《塑料模具设计》 陈志刚 主编第33

1、3.4 成型零件的设计成型零件的设计 3.4.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计 在进行成型零件的结构设计时，首在进行成型零件的结构设计时，首 先应根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸先应根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸 及其它使用要求，确定型腔的总体结构、及其它使用要求，确定型腔的总体结构、 压缩模的加压方向或压注模和注射模的浇压缩模的加压方向或压注模和注射模的浇 注系统及浇口位置、分型面、脱模方式、注系统及浇口位置、分型面、脱模方式、 排气等，然后根据塑件的形状、尺寸和成排气等，然后根据塑件的形状、尺寸和成 型零件的加工及装配工艺要求进行成型零型零件的加工及装配工艺要求进行成型零 件的结

2、构设计和尺寸计算。件的结构设计和尺寸计算。 1 . 凹模的结构设计凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的凹状零件（包凹模是成型塑件外表面的凹状零件（包 括零件的内腔和实体两部分）。它的结构决括零件的内腔和实体两部分）。它的结构决 定于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要定于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要 求，通常可分为求，通常可分为整体式整体式和和组合式组合式两大类。两大类。 （1）整体式凹模）整体式凹模 1）是由整块钢材直接加工而成的；是由整块钢材直接加工而成的； 2）结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的 塑件质量较好。塑件质量较好。 3）当塑件形状复杂

3、时，其凹模的加工工艺性当塑件形状复杂时，其凹模的加工工艺性 较差（采用一般机械加工方法）。因此，在较差（采用一般机械加工方法）。因此，在 先进的型腔加工机床尚未普遍应用之前，整先进的型腔加工机床尚未普遍应用之前，整 体式凹模适用形状简单的小型塑件的成型。体式凹模适用形状简单的小型塑件的成型。 （2）组合式凹模组合式凹模 1）组合式凹模是由两个以上零件组合而成组合式凹模是由两个以上零件组合而成 的。的。 2 2）这种凹模改善了加工性，减少了热处理这种凹模改善了加工性，减少了热处理 变形，节约了模具贵重钢材，变形，节约了模具贵重钢材， 3 3）结构复杂，装配调整比较麻烦，塑件表结构复杂，装配调整比

4、较麻烦，塑件表 面可能留有镶拼痕迹，组合后的型腔牢固性面可能留有镶拼痕迹，组合后的型腔牢固性 较差。因此，这种凹模主要用于形状复杂的较差。因此，这种凹模主要用于形状复杂的 塑件的成型。塑件的成型。 组合式凹模的组合形式很多，常见的组合式凹模的组合形式很多，常见的 有以下几种有以下几种: 1）嵌入式组合凹模）嵌入式组合凹模 整体嵌入式组合凹模整体嵌入式组合凹模 对于小型塑件采对于小型塑件采 用多型腔塑料模成型时，各单个凹模一般用多型腔塑料模成型时，各单个凹模一般 采用冷挤压、电加工、电铸等方法制成，采用冷挤压、电加工、电铸等方法制成， 然后整体嵌入模中，其结构如图然后整体嵌入模中，其结构如图3-

5、50所示。所示。 这种凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高，这种凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高， 可节约贵重金属，但模具体积较大，需用特殊加工法。可节约贵重金属，但模具体积较大，需用特殊加工法。 局部镶嵌局部镶嵌 式组合凹模式组合凹模 为了加工方为了加工方 便或由于型便或由于型 腔某一部位腔某一部位 容易磨损，容易磨损， 需要更换者需要更换者 采用局部镶采用局部镶 嵌的办法，嵌的办法， 如图如图3-51所所 示，此部位示，此部位 的镶件单独的镶件单独 制成，然后制成，然后 嵌入模体。嵌入模体。 2）镶拼式组合凹模）镶拼式组合凹模 为了便于机械加工、研磨、抛光和热处理，

6、整个为了便于机械加工、研磨、抛光和热处理，整个 凹模可由几个部分镶拼而成。镶拼的方法有凹模可由几个部分镶拼而成。镶拼的方法有: 当凹模型腔底部形状比较复杂或尺寸较大时，当凹模型腔底部形状比较复杂或尺寸较大时， 可将凹模做成穿孔的，再镶上底部，如图可将凹模做成穿孔的，再镶上底部，如图3-52所所 示。示。 如塑件结构需要，也可将凹模侧壁做成镶拼如塑件结构需要，也可将凹模侧壁做成镶拼 的，如图的，如图3-53所示，所示， 对于大型型对于大型型 腔，由于塑料腔，由于塑料 的压力很大，的压力很大， 螺钉易被拉伸螺钉易被拉伸 变形或剪切变变形或剪切变 形。为此，可形。为此，可 将侧壁镶拼部将侧壁镶拼部

