第三章塑料模设计与制造基础

1、第三章 塑料模设计与制造基础,道虽迩，不行不至； 事虽小，不为不成。 荀子修身,第三章 塑料模设计与制造基础,目的和要求 1.了解塑料模具常用的几种分类； 2.掌握典型塑料模具各零件在模具中的定义和作用，具备读图能力； 重点和难点 重点：塑料模具的基本结构及各零件在模具中的功能 难点：塑料模具结构的组成,第三章 塑料模设计与制造基础,一、塑料模具的分类 按成型工艺分 压缩模：直接在型腔内加料加压加热 压注模：加料腔浇注系统 注射模：料筒内塑料螺杆或柱塞作用浇注系统型腔,第三章 塑料模设计与制造基础,一、塑料模具的分类 按模具固定方式分 移动式模具：适用于成型小批量的中小型件；形状复杂、嵌件多、

2、加料困难的情况。 固定式模具：适用于成型各种批量的大中小型塑件，不便成型嵌件太多的塑件。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、塑料模具的分类 按型腔数目分 单型腔模具：成型大型、嵌件较多、批量不大或试制品塑件。 多型腔模具：成型较小、批量较大的塑件。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、塑料模具的分类 按分型面特征分 分型面：分开模具取出塑件或浇注系统凝料的面。 水平分型面模具：分型面与压机工作台面平行，与合模方向垂直的模具。 垂直分型面模具：分型面与压机工作台面垂直，与合模方向平行的模具。 水平、垂直分型面模具：（多分型面模具）,第三章 塑料模设计与制造基础,二、塑料模具的基本结构 1.模具基本

3、组成 注射模 动模安装在注射机移动工作台面上的那一半模具，可随注射机做开合模运动。 定模安装在注射机固定工作台面上的那一半模具。,第三章 塑料模设计与制造基础,1.模具基本组成 压缩模 上模安装压机上工作台面上的那一半模具。 下模安装压机下工作台面上的那一半模具。,第三章 塑料模设计与制造基础,2.模具基本结构 成型零件直接与塑料接触的决定塑件形状和尺寸精度的零件。 结构零件在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。,第三章 塑料模设计与制造基础,3.注射模结构及动作原理 单分型面注射模,第三章 塑料模设计与制造基础,4.压缩模结构及动作原理 固定式压缩模,第三章 塑料模设计与制造基础,5

4、.压注模结构及动作原理 固定式压注模,第三章 塑料模设计与制造基础,三、塑料模与冷冲模不同点 1.成型制件是立体形状，型腔是封闭的。 2.材料处于熔融状态充模，定型后取件。 3.模具一般处于热状态。 4.模具所受的外力是非冲击力。,第三章 塑料模设计与制造基础,思考与练习 了解塑料模具各个零件的名称和功能。,分型面设计,百金买骏马，千金买美人； 万金买高爵，何处买青春？ 屈原,目标与要求 掌握分型面选择原则，针对不同塑件能会运用原则选择分型面； 重点难点 塑料模具分型面选择原则和案例分析 对塑料模具分型面选择原则的理解和运用,第三章 塑料模设计与制造基础,3.2 塑料模具分型面的选择 一、分型

5、面的定义及表示方法 分型面模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。,第三章 塑料模设计与制造基础,二、分型面的形状 平面 斜面 阶梯面 曲面,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于塑件脱模 分型面要取在塑件的最大截面处,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 分型面的选择要满足塑件表面质量的要求,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 分型面的位置要有利于模具的排气,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 尽量减少塑件在分型面上的投影面积,第三章

6、 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 满足塑件的精度要求，比如同心度、同轴度、平行度等,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 分型面、哪个更能保证双联齿轮的同轴度要求？,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 分型面的选择也要有利于保证塑件的尺寸精度,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 分型面的选择要满足塑件的使用要求,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于保证塑件质量 要考虑飞边在塑件上的位置,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于简化模具结构

