结构零部件的设计.ppt

第二篇注射成型模具设计,第七章结构零部件设计,本章能力目标1.能够合理设计结构零件、选择恰当的安装形式、配合及材料2.标准件的选择原则和查表步骤3.能根据塑件的结构情况选择模具的总体结构方案。本章知识目标1.掌握各结构零件作用、结构、安装形式、配合要求、材料的选择和设计原则；2.会选择标准件。,第七章结构零部件设计,注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件部分介绍的内容包括注射模的标准模架、注射模的合模导向机构和支承零部件。支承零部件主要由固定板（动、定模板）、支承板、垫板和动、定模座板等组成。,第七章结构零部件设计,我国塑料注射模架的国家标准有两个：1、塑料注射模中小型模架GBT125561990)按结构特征分为基本型(4种)和派生型(9种)，适用模板尺寸为B(宽)L(长)560mm900mm2、塑料注射模大型模架(GBT125551990)分为基本型(2种)和派生型(4种)，适用模板尺寸为B(宽)L(长)630mm630mm1250mrn2000mm,7.1注射模的标准模架,标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套及复位杆等组成。,另外还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带推件板推出的模架,7.1注射模的标准模架,模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。我国已完成了塑料注射模中小型模架和大型模架两项国家标准的制订，并由国家技术监督局审批、发布实施。,7.1注射模的标准模架,7.1.1中小型模架标准(GB/T12556-90),标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围为:B(宽)L(长)560900（mm），并规定了其模架结构型式为品种型号。1）基本型基本型分为A1、A2、A3、A44个品。2）派生型派生型分为P1P99个品种。,1）基本型中小模架,加支承板,加支承板,推板推出,7.1注射模的标准模架,推杆推出,7.1注射模的标准模架,定模两板，动模一板式A1,1）基本型,7.1注射模的标准模架,1）基本型,定模两板，动模两板式A2,7.1注射模的标准模架,1）基本型,定模两板，动模一板式A3,7.1注射模的标准模架,1）基本型,定模两板，动模两板式A4,基本型模架的组成、功能及用途,2）派生型中小模架,P1P4型由A1A4对应派生而成，双分型面。多用于点浇口形式的注射模。,整体式,单分型,推板推出、凝料自动推出,双分型,派生型模架的组成、功能及用途,7.1注射模的标准模架,7.1.2大型模架标准,大型模架标准中规定的周界尺寸B(宽)L(长)范围为：630630（mm）12502000（mm），适用于大型热塑性塑料注射模。模架品种有A型、B型组成的基本型,和由P1P4组成的派生型,共6个品种。A型同中小型模架中的A1型；B型同中小型模架中的A2型。,7.1注射模的标准模架,1）基本型,7.1.2大型模架标准,7.1注射模的标准模架,A型同中小型模架中的A1型B型同中小型模架中的A2型,2）派生型,7.1.2大型模架标准,7.1注射模的标准模架,7.1.3标准模架的选用要点,1）模架选择步骤确定模架组合形式。根据制品成型所需的结构来确定模架的结构组合形式。确定型腔壁厚。通过查表或有关壁厚公式计算来得到型腔壁厚尺寸。(第六章),计算型腔模板周界限。型腔模板的长度L=S+A+t+A+S型腔模板的宽度N=S+B+t+B+S,型腔模板的长宽,7.1注射模的标准模架,1）模架选择步骤模板周界尺寸。由步骤计算出的模板周界。确定模板厚度。根据型腔深度，并参考国标得到模板厚度。选择模架尺寸。根据确定下来的模板周界尺寸，配合模板所需厚度查标准选择模架。检验所选模架的合适性。对所选的模架还需检验模架与注射机之间的关系，如闭合高度、开模空间等，如不合适，还需要重新选择。,7.1.3标准模架的选用要点,7.1注射模的标准模架,7.1.3标准模架的选用要点（B型大型标准模架的选用）,7.1注射模的标准模架,直浇道斜导柱侧抽芯,P4整体式,7.1.3标准模架的选用要点（P4型大型标准模架的选用）,7.1注射模的标准模架,点浇口弹簧分型拉板定距双分型,模具支承零件主要有：支承板（动模垫板）、垫板（支承块）、支撑块、支撑板、支撑柱（动模支柱）等。,7.2支承零部件设计,7.2.1固定板、支承板设计,1、固定板(动模板、定模板)：在模具中起安装和固定成型零件、合模导向机构以及推出脱模机构等零部件的作用。为了保证被固定零件的稳定性，固定板应具有一定的厚度和足够的刚度和强度。材料：一般采用碳素结构钢制成，合金结构钢制造。2、支承板：盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，作用：防止固定板固定的零部件脱出固定板，并承受固定部件传递的压力，因此它要具有较高的平行度、刚度和强度。材料：45钢制成，经热处理调质，2832HRc(230270HBs)，50、40cr、40MnB、40MnVB、45Mn2调质至2832HRc(230270HBs)，结构钢Q235Q275。