7、分压入模板中，分压入模板中， 如图如图3-54所示。所示。 但这样却增加但这样却增加 了模具的尺寸了模具的尺寸 和重量。和重量。 3）瓣合式凹模）瓣合式凹模 对于侧壁带凹的塑件（如线圈骨架），对于侧壁带凹的塑件（如线圈骨架）， 为了便于脱模，可将凹模做成两瓣或多瓣组为了便于脱模，可将凹模做成两瓣或多瓣组 合式的，成型时瓣合，脱模时瓣开。常见的合式的，成型时瓣合，脱模时瓣开。常见的 瓣合式凹模是两瓣组合式，如图瓣合式凹模是两瓣组合式，如图3-56所示。所示。 2 . 凸模和型芯的结构设计凸模和型芯的结构设计 （1）凸模或型芯）凸模或型芯 凸模是指在压缩模中承受或传递压凸模是指在压缩模中承受或传递

8、压 机压力，与凹模有配合段，直接接触塑机压力，与凹模有配合段，直接接触塑 料，成型塑件内表面或上、下端面的零料，成型塑件内表面或上、下端面的零 件。件。 型芯是指注射模中成型塑件有较大型芯是指注射模中成型塑件有较大 内表面的凸状零件，它又称主型芯。内表面的凸状零件，它又称主型芯。 凸模或型芯有整体式和组合式两大类。凸模或型芯有整体式和组合式两大类。 （2）小型芯）小型芯 小型芯又称成型杆，它是指成型塑件上较小小型芯又称成型杆，它是指成型塑件上较小 孔或槽的零件。孔或槽的零件。 1）孔的成型方法）孔的成型方法 通孔的成型方法通孔的成型方法 如图如图3-59所示所示 。 盲孔的成型方法盲孔的成型方

9、法 只能采用一端固定的型芯来成型。只能采用一端固定的型芯来成型。 为了避免型芯弯曲或折断，孔的深度不宜太深。为了避免型芯弯曲或折断，孔的深度不宜太深。 注射模或压注模注射模或压注模: :孔深孔深 3倍倍孔径；孔径； 压缩模塑压缩模塑: :平行于压制方向的孔深平行于压制方向的孔深 2.5倍倍孔径孔径; ; 垂直于压制方向的孔深垂直于压制方向的孔深 2倍倍孔径。孔径。 复杂孔的成型方法复杂孔的成型方法 形状复杂的孔，或形状复杂的孔，或 斜孔可采用型芯拼合的方法来成型，如图斜孔可采用型芯拼合的方法来成型，如图 3-61所示。这种拼合方法可避免采用侧抽所示。这种拼合方法可避免采用侧抽 芯机构，从而使模

10、具结构简化。芯机构，从而使模具结构简化。 2）小型芯的固定方法）小型芯的固定方法 小型芯通常是单独制造，然后嵌入固小型芯通常是单独制造，然后嵌入固 定板中固定，其固定方式如图定板中固定，其固定方式如图3-62所示。所示。 3 . 螺纹型芯和螺纹型环的结构设计螺纹型芯和螺纹型环的结构设计 螺纹型芯螺纹型芯是用来成型塑件上的是用来成型塑件上的内螺内螺 纹纹（螺孔）的，（螺孔）的，螺纹型环螺纹型环则是用来成型则是用来成型 塑件上的塑件上的外螺纹（螺杆）外螺纹（螺杆）的，此外它们的，此外它们 还可用来还可用来固定金属螺纹嵌件固定金属螺纹嵌件。无论螺纹。无论螺纹 型芯还是螺纹型环，在模具上都有模内型芯还

11、是螺纹型环，在模具上都有模内 自动卸除和模外手动卸除两种类型。此自动卸除和模外手动卸除两种类型。此 处仅介绍手动卸除的结构。处仅介绍手动卸除的结构。 在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是: 成型时要可靠定位，不因外界振动或料成型时要可靠定位，不因外界振动或料 流的冲击而位移；流的冲击而位移； 在开模时能随塑件一起方便地取出，并在开模时能随塑件一起方便地取出，并 能从塑件上顺利地卸除。能从塑件上顺利地卸除。 （1）螺纹型芯螺纹型芯 按其用途可分为按其用途可分为成型成型塑件上塑件上 的的螺孔螺孔用的和用的和装固金属螺母装固金属螺母用的两种方式，用的两种方式，

