成型零部件设计PPT讲稿.ppt

成型零部件设计1第1页，共35页，编辑于2022年，星期日 7-1 成型部分的设计成型部分的设计一一.型腔布置型腔布置 型腔布置包含很多工作型腔布置包含很多工作（一）型腔的数目和排列（一）型腔的数目和排列1型腔数目的确定型腔数目的确定 由注射机最大注射量确定由注射机最大注射量确定式中式中 K1注射机最大注射量的利用系数，一般取注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；mp注射机允许的最大注射量（注射机允许的最大注射量（g或或cm3）；）；mj浇注系统所需塑料质量或体积（浇注系统所需塑料质量或体积（g或或cm3）；）；ms单个塑件的质量或体积（单个塑件的质量或体积（g或或cm3）。）。2022/10/92第2页，共35页，编辑于2022年，星期日由注射机料筒塑化速率确定由注射机料筒塑化速率确定式中式中 K2注射机最大塑化速率的利用系数，注射机最大塑化速率的利用系数，一般取一般取0.8；m1注射机的额定塑化量注射机的额定塑化量(gh或或cm3h)；t成型周期成型周期(s)。2022/10/93第3页，共35页，编辑于2022年，星期日由注射机最大成型面积与额定锁模力确定由注射机最大成型面积与额定锁模力确定K3注射机锁模力安全系数，一般取注射机锁模力安全系数，一般取0.80.9；FI注射机的额定锁模力注射机的额定锁模力(N);Aj浇注系统在模具分型面上的投影面积浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2);As单个塑件在模具分型面上的投影面积单个塑件在模具分型面上的投影面积(mm2);P塑料熔体对型腔的成型压力塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)，其大小一般，其大小一般 取注射压力的取注射压力的80，注射压力大小见下表。注射压力大小见下表。2022/10/94第4页，共35页，编辑于2022年，星期日部分塑料可选用的平均膜腔压力部分塑料可选用的平均膜腔压力P塑料塑料压压力力P塑料塑料压压力力P低密度聚乙低密度聚乙烯烯高密度聚乙高密度聚乙烯烯（低（低压压）高密度聚乙高密度聚乙烯烯（中（中压压）聚丙聚丙烯烯聚苯乙聚苯乙烯烯10152035151520ABSAS聚甲基丙聚甲基丙烯烯酸甲酸甲酯酯醋酸醋酸纤维纤维素素303030352022/10/95第5页，共35页，编辑于2022年，星期日由制品要求的尺寸精度确定由制品要求的尺寸精度确定 每增加每增加1个模腔，制品尺寸的精度会降低个模腔，制品尺寸的精度会降低4，L制品的基本尺寸（制品的基本尺寸（mm）=1/2,为制品的尺寸公差（为制品的尺寸公差（mm）；）；dd=1/2d，d为单腔时塑件可达到的公差（为单腔时塑件可达到的公差（mm）2022/10/96第6页，共35页，编辑于2022年，星期日按生产的经济性确定按生产的经济性确定 t成型周期（成型周期（min）;Y每小时的经营费（元）；每小时的经营费（元）；制品的生产总量（个）；制品的生产总量（个）；C模具费用，模具费用，C=C1+NC2。其中其中C1是单腔模具的费用，是单腔模具的费用，C2为增加的模腔所产生的费用分摊到单个模腔的为增加的模腔所产生的费用分摊到单个模腔的 费用（元）。费用（元）。2022/10/97第7页，共35页，编辑于2022年，星期日2多型腔的排列多型腔的排列 要求：要求：尽可能采用尽可能采用平衡式排列平衡式排列，确保制品质量；，确保制品质量；型腔布置和浇口开设部位力求型腔布置和浇口开设部位力求对称对称，防止，防止 模具承受偏载而产生溢料；模具承受偏载而产生溢料；使型腔尽可能使型腔尽可能紧凑紧凑，减小模具外形尺寸。