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成型零件结构设计 1 成型零件结构设计 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 型腔 指合模时用来填充塑料成型塑件的空间 2 一 凹模的结构形式 凹模 成型塑件外表面的主要零件 按其结构不同 可分为以下几种 3 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 大型模具不采用此结构的原因 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 4 组合式凹模 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 凹模更换方便 适用范围 塑件尺寸较小的多型腔模具 5 组合式凹模 局部镶嵌式凹模 将凹模中易磨损的部位做成镶件 然后嵌入模体中 结构特点 易磨损镶件部分易加工易更换 6 组合式凹模 底部镶拼式凹模 凹模做成通孔 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 能防止飞边产生 适用范围 形状复杂或较大型腔 7 组合式凹模 侧壁镶拼式凹模 在成型时 熔融塑料的成型压力使螺钉和销钉产生变形 从而达不到产品的精度要求 8 组合式凹模 多件镶拼式凹模 结构特点 可以采用多镶块组合式结构 根据具体情况 在难以加工的部位分开 吧复杂的型腔内表面加工装华为镶拼块的外表面加工 容易保证精度 9 二 型芯的结构设计 型芯 又称凸模 是成型塑件内表面的零件 成型零件中较大的 主要内形的零件 称为主型芯 成型塑件上较小 槽的零件称为小型芯 主型芯结构 10 1 主型芯 主型芯 主型芯按结构可分为整体式和组合式 整体式结构结构牢固 但不便加工 消耗模具钢多 主要用于手工试验或小型模具上的形状简单的型芯 组合式结构也称为镶拼组合式型芯 为了便于加工 形状复杂型芯往往彩采用镶拼组合式结构 11 组合式型芯的优缺点 组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同 设计和制造这类型芯时 必须注意结构合理 应保证型芯和镶块的强度 防止热处理时变形 应避免尖角与薄壁 图5 3 8a中的小型芯靠得太近 热处理时薄壁部位易开裂 应采用图b的结构 将大的型芯制成整体式再镶入小的型芯 组合式型芯 12 小芯型固定方法 小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽 小型芯单独制造后再镶入模板中 小芯型固定方法 13 溢料飞边方向与镶拼结构 在设计组合式型芯结构时 应注意塑料的溢料飞边不应该影响脱模取件 溢料飞边方向与镶拼结构 14 多个互相靠近型芯的固定 多个互相靠近的小型芯 用台肩固定时 如果台肩发生重迭干涉 可将台肩相碰的一面磨去 将型芯固定板的台阶孔加工成大圆台阶孔或长腰圆形台阶孔 然后再将型芯镶入 多个互相靠近型芯的固定 15 三 螺纹成型零件的结构设计 螺纹型芯和螺纹型环是分别用来成型塑件上内螺纹和外螺纹的零件 另外 螺纹型芯和螺纹型环还可以用来固定带螺纹孔和螺杆的嵌件 成型后 螺纹型芯和螺纹型环的脱卸方法有两种 一种是摸内自动脱卸 另外一种是模外手动脱卸 这里仅介绍模外手动脱卸的螺纹型芯和螺纹型环的结构及固定方法 16 1 螺纹型芯的结构 螺纹型芯的结构螺纹型芯按用途分为直接成型塑件上螺纹孔和固定螺母嵌件两种 两种螺纹型芯在结构上没有原则上的区别 用来成型塑件上螺孔的螺纹型芯在设计时必须考虑塑料收缩率 表面粗糙度要小 Ra 0 4um 一般应有0 50的脱模斜度 螺纹始端和末端按塑料螺纹结构要求设计 以防止从塑件上拧下时拉毛塑料螺纹 固定螺母的螺纹型芯不必放收缩率 按普通螺纹制造即可 螺纹型芯安装在模具上 成型时要可靠定位 不能因合模振动或料流冲击而移动 且开模时能与塑件一道取出 便于装卸 螺纹型芯与模板内安装孔的配合用H8 f8 17 螺纹型芯的安装形式 螺纹型芯在压缩模下模或注射机定模时的结构和安装形式 螺纹型芯的安装形式 18 带弹性连接的螺纹型芯安装形式 在立式注射机上模部分或合模时冲击振动较大的卧式注射机动膜部分固定螺纹的方式 要求螺纹型芯插入式应有弹性连接装置 一面造成型芯脱落或移动 导致塑件报废或模具损伤 带弹性连接的螺纹型芯安装形式 19 2 螺纹型环的结构 螺纹型环的结构螺纹型环再磨具闭合钱装入模具型腔内 成形后随塑件一起脱模 再膜外卸下 按用途分为直接成型塑件外螺纹的结构和固定螺栓累嵌件的结构两种 螺纹型环的结构 20 成型零部件工作尺寸的计算 影响塑料制品尺寸精度的因素 1 成型零件的制造公差2 成型收缩率的影响3 成型零件的磨损量4 安装配合误差 21 影响塑料制品尺寸精度的因素 1 成型零件的制造公差所以成型尺寸的精度应当高于制品相对各尺寸的精度 一般 模具制造误差取塑件尺寸公差的三分之一 22 影响塑料制品尺寸精度的因素 2 成型收缩率的影响它包括设计模具选取的计算收缩率与实际收缩率的差异 以及成型塑件时由于工艺条件波动 材料批号发生变化而造成塑件收缩率值的波动 前者造成塑件尺寸系统误差 后者造成塑件尺寸的偶然误差 23 影响塑料制品尺寸精度的因素 2 成型收缩率的影响计算成型零件工作尺寸时 塑料的成型收缩率可按相应的标准和有关塑料生产厂的产品说明书等资料查找 