12、 这两种形式的螺纹型芯在结构上差别不大，这两种形式的螺纹型芯在结构上差别不大， 但前者在设计时应考虑但前者在设计时应考虑塑料的收缩率塑料的收缩率，粗糙，粗糙 度应度应小小一些，螺纹的一些，螺纹的始端和末端始端和末端还应留有还应留有过过 渡长度渡长度；后者仅按一般螺纹制造，不考虑收；后者仅按一般螺纹制造，不考虑收 缩率，粗糙度可以大些。为了使螺纹型芯能缩率，粗糙度可以大些。为了使螺纹型芯能 从塑件螺孔或螺纹嵌件的螺孔中顺利拧出，从塑件螺孔或螺纹嵌件的螺孔中顺利拧出， 一般将其尾部做成四方形或相对的两边磨成一般将其尾部做成四方形或相对的两边磨成 两个平面，以便于夹持。两个平面，以便于夹持。 （2）

13、螺纹型环螺纹型环 螺纹型环也有两种类型螺纹型环也有两种类型: 成型塑成型塑 件外螺纹用的（图件外螺纹用的（图3-67a）和固定带有外螺纹的）和固定带有外螺纹的 环状嵌件用的（图环状嵌件用的（图3-67b）所示，后者又称嵌件）所示，后者又称嵌件 环。环。 4 . 齿轮型腔的结构设计齿轮型腔的结构设计 由于塑料都有一定的成型收缩率，因由于塑料都有一定的成型收缩率，因 此成型塑料齿轮的模具型腔需要放大一个此成型塑料齿轮的模具型腔需要放大一个 考虑综合收缩的尺寸。考虑综合收缩的尺寸。 塑料齿轮型腔加工根据设备条件、塑塑料齿轮型腔加工根据设备条件、塑 料性能及生产批量等因素，可选用机械切料性能及生产批量

14、等因素，可选用机械切 削加工、冷挤压成型、电火花加工、线切削加工、冷挤压成型、电火花加工、线切 割加工、电铸加工、浇铸锌基合金、注压割加工、电铸加工、浇铸锌基合金、注压 耐高温塑料等方法。耐高温塑料等方法。 适用于冷挤压适用于冷挤压 成型的型腔成型的型腔 适用于超塑合金适用于超塑合金 压制而成的型腔压制而成的型腔 适用于适用于 浇铸锌浇铸锌 基合金基合金 或注压或注压 耐高温耐高温 塑料制塑料制 成的型成的型 腔腔 适用于适用于 机械加机械加 工而成工而成 的型腔的型腔 适用于适用于 电铸加电铸加 工而成工而成 的型腔的型腔 3.4.2 成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸工

15、作尺寸:是指成型零件上直接用以成型塑是指成型零件上直接用以成型塑 件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸 （包括矩形或异形的长和宽）、型腔的深度或（包括矩形或异形的长和宽）、型腔的深度或 型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（图型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（图3-71）。）。 任何塑件都有一定的尺寸要求，在安任何塑件都有一定的尺寸要求，在安 装和使用中有配合要求的塑件，其尺寸公装和使用中有配合要求的塑件，其尺寸公 差常要求较小。在设计模具时，必须根据差常要求较小。在设计模具时，必须根据 塑件的尺寸塑件的尺寸和和公差要求公差要求来确定相应的来确定相应的成型成型

16、零件的尺寸和公差零件的尺寸和公差。 1 1 . . 影响塑件尺寸公差的因素影响塑件尺寸公差的因素 （1 1）成型零件的制造误差 （ Z Z ） 成型零件 的公差等级越低，其制造公差也越大，因而成型 的塑件公差等级也就越低。 实验表明，成型零件的制造公差Z Z,一般可取 塑件总公差的1/31/3 1/41/4，即z z/3/3/4/4。 组合式成型零件的制造公差应根据尺寸链加 以确定。 （2 2）成型零件的磨损量）成型零件的磨损量 （c c） 由于在成型过程 中的磨损，型腔尺寸将变得越来越大，型芯或凸模 尺寸越来越小，中心距尺寸基本保持不变。造成成 型零件磨损的因素很多，但塑件脱模过程的摩擦磨

