结构1一螺纹型环 2一定位销444 齿轮型腔的结构设计齿轮型腔的结构设计图4-60 塑料齿轮和齿轮型腔的关系 图4-61 齿轮型腔的结构445 模具成型零件的工作尺寸计算与实例模具成型零件的工作尺

7、寸计算与实例v 成型零部件工作尺寸是指直接用来构成塑成型零部件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸。件型面的尺寸。图4-62 成型零件的工作尺寸1. 1. 计算成型零件的工作尺寸要考虑的因素计算成型零件的工作尺寸要考虑的因素v(1)(1)塑料收缩率波动塑料收缩率波动v与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、模具的结构等因素有关。模具的结构等因素有关。v其塑料收缩率波动误差为：其塑料收缩率波动误差为： ss = ( = (SmaxSmax SminSmin) Ls (4-5) Ls (4-5)v式中式中 ss塑料收缩率波动所引起的

8、塑件尺寸误差；塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；v SmaxSmax塑料的最大收缩率，塑料的最大收缩率，% %；v SminSmin塑料的最小收缩率，塑料的最小收缩率，% %；v LsLs塑件的基本尺寸。塑件的基本尺寸。v塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1 13,3,即即S S /3/3。v(2)成型零件的制造误差成型零件的制造误差v 模具的制造精度愈高，塑件的精度也愈高。模具的制造精度愈高，塑件的精度也愈高。v 模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右： z =/3vz也可以取也可以取IT7IT8级作

9、为模具的制造公差。级作为模具的制造公差。v(3)模具成型零件的磨损模具成型零件的磨损v中小型塑件模具：中小型塑件模具： c =/6 v大型塑件模具：大型塑件模具： c /6v成型零件磨损的原因：成型零件磨损的原因：v塑件脱模时的摩擦塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变寸不变)；（决于塑料品种、模具材料及热处理。小；（决于塑料品种、模具材料及热处理。小批量生产时，批量生产时，c取小值，甚至可以不考虑。玻璃纤取小值，甚至可以不考虑。玻璃纤维塑料磨损大，维塑料磨损大，c应取大值，模具材料耐磨，表面应取大值，模具材料耐磨，表面强化好，强化好，c应取小值。）应

10、取小值。）v料流的冲刷；料流的冲刷；v腐蚀性气体的锈蚀；腐蚀性气体的锈蚀；v模具的打磨抛光。模具的打磨抛光。v(4)模具安装配合误差模具安装配合误差v 模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化。寸的变化。v塑件可能产生的最大误差塑件可能产生的最大误差为各种误差的总和：为各种误差的总和：v=Z+C+S+j+a (4-6)v式中式中 塑件的成型误差；塑件的成型误差；v Z模具成型零件制造误差；模具成型零件制造误差；v C模具成型零件的磨损引起的误差；模具成型零件的磨损引起的误差；v S塑料收缩率波动引起的误差；塑料收缩率波动引起的误差；v j

11、模具成型零件配合间隙变化误差；模具成型零件配合间隙变化误差；v a模具装配误差。模具装配误差。v计算模具成型零件最基本的公式为：计算模具成型零件最基本的公式为： v Lm =LS （1+S ） （4-7）v式中式中 Lm模具成型零件在常温下的实际尺寸；模具成型零件在常温下的实际尺寸；v LS塑件在常温下的实际尺寸；塑件在常温下的实际尺寸； v S 塑料成型的收缩率，塑料成型的收缩率，%。v从附表中可查到常用塑料的最大收缩率从附表中可查到常用塑料的最大收缩率Smax和和最小收缩率最小收缩率 Smin，由此该塑料的平均收缩率为：，由此该塑料的平均收缩率为：v (4-8)%1002minmaxSSS

12、cpv在型腔、型工作尺寸计算公式的导出过程中，所涉在型腔、型工作尺寸计算公式的导出过程中，所涉及到的尺寸，凡孔都是按基孔制，公差下限为零，及到的尺寸，凡孔都是按基孔制，公差下限为零，公差等于上偏差；凡轴都是按基轴制，公差上限为公差等于上偏差；凡轴都是按基轴制，公差上限为零，公差等于下偏差，如图零，公差等于下偏差，如图4-63所示。所示。图4-63 模具零件工作尺寸与塑件尺寸的关系 2.型腔和型芯径向工作尺寸的计算型腔和型芯径向工作尺寸的计算（1）型腔径向尺寸计算）型腔径向尺寸计算（2）型芯径向尺寸计算）型芯径向尺寸计算zcpSSmSLLL)43( (4-9) zcpSSmSLLL)43( (4

13、-10)（3）型腔深度和型芯高度尺寸的计算）型腔深度和型芯高度尺寸的计算型腔深度：型腔深度：型芯高度：型芯高度：zcpSSmSHHH)32( (4-11) zcpSSmShhh)32( (4-12) 3.中心距尺寸的计算中心距尺寸的计算2)(ZcpSSMSCCC (4-11) 4.螺纹型环和螺纹型芯的工作尺寸的计算螺纹型环和螺纹型芯的工作尺寸的计算用来成型塑件上的螺纹或固定塑件上带用来成型塑件上的螺纹或固定塑件上带螺纹的嵌件，螺纹的嵌件，称为称为螺纹型芯型环螺纹型芯型环。 可以自动卸除也可以手动卸除。可以自动卸除也可以手动卸除。螺纹型环的工作尺寸计算螺纹型环的工作尺寸计算大径：大径：中径：中径