7、 尽可能的避免侧向分型或者抽芯,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于简化模具结构 尽可能的避免侧向分型或者抽芯,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于简化模具结构 尽量地把侧向分型抽芯机构留在动模一侧,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于简化模具结构 塑件不止有一个抽芯的时候，在选择分型面时要使较大的型芯与开模方向一致,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于简化模具结构 使塑件尽量留在动模一侧,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则 有利于模具成型零件的加工 斜分型面的型腔部分比平直分型面的型腔更容

8、易加工,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面的选择原则,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面选择实例,第三章 塑料模设计与制造基础,三、分型面选择实例,第三章 塑料模设计与制造基础,思考与练习 1.分型面选择的一般原则有哪些？试举例说明。 2.分析(作业)产品零件图，确定分型面的位置。,第三章 塑料模设计与制造基础,单分型面注射模具,第三章 塑料模设计与制造基础,双分型面注射模具,第三章 塑料模设计与制造基础,问题 1.压缩模、注射模可以分为哪两大部分？ 2.什么是成型零件？,第三章 塑料模设计与制造基础,目的与要求 掌握各种凹模的结构特点、适用范围、材料选择、加工方法与装配要求； 重

9、点和难点 难点：凹模的结构类型、适用范围、材料选择、加工方法与装配要求；典型成型零件的加工实例； 重点：凹模镶拼组合结构的类型和镶拼设计思路,第三章 塑料模设计与制造基础,3.3成型零件的设计与制造 一、凹模结构设计(cavity) 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、型环等等。 型腔：指合模时用来填充塑料、成型塑件的空间。 凹模：成型塑件外表面的零件。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 1.凹模的结构形式 凹模的结构随着塑件形状、成型需求、模具加工装配等工艺要求而变化，有以下几种形式：,整体式凹模,整体嵌入式凹模,局部镶嵌式凹模,大面积相

10、拼凹模,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 整体式凹模 凹模由整块材料构成 结构特点：牢固、不易变形、塑件质量好。 适用范围：形状简单或形状复杂但凹模可用电火花和数控加工的中小型塑件。 大型模具不易采用整体式结构： 不便于加工，维修困难 切削量太大，浪费钢材 大件不易热处理（淬不透） 搬运不便 模具生产周期长，成本高,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 整体嵌入式凹模 凹模由整块金属材料加工成并镶入模套中 结构特点：型腔尺寸小，凹模镶件外形多为旋转体，更换方便。 适用范围：塑件尺寸较小的多型腔模具,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 装配情况 过渡配合： H

11、7/js6（较松过渡配合） H7/n6（较紧过渡配合） H7/m6（介于二者之间)） 防转 凹模从上表面嵌入固定板,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 局部镶嵌式凹模 将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中 结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 大面积镶拼凹模 凹模由许多拼块镶制组合而成 组合目的：满足大型塑件凸凹形状的需求，便于机加、维修、抛光、研磨、热处理以及节约贵重模具钢材。 适用范围：广泛应用于大型塑件上 根据镶拼方式的不同可分为： 底部镶拼结构、四壁镶拼结构、瓣合式凹模,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 底部相

12、拼结构 凹模做成通孔形式再镶上底部 结构特点：强度刚度较差，底部易造成飞边（注意结构设计，防止飞边产生）。 适用范围：形状复杂或较大的型腔,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 四壁相拼结构 凹模四壁做成拼块，U型部分为穿孔的通槽，经研磨抛光后用销钉和螺钉紧固。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 四壁相拼结构 凹模四壁和底部都做成拼块，分别加工研磨后压入模套中，侧壁间用锁扣连接。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 四壁相拼结构 优点：便于加工、利于淬透、减少热处理变形、节省模具钢材。 适用范围：形状复杂或大型凹模。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结

13、构设计 瓣合式凹模 凹模由两瓣或多瓣零件组合而成，成型时瓣合，开模时瓣开。,第三章 塑料模设计与制造基础,一、凹模结构设计 瓣合式凹模 结构特点：两瓣镶块+定位销+模套（哈夫模half） 适用范围：侧壁带凸凹形状的塑件。 按瓣的组合形式分为： 圆锥形组合式凹模 矩形组合式凹模,第三章 塑料模设计与制造基础,二、凹模的技术要求 凹模材料 T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20钢，40Cr 凹模热处理：HRC4050 表面粗糙度： 型腔表面：Ra0.2Ra0.1m 配合面：Ra0.8m 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,第三章 塑料模设计与制造基础,三