17、损是最主要的。因此，为了简化计算，规定：凡与 脱模方向相垂直的成型零件表面可不考虑磨损；而 与脱模方向相平行的表面应考虑磨损。 对小型塑件而言，成型零件的磨损量对塑件公对小型塑件而言，成型零件的磨损量对塑件公 差影响很大，对大型塑件则影响较小。差影响很大，对大型塑件则影响较小。 对于中小型塑件，最大磨损量对于中小型塑件，最大磨损量c c可取塑件总公差可取塑件总公差 的的1/61/6，即，即c=c=/6/6；对于大型塑件则取；对于大型塑件则取/6/6以下。以下。 （3 3）成型收缩率的偏差和波动）成型收缩率的偏差和波动 （s s） 成型成型 收缩率是指室温时塑件与模具型腔收缩率是指室温时塑件与模

18、具型腔( ( 或型芯或型芯 ) ) 两者尺寸的相对差。它可按下式求得：两者尺寸的相对差。它可按下式求得： （3 31 1） 式中式中 S 塑料成型收缩率（塑料成型收缩率（%）；）； LM 模具型腔在室温下的尺寸；模具型腔在室温下的尺寸； Ls 塑件在室温下的尺寸。塑件在室温下的尺寸。 LM = Ls + Ls S （32） 塑件尺寸误差塑件尺寸误差 收缩率在一定范围收缩率在一定范围 内的变化与波动内的变化与波动 在设计计算时对在设计计算时对 收缩率估计不准收缩率估计不准 偶然误差偶然误差 系统误差系统误差 一副已完一副已完 工的模具工的模具 出现的产出现的产 品误差品误差 通常，塑料收缩率波动

19、越大，可能产生的成型 收缩率的估计误差也越大。 因收缩率波动所引起的塑件尺寸误差可按下式 计算： s ( S max S min )Ls （33） 式中式中 s s 收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；收缩率波动所引起的塑件尺寸误差； S S max max 塑料的最大收缩率（）；塑料的最大收缩率（）； S S min min 塑料的最小收缩率（）塑料的最小收缩率（）； 据有关资料介绍，一般可取据有关资料介绍，一般可取s =/ 3s =/ 3。 （4）模具安装配合的误差 （ j j） 由于模具 成型零件的安装误差或在成型过程中成型零件配 合间隙的变化，都会影响塑件的尺寸误差。 例如由上模或下模之间

20、合模位置确定的尺寸， 其尺寸波动要受导向零件配合间隙值的影响，如 壳体塑件侧壁厚度的波动，是由导柱与导向孔的 配合间隙来确定的；又如成型零件上孔的型芯， 若按间隙配合安装在模内，则中心位置的误差 （型芯最大偏移量）要受配合间隙值的影响，但 若采用过盈配合，则不存在此误差。 （5）水平飞边厚度的波动 （ f f ） 采用 溢式或半溢式压缩模成型塑件，其水平飞边 厚度常因工艺条件等因素的变化而波动，从 而影响塑件高度尺寸，使高度尺寸公差低于 横向尺寸的公差。水平飞边厚度波动所造成 的误差以f表示。 对于压注模和注射模，水平飞边厚度很薄， 甚至没有飞边，所以对塑件高度尺寸影响很 小。 综上所述，塑件

21、可能产生的最大误差为上述各 种误差的总和，即 = = z + z + c + c + s + s + i + i + f f (34) 式（3-4）是极端的情况，即所有误差都同时偏 向最大值或最小值时得到的，但从或然率的观点出 发，这种机率接近于零，因为z、s等呈正态分 布，它们有一定的分布范围和分布中心，分布中心 附近误差出现的机率较多，而且各种误差因素还会 互相抵消一部分。 由式（3-4）可知，塑件公差等级往往是不高 的。设计塑件时，其公差的选择不仅要从塑件 的装配和使用需要出发，而且还要充分考虑塑 件在成型过程中可能产生的误差。也就是说， 塑件的公差要求受到可能产生的误差限制。塑 件的公

22、差值应大于或等于上述各种因素所引起 的积累误差 即 (35) 因此，在设计塑件时应慎重决定其公差值，以因此，在设计塑件时应慎重决定其公差值，以 免给模具制造和成型工艺条件的控制带来困难。免给模具制造和成型工艺条件的控制带来困难。 通常情况下，影响 的主要因素有 成型零件的制造误差成型零件的制造误差 （ Z Z ） 成型零件的磨损量成型零件的磨损量 （c c） 成型收缩率的偏差和波动成型收缩率的偏差和波动 （s s） 整体式凹模整体式凹模 Z Zc cs s Z Z s s c c Z Z s s f f 各种主要误差随塑件尺寸的增加而变化的情况：各种主要误差随塑件尺寸的增加而变化的情况： z

