塑料成型模具第三章9课件

五.型腔成型尺寸计算（一）塑件精度及其影响因素1.塑件成型总误差：δ=δs+δm+δw+δss+δq式中：δs—塑件收缩率波动引起的尺寸变化δm—模具零件制造误差δw—型腔使用过程中允许的最大磨损量δss—设计时收缩率选择误差δq—可动或固定成型零件配合间隙或安装误差要求：Δ

≥δ2.成型零件制造误差对大型制件，模具零件制造误差影响较小，对小型制件模具制造误差约占塑件总误差的1/3左右。塑件公差等级：MT1MT2MT3MT4MT5MT6MT7（GB/T14486—1993）模具公差等级：IT8IT9IT10IT10IT11IT11IT12（GB1800—79）3.成型收缩率波动的影响对大型制件，收缩率波动是影响制件尺寸误差的主要因素，对小型制件收缩率波动与模具制造误差和模具磨损共同影响尺寸精度。（1）收缩率定义：（2）工程应用式：Lm=Ls(1+εs）由定义：Lm=Ls/(1-εs)=Ls(1+εs+εs2+······)

≈Ls(1+εs)（3）收缩率波动

δs=（εsmax-εsmin)Lm4.成型零件磨损量的影响只考虑与脱模方向垂直的尺寸，对中小型制件，最大磨损量取制件公差的1/6，对大型制件，磨损量影响较小，最大磨损量小于制件公差的1/6，或不予考虑。

（二）按平均收缩率计算成型尺寸1.塑件和模具的尺寸标注方法：解:（1）型腔直径：Lm=[Lp(1+εscp)-3Δ/4]+δm

=[50*(1+0.008)-3*0.6/4]+δm

=49.95+0.06

（2）型腔深度Hm=[Hp(1+εscp)-2Δ/3]+δm=22.03+0.052例1.如图所示塑件，用平均收缩率εscp为0.8%的材料成型，成型时最大收缩率εsmax为0.9%，最小收缩率εsmin为0.7%，试用平均收缩率法计算成型零件的成型尺寸，并作尺寸标注。（3）型芯直径：Lm=[Lp(1+εscp)+3Δ/4]-δm

=45.65–0.06

Lm=[Lp(1+εscp)=8.06（4）型芯高度Hm1=[Hp1(1+εscp)+2Δ/3]-δm

=18.28–0.043

Hm2=[Hp2(1+εscp)+2Δ/3]-δm

=22.32–0.052

（5）中心距Lm=[Lp(1+εscp)]±δm/2=30.24±0.02

（三）按极限尺寸计算成型尺寸（公差带法）按极限尺寸计算成型尺寸时，既考虑成型时的最大、最小收缩率，又考虑模具制造的上、下偏差，同时兼顾模具尚未磨损以及磨损达到最大值时，生产的所有零件都是合格的。1.型腔径向尺寸：（1）计算公式：Lm=[Lp(1+εmax)-Δ]+δm

（2）校核公式Lp(εmax–εmin)+δm+δw≤Δ2.型芯径向尺寸：（1）计算公式：Lm=[Lp(1+εmin)+Δ]+δm（2）校核公式：Lp(εmax–εmin)+δm+δw≤Δ3.

型腔深度尺寸：（1）计算公式：Hm=[Hp(1+εmin)-δm]+δm（2）校核公式：Hp(εmax–εmin)+δm≤Δ六.塑料模具的力学设计1.锁模时接触应力的校核计算计算依据：注塑机模板或模具模板接触应力小于等于许用应力。即：σ≤[σ]许用应力：[σ]=式中：σs—模板材料屈服强度。铸钢：σs=386Mpa45（退火）：σs=360Mpans—安全系数。注塑机模板：ns=7

模具模板：ns=1.622.型腔壁厚的计算

1）型腔厚度计算的依据：

（1）强度计算：最大应力小于等于许用应力即：σ≤[σ]许用应力：[σ]=

式中：σs—模板材料工作温度下的屈服强度。ns—安全系数，取1.62（2）刚度计算：最大变形量小于等于许用变形量。

即：δ≤[δ]许用变形量的确定方法：从模具型腔不发生溢料的角度：PA，PE，PP：0.025～0.04PS，ABS：0.05PSU，PC，RPVC：0.06～0.08保证制件精度的角度：最大弹性变形取制件允许公差的1/10保证顺利脱模：最大弹性变形小于等于制件成型收缩量。

（3）型腔壁厚计算的一般规律大尺寸型腔：按刚度计算小尺寸型腔：按强度计算2）组合式圆形型腔侧壁厚和底板厚度的计算（1）侧壁厚度计算

强度计算公式：按第三强度理论计算

式中：[σ]—材料许用应力，Mpap—塑料成型压力

例2.如图所示塑件，用平均收缩率εscp为0.8%的材料成型，成型时最大收缩率εsmax为0.9%，最小收缩率εsmin为0.7%，试用平均收缩率法计算成型零件的成型尺寸，并作尺寸标注。如果模具材料选用45，其许用应力[σ]=160Mpa，型腔压力为50Mpa，最大允许变形量δ=0.05，采用组合式圆形型腔，试求其凹模侧壁厚度。解：（1）按强度计算（2）按刚度计算

∴S≥16mm在型腔压力为p=50MPa，许用应力[σ]=160Mpa，最大允许变形量δ=0.05条件下，型腔半径r=86mm时，按强度和刚度计算的型腔壁厚正好相等，因此，在该条件下，型腔半径r>86，按刚度条件计算，型腔半径r<86，按强度条件计算。（2）底板厚度计算（视为周边简支的圆板）强度计算公式：

刚度计算公式：在型腔压力为p=50MPa，许用应力[σ]=160Mpa，最大允许变形量δ=0.05条件下，分界尺寸r=67mm。因此，在该条件下，型腔半径r>67，按刚度条件计算，型腔半径r<67，按强度条件计算。强度计算公式：（2）底板厚度计算（视为周边固定的圆板）刚度计算公式：强度计算公式：当p=50MPa，许用应力[σ]=160Mpa，[δ]=0.05条件下，底板内半径分界尺寸r=136mm。4）组合式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算（1）侧壁厚度计算（视为两端固定受均布载荷的梁）强度计算：（当L1,L2相差不大时，视为两端固定受均布载荷的梁）最大弯曲应力在长边两端：拉应力:最大应力：当L1,L2相差很大时，视为矩形框架

式中：a—型腔侧壁受力高度A—型腔侧壁高度L1,L2—型腔长、短边尺寸校核应满足：刚度计算：长边最大挠度：式中：J—型腔侧壁惯性矩

短边伸长量：校核应满足：按强度计算板厚：原板厚的1/2.7按刚度计算板厚：原板厚的1/3.4按强度计算板厚：原板厚的1/4.3按刚度计算板厚：原板厚的1/6.85）整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算（1）侧壁厚度计算（侧壁简化为三边固定，一边自由的矩形板）刚度计算：式中：c—由L/h决定的系数,(表3-5-3)强度计算：在p=50MPa，许用应力[σ]=200Mpa，[δ]=0.05条件下，L>300时，按许用变形