武职院冲塑模具设计与制造课件06成型零部件设计

2026/5/31只有坚强地去经历

各种风风雨雨

才会由稚嫩走向成熟

2026/5/31问题：1.什么是成型零件？2.采用镶拼式结构时，为什么留0.3～0.4mm的间隙，并且R＞r？2026/5/31目的与要求：1.掌握凹模型腔的结构类型、设计要点及适用场合。2.掌握型芯的结构类型、设计要点及适用场合。3.了解螺纹型芯和螺纹型环的结构特点。重点和难点：重点：凹模型腔和型芯的类型、装配、配合以及适用场合难点：实际运用2026/5/31§6.1成型零部件的结构设计一、凹模结构设计成型零件：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、螺纹型环等等。型腔：指合模时用来填充塑料、成型塑件的空间。凹模：成型塑件外表面的零件。凸模（型芯）：成型塑件的内表面的零件。2026/5/31一、凹模结构设计1.凹模的结构形式凹模的结构随着塑件形状、成型需求、模具加工装配等工艺要求而变化，有以下几种形式：整体式凹模结构整体嵌入式凹模局部镶嵌式凹模底部镶拼式凹模组合式凹模结构侧壁镶拼式凹模四壁拼合式凹模§6.1成型零部件的结构设计2026/5/31一、凹模结构设计整体式凹模结构大型模具不易采用整体式结构：※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。§6.1成型零部件的结构设计2026/5/31一、凹模结构设计整体嵌入式凹模凹模由整块模具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，更换方便。适用范围：塑件尺寸较小的多型腔模具§6.1成型零部件的结构设计2026/5/31§6.1成型零部件的结构设计※防转※凹模从上表面嵌入固定板※过渡配合：H7/m6一、凹模结构设计整体嵌入式凹模装配情况2026/5/31一、凹模结构设计局部镶嵌式凹模将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换§6.1成型零部件的结构设计2026/5/31一、凹模结构设计底部镶拼式凹模适用范围：形状复杂或较大的型腔§6.1成型零部件的结构设计结构特点：强度刚度较差，底部易造成飞边（注意结构设计，防止飞边产生）。目的：满足大型塑件凸凹形状的需求，便于机械加工、维修、抛光、研磨、热处理以及节约贵重模具钢材。2026/5/31一、凹模结构设计侧壁镶拼式凹模§6.1成型零部件的结构设计目的：便于机械加工、抛光。适用范围：很少采用，在成型时熔融塑料成型压力使螺钉和销钉产生变形，达不到产品的技术要求指标。图a中螺钉在成型时将受到拉伸力；图b中螺钉和销钉在成型时将受到剪切力。2026/5/31一、凹模结构设计四壁拼合式凹模

凹模四壁和底部都做成拼块，分别加工研磨后压入模套中，侧壁间用锁扣连接。§6.1成型零部件的结构设计2026/5/31一、凹模结构设计优点：便于加工、利于淬透、减少热处理变形、节省模具钢材。适用范围：形状复杂或大型凹模。§6.1成型零部件的结构设计四壁拼合式凹模2026/5/312、凹模的技术要求凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，9SiCr，40Cr凹模热处理：HRC40～55表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2～Ra0.1μm

配合面：Ra0.8μm凹模表面处理：表面镀铬、抛光凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工§6.1成型零部件的结构设计一、凹模结构设计2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计型芯的结构设计型芯的技术要求型芯的装配凸模（型芯）：成型塑件的内表面的零件。主要包括：主型芯、小型芯、螺纹型芯、螺纹型环等。型芯：成型塑件中较大的、主要的内型的成型零件。小型芯、成型杆：成型塑件上较小孔的成型零件。2026/5/311.主型芯的结构设计整体式型芯6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计适用范围：形状简单的型芯整个型芯和模板为一个整体2026/5/31

适用范围：塑件内型较复杂的情况优缺点：节约贵重金属，减少加工量，拼接处必须牢靠严密6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计镶拼组合式型芯1.主型芯的结构设计2026/5/31型芯采用拼块组合6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计1.主型芯的结构设计镶拼组合式型芯2026/5/31小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计2.小型芯的结构设计小型芯的固定方法：2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计异形型芯的固定方法：多个互相靠近型芯的固定方法：2.小型芯的结构设计2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计2.小型芯的结构设计小型芯——型芯台阶固定的形式2026/5/31型芯材料：T7A、T8A、T10A、Cr12型芯热处理：HRC45～50表面粗糙度：型芯表面：Ra0.1~0.025μm