23、是随塑件尺寸的增大按立方抛物线关系增加是随塑件尺寸的增大按立方抛物线关系增加 s 是随塑件尺寸的增大成正比地增加是随塑件尺寸的增大成正比地增加 c 是是随塑件尺寸的增大而增加速度比较缓慢随塑件尺寸的增大而增加速度比较缓慢 问题问题1：针对上述情况，请问在生产大尺寸塑件时对针对上述情况，请问在生产大尺寸塑件时对 哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？ 问题问题2：针对上述情况，请问在生产小尺寸塑件时对针对上述情况，请问在生产小尺寸塑件时对 哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？ 2. 2. 成型零件工作尺寸计算方

24、法成型零件工作尺寸计算方法 成型零件工作尺寸的计算方法有以下两类： 一类是按平均收缩率、平均制造公差和平均 磨损量进行计算；（简便易行，但对设计高精 度塑件的模具不利） 一类是按极限收缩率、极限制造公差和极限 磨损量进行计算。（塑件尺寸精度高，但计算 比较烦琐） 本书是按平均收缩率进行计算的。 为计算简便起见，塑件和成型零件均按单向 极限将公差带置于零线的一边，并规定： 以型腔内径成型塑件外径时，规定型腔基本尺 寸L LM为型腔最小尺寸，偏差为正，表示为L LM M +z +z； 塑件基本尺寸Ls为塑件最大尺寸，偏差为负，表 示为L LS S ，如图3-72a所示。 以型芯外径成型塑件内径时，

25、规定型芯最大尺 寸为基本尺寸，表示为L LM M zz ； 塑件内径最小尺寸为基本尺寸，表示为L LS S+ +，如 图3-72b所示。 即凡是孔都是以它的最小尺寸作为基本尺寸， 凡是轴都是以它的最大尺寸作为基本尺寸。从 图3-72a可见： v计算型腔深度时，以H H +z +z表示型腔深度尺寸， 以Hs 表示对应的塑件高度尺寸。 v计算型芯高度尺寸时，以H HM M zz表示型芯高度 尺寸，以Hs+ +表示对应的塑件上的孔深，如图 3-72b所示。 v 如塑件上原有公差为双向偏差制，则应按上 述要求加以换算。 3 . 型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算 （1）型腔和型芯径向尺寸）型

26、腔和型芯径向尺寸 1）型腔径向尺寸）型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩已知在规定条件下的平均收缩 率率Scp，塑件尺寸，塑件尺寸Ls ，磨损量 ，磨损量c。 v则塑件的平均尺寸为：则塑件的平均尺寸为：Ls/2， 如以如以L + z表示型腔尺寸，表示型腔尺寸， v则型腔的平均尺寸为则型腔的平均尺寸为L z/2， v型腔磨损量型腔磨损量c / 2 时的平均尺寸为：时的平均尺寸为： L z /2c /2， 塑件和模具型腔尺寸之间的关系式为：塑件和模具型腔尺寸之间的关系式为： 模具在室温模具在室温 下型腔尺寸下型腔尺寸 = 塑件在室温塑件在室温 下的尺寸下的尺寸 + 塑件在室温塑件在室温 下的尺

27、寸下的尺寸 塑料的塑料的 收缩率收缩率 L z /2c /2=（ （Ls/2） +（ （Ls/2）Scp 对于中小型塑件，令对于中小型塑件，令z/3，c/6，并将比其它各，并将比其它各 项小得多的项小得多的（/2）Scp略去，则有略去，则有 标注制造公差后，则为：标注制造公差后，则为： 2） 型芯径向尺寸型芯径向尺寸 - 上列公式（上列公式（3-6）及（）及（3-7）中，）中，的系数取的系数取1/2 3/4， 塑件尺寸及公差大的取塑件尺寸及公差大的取1 / 2 ，相反则取相反则取 3 / 4。 （2）型腔深度和型芯高度尺寸型腔深度和型芯高度尺寸 公式见公式见P92页（页（3-8）、（）、（3-

