3成型零部件结构设计

1、成型零部件结构设计,重点： 型腔布置方式 分型面确定方法 设计排气槽的目的 常用的组合式型芯和型腔设计原则,重点、难点,难点： 组合式型腔设计,成型零部件设计,成型零部件是指构成模具型腔的所有零件。 型腔（凹模、母模） 型芯（凸模、公模） 成型杆、成型环 镶嵌件,成型零部件设计,设计内容： 型腔总体结构：型腔数量、模腔布置、进浇点、分型面位置、排气方式、脱模方式等。 从加工角度决定成型零件的组合方式。 根据制品尺寸和收缩率确定成型零件的成型尺寸。 校核成型零件的刚度和强度，确定厚度尺寸。,型腔数量,决定因素有： 制品重量及注射机注射量 制品在开模方向的投影面积及注射机锁模力 模具外形尺寸及注射

2、机拉杆间距 制品有无侧凹（是否需要侧抽芯） 制品精度 生产批量及经济效益,两板式模腔布置,单腔模具,中心开口制品的边缘浇口单腔模具,浇口数量任意，但要考虑熔结缝的数量和强度,模腔布置-单腔模具,中心无开口的投影连续制品用中心浇口（三板式点浇口或两板式主流道型浇口）,如果用两板式边缘浇口，则造成模具偏心。可在型腔对称位置加压力垫块，或其它方式？,模腔布置-双腔模具,哪一种更好？,比如：一制品成型周期3秒，每分钟成型20次，如果每次制品下落时间少0.15,则每分钟可多注射一次，提高效率5%。,模腔布置-三腔模具,仅为制品下落时间不同的差别。,只有圆形平衡布局，一般无矩形布置方式。,模腔布置-四腔模

3、具,矩形布置的结构较紧凑,模腔布置-四腔模具,浇口开在宽边还是窄边取决于制品,此圆形平衡布局的H值都要比矩形布置的大,模腔布置-基数腔模具,5和9腔一般只能用圆形布局，可用热流道也可用冷流道。分流道成辐射状与制品型腔相连，这与一模三腔的结构相似。 对一模7、11、13腔等而言（不能整除360度），理论上是可以用圆形布局的，但实际上并不可取，因为这样在尺寸排布和加工安装上都会有较大困难。对更大的基数，由于空间限制也更难用圆形布局。基数腔模具一般用于成套零件的成型。,模腔布置-六腔模具,圆形和矩形布置皆可，下图皆为矩形布局。哪种最好 ？,模腔布置-八腔模具,模腔布置-八腔模具,矩形布置的两种方式，

4、哪种布局更好？,另一种矩形布局是在上面基础上旋转90度。,模腔布置-八腔模具,细长制品的矩形布置方式,模腔布置-十二腔模具,模腔布置-十六腔模具,A和B都是常用的布局形式,模腔布置-二十四腔模具,与左图类似，但末端为X分布,模腔布置-三十二腔模具,一般只用这种平衡布局方式，对细长制品，可用线性非平衡式布局。图中红色表示可用X布局代替H型布局。,设计人员应尽量将流道设计成均衡的矩形布局，一般投影面积的长边不要超过短边的2倍。,模腔布置-三十二腔模具,模腔数是4的倍数(最好为8的倍数)的通用模腔布局。,将一个线性和H形流道配合使用，对太多腔就可以不用考虑平衡的问题了。,三板式模腔布局,特点 模腔间

5、可以相互紧靠着排列，因为不用安排主流道各分流道。但还是考虑冷却水道、模具型芯和顶杆位置等因素。 与二板式模具相比，在模腔数相同时，应该有更短的流道长度。 对多腔模而言，如果要节约空间可用蜂窝形布局。 平衡式布局是期望的目标，但并不是绝对必须。,模腔布置-三腔模具,与两板式模具型腔布局相似，只是更紧凑些。,模腔布置-四腔模具,与两板式模具型腔布局相似，甚至可以更紧凑些。也可以用H型布局，但没必要，因为流道与制品不在一个面上，X型布局是最好的。,模腔布置-六腔模具,典型的双Y流道布局加上一段直流道,模腔布置-八腔模具,常用双X流道布局和双H流道布局加上一段直流道。还要考虑制品脱出后被取走的方向、制