配合面：Ra0.8μm型芯表面处理：表面镀铬、抛光型芯加工：同轴度高的地方配制加工6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计3.型芯的技术要求2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计螺纹型芯型环——用来成型塑件上的螺纹或固定塑件上带螺纹的嵌件，可以自动也可以手动卸除。螺纹型芯螺纹型环螺纹成型件技术要求2026/5/31用途：※直接成型塑件上的螺孔的型芯（考虑收缩）※固定塑件上的螺母嵌件的型芯（不考虑收缩）固定方法：⑴固定在定模的螺纹型芯：螺纹型芯与模板采用间隙配合：H8/h8

通常开模时它随塑件一起被拔出定模，留于动模。6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计2026/5/31⑵固定在动模的螺纹型芯：（图6.14）带弹性连接螺纹型芯与模板采用间隙配合：H8/h8

通常开模时它随塑件一起留在动模，并由推出机构推出。6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计2026/5/316.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计2026/5/31螺纹型环结构：⑴整体式：螺纹质量好⑵组合式：由两瓣拼合而成，接缝处会产生难以修整的溢边，适合于精度要求不高的塑件。6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计2026/5/31螺纹型环结构：6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计4.螺纹型芯和螺纹型环结构设计2026/5/31材料：T8A、T10A、Cr12凹模热处理：HRC40~45表面粗糙度：成型表面：Ra0.2~Ra0.1μm

配合面：Ra0.8~Ra0.4μm表面处理：表面镀铬、抛光6.1成型零部件的结构设计二、型芯的结构设计5.螺纹成型零件技术要求2026/5/31思考与练习:1.型芯结构形式的选择原则有哪些？2.对型芯的技术要求有哪些方面？3.型芯与其它零件的装配形式有哪些？4.凹模采用侧壁拼合，装配时应注意哪些问题？2026/5/31

谢谢大家！再见！

Thankyou.Seeyoulater.2026/5/31知之者不如好知者，好知者不如乐知者。

——孔子《论语》2026/5/31问题：1.如何计算成型零件工作尺寸？2.怎么样计算和校核模具型腔侧壁和底板的厚度？2026/5/311.会运用公式计算成型零件工作部分的尺寸。掌握公式运用目的与要求：重点和难点：2026/5/31一、成型零件的工作尺寸成型零件工作尺寸包括：※型芯和型腔的径向尺寸

※型芯和型腔的深度尺寸

※中心距尺寸§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31二、影响塑件尺寸公差的因素塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度；而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。成型零件的制造误差δz成型零件的磨损δc塑件成型收缩的波动δs模具安装配合误差δj§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31⑴成型收缩率S：室温下塑件尺寸Ls与模具尺寸Lm的相对差值。

S=（Lm-Ls）/Ls模具型腔在室温下的尺寸：Lm=Ls+S×Ls1.塑件的成型收缩δs⑵影响塑件收缩的因素（产生偶然误差）※塑料品种※塑件特点※模具结构※成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度）二、影响塑件尺寸公差的因素§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/311.塑件的成型收缩δs⑶成型收缩偏差δs产生的原因：系统误差：计算收缩率与实际收缩的差异偶然误差：成型时工艺的波动、材料批号的改变等

δs=(Smax-Smin)×Ls对于一副已制造好的模具，δs是引起塑件尺寸变化的主要因素一般要求：成型收缩引起的塑件尺寸误差δs＜Δ/3二、影响塑件尺寸公差的因素§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31二、影响塑件尺寸公差的因素2.成型零件的制造误差δz模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：δz=Δ/3或取IT7-IT8级作为模具的制造公差。3.成型零件的磨损δc中小型塑件模具：δc=Δ/6大型塑件模具：δc<Δ/6成型零件磨损的原因：※塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变)※料流的冲刷※腐蚀性气体的锈蚀※模具的打磨抛光§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/313.成型零件的磨损δc垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损。平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。小批量生产时，δc取小值，甚至可以不考虑。玻璃纤维塑料磨损大，δc应取大值。模具材料耐磨，表面强化好，δc应取小值。小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。二、影响塑件尺寸公差的因素§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化4.模具的安装配合误差δj二、影响塑件尺寸公差的因素§6.2成型零件工作尺寸的计算※塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：

δ=δz+δc+δs+δj+δa※塑件的公差Δ应大于或等于各种因素引起的积累误差之和δ，即Δ≥δ※模具制造公差δz，模具的磨损δc和成型收缩的波动δs

是影响塑件公差的主要因素。2026/5/31三、成型零件工作尺寸计算方法※成型零件尺寸的计算方法有：平均值法和极限值法§6.2成型零件工作尺寸的计算※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：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。2026/5/31※塑件与成型零件尺寸标注方法：轴类尺寸采用基轴制，标负差孔类尺寸采用基孔制，标正差中心距尺寸公差带对称分布，标正负差三、成型零件工作尺寸计算方法§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/312026/5/311.型腔径向尺寸计算已知：塑件尺寸模具磨损量δc=Δ/6平均收缩率S

