第6章 分型面选择与成形零件设计

塑料模具设计 电子工业出版社 第6章分型面选择与成形零件设计 6 1分型面与型腔结构的确定6 2成形零件的设计6 3模具的定位机构 第6章分型面选择与成形零件设计 6 1分型面与型腔结构的确定6 1 1分型面的常见类型和形状 第6章分型面选择与成形零件设计 第6章分型面选择与成形零件设计 6 1 2分型面确定的要点 第6章分型面选择与成形零件设计 分型面的选择实例 第6章分型面选择与成形零件设计 第6章分型面选择与成形零件设计 第6章分型面选择与成形零件设计 第6章分型面选择与成形零件设计 6 1 3型腔数的确定方法1 根据合同要求或根据用户所提供的年产量和生产计划 生产班次安排 确定 N W 1 T2 注射机注射容量确定型腔数3 按注射机额定锁模力确定型腔数4 根据生产经济性确定 第6章分型面选择与成形零件设计 6 2成形零件的设计6 2 1成形零件的结构设计1 型腔的结构设计 整体式型腔台阶镶入式结构 无台阶直镶式结构 第6章分型面选择与成形零件设计 侧壁镶入式 局部镶拼式结构 底部镶入式 第6章分型面选择与成形零件设计 图6 9两瓣组合式结构 底部和侧壁分别镶入式 第6章分型面选择与成形零件设计 镶拼结构改善型腔结构的实例 第6章分型面选择与成形零件设计 2 型芯的结构设计 整体镶入式型芯镶拼式结构型芯 整体式型芯整体镶入式型芯的镶拼方法 第6章分型面选择与成形零件设计 小型芯常用的安装固定方式 第6章分型面选择与成形零件设计 6 2 2成形零件的尺寸计算1 成形收缩率的选取成形收缩是决定成形尺寸精度的重要因素 准确选用收缩率是保证塑件尺寸的关键 热塑性塑料的成形收缩可以分为三种 一是由于塑料固有收缩引起的成形收缩 二是由塑件形状引起的成形收缩 三是由于成形条件引起的成形收缩 第6章分型面选择与成形零件设计 1 一般情况下 选取收缩率表中的中间值 壁厚的塑件可偏取上限 壁薄的塑件可偏取下限 2 同一塑件选取同一收缩率值 以避免塑件各部分收缩率取值不同而造成的尺寸链不闭合的矛盾 对由于流动方向不同造成的收缩差异可以通过调整浇口形式 大小及分布来弥补 对壁厚不均造成的收缩差异可以通过适当偏大 大于中间值 选取收缩率值 3 塑件的材料 形状基本上已确定了其成形条件 不要试图通过调整成形条件来对收缩率做出较大的调整 4 对于尺寸精度要求高的塑件 如齿轮 可以采用实验的方法 即根据经验选取一收缩率来设计制作一套型腔 在正常的生产条件下成形 对得到的产品进行实测 根据产品的偏差值来调整收缩率的取值 这种方法较其它方法更为可靠 实用 只是在结构设计时要注意型腔更换的方便与简捷 第6章分型面选择与成形零件设计 2 成形尺寸计算成形零件中与塑料接触而决定塑件几何形状的各部位尺寸 称为工作尺寸 一般而言 塑件的几何尺寸可分为外形尺寸 内形尺寸和中心距尺寸等3种类型 与它们对应的成形零件的工作尺寸分别称为型腔尺寸 型芯尺寸和中心距尺寸 型腔尺寸又可分为深度和径向尺寸 与深度方向垂直 型芯尺寸又可分为高度和径向尺寸 与高度方向垂直 中心距尺寸一般指成形零部件上一些结构之间的距离 如孔距 型芯间距 凹槽及凸台间距等 这3类尺寸在使用过程中变化趋势不同 由于与塑料熔体或塑件之间存在摩擦 磨损 使用一段时间后 型腔类尺寸有增大的趋势 型芯类尺寸则有缩小的趋势 而中心距尺寸通常不受摩擦 磨损的影响 可视为一种不变尺寸 第6章分型面选择与成形零件设计 成形尺寸的计算可如下式 D D0 1 S 6 8 式中D 成形尺寸 D0 塑件尺寸 S 成形收缩率 在具体设计时 只要将塑件图样上的尺寸 角度尺寸除外 按上述公式进行换算即可得到模具型腔 型芯的成形尺寸 计算结果可以保留到小数点后两位 在一般情况下 可默认该尺寸公差为 0 02 有公差要求的塑件尺寸 一般按中差来进行计算 第6章分型面选择与成形零件设计 暗盒盖塑件图 第6章分型面选择与成形零件设计 6 2 3模具零件公差配合关系与表面粗糙度 尺寸标注1 模具零件公差配合关系型腔 型芯类零件与模板间的配合 回转体选用H7 k6 轴向配合尺寸比较长时可选用H7 f6 反之可选用H7 m6 非回转体配合关系可按孔类D 0 02 轴类d 0 02来标识 浇口套与模板间的配合 H7 k6 导柱 导套间及其与模板间的配合 滑动配合选用H7 f6 固定配合选用H7 m6 推板导柱 导套间的配合可放宽到H8 f9 锁紧块的配合关系可按孔类D 0 02 轴类d 0 02来标识 拉料杆 推杆 推管 复位杆与模板间的配合 H7 f6 第6章分型面选择与成形零件设计 2 模具零件表面粗糙度要求不同的加工方法可获得的表面粗糙度有关塑件成形的表面 Ra0 025 抛光 型腔 型芯固定用表面 Ra0 