，减小模具外形尺寸。2022/10/98第8页，共35页，编辑于2022年，星期日2022/10/99第9页，共35页，编辑于2022年，星期日二二.成型零件的结构设计成型零件的结构设计（一）凹模的结构设计（一）凹模的结构设计1整体式整体式 定模板上直接加工模具型腔定模板上直接加工模具型腔定模板定模板即是即是凹模凹模 用于中小模具，批量不大情况，形状简单。用于中小模具，批量不大情况，形状简单。牢固、无拼接痕。牢固、无拼接痕。加工困难加工困难2022/10/910第10页，共35页，编辑于2022年，星期日2整体镶入式整体镶入式定模板上开孔镶入型腔板；定模板上开孔镶入型腔板；强度很好，无拼合痕；强度很好，无拼合痕；容易加工；容易加工；节约贵重钢材。节约贵重钢材。2022/10/911第11页，共35页，编辑于2022年，星期日3镶拼组合式凹模镶拼组合式凹模 对于形状复杂的对于形状复杂的大、中型大、中型注射模，为了便于注射模，为了便于对型腔进行对型腔进行加工、抛光加工、抛光和和热处理热处理，采用，采用镶拼组合镶拼组合式式凹模，凹模，其其特点特点为将型腔分割成为将型腔分割成两块或以上两块或以上的的成型镶块成型镶块 分别制造加工，然后分别制造加工，然后镶拼镶拼成成凹模凹模。2022/10/912第12页，共35页，编辑于2022年，星期日1）局部镶拼式）局部镶拼式 为方便加工，或更换为方便加工，或更换易磨损易磨损件，可将局部做件，可将局部做成成镶件，镶件，再嵌入再嵌入凹模凹模。2022/10/913第13页，共35页，编辑于2022年，星期日2）大面积镶拼式（底部镶拼式）大面积镶拼式（底部镶拼式）对于形状复杂的型腔，对于形状复杂的型腔，做通孔（线切割），再镶以底板做通孔（线切割），再镶以底板或型腔底部镶入镶块或型腔底部镶入镶块图图a在垫板上加工出成型在垫板上加工出成型 部分镶入凹模部分镶入凹模图图bd型腔底部镶入镶块型腔底部镶入镶块2022/10/914第14页，共35页，编辑于2022年，星期日3）四壁拼合式）四壁拼合式 大型复杂的，把型腔四壁与底板分开，单独大型复杂的，把型腔四壁与底板分开，单独加工，再拼合。加工，再拼合。周边形状与底部形状分割到不同的模块上，周边形状与底部形状分割到不同的模块上，单独加工，最后拼合。单独加工，最后拼合。图图b侧壁采用侧壁采用锁扣锁扣连接，保证装配连接，保证装配准确性，外壁间隙准确性，外壁间隙使内侧接缝紧密，使内侧接缝紧密，减少减少塑料挤入。塑料挤入。2022/10/915第15页，共35页，编辑于2022年，星期日采用镶拼结构的优缺点采用镶拼结构的优缺点优点：优点：复杂型腔分开加工，降低加工难度复杂型腔分开加工，降低加工难度便于热处理，抛光便于热处理，抛光节约钢材节约钢材缺点缺点易产生飞边易产生飞边 强度、刚性可能降低。强度、刚性可能降低。2022/10/916第16页，共35页，编辑于2022年，星期日（二）型芯和成型杆的设计（二）型芯和成型杆的设计 形成制品内表面形成制品内表面型型 芯芯大的凸模大的凸模 成型杆成型杆成型孔、槽的小型芯成型孔、槽的小型芯 1整体式整体式型芯与模板一体型芯与模板一体 2.嵌入式嵌入式主要指小型芯（主要指小型芯（成型杆成型杆）3镶拼式镶拼式大、中型模具，制品内表面大、中型模具，制品内表面 较复杂、凸模加工较困难较复杂、凸模加工较困难 （见教材见教材）2022/10/917第17页，共35页，编辑于2022年，星期日图a 过盈配合，简单过盈配合，简单 图图b b 间隙配合，型芯底部铆接间隙配合，型芯底部铆接图图c c 间隙配合，底部凸肩固定间隙配合，底部凸肩固定 图图d d 阶梯形增加型芯刚度阶梯形增加型芯刚度图图e e 螺塞紧固型芯，可快换型芯螺塞紧固型芯，可快换型芯2022/10/918第18页，共35页，编辑于2022年，星期日（三）螺纹型芯、螺纹型环的结构设计（三）螺纹型芯、螺纹型环的结构设计 螺纹型芯和螺纹型环分别用来成型塑螺纹型芯和螺纹型环分别用来成型塑件上内螺纹和外螺纹的活动镶件，还可以件上内螺纹和外螺纹的活动镶件，还可以用来固定带螺纹孔和螺杆的嵌件。