对于某些不太重要的制品 如日用器皿等 可不考虑收缩率 对尺寸精度有较高要求的制品 只有在成型工艺规程规定条件下制造出试样后 才能获得准确的收缩率值 塑料制品的壁厚 形状 外形尺寸 熔料流长度 浇口形式等均对收缩有影响 这点在计算成型零件工作尺寸时 应予以注意 24 影响塑料制品尺寸精度的因素 3 成型零件的磨损量由于成型过程中的磨损 凹模尺寸变得越来越大 型芯尺寸变得越来越小 假设型芯周向为均匀磨损 故认为中心距尺寸基本保持不变 塑料在型腔中高速流动而冲刷型腔壁 脱模时 塑件与型腔 型芯相摩擦 25 影响塑料制品尺寸精度的因素 4 安装配合误差成型过程中无动作要求的成型零件 一般采用过渡配合安装 要求动作的零件 如型芯 要求间隙配合安装 则对制品尺寸带来误差 动模与定模时 会产生合模位置误差 26 影响塑料制品尺寸精度的因素算 5 水平飞边厚度的波动对于压缩模塑 如果采用溢料式或半溢料式模具 其飞边厚度常因成型工艺条件的变化有所变化 从而导致塑件高度尺寸的误差 杜宇压注模塑喝注射模塑 水平飞边厚度很薄 甚至没有飞边 故对塑件高度尺寸影响不大 27 成型零部件工作尺寸的计 综上所述 制品可能产生的最大误差 为上述各种误差的综合 即 z c s j z 成型零件制造误差 c 型腔使用过程中的总磨损量 s 塑料收缩率波动引起塑件尺寸变化值 j 因配合间隙变化引起塑件尺寸的变化值各种误差累积后的误差值 应小于或等于塑件的尺寸工差 即 28 成型零件工作尺寸的计算 成型零件尺寸的计算方法有 平均值法和极限值法平均值法 按平均收缩率 平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法 计算模具成型零件最基本的公式 Lm Ls 1 S 塑料的平均收缩率的计算公式 29 成型零件工作尺寸的计算 塑件与成型零件工作尺寸标注方法 轴类工作尺寸采用基轴制 标负差孔类工作尺寸采用基孔制 标正差中心距工作尺寸公差带对称分布 标正负差 30 成型零件工作尺寸的计算 31 成型零件工作尺寸的计算 型腔径向工作尺寸计算已知 塑件工作尺寸模具磨损量 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 整理得 标注制造公差后得 32 成型零件工作尺寸的计算 型芯径向工作尺寸计算标注公差后得 式中 前的系数可取在1 2 3 4之间 33 成型零件工作尺寸的计算 型腔深度工作尺寸计算 平均值法 已知 塑件工作尺寸平均收缩率Scp模具制造公差 z 3按平均值计算方法可得 整理得 标注公差后得 34 成型零件工作尺寸的计算 型芯高度工作尺寸计算标注公差后得 前的系数也可取为1 2型芯和型腔工作尺寸计算的注意事项 径向工作尺寸计算考虑了 z c s 而高度工作尺寸只考虑了 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工作尺寸的影响 配合段工作尺寸要严格计算 不重要的工作尺寸可简化计算 精度高的工作尺寸保留第二位小数 第三位四舍五入 35 成型零件工作尺寸的计算 中心距工作尺寸计算 平均值法 标注制造公差后得 其中 中心距制造公差 z 1 3 1 6 36 成型零件工作尺寸的计算 凹模内的型芯或孔中心到侧壁距离塑料制品的孔到边的距离的平均尺寸为Ls 成型收缩率Scp 型芯中心到凹模侧壁距离的平均尺寸为模具型芯中心到凹模侧壁距离的尺寸为LM 制造公差 z z 2 型芯的磨损不影响LM 型腔的磨损会影响LM 单边最大磨损量为 c 2 平均值为 c 4型芯中心到凹模侧壁距离的平均尺寸 37 成型零件工作尺寸的计算 凹模内的型芯或孔中心到侧壁距离 38 成型零件工作尺寸的计算 型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离塑料制品的孔到边的距离的平均尺寸为Ls 成型收缩率Scp 型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸为模具型芯中心到型芯侧面距离的尺寸为LM 制造公差 z z 2 型芯的磨损不影响LM 型腔的磨损会影响LM 单边最大磨损量为 c 2 平均值为 c 4型芯中心到型芯侧面距离的平均尺寸 39 成型零件工作尺寸的计算 型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离 40 成型零件工作尺寸的计算 螺纹成型件的工作尺寸计算 公制普通螺纹型环工作尺寸计算螺纹型环中径工作尺寸D2M0 z D2s D2sScp b 0 z螺纹型环大径工作尺寸DM0 z Ds DsScp b 0 z螺纹型环小径工作尺寸D1M0 z D1s D1sScp b 0 z 公制普通螺纹型芯工作尺寸计算螺纹型芯中径工作尺寸d2M0 z d2s d2sScp b 0 z螺纹型芯大径工作尺寸dM0 z ds dsScp b 0 z螺纹型芯小径工作尺寸d1M0 z d1s d1sScp b 0 z 41 成型零件工作尺寸的计算 螺纹成型件的工作尺寸计算 螺距工作尺寸计算螺纹型芯螺距 式中 PM 螺纹型芯螺距Ps 塑件内螺纹螺距基本工作尺寸 螺纹型芯制造公差螺纹型环螺距的计算方法与螺纹型芯螺距的计算方法相同 42 成型零件工作尺寸的计算 成型零件尺寸计算公式 43 成型零件工作尺寸的计算 圆形侧壁和底板厚度的计算法 44 成型零件工作尺寸的计算 矩形侧壁和底板厚度的计算法 45 成型零