第六章-成型部分的设计-李德群、黄志高

注射模成型部分的设计型腔数目的确定1.按技术参数确定型腔数目

(1)根据注射机的额定锁模力确定型腔数目型腔数目的确定与排列形式

(2)根据注射机的最大注射量确定型腔数目（3）根据制品精度确定型腔数目2.根据经济性确定型腔数目模具费用为:注射成型费用为:总成型加工费用为:多型腔的排列1.多型腔排列一般原则（1）从注射工艺角度需考虑以下几点：1)流动长度2)流道废料3)浇口位置4)进料平衡①按平衡式排位②按大塑件靠近主流道，小塑件远离主流道的方式排位。5)型腔压力平衡。

（2）从模具结构角度需考虑以下几点1)满足封胶要求排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定的距离，以满足封胶要求。2)满足模具结构空间要求排位时应满足模具结构件，如楔紧块、滑块、斜推杆等的空间要求。同时应保证以下几点：①模具结构件有足够强度；②与其它模架零件无干涉；③有运动件时，行程须满足脱模要求，有多个运动件时，要注意相互之间不能产生干涉；3)充分考虑螺钉、冷却水及推出装置为了使模具能达到较好的冷却效果。4)模具长宽比例是否协调2．多型腔排列压力平衡的计算分型面的选择

分型面：是模具上用于取出塑件和（或）浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。分型面的分类：1.按其位置与注射机开模运动方向的关系来分类：垂直于注射机开模运动方向，平行于开模方向，倾斜于开模方向2.按分型面的形状来分类：平面分型面，曲面分型面，阶梯分型面和斜面分型面3.按分型面的形状来分类：一个或多个分型面的形式分型面的选择分型面的选择原则(1)符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位;(2)分型线不影响塑件外观;(3)确保塑件留在动模一侧;(4)确保塑件质量;(5)分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹;(6)满足模具的锁紧要求;(7)合理安排浇注系统，特别是浇口位置;(8)有利于模具加工。分型面选择示例

分型面的选择原则分型面选择示例

分型面选择示例

分型面选择实例分析1．实例12．实例23．实例3分型面的宽度的确定

一般用于小型注射机上模具的分型面的宽度为10mm;

中型注射机上模具的分型面的宽度为为25mm;

大型注射机上模具的分型面的宽度为50~75mm。

型腔内气体的来源及危害型腔内气体的来源（1）原有的空气（2）树脂中释放的挥发性物质及水汽型腔内气体的危害排气和引气系统设计

排气的几种方式1.利用模具分型面或配合间隙排气

2.开设排气槽排气3.当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气。排气结构的设计原则表4-14常用塑料排气槽深度塑料名称排气槽深度塑料名称排气槽深度聚乙烯（PE）0.02苯乙烯-丙烯腈（SAN）0.03聚丙烯（PP）0.01~0.02聚甲醛（POM）0.01~0.03聚苯乙烯（PS）0.02聚酰胺（PA）0.01苯乙烯-丁二烯（SB）0.03聚酰胺（含玻璃纤维）（PA）0.01~0.03ABS0.03聚碳酸酯（PC）0.01~0.03AS0.03聚碳酸酯（含玻璃纤维）（PC）0.05~0.07浇口的位置不同，排气槽的开设的位置也不同。几种引气方式塑件粘附型腔的情况较严重，开模时也应设置引气装置(尤其整体结构的深型腔)1.镶拼式侧隙引气1.镶拼式侧隙引气尤其整体结构1.镶拼式侧隙引气尤其整体结构1.镶拼式侧隙引气2.气阀式引气2.气阀式引气凹模的结构设计1.整体式凹模注射模具成型零件设计2．整体嵌入式凹模3．组合式凹模4．镶嵌式凹模1）局部镶拼式凹模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。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。凸模的结构设计凸模（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

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（2）圆柱形小型芯的装配反嵌法固定小型芯的参数与配合

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。

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

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。

(3)异形型芯结构(4)镶拼型芯结构

(4)镶拼型芯结构

(4)镶拼型芯结构

加大型芯镶件安装孔的直径

偏心型芯镶件

3．螺纹型芯4.螺纹型环4.螺纹型环成型零件工作尺寸计算1.成型零件工作尺寸分类

成型零部件中与塑料接触并决定塑件几何形状的各处尺寸，称为工作尺寸，它包括型腔深度与型芯高度尺寸，型腔和型芯径向尺寸，成型零件中心距(如孔间距、型芯间距、孔或凸台中心到型腔（主型芯）侧表面的距离)。

成型零件工作尺寸分类按磨损后尺寸变化趋势，将工作尺寸分类：（1）轴类尺寸(A类)

该类尺寸属于包容尺寸，与塑料熔体或塑件之间产生摩擦磨损之后，具有变大的趋势。属于这类尺寸的有：型腔深度、型腔径向尺寸等；（2）孔类尺寸（B类）该类尺寸属于被包容尺寸，与塑料熔体或塑件之间产生摩擦磨损之后，具有变小的趋势。属于这类尺寸的有：型芯高度、型芯径向尺寸等。（3）中心距类尺寸（C类）该类尺寸不受摩擦磨损影响，因此可视为一种不变尺寸。属于这类尺寸的有：孔间距、型芯间距和孔中心与型芯中心的距离。