14、、凹模的装配,第三章 塑料模设计与制造基础,三、凹模的装配,第三章 塑料模设计与制造基础,思考与练习 凹模采用侧壁拼合，装配时应注意哪些问题？,第三章 塑料模设计与制造基础,随堂练习 1.塑件壁厚为什么不能过大或过小？ 2.塑件上加强筋的作用是什么？ 3.选择下图零件的分型面。,第三章 塑料模设计与制造基础,型芯结构设计,播种行为收获习惯， 播种习惯收获性格， 播种性格收获命运， 播种命运收获人生。,复习塑料模具结构,第三章 塑料模设计与制造基础,复习凹模结构设计,整体式凹模,整体嵌入式凹模,局部镶嵌式凹模,大面积镶拼式凹模,底部拼合式凹模,侧壁拼合式凹模,瓣合模,第三章 塑料模设计与制造基础

15、,目的与要求 1.掌握型芯的各种结构、适用场合。 2.掌握各种结构的装配、镶拼的具体要求。 重点和难点 重点：各种结构类型、装配、配合以及选用 难点：镶拼组合形式,第三章 塑料模设计与制造基础,3.3 成型零件的结构设计及制造 一、凸模（Punch）和型芯（Core）的结构设计 注射模中称型芯（Core） 压缩模中称凸模（ Punch ） 1.型芯的结构形式 型芯（凸模）：又叫阳模，成型塑件的内表面。 型芯：成型塑件中较大的主要内型的成型零件 成型杆：成型塑件上较小孔的成型零件,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 整体式型芯 整个型芯和模板为一个整体 适用范围：形状简单的型芯,第

16、三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 整体式型芯 整个型芯和模板为一个整体 适用范围：形状简单的型芯,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 组合式型芯(局部组合) 型芯采用拼块组合 适用范围：塑件内型较复杂的情况 优缺点：节约贵重金属，减少加工量，拼接处必须牢靠严密,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 组合式型芯(局部组合) 型芯采用拼块组合 适用范围：塑件内型较复杂的情况 优缺点：节约贵重金属，减少加工量，拼接处必须牢靠严密,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 组合式型芯(局部组合) 型芯采用拼块组合 适用范围：塑件内型较复杂的情况 优缺点：

17、节约贵重金属，减少加工量，拼接处必须牢靠严密,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 组合式型芯（完全组合） 完全组合式型芯特点 可以分别对拼块热处理 便于磨削加工 便于维修和更换 不足之处 各组件安装的累积误差不容易保证 组合件数量越多，模具制造成本越高 不利于模具冷却系统的设置,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 组合式型芯（完全组合）,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯（成型杆） 成型杆的形状有圆形、矩形、锥形等等，成型杆的形式和装配固定方法直接影响着塑件的内型及精度。 通孔的成型：（图3-18） 深孔成型：（图3-19） 复杂孔成型：（图3

18、-20） 型芯的固定方法：（图3-21） 非圆型芯的固定：（图3-22） 多个近距离型芯的固定：（图3-23),第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯通孔的成型,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯深孔的成型,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯型芯的固定方法,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯型芯的固定方法,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯非圆及近距离型芯固定,第三章 塑料模设计与制造基础,1.型芯的结构形式 小型芯型芯台阶固定的形式,第三章 塑料模设计与制造基础,二、型芯的技术要求 型芯