28、9），的系数有的资料的系数有的资料 取取1/2。 （3）型腔和型芯脱模斜度的确定）型腔和型芯脱模斜度的确定 塑件成型后为便于脱模，型腔和型芯塑件成型后为便于脱模，型腔和型芯 在脱模方向应有脱模斜度，其值的大小按在脱模方向应有脱模斜度，其值的大小按 塑件精度及脱模难易而定。一般在保证塑塑件精度及脱模难易而定。一般在保证塑 件精度要求的前提下，宜尽量取大些，以件精度要求的前提下，宜尽量取大些，以 便于脱模；型腔的斜度可比型芯取小些，便于脱模；型腔的斜度可比型芯取小些， 因为塑料对型芯的包紧力较大，难于脱模。因为塑料对型芯的包紧力较大，难于脱模。 在取脱模斜度时，对型腔尺寸应以大端为在取脱模斜度时，

29、对型腔尺寸应以大端为 基准，斜度取向小端方向；对型芯尺寸应以小基准，斜度取向小端方向；对型芯尺寸应以小 端为基准，斜度取向大端方向。当塑件的结构端为基准，斜度取向大端方向。当塑件的结构 不允许有较大斜度或塑件为精密级精度时，脱不允许有较大斜度或塑件为精密级精度时，脱 模斜度只能在公差范围内选取；当塑件为中级模斜度只能在公差范围内选取；当塑件为中级 精度要求时，其脱模斜度的选择应保证在配合精度要求时，其脱模斜度的选择应保证在配合 面的面的2/3长度内满足塑件公差要求，一般取长度内满足塑件公差要求，一般取 1020；当塑件为粗级精度时，脱模斜度当塑件为粗级精度时，脱模斜度 值可取值可取20、30、

30、1、 130、2、 3。 （4）说明）说明 1）成型精度较低的塑件，按上列公式计成型精度较低的塑件，按上列公式计 算而得的工作尺寸，其数值只算到小数点算而得的工作尺寸，其数值只算到小数点 后的第一位，第二位数值四舍五入；成型后的第一位，第二位数值四舍五入；成型 精度较高的塑件，其工作尺寸的数值要算精度较高的塑件，其工作尺寸的数值要算 到小数点后第二位，第三位数值四舍五入。到小数点后第二位，第三位数值四舍五入。 2）对于收缩率很小的聚苯乙稀、醋酸纤维对于收缩率很小的聚苯乙稀、醋酸纤维 素等塑料，在用注射模成型薄壁塑件时，素等塑料，在用注射模成型薄壁塑件时， 可以不必考虑收缩，其工作尺寸按塑件尺可

31、以不必考虑收缩，其工作尺寸按塑件尺 寸加上其制造公差即可。寸加上其制造公差即可。 3）在计算成型零件尺寸时，如能了解塑件在计算成型零件尺寸时，如能了解塑件 的使用性能，着重控制它们的配合尺寸的使用性能，着重控制它们的配合尺寸 （如孔和外框）、装配尺寸等，对其余无（如孔和外框）、装配尺寸等，对其余无 关重要的尺寸简化计算，甚至可按基本尺关重要的尺寸简化计算，甚至可按基本尺 寸不放收缩，也不控制成型零件的制造公寸不放收缩，也不控制成型零件的制造公 差，则可大大简化设计和制造。差，则可大大简化设计和制造。 4 . 中心距工作尺寸计算中心距工作尺寸计算 中心距尺寸标准一般采用中心距尺寸标准一般采用双向

32、等值公差双向等值公差，设，设 塑件中心距尺寸为塑件中心距尺寸为Ls/2，模具中心距尺寸为，模具中心距尺寸为 LMz / 2。 由于塑件尺寸和模具尺寸都是按双向等值公由于塑件尺寸和模具尺寸都是按双向等值公 差标准，磨损又不会引起中心距尺寸变化，因此差标准，磨损又不会引起中心距尺寸变化，因此 塑件基本尺寸塑件基本尺寸Ls和模具基本尺寸和模具基本尺寸LM分别是塑件分别是塑件 和模具的平均尺寸，故有和模具的平均尺寸，故有 LM Ls Ls Scp 标注制造公差后，则为标注制造公差后，则为 影响模具中心距尺寸的因素有：影响模具中心距尺寸的因素有： （1） 模具上型芯的中心距取决于安装型芯模具上型芯的中心

33、距取决于安装型芯 的孔的中心距，用普通方法加工孔时，制造的孔的中心距，用普通方法加工孔时，制造 误差与孔间距离有关，表误差与孔间距离有关，表3-23列出了经济制列出了经济制 造误差与孔间距之间的关系。造误差与孔间距之间的关系。 （2 2）若型芯与模具上孔成间隙配合，配合若型芯与模具上孔成间隙配合，配合 间隙间隙j j也会影响模具的中心距尺寸。对一也会影响模具的中心距尺寸。对一 个型芯来说，当偏移到极限位置时引起的中个型芯来说，当偏移到极限位置时引起的中 心距偏差为心距偏差为0.50.5j j，如图，如图 3-73a3-73a所示。过盈所示。过盈 配合的型芯或模具上的孔没有此项偏差。配合的型芯或