14、：小径：小径：ZbSddDcpSSm)( (4-14) ZbSddDcpSSm)43(222 ZbSddDcpSSm)(111(4-16) (4-15) 螺纹型芯的工作尺寸计算螺纹型芯的工作尺寸计算大径：大径：中径：中径：小径：小径：ZbSDDdcpSSm)(ZbSDDdcpSSm)43(222ZbSDDdcpSSm)(111(4-19) (4-18) (4-17) v螺纹型环和螺纹型芯的螺距工作尺寸螺纹型环和螺纹型芯的螺距工作尺寸2)(ZcpSSmSPPP (4-20) )43- SL(LLz0cpssM0- cpssMz)43Sl(llz0cpssM)32S H(HH0-cpssMz)32

15、 S h(hh2) S C(CCzcpssM2) S C(CCzcpssM2/24) SL(LL cpssMz2/24)SL(LLzcpssM 型腔尺寸型腔尺寸型芯尺寸型芯尺寸径向尺寸径向尺寸高度及深度尺高度及深度尺寸寸中心距尺寸中心距尺寸孔边距或型芯孔边距或型芯中心中心到边距尺寸到边距尺寸成型零件尺寸计算公式实例（实例（Example）查表得塑料收缩率为：查表得塑料收缩率为：S Smaxmax=0.01 =0.01 S Sminmin=0.006=0.006故：故：S Scpcp=0.008=0.008分析塑件的最高精度为分析塑件的最高精度为MT3MT3模具制造精度取：模具制造精度取：IT9

16、(IT9(比塑件精度高三个等级比塑件精度高三个等级) )1.1.型腔尺寸计算型腔尺寸计算外形直径：外形直径：D=40D=40-0.34-0.34 查表得查表得z z0.0620.062 D DM M=D+DS=D+DScpcp-(3/4)-(3/4)+z +z =40+40 =40+400.008-(3/4)0.008-(3/4)0.340.34+0.062+0.062 凸台宽度：凸台宽度：B=10B=10-0.20-0.20 查表得查表得z z0.0430.043 B BM M=10+10=10+100.008-(3/4)0.008-(3/4)0.200.20+0.043+0.043 凸台半

17、径：凸台半径：R R1 1=5=5-0.10-0.10 查表得查表得z z 0.030.03 R R1M1M=5+5=5+50.008-(3/4) 0.008-(3/4) 0.100.10+0.03+0.03 外形高度：外形高度：H H1 1=24=24-0.28-0.28 查表得查表得z z0.0520.052 H H1M1M=24+24=24+240.008-(2/3)0.008-(2/3)0.280.28+0.052+0.052 2.2.型芯尺寸计算型芯尺寸计算内孔直径：内孔直径：d d1 1=34=34+0.34+0.34 查表得查表得z z0.0620.062d d1M1M=d=d1

18、 1+d+d1 1S Scpcp+(3/4)+(3/4)-z-z =34+34 =34+340.008+0.750.008+0.750.340.34-0.062-0.062 =34.5 =34.5-0.062-0.062 内孔直径：内孔直径：d d2 2=3.5=3.5+0.16+0.16 查表得查表得z z0.030.03d d2M2M=3.5+3.5=3.5+3.50.008+0.750.008+0.750.160.16-0.03-0.03 =3.65 =3.65-0.03-0.03 扩孔直径：扩孔直径：d d3 3=6.5=6.5+0.2+0.2 查表得查表得z z0.0360.036d

19、 d3M3M=6.5+6.5=6.5+6.50.008+0.750.008+0.750.200.20-0.036-0.036 =6.7 =6.7-0.036-0.036 内孔深度：内孔深度：h h1 1=19=19+0.28+0.28 查表得查表得z z0.0520.052h h1M1M=19+19=19+190.008+0.670.008+0.670.280.28-0.052-0.052 =19.34 =19.34-0.052 -0.052 扩孔深度：扩孔深度：h h2 2=3.5=3.5+0.16+0.16 查表得查表得z z0.030.03h h2M2M=3.5+3.5=3.5+3.50

20、.008+0.670.008+0.670.160.16-0.062-0.062 =3.65 =3.65-0.03-0.033.3.中心距尺寸计算中心距尺寸计算孔距：孔距：C C1 1=16=160.2 0.2 查表得查表得z z0.0430.043C C1M1M=C=C1 1+C+C1 1S Scpcp z z/2 /2 =16+16 =16+160.008 0.008 0.021 0.021 凸台高度：凸台高度：C C2 2=4=40.1 0.1 查表得查表得z z0.030.03C C2M2M=4+4=4+40.008 0.008 0.015 0.015 起伏凸边高度：起伏凸边高度：C C

21、3 3=3=30.1 0.1 查表得查表得z z0.030.03C C3M3M=3+3=3+30.008 0.008 0.015 0.015 非配合圆角：非配合圆角：R R2 2=2 =2 查表得查表得z z0.0250.025R R2M2M=2+2=2+20.008 0.008 0.0120.012起伏凸边位置角：起伏凸边位置角：=45=45 ( (自由公差自由公差) ) 取取z z/4=30/4=30 M M=45=451515 4.4.校校核核如孔距如孔距C C1 1: :（S Smaxmax S Sminmin）L Ls s+ + z z（0.010.010.0060.006）16+0.043=0.1070.416+0.043=0.107909010010050144040 40 50502592210010012012055154550 50 606030102512012014014060164860 60 707035112814014016016065175270 70 808040123216016018018070195580 80 9090451335180180200200752158三、壁厚尺寸的计算(自学)型腔壁厚与底板厚度的确定型腔壁厚与底板厚度的确定2.2.矩形凹模壁厚计算矩