第4章-4.5(1).ppt

1、第4章注射成型模具设计,4.1 概述 4.2 注射机的校核 4.3 型腔压力分析 4.4 普通浇注系统设计 4.5 成型零部件系统设计 4.6 脱模系统的设计,4.7 合模导向系统的设计 4.8 侧向分型抽芯系统的设计 4.9 模具温度调节系统的设计 4.10 特种注射模具设计 4.11 热固性塑料注射模具设计,4.5 成型零部件系统设计,一、型腔分型面的设计： 二、成型零件的钢材选用： 三、成型零件的结构设计： 四、成型零件工作尺寸的计算： 五、模板厚度及侧壁厚度尺寸计算：,重点： 1、分型面选择与设计 2、型腔结构设计 3、成型零部件尺寸计算,难点： 1、根据不同的塑料件，选用合理的型腔分

2、型面使之成型容易； 2、根据不同的塑料件，选用合理的凹模和凸模结构。,成型零部件系统： 指模具上用以直接成型塑件内外表面的零件。 包括凸模、凹模、型芯或成型杆、成型环、镶块等。,一、型腔分型面的设计： 、型腔分型面的形状设计： 、排气系统的设计：,、型腔分型面的形状设计,分型面 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。,罗马数字（英文字母）表示的是分型的先后顺序，箭头标明模具的运动方向。,分型面的设计,认识分型面的形状：,问题：下面几图是常用分型面的形状，能根据图形说出其名称吗？,平面,斜面,阶梯面,曲面,瓣合（垂直）分型面,分型面应尽量选择平面的，但是为了适

3、应塑件成型的需要与便于塑件脱模，也常采用后几种分型面。虽然分型面加工困难，但型腔加工却比较容易。,理解分型面的选择原则：,思考1：下面两图可能采用的分型面有哪几种？比较其优缺点？,分型面的设计,分析：1、分型面B、和不利于塑件脱模。 2、分型面A和便于塑件脱出。,结论1：分型面要取在塑件的最大截面处。,分型面的设计,思考2：下面两图的分型面选择会使塑件在分型后在留在哪一模？对脱模有何影响？,a图,b图,分型面的设计,分析：,1、按a图分型，塑件收缩后包在定模型芯上，分型后会留在定模一侧，这样就必须在定模部分设置推出机构，增加了模具结构的复杂性。 2、按b图分型，分型后塑件会留在动模，利用注射机

4、的顶出装置和模具的推出机构很容易的推出塑件。合理,结论2：分型面的选择要考虑有利于留模方式，便于塑件顺利脱模。,分型面的设计,思考3：下图可能采用的分型面有哪几种？比较其优缺点？,分型面的设计,分析：,1、按a图分型，两部分齿轮分别在动、定模内成型，则因全模精度的影响，将导致塑件的同轴度不能满足要求。 2、按b图分型，则能保证两齿轮的同轴度要求。,a图,b图,结论3：分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。,不合理,合理,分型面的设计,思考4：下图的塑件可采用斜、直两种分型面，请从模具方面考虑比较其优缺点？,分型面的设计,分析：,1、按a图分型，因型芯头部和型腔不对称，型芯和型腔加工很困难

5、。 2、按b图采用倾斜分型面，则加工容易。,a图,b图,结论4：分型面的选择应有利于模具的加工。,不合理,合理,分型面的设计,思考5：下图的塑件采用的两种分型面，请从锁模方面考虑比较其优缺点？,a图,b图,分型面的设计,分析：,1、按a图分型，塑件在合模方向的投影面积较大，锁模的可靠性较差。 2、按b图分型，投影面积较小，保证了锁模的可靠性。,a图,b图,结论5：分型面的选择应考虑成型面积和锁模力。,不合理,合理,分型面的设计,思考6：下图的塑件采用的两种分型面， b图较a图合理，请你解释原因。,a图,b图,分型面的设计,分析：,1、按a图分型，排气效果较差。 2、按b图分型，对注射过程的排气

6、有利。,a图,b图,结论6：分型面的选择应有利于排气。,不合理,合理,分型面的设计,根据前面的结论，分析下面几图分型面的合理性：,分型面的设计,分型面的设计,分型面的设计,分型面的设计,分型面的设计,分型面的设计,分型面的设计,分型面的选择原则,2、有利于脱模,3.有利于保证塑件尺寸精度和表面质量,5.有利于锁模,4.有利于模具成型零件的加工,1.选在塑件外形最大轮廓处,6.有利于排气,小 结,分型面的设计,返回,、排气系统的设计： 设计原因：充模过程中，若型腔内空气不能及时排出，会影响塑件质量。,）排气不良的危害 增加熔体充模阻力，使充模不满； 塑件表面有流动痕和熔合缝，使力学性能下降；,滞

7、留气体使塑件产生银纹、气孔、剥层等表面质量缺陷； 滞留气体在充模时被压缩产生瞬间高温，使熔体分解变色，甚至碳化烧焦； 降低充模速度，延长成型周期。,）排气系统设计方法 利用分型面间隙排气（排气效果与分型面的接触精度有关）； 利用顶杆或成型杆与孔的配合间隙排气（顶杆与孔之间的间隙一般在0.030.05mm，必要时可对顶杆作些结构上的处理）；,利用球状合金烧结金属块排气（必须在金属块后面开设排气通道，但通道不能太大）,在熔合缝位置开设冷料井(贮存冷料前可以贮存少量气体。这样做，有压缩空气存在，会增加熔体内部压力。),在分型面上开设专用排气槽（最可靠有效的办法）,典型尺寸：长度L2mm，单个宽度 W