模具制造公差δz=Δ/3

按平均值计算方法可得：标注制造公差后得：整理得：※式中Δ前的系数可取在1/2～3/4之间四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/312.型芯径向尺寸计算标注公差后得：※式中Δ前的系数可取在1/2～3/4之间四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/312.型芯径向尺寸计算※有脱模斜度时径向尺寸确定

塑件上的孔以小端为准，斜度取向大端；

模具型芯以小端为准，斜度取向大端。只检验小端尺寸：lM=[ls+lsS

+(3/4)Δ]-δz当脱模斜度不包括在塑件公差范围内时：塑件上外形以大端为准，斜度取向小端；模具型腔以大端为准，斜度取向小端。只检验大端尺寸：LM=[Ls+LsS–(3/4)Δ]+δz四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/312.型芯径向尺寸计算当脱模斜度包括在塑件公差范围内时：型腔小端尺寸：LM=[Ls+LsS–(3/4)Δ]+δz

型腔大端尺寸：LM大=[LM＋(1/4～1/2)Δ]+δz

型芯大端尺寸：lM=[ls+lsS+(3/4)Δ]-δz

型芯小端尺寸：lM小=[lM–(1/4～1/2)Δ]-δz四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/313.型腔深度尺寸计算已知：塑件尺寸Hs-Δ

平均收缩率S

模具制造公差δz=Δ/3按平均值计算方法可得：标注公差后得：整理得：四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31标注公差后得：4.型芯高度尺寸计算Δ前的系数也可取为1/2-2/3。四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/314.型芯高度尺寸计算型芯和型腔尺寸计算的注意事项：※径向尺寸计算考虑了δz、δc、δs；而高度尺寸只考虑了δz、δs。※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尺寸的影响。※配合段尺寸要严格计算，不重要的尺寸可简化计算。※精度高的尺寸保留第二位小数，第三位四舍五入。四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31其中：中心距制造公差δz=(1/3～1/6)Δ，通常取δz=(1/3)Δ

。5.中心距尺寸计算（平均值法）四、成型零件工作尺寸计算§6.2成型零件工作尺寸的计算2026/5/31五、成型零件工作尺寸计算实例（Example）§6.2成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸计算实例.doc2026/5/31§6.3成型零部件的强度与刚度计算一、模具强度及刚度概念若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形，因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模困难。模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力会产生一定的内应力及变形。若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂。2026/5/31二、壁厚的受力分析1.模塑过程中模具承受的力设备施加的锁模力熔融塑料作用于型腔内壁的压力2.型腔受内压力作用发生膨胀变形影响塑件的尺寸精度配合面处产生溢料飞边小型腔的许用变形量小，压力作用会导致其破坏§6.3成型零部件的强度与刚度计算2026/5/31二、壁厚的受力分析3.型腔侧壁的最大允许变形量δ大型腔以刚度为主计算，小型腔以强度计算为主圆形凹模直径：D﹤67～86mm时以强度计算为主矩形凹模长边：L﹤108～136mm时以强度计算为主从中小型塑件的尺寸精度考虑：δ≤Δ/5从不产生溢料飞边考虑：型腔配合处的最大间隙δ

﹤塑料的溢料值（表6.4）保证塑件的顺利脱模：δ≤S·t（收缩量）型腔力学计算的特征和性质：§6.3成型零部件的强度与刚度计算2026/5/31二、壁厚的受力分析当分界值不明确时按两种方法计算型腔壁厚值，取其大者。§6.3成型零部件的强度与刚度计算2026/5/31三、壁厚尺寸的计算圆形凹模壁厚矩形凹模壁厚支承板厚度§6.3成型零部件的强度与刚度计算2026/5/311.矩形凹模壁厚计算矩形凹模内侧短边长b整体凹模壁厚S镶拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚S2～4025922>40～5025～309～1022～25>50～6030～3510～1125～28>60～7035～4211～1228～35>70～8042～4812～1335～40>80～9048～5513～1440～45>90～10055～6014～1545～50>100～12060～7215～1750～60>120～14072～8517～1960～70>140～16085～9519～2170～78※表中壁厚是边长比L/b=1.8时的参考尺寸，当L/b＞1.8时壁厚应适当增大。三、壁厚尺寸的计算§6.3成型零部件的强度与刚度计算2026/5/312.圆形凹模壁厚计算凹模内壁直径2r