19、材料：T7A、T8、T10A、Cr12 型芯热处理：HRC4550 表面粗糙度： 型芯表面：Ra0.10.025m 配合面：Ra0.8m 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,第三章 塑料模设计与制造基础,二、型芯的技术要求 合理尺寸标注,第三章 塑料模设计与制造基础,三、型芯的装配 装配方式,第三章 塑料模设计与制造基础,四、螺纹型芯型环的结构设计 螺纹型芯型环用来成型塑件上的螺纹或固定塑件上带螺纹的嵌件，可以自动也可以手动卸除。 1.螺纹型芯结构设计 按用途分两类： 直接成型塑件上的螺孔的型芯（考虑收缩） 固定塑件上的螺母嵌件的型芯（不考虑收缩）,第三章 塑料模设

20、计与制造基础,四、螺纹型芯型环的结构设计 1.螺纹型芯结构设计 按结构分： 整体式：螺纹质量好 组合式：由两瓣拼合而成，接缝处会产生难以修整的溢边，适合于精度要求不高的塑件。,第三章 塑料模设计与制造基础,1.螺纹型芯结构设计 固定方法： 固定在下模或定模的螺纹型芯（图3-25） 螺纹型芯与模板采用间隙配合：H8/h7 通常开模时它随塑件一起被拔出定模，留于动模。,第三章 塑料模设计与制造基础,1.螺纹型芯结构设计 固定方法： 固定在上模或动模的螺纹型芯（图3-26） 螺纹型芯与模板采用间隙配合：H8/h8 通常开模时它随塑件一起留在动模，并由推出机构推出。,第三章 塑料模设计与制造基础,2.

21、螺纹成型零件技术要求 材料：T8A、T10A、Cr12 凹模热处理：HRC4045 表面粗糙度： 成型表面：Ra0.2Ra0.1m 配合面：Ra0.8Ra0.4m 表面处理：表面镀铬、抛光,第三章 塑料模设计与制造基础,思考与练习 设计图所示塑件的出型芯、型腔的形状。,第三章 塑料模设计与制造基础,自动脱纹机构,第三章 塑料模设计与制造基础,强制脱螺纹结构,第三章 塑料模设计与制造基础,塑料模成型零件尺寸计算,知之者不如好之者， 好之者不如乐知者。 孔子论语,第三章 塑料模设计及制造基础,目的与要求 1.掌握成型零件尺寸的计算方法 2.会分析型腔壁厚和底板厚度受力情况，会运用公式和查表选择数据

22、确定型腔壁厚和底板厚度； 重点和难点 重点：成型零件尺寸的计算方法；公式的运用和选择表中的数据确定型腔壁厚和底板厚度 难点：各个公式的运用和选择表中的数据,第三章 塑料模设计及制造基础,3.3.3 成型零件的尺寸计算 一、成型零件的工作尺寸 成型零件工作尺寸包括： 型芯和型腔的径向尺寸 型芯和型腔的深度尺寸 中心距尺寸,第三章 塑料模设计及制造基础,二、影响塑件尺寸公差的因素 1.成型零件的制造误差z 模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：z=/3 2.成型零件的磨损c 中小型塑件模具：c=/6 大型塑件模具：c/6,第三章 塑料模设计及制造基础,2.成型零件的磨损c 成型零件磨损的原因：

23、塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变) 料流的冲刷 腐蚀性气体的锈蚀 模具的打磨抛光,第三章 塑料模设计及制造基础,2.成型零件的磨损c 磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理 玻璃纤维塑料磨损大，c应取大值。 模具材料耐磨，表面强化好，c应取小值。 小批量生产时，c取小值，甚至可以不考虑。 垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损 平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损 小型塑件的模具磨损对塑件影响较大,第三章 塑料模设计及制造基础,3.塑件的成型收缩 成型收缩率S：室温下塑件尺寸b与模具尺寸c的相对差值。 S =（c-b）/ c 模具型腔在室温下的尺寸：c=b+Sb 影响塑件收

24、缩的因素（产生偶然误差） 塑料品种 塑件特点 模具结构 成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度）,第三章 塑料模设计及制造基础,3.塑件的成型收缩 成型收缩偏差s产生的原因： 系统误差：计算收缩率与实际收缩的差异 偶然误差：成型工艺的波动、材料批号的改变等 s=(Smax-Smin)b 对于一副已制造好的模具，s是引起塑件尺寸变化的主要因素 一般要求：成型收缩引起的塑件尺寸误差s/6,第三章 塑料模设计及制造基础,4.模具的安装配合误差j 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 5.水平飞边的波动f 压缩模飞边厚度受成型工艺条件变化的影响，从而影响塑件的高度尺