34、模具上的孔没有此项偏差。 （3）由于工艺条件和塑料变化引起收缩由于工艺条件和塑料变化引起收缩 率波动，使中心距尺寸发生变化。率波动，使中心距尺寸发生变化。 （4）假设模具在使用过程中型芯在圆周假设模具在使用过程中型芯在圆周 上系均匀磨损，则磨损不会使中心距发上系均匀磨损，则磨损不会使中心距发 生变化。生变化。 5 . 型芯（或成型孔）中心到成型面距离尺寸计算型芯（或成型孔）中心到成型面距离尺寸计算 （1）安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离 尺寸的计算尺寸的计算 按平均收缩率计算模具基本尺寸如下按平均收缩率计算模具基本尺寸如下: : 整理并标注制造公差整理并

35、标注制造公差 （2）安装在凸模上的型芯（或孔安装在凸模上的型芯（或孔)）中心与凸）中心与凸 模边缘距离尺寸计算模边缘距离尺寸计算 由于由于c/4的数值很小（因为一般的数值很小（因为一般c =1/6 ），）， 只有成型精密塑件时才考虑该磨损，一般塑件，只有成型精密塑件时才考虑该磨损，一般塑件， 此类尺寸仍可按中心距工作尺寸计算。此类尺寸仍可按中心距工作尺寸计算。 6 . 螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算 （1）概述）概述 螺纹连接的种类很多，其配合性质也螺纹连接的种类很多，其配合性质也 不相同，影响螺纹连接的因素比较复杂，不相同，影响螺纹连接的因素比较复杂， 目前还没

36、有成熟的计算方法，此处仅就普目前还没有成熟的计算方法，此处仅就普 通紧固连接用的螺纹（牙型角为通紧固连接用的螺纹（牙型角为60的公的公 制螺纹）型芯和型环的计算方法加以讨论。制螺纹）型芯和型环的计算方法加以讨论。 螺纹成型尺寸的计算是以下列假设为前提的螺纹成型尺寸的计算是以下列假设为前提的: 1）塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合，二者塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合，二者 收缩率相同（例如内外螺纹由同种塑料制造）收缩率相同（例如内外螺纹由同种塑料制造） 或相近时，可不考虑螺距的收缩。或相近时，可不考虑螺距的收缩。 2）金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具 的螺纹部分放了

37、螺距收缩率。的螺纹部分放了螺距收缩率。 3）金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具金属螺纹与塑件螺纹相配合，成型模具 未考虑螺距收缩，但配合长度很短（不超过未考虑螺距收缩，但配合长度很短（不超过 78牙）。牙）。 （2）螺纹成型尺寸计算）螺纹成型尺寸计算 1）螺纹型芯成型尺寸计算）螺纹型芯成型尺寸计算 大径大径 z 0 （313） 式中 dM 螺纹型芯大径螺纹型芯大径( mm ) ； Ds 塑件内螺纹大径塑件内螺纹大径( mm ) ； Scp 塑件的平均收缩率（）；塑件的平均收缩率（）； b 塑件内螺纹中径公差塑件内螺纹中径公差 (mm )； z 螺纹型芯大径制造公差螺纹型芯大径制造公差( mm

38、)。 目前，我国尚无专门的塑料螺纹公差目前，我国尚无专门的塑料螺纹公差 标准，可参照金属螺纹公差标准中精度最标准，可参照金属螺纹公差标准中精度最 低者选用，一般选用其中的粗糙级，其公低者选用，一般选用其中的粗糙级，其公 差值可查有关公差标准（差值可查有关公差标准（GB1972003）。）。 螺纹型芯大径制造公差一般取为螺纹型芯大径制造公差一般取为z b / 3，或查表，或查表3-24及表及表3-25。 （3）说明）说明 1）成型塑件螺纹时，由于收缩的不均匀性及成型塑件螺纹时，由于收缩的不均匀性及 收缩率波动等因素，其尺寸（例如螺距尺寸）收缩率波动等因素，其尺寸（例如螺距尺寸） 和牙型同正常螺纹