,3、支承板与固定板之间通常采用螺栓连接，当两者需要定位时，可加插定位销,固定板,支承板,支承板厚度的计算式可用下式：,7.2支承零部件设计,7.2.1固定板、支承板设计,大型加强刚度的支撑结构模具中，支承板的跨距较大，当已选定的支承板厚度通过校验不够时，或者，设计时为了有意识地减小支承板的厚度以节约材料，可在支承板与底板之间设置支承板、支承柱或支承块。,7.2支承零部件设计,7.2.1固定板、支承板设计,7.2支承零部件设计,7.2.2垫块（支承块）设计,作用：在动模支承板与动模座板之间形成推出机构所需的动作空间，调节模具总厚度，以适应注射机模具安装厚度要求的作用。常见垫块结构形式：平行垫块，使用比较普遍，适用于中大型模具；角架式垫块，省去了动模座板，常用于中小型模具。垫块材料：中碳钢，Q235，HT200、球墨铸铁等。垫块的高度：应符合注射机安装要求和模具结构要求H=h1+h2+h3+s+(36)式中H垫块高度；h1推板厚度；h2推杆固定板厚度；h3推板限位钉高度(若无限位钉，则取零)；S脱出塑料制件所需的顶出行程。,7.2支承零部件设计,7.2.2垫块（支承块）设计,垫块的高度：应符合注射机安装要求和模具结构要求,若推杆固定板与动模支承板之间加入弹簧作复位或起平稳、缓冲作用时，则上式中还应加上弹簧并紧后的高度。,注意：在模具组装时，应注意所有垫块高度须一致，否则由于负荷不均匀会造成相关模板的损坏，垫块与动模支承板和动模座板之间一般用螺栓连接，要求高时可用销钉定位。,7.2支承零部件设计,7.2.2垫块（支承块）设计,H=h1+h2+h3+s+(36),7.2支承零部件设计,7.2.3支承柱设计,对于大型模具或垫块间跨距较大的情况，要保证动模支承板的刚度和强度，动模板厚度必将大大增加，既浪费材料，又增加模具重量。通常在动模支承板下面加设圆柱形的支柱(空心或实心)，以减小垫板的厚度，有时支承柱还能起到对推出机构导向的作用。支承柱的连接形式如图7.11所示。其个数通常可为，4、6、8等分布尺量均匀并根据动模支承板的受力状况及可用空间而定。,7.2支承零部件设计,7.2.3支承柱设计,7.2支承零部件设计,7.2.4模具的连接、定位结构,7.2.4模具的连接、定位结构,7.2支承零部件设计,动模座板：使定模固定在注射机的固定工作台上的模板。定模座板:使动模固定在注射机的移动工作台上的模板。(见P169,图7.5)设计或选用标准动定模座板:1)必须要保证它们的轮廓形状和尺寸与注射机上的动定固定板相匹配。2)在动定模座板上开设的安装结构。（见图7.12）3)为保证动定模座板具有足够的刚度和强度，动定模座板的厚度：15mm75mm以上。4)定模座板的材料：碳素结构钢或合金结构钢，经调质达2832HRC(230270HBS),7.3动定模座板设计,(1)动定模座板,7.3动定模座板设计,(1)动定模座板,7.3动定模座板设计,(1)动定模座板,7.4合模导向机构的设计,合模导向机构:是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构形式:有导柱向和锥面定位两种。通常采用导柱导向定位。导向机构的作用：（1）定位作用；（2）导向作用；（3）承受一定的侧向压力。,导柱导向机构,7.4合模导向机构的设计,导向机构的作用：(1)、定位作用模具装配或闭合过程中，避免模具动、定模的错位，模具闭合后保证型腔形状和尺寸的精度。(2)、导向作用动、定模合模时，导向零件相互接触，引导动定模正确闭合，避免成型零件先接触而可能造成成型零件的损坏。(3)、承受一定的侧向压力塑料熔体在注入型腔过程中可能产生单向侧向压力，或由于注射机精度的限制，会使导柱在工作中不可避免受到一定的侧向压力。,7.4.1导柱导向机构的设计,导柱导向机构应用最普遍，主要零件是导柱和导套。导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。标准模架的导柱一般设在动模部分。在不妨碍脱模的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型芯面较多的一侧。,7.4合模导向机构的设计,1)导柱的结构形式,（1）、导柱设计,导柱有台阶式导柱、铆合式导柱和合模销三种。,台阶式导柱结构形式（P174图7.14）材料多采用20钢，经表面渗碳淬火处理，或者T8、T10钢，经淬火处理，硬度为5055HRC。配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7m6或H7k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7f7或H8f7的间隙配合。,7.4.1导柱导向机构的设计,7.4合模导向机构的设计,铆合式导柱铆合式导柱结构简单，加工方便，但导柱损坏后更换麻烦。主要用于小型简单的移动式模具。合模销为了保证锥模套中的拼块相对位置的准确性，常采用两个合模销。开模时，为了使合模销不被拔出，其固定端部分采用H7/k6过渡配合，另一滑动端部分采用H9/f9间隙配合。,7.4.1导柱导向机构的设计,7.4合模导向机构的设计,7.4合模导向机构的设计,其他类型：无储油导柱、带储油导柱、短导柱、直通式导柱、顶柱式导柱,无储油导柱,带储油导柱,不同类型导柱适用情形：无储油导柱：用于小型塑料注射模带储油导柱：大型塑料注射模短导柱：用于大型塑料注射模的辅助导向直通式导柱：用于小型塑料注射模顶柱式导柱：一般放在动模,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）、导柱结构技术要求,导柱端面制成锥形或半球形，长度比凸模端面高出68mm。