25、寸，而压注模和注射模的飞边较小。,第三章 塑料模设计及制造基础,三、成型零件尺寸计算方法 塑件可能产生的最大误差为各种误差的总和： =z+c+s+j+f 塑件的公差应大于或等于各种因素引起的积累误差之和，即 模具制造公差z ，模具的磨损c 和成型收缩的波动s 是影响塑件公差的主要因素。 成型零件的尺寸计算的方法有：平均值法和极限值法,第三章 塑料模设计及制造基础,三、成型零件尺寸计算方法 塑件与成型零件尺寸标注方法： 轴类尺寸采用基轴制，标负差 孔类尺寸采用基孔制，标正差 中心距尺寸公差带对称分布，标正负差,第三章 塑料模设计及制造基础,四、型腔和型芯径向尺寸计算 1.型腔径向尺寸计算 已知：

26、塑件尺寸 模具磨损量c=/6 平均收缩率Scp 模具制造公差z=/3 按平均值计算方法可得： 整理标注制造公差后得：,第三章 塑料模设计及制造基础,2.型芯径向尺寸计算 标注公差后得： 式中前的系数可取在1/23/4之间 有脱模斜度时径向尺寸确定,第三章 塑料模设计及制造基础,2.型芯径向尺寸计算 当脱模斜度不包括在塑件公差范围内时： 塑件上外形以大端为准，斜度取向小端； 模具型腔以大端为准，斜度取向小端。 只检验大端尺寸：Lm=Ls+LsScp(3/4)+z 塑件上的孔以小端为准，斜度取向大端； 模具型芯以小端为准，斜度取向大端。 只检验小端尺寸：lm=ls+lsScp +(3/4)-z,第

27、三章 塑料模设计及制造基础,2.型芯径向尺寸计算 当脱模斜度包括在塑件公差范围内时： 型腔小端尺寸：LM=Ls+LsScp(3/4)+z 型腔大端尺寸：LM大=LM(1/41/2)+z 型芯大端尺寸：lM=ls+lsScp+(3/4)-z 型芯小端尺寸：lM小=lM(1/41/2)-z,第三章 塑料模设计及制造基础,五、型腔深度和型芯高度计算 1.型腔深度尺寸计算（平均值法） 已知：塑件尺寸Hs- 平均收缩率Scp 模具制造公差z=/3 按平均值计算方法可得： 整理标注公差后得：,第三章 塑料模设计及制造基础,2.型芯高度尺寸计算 标注公差后得： 前的系数也可取为1/2 型芯和型腔尺寸计算的注

28、意事项： 径向尺寸计算考虑了z、c、s；而高度尺寸只考虑了z、s。 收缩率很小的塑件或精度不太高的小型塑件可不考虑成型收缩对零件尺寸的影响。 配合段尺寸要严格计算，不重要的尺寸可简化计算。 精度高的尺寸保留第二位小数，第三位四舍五入。,第三章 塑料模设计及制造基础,六、中心距与孔边距的计算 1.中心距尺寸计算（平均值法） 其中： 中心距制造公差z=(1/31/6)或查教材表3-5孔间距公差 2.凹模上的孔边距计算（平均值法） 此时凹模存在单边磨损：最大磨损量为c/2 塑件尺寸Ls/2 模具磨损量c=/6 平均收缩率Scp 模具制造公差z=/3,第三章 塑料模设计及制造基础,3.型芯上的孔边距计