用来固定带螺纹孔和螺杆的嵌件。塑料螺纹制品从型芯或型环上的脱卸方塑料螺纹制品从型芯或型环上的脱卸方式分为式分为强制脱卸、机动脱卸强制脱卸、机动脱卸和和手动脱卸手动脱卸三种三种类型。类型。2022/10/919第19页，共35页，编辑于2022年，星期日 强制脱卸主要适用于由强制脱卸主要适用于由聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯等软性塑料成型的螺纹；等软性塑料成型的螺纹；机动脱卸生产效率高；机动脱卸生产效率高；手动脱卸操作比较麻烦，生产率不及机动手动脱卸操作比较麻烦，生产率不及机动脱卸法，但可使模具结构简化。脱卸法，但可使模具结构简化。（图（图7.11、图、图7.12、图、图7.13）2022/10/920第20页，共35页，编辑于2022年，星期日三三.模具零件材料的选用热处理模具零件材料的选用热处理（一）常用的模具钢材（一）常用的模具钢材 塑料模具钢的要求塑料模具钢的要求 加工性能好，抛光性能好，便于热处理加工性能好，抛光性能好，便于热处理 保证模具有足够的寿命保证模具有足够的寿命2022/10/921第21页，共35页，编辑于2022年，星期日常用钢材：常用钢材：1碳素钢碳素钢 普通硬素钢普通硬素钢：20（导柱、导套）、（导柱、导套）、45（模板）（模板）淬硬性不好（淬硬性不好（HRC48）碳素工具钢碳素工具钢：T8A、T10A 淬硬尚可，但变形大（淬硬尚可，但变形大（HRC5658）2合金钢合金钢 合金结构钢合金结构钢：40Cr、38CrMo 热处理变形小热处理变形小 合金工具钢合金工具钢：5CrNiMo 5CrMnMo 硬度高，不易加工硬度高，不易加工2022/10/922第22页，共35页，编辑于2022年，星期日3塑料模具钢塑料模具钢 H13（含（含Cr5高合金钢）高合金钢）P20（低合金（低合金铬钼铬钼预硬钢）或预硬钢）或3Cr2Mo 5NiSCa（华工）（华工）预硬钢预硬钢 加工好，易抛光加工好，易抛光 热处理好热处理好（二）常用的热处理（二）常用的热处理 小批量小批量调质调质 镀铬镀铬处理处理防锈、耐磨、提高光洁、便于脱模防锈、耐磨、提高光洁、便于脱模 渗碳，渗氮渗碳，渗氮，发蓝（抵抗大气腐蚀）发蓝（抵抗大气腐蚀）（附录）（附录）2022/10/923第23页，共35页，编辑于2022年，星期日 7-2 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 凹模和型芯的尺寸计算常采用凹模和型芯的尺寸计算常采用平均收缩率平均收缩率 计算方法计算方法 若制品尺寸若制品尺寸精度要求较高精度要求较高或或尺寸较大尺寸较大（此法（此法计算误差较大，采用计算误差较大，采用公差带法公差带法）2022/10/924第24页，共35页，编辑于2022年，星期日一、尺寸的规定一、尺寸的规定凹模（型腔）的凹模（型腔）的最小尺寸最小尺寸为名义尺寸（偏差为为名义尺寸（偏差为正正值）值）制品的制品的最大尺寸最大尺寸为名义尺寸为名义尺寸（偏差为（偏差为负负值）值）型芯型芯的的最大尺寸最大尺寸为名义尺寸（偏差为为名义尺寸（偏差为负负值）值）制品孔的制品孔的最小尺寸最小尺寸为名义尺寸（偏差为为名义尺寸（偏差为正正值）值）制品和模具上的制品和模具上的中心距尺寸中心距尺寸均采用均采用双向等值正、负偏差双向等值正、负偏差，基本尺寸均为基本尺寸均为平均值平均值。