塑料模具成型零部件设计PPT幻灯片

1,第四节成型零部件设计,1、教学目的与要求目的：学习塑料注射模具成型部件的结构及相关设计要求。要求：掌握模具分型面的设计及要求；掌握模具成型部件的结构设计及要求；掌握模具成型部件尺寸的计算；熟悉模具成型部件强度的计算；掌握模具排气槽的设计及要求。,2,第四节成型零部件设计,成型零部件：成型模具的零件。主要有：型腔(cavity)、型芯(core)、成型杆等。,一、分型面(partline)的设计1、分型面：分开模具取出制品的面。,沿制品的最大轮廓向外展开的面。,3,2、分型面的形状,平面分型面,4,2、分型面的形状,2、分型面的形状曲面分型面,5,6,曲面分型面,7,2、分型面的形状,曲面分型面,8,曲面分型面,9,一、分型面的设计,3、分型面的设计原则（1）分型面开设在制品轮廓最大处；（2）分型面的选择应使制品留于动模；（3）分型面的选择应保证制品的技术要求；（4）有侧抽芯的制品，应使侧向分型的距离最短；（5）分型面的选择应使制品表面光滑。,10,第四节成型零部件设计,二、成型零件的结构设计（一）、结构,1、整体式,11,（一）、结构,整体式型芯,整体式型腔,12,（一）、结构,整体式结构,13,整体式结构,14,（一）、结构,2、镶嵌式：,局部镶嵌，大面积镶嵌。,15,（一）、结构,镶嵌式结构,16,（一）、结构,3、镶嵌件的固定型式（1）台阶加垫板；,（2）整体嵌入式固定；过盈配合固定间隙配合固定,（3）销、螺钉固定式。,17,二、成型零件的结构设计,4、整体式、镶嵌式结构的优缺点镶嵌式的优点：（1）根据使用的部位，选择合适的材料和热处理工艺；（2）容易磨削和研磨；（3）模具零件可测量，可进一步提高加工质量；（4）沿脱模方向磨削，制品易脱模；（5）易于排气；（6）可增加零件的互换性；,18,4、整体式、镶嵌式结构的优缺点,镶嵌式的缺点：（1）分解过于零碎，提高模具成本；（2）必须均衡地提高各零件的加工精度；（3）因型腔、型芯数目的分解，不易维护和保养；（4）限制了零件的加工方法；（5）不易加工冷却水孔。,19,4、整体式、镶嵌式结构的优缺点,整体式优点：（1）模具钢性好、坚固；（2）零件数量少，容易组装；（3）制品表面无零件镶嵌痕迹；（4）易选材；（5）可缩小模具整体尺寸；,整体式的缺点：（1）排气不良；（2）有些部位要采用特种加工（电加工等）；（3）制品不能做成尖棱。,20,二、成型零件的结构设计,（二）要求1、材料：耐磨损、强度、刚度；2、有足够的尺寸精度和表面粗糙度；3、合理的加工工艺；4、精确的成型尺寸；5、符合成型的需要（有利于成型）。,21,二、成型零件的结构设计,（三）螺纹型芯与型环的设计1、螺纹型芯：,成型制品的内螺纹。,注意的问题：（1）成型后制品的收缩问题。制品螺纹长度一般不超过螺纹直径的1.5倍；,22,（三）螺纹型芯与型环的设计,（2）密封问题。防止塑料挤入螺纹型芯，造成脱模困难；,23,（三）螺纹型芯与型环的设计,（3）定位问题。保证螺纹成型的垂直度、成型长度；,24,（三）螺纹型芯与型环的设计,25,（三）螺纹型芯与型环的设计,2、螺纹型环：成型制品的外螺纹；制品内螺纹嵌件。结构：整体式、组合式。,26,第四节成型零部件设计,三、成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸指的是型腔、型芯的径向尺寸、高度尺寸。,2、成型零件使用中的磨损量，,3、塑料收缩率引起的误差，,4、可动成型零件因配合间隙的变化引起的制品尺寸变化，,5、安装误差，,1、模具的制造公差，,影响制品尺寸精度的因素：,27,三、成型零件工作尺寸的计算,以上这些因素都将影响制品的尺寸精度，制品将出现的最大公差值为：,那么要使制品的尺寸公差在制品允许公差范围内，,根据英国塑料联合会（BPF）规定：,28,三、成型零件工作尺寸的计算,成型收缩率的影响：实际收缩率与理论收缩率的差异；塑料成型工艺的变化。,（一）、型腔径向尺寸的计算,设定：制品的名义尺寸，Ls；模具的型腔尺寸，Lm；型腔的公差值，z；型腔的磨损量，c;制品的公差，制品的收缩率，Scp,29,（一）、型腔径向尺寸的计算,以制品的平均尺寸计算：,略去小项，整理得：,标注公差：,=,30,三、成型零件工作尺寸的计算,同理得型芯径向尺寸：型腔高度尺寸：型芯高度尺寸：,标注公差：,标注公差：,标注公差：,31,三、成型零件工作尺寸的计算,举例,设制品材料的收缩率为0.8%；,计算型腔的径向尺寸：根据公式：,得：,标注公差：49.95+0.6/3,圆整：,32,三、成型零件工作尺寸的计算,公式的补充说明：1、此公式只适用于制品一般精度的场合；,2、系数X是可调整的。