29、算,第三章 塑料模设计及制造基础,七、螺纹型芯型环尺寸的计算 1.螺纹成型件的尺寸计算 公制普通螺纹型环工作尺寸计算 螺纹型环中径尺寸 D2M=(d2s+d2sScpb)+z 螺纹型环大径尺寸 DM=(ds+dsScpb)+z 螺纹型环小径尺寸 D1M=(d1s+d1sScpb)+z 公制普通螺纹型芯工作尺寸计算 螺纹型芯中径尺寸 d2M=(D2s+D2sScp+b)-z 螺纹型芯大径尺寸 dM=(Ds+DsScp+b)-z 螺纹型芯小径尺寸 d1M=(D1s+D1sScp+b)-z,第三章 塑料模设计及制造基础,1.螺纹成型件的尺寸计算 螺距工作尺寸计算 螺纹型芯螺距： 式中： PM螺纹型芯

30、螺距 Ps塑件内螺纹螺距基本尺寸 塑件内螺纹螺距基本尺寸,第三章 塑料模设计及制造基础,八、实例（Example） 查表得塑料收缩率为： Smax=0.01 Smin=0.006 故：Scp=0.008 塑件的最高精度为MT3 模具制造精度取：IT9(比塑件精度高三个等级),第三章 塑料模设计及制造基础,1.型腔尺寸计算 外形直径：D=40-0.34 查表得z0.062 DM=40+400.008-(3/4)0.34+0.062 凸台宽度：B=10-0.20 查表得z0.043 BM=10+100.008-(3/4)0.20+0.043 凸台半径：R1=5-0.10 查表得z0.03 R1M=

31、5+50.008-(3/4)0.10+0.03 外形高度：H1=24-0.28 查表得z0.052 H1M=24+240.008-(2/3)0.28+0.052,第三章 塑料模设计及制造基础,2.型芯尺寸计算 内孔直径：d1=34+0.34 查表得z0.062 d1M=34+340.008+0.750.34-0.062 内孔直径：d2=3.5+0.16 查表得z0.03 d2M=3.5+3.50.008+0.750.16-0.03 扩孔直径：d3=6.5+0.2 查表得z0.036 d3M=6.5+6.50.008+0.750.20-0.036 内孔深度：h1=19+0.28 查表得z0.05

32、2 h1M=19+190.008+0.670.28-0.052 扩孔深度：h2=3.5+0.16 查表得z0.03 h2M=3.5+3.50.008+0.670.16-0.062,第三章 塑料模设计及制造基础,3.中心距尺寸计算 孔距：C1=160.2 查表得z0.043 C1M=16+160.0080.021 凸台高度：C2=40.1 查表得z0.03 C2M=4+40.0080.015 起伏凸边高度：C3=30.1 查表得z0.03 C3M=3+30.0080.015 非配合圆角：R2=2 查表得z0.025 R2M=2+20.0080.012 起伏凸边位置角：=45 (自由公差) 取z/

33、4=30 M=4515,第三章 塑料模设计及制造基础,4.校核 如孔距C1: （SmaxSmin）Ls+z （0.010.006）16+0.043=0.1070.4,第三章 塑料模设计及制造基础,3.3.4 型腔壁厚与底板厚度的确定 一、模具强度及刚度概念 模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。 若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。 若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。,第三章 塑料模设计及制造基础,二、壁厚的受力分析 1.模塑过程中模具承受的力 设备施加的锁模力 熔融塑料作用于型腔

34、内壁的压力 2.型腔受内压力作用发生膨胀变形 影响塑件的尺寸精度 配合面处产生溢料飞边 小型腔的许用变形量小，压力作用会导致其破坏,第三章 塑料模设计及制造基础,3.型腔侧壁的最大允许变形量 从中小型塑件的尺寸精度考虑：/5 从不产生溢料飞边考虑：型腔配合处的最大间隙Zmax塑料的溢料值（表3-8） 保证塑件的顺利脱模： St（收缩量） 型腔力学计算的特征和性质： 大型腔以刚度为主计算，小型腔以强度为主计算 圆形凹模直径：D6786mm时以强度计算为主 矩形凹模长边：L108136mm时以强度计算为主,第三章 塑料模设计及制造基础,二、壁厚的受力分析 当分界值不明确时按两种方法计算型腔壁厚值，