①成型零件的制造误差：制造公差δZ,一般可取塑件总公差Δ的1/3~1/4。②成型零件的磨损量：对于中小型塑件，最大磨损量δc可取塑件总公差Δ的1/6，即δc=Δ/6；对于大型塑件则取Δ/6以下。③成型收缩率的偏差和波动④模具安装配合的误差⑤水平飞边厚度的波动成型收缩率的确定(1)

对于收缩率范围较小的塑料品种，一般取平均收缩率。(2)

对于收缩率范围较大的塑料品种，应根据塑件形状，尤其壁厚来酌情选择（壁厚者，取上限值），塑件各部位选择的收缩率也各不相同。(3)

嵌件较多时收缩率应取小。(4)

塑件精度较高或收缩率不易掌握时，塑件外径取较小的收缩率，内径取较大的收缩率，以留有试模修模余量。(5)利用注射成型工艺参数可以对塑料制件的收缩量进行调节。

凹模径向尺寸制品的平均径向尺寸：凹模平均尺寸：制品的收缩量：当制品很大、精度又不高时：当制品很小时、精度又高时：考虑公差的型腔径向尺寸： 型芯径向尺寸：凹模深度尺寸：型芯高度：塑料制品和模具上中心距尺寸的公差标注均采用双向等值公差，中心距尺寸的计算中不考虑磨损余量，则计算型腔尺寸时的注意事项：塑件收缩率范围较大但按平均收缩率计算尺寸时，为防止收缩超差可预先验算：若塑件尺寸为轴类尺寸，则若塑件尺寸为孔类尺寸，则若塑件尺寸为中心距尺寸，则选择成型零件安装部分制造公差的原则，一般以不使塑料熔体产生溢边为准，习惯上常取H9/f9，尺寸较大时取H7/e8或H7/f7，非配合尺寸取塑件公差的1/3~1/4。螺距尺寸

注射模在工作过程中要承受多种外力，如注射压力、保压力、锁模力等等。模具型腔如强度不够，将产生塑性变形或断裂破坏；如刚度不够，将产生较大的弹性变形，使模具贴合面处出现较大的间隙，由此发生溢料及飞边现象。另外，当成型后成型压力消失时，型腔因弹性回复而收缩，当收缩量大于塑件的收缩时，型腔会紧紧包住塑件造成开模困难或塑件残留在定模上而损坏塑件或塑件质量不良。因此，有必要对模具型腔进行强度和刚度计算。4.7.4凹模、凸模以及动模垫板的力学计算凹模和凸模及动模垫板力学计算(较复杂的公式)经验法:(1)单型腔侧壁厚度4.7注射模具成型零件设计(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

4.7注射模具成型零件设计（一）长方形型腔壁厚及底板厚度的计算1.组合式（1）型腔壁厚刚度条件：

p是型腔内熔体压力，一般取25~45MPa；L1是型腔侧壁长边尺寸（mm）；H是型腔高度（mm）；a是受熔体压力部分的高度（mm）；E是弹性模量，钢材取MPa；δ是允许变形量（mm）。为防止溢料应根据不同塑料的最大不溢料间隙决定，如对低粘度塑料，取0.025~0.04mm；对中粘度塑料，取0.05mm左右；对高粘度塑料取0.06~0.08mm；为保证尺寸精度，δ可取塑件允许公差的1/5左右。

（一）长方形型腔壁厚及底板厚度的计算（2）型腔底板厚度1)刚度条件：2)强度条件：

l是型腔侧壁边长；L是支撑宽度；B是凹模宽度；b是型腔宽度。（一）长方形型腔壁厚及底板厚度的计算2.矩形整体式（1）型腔壁厚由刚度计算由刚度计算L是型腔长度；a是型腔深度；b是型腔宽度；c是L/a决定的常数，查表4-4；c'是L/b决定的常数，查表

（二）圆形型腔壁厚及底板厚度的计算1.组合式从刚度出发：从强度出发：μ是泊松比，钢材取0.25；r是型腔内径。（二）圆形型腔壁厚及底板厚度的计算（2）型腔底板厚度从刚度观点出发：从强度观点出发：（三）动模垫板厚度计算

F是动模垫板受的总压力（N）；A是塑件及浇注系统在分型面上的投影面积；B是动模垫板宽度（mm）；L是支承块间距（mm）；p是型腔压力，一般取25~45MPa；[δ弯]是弯曲许用应力（MPa）；K是修正系数，取0.6~0.75。

4.7.5成型零件的工艺性(1)避免产生尖钢，薄钢4.7注射模具成型零件设计(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。

4.7注射模具成型零件设计设计时考虑小孔与镶件的对接面配合方法

4.7注射模具成型零件设计设计时必须考虑窄而深的筋槽加工方法4.7注射模具成型零件设计设计时必须考虑加工基准面

4.7注射模具成型零件设计设计时应考虑采用便于机械加工及钳修加工的结构

4.7注射模具成型零件设计对于无需精密配合的部位可设计空刀槽，以节约加工工时4.7注射模具成型零件设计对于不配合的过孔尽量作得大一些4.7注射模具成型零件设计对于不影