有资料介绍：,n:模具制造公差系数，可根据机床精度及零件尺寸的重要程度决定，一般取46。,3、其他公式可参考塑料注射模具设计计算简明手册张荫朗编。,33,三、成型零件工作尺寸的计算,二、型芯之间或成型孔之间中心距的计算,影响模具中心距的因素：1、模具制造误差,2、成型杆与孔的配合。间隙配合有误差；过盈配合则没有。,型芯之间或成型孔之间中心距：,标注公差：,34,三、成型零件工作尺寸的计算,三、螺纹型芯与型环的尺寸计算,1、螺纹型芯的径向尺寸,标注公差：,螺纹型芯中径：,螺纹型芯外径：,标注公差：,标注公差：,螺纹型芯内径：,35,三、螺纹型芯与型环的尺寸计算,2、螺纹型环的径向尺寸,螺纹型环中径：,标注公差：,螺纹型环外径：,标注公差：,螺纹型环内径：,标注公差：,36,第四节成型零部件设计,四、成型零件强度的计算,模具的强度和刚度。,1、型腔内压力的确定（1）最大值：500Kg/cm2；(50MPa),（2）经验值：易成型：250Kg/cm2；普通制品：300Kg/cm2；高精度、高粘度：350Kg/cm2；PP:150Kg/cm2；PE:150200Kg/cm2;ABS:300Kg/cm2。,37,四、成型零件强度的计算,（3）计算法：型腔内的压力分为压实压力和推动压力。压实压力：将已进入型腔内的熔体的密度增大。推动压力：使熔体能充满型腔各处。,压实压力p1：1300N/cm22000N/cm2,推动压力p2：单位流程下的推动压力，N/cm2/cm。与塑件的壁厚和流程长短有关。当型腔有转折时，每转折90度，视为流程增大其壁厚的3倍左右。,型腔内的压力pP=p1+p2LL:流程长度，cm。,38,四、成型零件强度的计算,推动压力与壁厚、单位流程表,39,四、成型零件强度的计算,2、型腔变形量的确定,（1）变形量小于溢料值,40,四、成型零件强度的计算,（2）变形量小于塑件的公差,41,四、成型零件强度的计算,（3）变形量小于收缩量,成型零件,整体式,组合式,圆形结构,矩形结构,圆形结构,矩形结构,强度计算公式,刚度计算公式,刚度计算公式,强度计算公式,强度计算公式,强度计算公式,刚度计算公式,刚度计算公式,侧壁底板,侧壁底板,42,四、成型零件强度的计算,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,E:弹性模量，碳钢：2.1X106Kg/cm2；：材料的泊桑比，碳钢：0.25。,两端开口，受均匀内压的厚壁圆筒。1、按刚度计算,43,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,讨论：1当E（1+）rp时，上式才有意义。此时在不发生溢料或溢料很小时，应尽量取大值。,2当E=（1+）rp时，求得内径的临界值。大于r按刚度计算，小于r按强度计算。,3当E（1+）rp时，公式无意义。此时应尽量取大的值。,4当由上式算出的壁厚过大时，可考虑采用整体式结构或斜面定位结构。,44,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,2、按强度计算,：许用应力。,45#退火：20000N/cm2。,45,四、成型零件强度的计算,（二）组合式圆形型腔底板厚度的计算,周边铰支整个板面受均布载荷的圆形平板。,1、按刚度计算,2、按强度计算,：,46,四、成型零件强度的计算,（三）整体式圆形型腔侧壁的计算,受均布载荷的悬臂梁。,1、按刚度计算,2、按强度计算,47,四、成型零件强度的计算,（四）整体式圆形型腔底板厚度的计算,视为一周边固定的圆板。,1、按刚度计算,2、按强度计算,48,四、成型零件强度的计算,（五）组合式矩形型腔侧壁的计算,受均布载荷的矩形框架,1、按刚度计算,49,四、成型零件强度的计算,2、按强度计算,侧壁每边都受到拉应力和弯应力的联合作用。,50,四、成型零件强度的计算,（六）组合式矩形型腔底板厚度的计算,1、按刚度计算,2、按强度计算,51,四、成型零件强度的计算,（七）整体式矩形型腔侧壁的计算,三边固定一边自由的矩形板,1、按刚度计算,52,四、成型零件强度的计算,（八）整体式矩形型腔