39、相比都有较大的偏差和变化，和牙型同正常螺纹相比都有较大的偏差和变化， 降低了可旋入性。因此在不影响使用的情况下，降低了可旋入性。因此在不影响使用的情况下， 为了确保两塑件螺纹的配合，要求它们的配合为了确保两塑件螺纹的配合，要求它们的配合 比较松动。这样螺纹型环的尺寸就要比螺纹型比较松动。这样螺纹型环的尺寸就要比螺纹型 芯相应部分的尺寸小一些，从而保证塑件外螺芯相应部分的尺寸小一些，从而保证塑件外螺 纹比塑件内螺纹略小。纹比塑件内螺纹略小。 2）考虑收缩而计算的螺距是带小数点的考虑收缩而计算的螺距是带小数点的 特殊螺距，给机械加工带来一定困难。此特殊螺距，给机械加工带来一定困难。此 时可采用下列

40、方法解决时可采用下列方法解决; 可在普通车床上配置特殊齿数的变速挂可在普通车床上配置特殊齿数的变速挂 轮来解决。但因挂轮的齿数有限，不能满轮来解决。但因挂轮的齿数有限，不能满 足不同收缩率的需要。足不同收缩率的需要。 可以偏移车床的尾座，加上使刀具斜向可以偏移车床的尾座，加上使刀具斜向 运动的靠模板来解决。运动的靠模板来解决。 当放收缩的螺距无法加工时，可在中径公当放收缩的螺距无法加工时，可在中径公 差范围内，用加大型芯中径或缩小型环中径差范围内，用加大型芯中径或缩小型环中径 的方法来补偿塑件螺纹的累积螺距误差（图的方法来补偿塑件螺纹的累积螺距误差（图 3-76），但需要配合使用的螺纹长度），

41、但需要配合使用的螺纹长度L值不得值不得 超过极限长度，否则影响螺纹配合。极限长超过极限长度，否则影响螺纹配合。极限长 度可按下式计算度可按下式计算: ( (3-20)3-20) 极极 式中 L极 极 允许配合使用的螺纹极限长段 允许配合使用的螺纹极限长段 ( mm ) ; b 螺纹中径公差螺纹中径公差 ( mm ) ； Scp 塑料的平均收缩率（）。塑料的平均收缩率（）。 7 . 成型零件工作尺寸计算实例成型零件工作尺寸计算实例 查表得查表得PF2A1 为通用类酚醛塑料粉，其最为通用类酚醛塑料粉，其最 小收缩率为小收缩率为S min0.5，最大收缩率为最大收缩率为Smax 1.0,平均收缩率为

42、平均收缩率为Scp 0.75。 M8为普通粗牙螺纹孔，螺距为普通粗牙螺纹孔，螺距P1.25 mm， Ds8mm，D1s6.65mm ，D2s7.19 mm ， M271.5为普通细牙螺纹，螺距为普通细牙螺纹，螺距P1.5mm， d1s25.375mm，d2s26.026 mm 。 模具成型零件的制造公差取模具成型零件的制造公差取z/ 4。 （1）型腔尺寸型腔尺寸 + z z + z + （2）型芯尺寸型芯尺寸 -z - - -z 8. 型腔和底板的强度及刚度计算型腔和底板的强度及刚度计算 （1）强度及刚度）强度及刚度 塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算是模具塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算是模具 设

43、计中经常遇到的重要问题，尤其对大型模具设计中经常遇到的重要问题，尤其对大型模具 更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常 因估计不准确而造成模具报废或浪费材料，为因估计不准确而造成模具报废或浪费材料，为 此，建立科学的计算方法实属必要。目前常用此，建立科学的计算方法实属必要。目前常用 计算方法有按强度和按刚度条件计算两大类，计算方法有按强度和按刚度条件计算两大类， 但实际的塑料模却要求既不允许因强度不足而但实际的塑料模却要求既不允许因强度不足而 发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不 足而发生过大变形。因此要求对

44、强度及刚度加足而发生过大变形。因此要求对强度及刚度加 以合理考虑。以合理考虑。 在塑料模塑过程中，型腔所承受的力是十在塑料模塑过程中，型腔所承受的力是十 分复杂的。就注射模而论，型腔所受的力有塑分复杂的。就注射模而论，型腔所受的力有塑 料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力 等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料 熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。 如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生 的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即 发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过 大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸 及成型精度，也可能守致脱模困难等。可见模及成型精度，也可能守致脱模困难等。可见模 具对强度和刚度都有要求。具对强度和刚度都有要求。 但是，理论分析和实践证明，模具对但是，理论分析和实践证明，模具