35、取其大者。,第三章 塑料模设计及制造基础,三、壁厚尺寸的计算(自学) 1.圆形凹模壁厚计算,第三章 塑料模设计及制造基础,2.矩形凹模壁厚计算,表中壁厚是边长比L/b=1.8时的参考尺寸，当L/b1.8时壁厚应适当增大。,第三章 塑料模设计及制造基础,3.支承板厚度的计算 当塑件的投影面积较大时，支承板会很厚，为减小厚度可加支柱。 加一个支柱：=/2.7 加两个支柱：=/4.3 板厚值也可参考表3-22,第三章 塑料模设计及制造基础,思考与练习 连续作业（外壳型芯型腔尺寸计算）,结构零件设计与标准件选用,三人行，必有我师焉， 择其善者而从之， 择其不善而改之。 孔子论语,第三章 塑料设计及制造

36、基础,问题 1.什么是结构零件？,第三章 塑料模设计及制造基础,目的与要求： 1.掌握结构零件的设计原则 2.各种零件的作用、结构、配合、安装形式和材料选择 重点和难点： 标准件的选用,第三章 塑料设计及制造基础,3.4 结构零件的设计与标准件的选用 一、导向零件设计 1.概述 定义：保证动模和定模正确定位与导向的零件 导向机构的形式 导柱、导套导向 锥面定位 导向机构作用 定位 导向 承受一定的侧压力,第三章 塑料设计及制造基础,3.4结构零件的设计与标准件的选用 一、导向零件设计 1.概述 导向机构作用,第三章 塑料设计及制造基础,2.导向零件设计原则 合理的导向机构类型 合模导向通常采用

37、导柱导套导向，但当侧向力很大时宜采用锥面定位机构。 导柱大小数量及布置 一副塑料模导柱数量一般为24个 注意模具的强度(孔边距要足够大),2.导向零件设计原则 有足够的耐磨性 外硬内韧 导柱：20渗碳淬火或T8A HRC5660 导套：20渗碳淬火或T8A HRC5055 较好的加工工艺性 为保证同轴度，导柱固定端直径与导套固定端直径应相等。,第三章 塑料设计及制造基础,2.导向零件设计原则 便于导向 导柱先导部分做成球状或锥状，导套导入部分要做导角。,第三章 塑料设计及制造基础,3.导柱导套定位机构(教材表3-15) 带头导柱：有轴向定位台阶，固定段与导向段公称尺寸相同 带肩导柱：有轴向定位

38、台阶，固定段尺寸导向段尺寸,第三章 塑料设计及制造基础,3.导柱导套定位机构(教材表3-15) 推板导柱：无轴向定位台阶,第三章 塑料设计及制造基础,第三章 塑料设计及制造基础,4.锥面定位机构 当成型精度高的大型、薄壁、深腔塑件时，型腔内会产生较大侧压力使型芯或型腔偏移，将会导致导柱卡死或损坏。,二、支承与固定零件设计,动、定模座板,固定板,支承板,垫块,第三章 塑料设计及制造基础,1.动模座板和定模座板 作用： 起支承与连接作用 动模座板固定在注射机移动工作台上 定模座板固定在注射机固定工作台上 要有足够的强度 小型模具H13mm，大型模具H可达75mm以上 材料：中碳钢 45钢 连接方式

39、：用螺栓或压板与机床相连,第三章 塑料设计及制造基础,动模座板,定模座板,2.固定板 作用：固定凸模、型芯、凹模、导柱、导套、推杆等零件 要求：有足够的强度与厚度H=1545 与型芯的连接方法：台阶、沉孔、平面连接,第三章 塑料设计及制造基础,3.支承板 作用：垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件的轴向移动并承受一定的成型压力。,第三章 塑料设计及制造基础,支承板,支承板,4.垫块 作用：调节模具闭合高度，形成推出机构所需的推出空间。 材料：中碳钢45 安装要求：两边垫块高度应一致，保证模具上下表面平行。,第三章 塑料设计及制造基础,三、型腔固定板加工工艺,第三章 塑料设计及制造基础,三、型