若制品上原有公差标注方法不符以上三点，则按以上规定若制品上原有公差标注方法不符以上三点，则按以上规定进行转换。否则不能直接利用相关公式。进行转换。否则不能直接利用相关公式。2022/10/925第25页，共35页，编辑于2022年，星期日图图7-14 塑料制品和模具的尺寸标注塑料制品和模具的尺寸标注2022/10/926第26页，共35页，编辑于2022年，星期日二、工作尺寸的计算二、工作尺寸的计算1凹模（型腔）径向尺寸的计算凹模（型腔）径向尺寸的计算塑料的平均收缩率，其值为：塑料的平均收缩率，其值为：x工作尺寸的制造与使用修正系数；工作尺寸的制造与使用修正系数；在塑件尺寸较大、精度级别较低时，收缩率波动对塑件尺寸公差影在塑件尺寸较大、精度级别较低时，收缩率波动对塑件尺寸公差影响较大，而响较大，而z和和c的影响相对很小，可忽略，此时的影响相对很小，可忽略，此时x=1/2；当塑料制件尺寸较小、精度级别较高时，成型零部件的制造公当塑料制件尺寸较小、精度级别较高时，成型零部件的制造公差和磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素，差和磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素，z和和c不能忽略，不能忽略，可取可取z/3、c/6，此时，此时，x=3/4。2022/10/927第27页，共35页，编辑于2022年，星期日2型芯径向尺寸的计算型芯径向尺寸的计算 上式中修正系数的取值范围可参照型腔径上式中修正系数的取值范围可参照型腔径向尺寸的计算向尺寸的计算 2022/10/928第28页，共35页，编辑于2022年，星期日3凹模（型腔）深度尺寸的计算凹模（型腔）深度尺寸的计算 修正系数修正系数x=1223，当塑件尺寸大、精度要求低时取小值；当塑件尺寸大、精度要求低时取小值；反之取大值。反之取大值。2022/10/929第29页，共35页，编辑于2022年，星期日4型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸的计算x=1223，当塑件尺寸大、精度要求低时取小值；当塑件尺寸大、精度要求低时取小值；反之取大值反之取大值 2022/10/930第30页，共35页，编辑于2022年，星期日5型芯之间或成型孔之间型芯之间或成型孔之间中心距尺寸中心距尺寸的计算的计算工作尺寸计算实例（工作尺寸计算实例（P120-P121）2022/10/931第31页，共35页，编辑于2022年，星期日 7-3 凹模的强度与刚度计算凹模的强度与刚度计算 凹模和底板应有足够厚度，满足凹模和底板应有足够厚度，满足强度、刚度强度、刚度要求要求 大、中型模具易大、中型模具易刚度刚度不足不足 小型模具主要考虑小型模具主要考虑强度强度 不明确者分别按不明确者分别按强度、刚度强度、刚度条件计算壁厚，取条件计算壁厚，取较厚者。较厚者。套用公式套用公式（见教材）（见教材）2022/10/932第32页，共35页，编辑于2022年，星期日（一）长方形凹模壁厚及底板厚度的计算（一）长方形凹模壁厚及底板厚度的计算（二）圆形凹模壁厚及底板厚度的计算（二）圆形凹模壁厚及底板厚度的计算 垫板的作用：垫板的作用：支承型芯支承型芯 防止变形防止变形2022/10/933第33页，共35页，编辑于2022年，星期日【注注】动模垫板厚度的计算动模垫板厚度的计算动模垫板对型腔底部的强度、刚度有直接影响动模垫板对型腔底部的强度、刚度有直接影响2022/10/934第34页，共35页，编辑于2022年，星期日2022/10/935第35页，共35页，编辑于2022年，星期日