导柱的表面应具有较好的耐磨性，而芯部坚韧，不易折断。材料：碳钢(20钢)经渗碳淬火处理，碳素工具钢(T8、T10)经淬火处理(硬度为5055HRC)。,导柱固定部分表面粗糙度Ra一般为0.8um，导柱配合部分表面粗糙度Ra：0.80.4um。配合:导柱固定部分与模板之间采用H7m6或H7k6的过渡配合。数量:根据注射模具体结构形状和尺寸，导柱一般可设置4个，小型模具可以设置2个，圆形模具可设置3个。导柱的布置:可采用等径导柱不对称或不等径导柱对称分布的形式,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）、导柱结构技术要求,表面粗糙度:,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）、导柱结构技术要求,导柱的布置：导柱可以固定在动模一侧，也可以设置在动模一侧。标准模架一般将导柱设置在动模一侧；如果模具采用推件板脱模时，导柱须设置在动模侧；如果模具采用三板式结构(如点浇口模具)而且采用推件板脱模时，则动定模两侧均需设置导柱。,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）、导柱结构技术要求,设计注意点:,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,1）导向孔的结构形式导向孔分无导套和有导套两种。无导套的导向孔直接开设在模板上，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小、精度要求不高的模具。,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,（2）导向孔的设计,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）有导套的结构形式,A型直导套(图7.16a)：其结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；A型直导套固定部分采用H7n6或较松的过盈配合，为了保证导套的稳固性，可采用螺钉止动结构B带头导套(图7.16b)结构比较复杂，用于精度要求高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工，C带头导套(图7.16c)用于两块板固定的场合。对于小批量生产、精度要求不高的模具，为了更换方便，可以简化结构，采用导向孔直开设在模板上的形式。,（2）导向孔的设计,2）导套的结构形式,A,B,C,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,2）导套的结构形式,导套的前端应倒圆角。导(套)向孔最好做成通孔，便于排除气体。结构需要必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面增加通气孔.材料：采用淬火钢或青铜等耐磨材料制造，硬度应比导柱低，以改善摩擦，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分表面粗糙度Ra一般为08um。导套导向部分表面粗糙度Ra一般为080.4um。,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,3）导套的技术要求,直导套用H7/r6过盈配合镶入模板，为了增加导套镶入的牢固性，防止开模时导套被拉出来，可以用止动螺钉紧固。带头导套用H7/m6或H7/k6过渡配合镶入模板。,7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,4）导套的固定形式及配合(P177图7.17),7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,5）导套与导柱的固定形式及配合(P177图7.18),7.4合模导向机构的设计,7.4.1导柱导向机构的设计,5）导套与导柱的固定形式及配合,图7.18a带头导柱与模板上的导向孔配合图7.18b带头导柱与带头导套的配合图7.18c带头导柱与直导套的配合图7.18d有肩导柱与直导套的配合图7.18e有肩导柱与带头导套的配合图7.18f导柱与导套分别固定在两块模板中的配合形式,应尽量选用标准模架，因为标准模架中的导柱、导套的设计和制作是有科学依据并经过实践检验的。合理布置导柱位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度。导柱布置方式常采用等直径不对称布置，或不等直径对称布置，导柱工作部分长度应比型芯端面高出68mm，以确保其导向与引导作用。导柱工作部分的配合精度采用H7/f7或H8/f8配合；导柱、导套固定部分配合精度采用H7/k6或H7/m6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，并降低加工难度。力学性能，导柱与导套应有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，其硬度为4855HRC；也可采用T8或T10碳素工具钢，经淬火处理。导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m，固定部分为Ra0.8m；导套内外圆柱面表面粗糙度取