8、W3.25mm，高度h0.015mm，高度h0.81.6mm。,典型尺寸：深度0.0250.1mm，宽度1.56mm。,大型模具可利用零件间隙排气。,返回,二、成型零件的钢材选用： 型腔要有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性。表面要有足够的精度和光洁度（以上）。,、选用要求： 机械加工性能良好； 抛光性能优良； 耐磨性和抗疲劳性能好； 具有耐腐性能。,、注塑模具用钢种： 模块和模板供应常用钢号：50或55调质处理。实际生产中常用20和45。,预硬钢：常用钢号P20(3Cr2Mo)、SM1(55CrNiMnMoVS)； 镜面钢（属于时效硬化钢）： 常用钢号PMS(10Ni3CuAlVS)、SM2(2

9、0CRNi3AlMnMo) 耐腐蚀钢：常用钢号 CR(6Cr16Ni4Cu3Nb),AISI（美国钢铁学会） American Iron and Steel Institute,小结,合理的分型面形式可提高生产效率； 排气不良可能会一系列的严重后果，轻者塑料件质量低劣，重者会损坏注射机或模具。,返回,三、成型零件的结构设计： 、凹模： ）整体式凹模：,整体式凹模 特点： 由一整块金属加工而成，牢固、不易变形。 适用条件： 形状简单，容易制造。（电火花或立式铣床）,适用条件： 型腔中某一部分易坏，常加工成嵌件，以备经常更换或用高硬度耐磨金属加工。,）局部镶嵌式凹模：,）整体嵌入式凹模：,整体嵌入

10、式凹模 特点： 凹模被加工成镶块，多型腔模具可保持形状相同。 适用条件： 一模多腔塑件。,）大面积镶嵌 组合式凹模：,大面积镶嵌组合式凹模 特点： 便于模具的加工、研磨、抛光、热处理。 注意事项： 组合面必须仔细磨平，侧壁与底板接合处的锐棱不能损伤，底板应有足够厚度。,）四壁拼合的组合式凹模：,四壁拼合的组合式凹模 特点： 大型和形状复杂的凹模，难于加工，可分块加工，然后组合装到一个模套中。 注意事项： 侧壁相互之间采用扣锁连接以保证连接的准确性，连接处外侧做成0.30.4mm的间隙，使内侧接缝紧密。,、成型杆、型芯和凸模： 成型杆、型芯并无严格区分，通常来说，成型杆成型小孔，型芯则稍大一些，

11、凸模则更大些。 它们都是用来成型内表面，所以受料流冲击力较大，常用优质钢材制造，然后镶到模具上。,返回,四、成型零件工作尺寸的计算： 注射成型模具零件工作尺寸：是指零件上直接成型塑料件的型腔、型芯和孔的尺寸。,塑件尺寸可能出现的误差的组成： (了解) mscj m模具成型零件的制造偏差 s塑件成型收缩引起误差 c成型零件的磨损影响制品的误差 j模具运动零件的动配合表面间的间隙变大所引起的误差,模具和塑件的尺寸符号-尺寸类型 包容尺寸：孔类 被包容尺寸：轴类 中心距尺寸 单边位置尺寸：凸台、孔、槽等局部结构的中心线至某一型面的尺寸,模具和塑件的尺寸符号-偏差 包容尺寸：取单向正偏差 被包容尺寸：

12、取单向负偏差 中心距尺寸：取双向等值偏差 单边位置尺寸：同上,模具和塑件的尺寸符号 D、d塑件的包容与被包容尺寸,径向, H、h塑件的包容与被包容尺寸,高度及深度, L、l塑件的中心距与单边位置尺寸, D、d模具的包容与被包容尺寸, H、h模具的包容与被包容尺寸,高度及深度, L、l模具的中心距与单边位置尺寸,模具和塑件的尺寸符号 塑件尺寸公差，按SJ1372-78或GB/T14486-93或GB/T14486-2008选定,mm,m 模具尺寸公差，按GB/T1800-1998选定,mm,m sax 、 smin 物料最大、最小成型收缩率 scp 物料平均收缩率,成型收缩率：S,、按平均收缩率

13、计算的成型零件尺寸（ ） ）型腔与型芯径向尺寸计算： 型腔径向尺寸计算公式的推导：,型腔径向尺寸的近似算法：,返回,五、模板厚度及侧壁厚度尺寸计算： （以整体式圆筒形型腔为例） 1、按强度条件计算： 2、按刚度条件计算：,1、按强度条件计算： 1）模板侧壁厚度尺寸计算 整体式圆筒形型腔侧壁厚度,-模具强度计算许用应力，MPa，（160或300） r-型腔内半径，mm p-型腔压力，MPa,(3050),1、按强度条件计算： 2）模板厚度计算 整体式圆筒形型腔模板厚度,2、按刚度条件计算： 1）模板侧壁厚度尺寸计算 整体式圆筒形型腔侧壁厚度,E-模具钢材弹性模量，MPa，(2.1e5,2.2e5) -模具刚度计算许用变形量，mm(经验或公式) h-型腔深度，mm W-影响模具变形的最大尺寸,2、按刚度条件计算： 2）模板厚度计算 整体式圆筒形型腔模板厚度,r-型腔内半径，mm,作业四： 计算生产如图所示塑件的模具成型零件尺寸，包括型腔、型芯径向尺寸，型腔深度、型芯高度尺寸，整体式型腔侧壁及底板厚度尺寸，并对结果尺寸规范化。,已知条件： 原料选用ABS，平均收缩率scp=0.55%； 设型腔压力为p50MPa。 设塑件精