8 精磨或精细车 导柱 导套孔和型腔 型芯固定用孔表面 Ra1 6 精镗或精铣 浇口套 导柱 导套和锁紧块配合面 Ra0 8 精磨 拉料杆 推杆 推管 复位杆配合面 Ra0 8 精磨 模板上下表面 Ra0 8 精磨 模板基准角垂直面 Ra1 6 精铣 第6章分型面选择与成形零件设计 3 模具零件尺寸的标注 1 位置尺寸 如孔间距 尽量标注在主视图上 形状尺寸 如孔直径 标注在侧视图 剖视图 上 使各视图所要表达的内容更为突出和明确 2 同一套模具的零件图样尺寸基准应取得一致 不能有的按基准角标注 有的按中心对称线标注 造成混乱 3 不同零件的同一尺寸 如各模板的孔系 或对应尺寸 如型腔镶块的外形尺寸与模板上孔的尺寸 标注方法应该一致 便于对照 检查 4 尺寸标注直接 明确 操作者原则上不用进行计算 第6章分型面选择与成形零件设计 4 模具零件公差的标注模具零件公差主要分为尺寸公差和形位公差两大类 对于尺寸公差 配合尺寸可将相应的公差值标注在图样上 其它具有公差要求的尺寸可按以下几种方式标注 1 标注为 的型腔 型芯尺寸 表示该尺寸公差为 0 02 标注为 的配合尺寸 孔为 0 02 轴为 0 02 与分型面垂直 有关动 定模嵌合的尺寸 公差为 0 01 0 02 标注为 的坐标位置尺寸 表示该尺寸公差为 0 01 2 标注为 的型腔尺寸 表明该尺寸公差为 0 1 有关配合尺寸孔为 0 1 轴为 0 1 其余未注公差按国标js12执行 第6章分型面选择与成形零件设计 对于形位公差 可按下述规定 通过技术要求的形式在图样上集中说明 或作为工艺规范在加工中保证 1 型腔 型芯类和有关电极 有关各面间平行度 垂直度不大于0 01 100mm 2 模板 小于300mm 300mm的模板 其平行度 垂直度不大于0 02 大于300mm 300mm的模板 其平行度 垂直度不大于0 025 3 回转体 同轴度不大于 0 015 第6章分型面选择与成形零件设计 6 2 4模具材料的选用1 模具材料选用原则用于注塑模具的钢材 大致应满足如下要求 1 机械加工性能优良 易切削 适于深孔 深沟槽 窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工 2 抛光性能优良 没有气孔等内部缺陷 显微组织均匀 具有一定的使用硬度 40HRC以上 3 良好的表面腐蚀加工性 要求钢材质地细而均匀 适于花纹腐蚀加工 但对一些特殊的塑料 如聚氯乙烯等 要求钢材具有抗腐蚀性 4 耐磨损 有韧性 可以在热交变负荷的作用下长期工作 耐摩擦 第6章分型面选择与成形零件设计 5 热处理性能好 具有良好的淬透性和很小的变形 易于渗氮等表面处理 6 焊接性好 具有可焊性 焊后硬度不发生变化 且不开裂 变形等 7 热膨胀系数小 热传导效率高 防止变形 提高冷却效果 8 性能价格比合理 市场上容易买到 供货期短 第6章分型面选择与成形零件设计 2 注塑模具常用材料 1 型腔 型芯类零件由于这些零件直接与塑料接触 因此要求具有一定的强度 表面耐磨性好 热处理性能好 淬火变形小 对塑料具有腐蚀性的模具 材料还应有抗蚀能力 目前如P20 718 NAK80 NAK55 SKD61 H13 CrWMn SKD11等材料较为常用 耐蚀模具钢有HPM38 U420 3Cr13 Stavax等 2 导向类零件这类零件包括各种导柱 导套和导向销等 这类零件在使用中起导向作用 开 合模时有相对运动 成形过程中要承受一定的压力或偏载负荷 因此要求表面耐磨性好 心部具有一定的韧性 目前如GCr15 SUJ2 T8A T10A等材料较为常用 第6章分型面选择与成形零件设计 3 浇注系统零件包括浇口套 拉料杆 分流锥等 这类零件的工作条件与成形零件相近 要求具有良好的耐磨表面 耐蚀性和热硬性 目前如P20 T8A T10A等材料较为常用 4 推出机构和抽芯机构零件这类零件要求表面耐磨性好 并具有足够的机械强度 目前如SKH61 T8A T10A等材料较为常用 也可采用与型腔 型芯同样的材料 5 模板类零件这些零件是模具中主要承力零件 因此要求具有足够的机械强度 目前应用最普遍的是45钢 有时也用55钢 为延长使用寿命 可调质至HB230 270 第6章分型面选择与成形零件设计 6 3模具的定位机构一般而言 导柱 导套是间隙配合定位 对于通常精度的大多数塑件成形来说 能满足其定位精度要求 但对于一些高精度或薄壁塑件 或外表面要求质量要求较高的塑件 有间隙的定位就难以满足要求 需要在动 定模之间或滑块导滑槽与型腔 型芯之间采用精密定位机构或进行二次精定位 常见的二次精定位机构有 简易卧销精定位机构 无间隙滚珠导套 导柱精定位结构 圆锥定位件二次精定位结构