40、腔固定板加工工艺,第三章 塑料设计及制造基础,四、标准件的选用（自学） 模具标准化：美国DME、德国HASCO、日本FUTABA世界三大模具标准件企业 注射模具零件标准的种类：教材表3-18 标准模架： 四个基本型模架：A1、A2、A3、A4 九个派生模架：P1P9 中小型模架标记：A2-100160-03-Z GB/T12556.1-1990 大型模架标记：A-80125-26 GB/T12556.1-1990,第三章 塑料设计及制造基础,四、标准件的选用（自学） 标准模架,第三章 塑料设计及制造基础,四、标准件的选用（自学） 模架选择步骤 4）选取标准的型腔模板周界尺寸 5）确定模板厚度（

41、附录J） 6）选定模架 7）检验模架与注射机的关系,第三章 塑料设计及制造基础,思考与练习 连续作业（结构零件设计）,第三章 塑料设计及制造基础,加热冷却装置设计,梅须逊雪三分白, 雪却输梅一段香。 罗梅坡,目的与要求 1.要求掌握加热与冷却装置设计计算 2.掌握设计原则 3.会选择模具材料 重点和难点 理论与实际相结合,第三章 塑料设计及制造基础,3.6 模具加热和冷却装置的设计 一、模具加热与冷却的目的 1.加热 热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行 某些热塑性塑料需维持80以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等 大型模具要预热 热流道模具的广泛使用,第三章 塑料设计及制造基础,3.6 模

42、具加热和冷却装置的设计 一、模具加热与冷却的目的 2.冷却 注射成型过程的熔料温度:150350 塑件取出时的温度大概为60左右 因此注射成型结束后必需降低模具温度使塑料冷却固化，以降低模温，缩短冷却时间，提高生产效率。,第三章 塑料设计及制造基础,一、模具加热与冷却的目的 模温过低 缩短冷却时间；但塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽；热固性塑料则固化不足，性能严重下降。 模温过高 流动性好，结晶性好；但易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大，热固性塑料则出现过熟。 模温不均 型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。,成型性能好模具温度高 成型效率高模具温度低 模

43、具温度高？低？鱼与熊掌不可兼得,第三章 塑料设计及制造基础,二、模具加热装置的设计 1.模具加热的方法有 气体加热（蒸汽） 工频感应加热：设备复杂 电阻加热：最常用 2.电阻加热元件,第三章 塑料设计及制造基础,3.电阻加热的计算 加热模具所需的电功率(P)可按模具的重量(m)近似计算： P=mq 或 P=0.24m(T2-T1) 其中： q单位模具重量所需的电功率（查表3-30） T2-T1模具加热前后的温度差,第三章 塑料设计及制造基础,4.电阻加热的计算 已知：压缩模总重量：m=200Kg 模具成型温度T2=155 室温T1=20 查表3-15取：q=30(中小型模具) P=20030=

44、6000W 或 P=0.24200(155-20)=6480W 结论： 可以取800W的电热棒8根 其长度和直径查表3-29并根据模板尺寸确定,第三章 塑料设计及制造基础,三、模具冷却装置的设计 散热方式：热对流、热传导、热辐射 设计要点：孔径大小（传热面积）、冷却管路分布、冷却液的种类（水、压缩空气、冷冻水、油）、温度及流速,第三章 塑料设计及制造基础,三、模具冷却装置的设计 1.冷却目的 快速冷却以缩短成型周期 冷却均衡以提高塑件质量,第三章 塑料设计及制造基础,2.冷却通道设计原则 冷却水孔相对位置尺寸 d=(812)mm L10mm L1=(12)d L2=(35)d,第三章 塑料设计及制造基础,2.冷却通道设计原则 如模具结构允许，冷却孔尽可能大、数量多，使冷却均匀。 冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。,第三章 塑料设计及制造基础,2.冷却通道设计原则 水孔排列与型腔形状吻合 定模与动模要分别冷却，保证冷却平衡。 浇口附近与壁厚处加强冷却,第三章 塑料设计及制造基础,2.冷却通道设计原则 冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。 进出水温差不宜过大,第三章 塑