6、品形状和顶出等。,模腔布置-八腔模具,细长制品的模腔布局,模腔布置-十二腔模具,浇口可以置于制品任何位置（参考前面内容）。,模腔布置-十六腔模具,浇口可以置于制品任何位置（参考前面内容）。,模腔布置-二十四腔模具,此桥连在三板式模具中更常用，用于连接流道凝料，使其保持在一个平面上，方便顶出。,模腔布置-二十四腔以上模具,对左图的32腔，其长宽比有点太悬殊了，可用右图的34腔来代替。,分型面,分型面:为了将制品及凝固的流道从模腔中取出，模腔必须能夠分成两个或者是多个主要的部分。这些可以分离部分的接触表面，通称为分模面(PL面)。 分型面数量可以有一个（常用）或多个，动定模之间的分型面为主分型面，

7、其它为次分型面。 分型面形状可为平面或曲面，分型面可垂直于（常用）、平行于或倾斜于开模方向，或成阶梯状（难点）。,分型面,一般原则： 不影响制品外观 有利于制品尺寸精度 有利于模具加工，特别是型腔加工 有利于浇注系统、冷却系统和排气系统 有利于制品脱模（一般留于动模） 有利于镶嵌件的安装 由客户确定分型面位置，否则由设计人员决定。,分型面,分型面设计很重要除了考虑模具整体结构外，还要考虑钳工装配。 设计分型面时须检查： 分型面位置 分型面定位 分型面是否有尖角,分型面不能影响制品外观,通常的分型面位置,分型面不能影响制品外观,用户要求的分型面位置,模具设计的分型面位置,如果不能满足用户要求，再

8、好的模具设计也无用,分型面位置,合 理,不合理,分型面应开在制件断面轮廓最大的地方。,分型面最好不要开在制品光亮平滑或带圆角处以避免溢料痕迹或拼合缝痕迹。,哪一个设计更合理?,分型面位置,分型通常位于最大轮廓处,无法直接脱模,可顺利脱模,分型面位置,分型面的设计应尽量避免倒扣或侧抽芯,分型面位置,最复杂的分型面即为阶梯状分型面,分型面设计-制品方位,尽量避免与开模方向垂直或倾斜的侧向分型抽芯。,三个侧分型,两个侧分型,一个侧分型,分型面设计-制品方位,尽量避免与开模方向垂直或倾斜的侧向分型抽芯。,主分型方向,无侧向分型,一个侧分型,分型面设计,原则：尽可能使制件留在动模一边。,一般筒形薄壁制品

9、,形状复杂的多型芯制品,小型芯厚壁芯制品,内有管状无螺纹嵌件的制品,分型面设计,原则：对一制件同心度要求高的部分最好皆设在动模或定模（比如双联齿轮等），否则要很好地定位。,合 理,不合理,如果制件的同心度要求较高,哪个设计合理?,分型面设计,型腔侧,型芯侧,PL面,此处只有用电加工，且制品顶出困难，故不合理,此设计有什么问题？,分型面设计,型腔侧,型芯侧,PL面,将PL面设计在开口处，便于加工，顶出容易。,分型面设计,哪一个设计合理？,可能需要用电加工,小型芯外形磨削即可,分型面设计,此面咬花或者抛光困难,不合理,分型面设计,此面容易咬花或者抛光,合理,分型面设计,有侧凹或侧孔的制品，抽拨距离

10、小的作为侧分型，抽拨距离长的作为主分型。（液压抽芯除外） 投影面积大的作为主分型面，投影面积小的作为侧分型面，以减小对锁紧楔的压力。 尽量将侧向分型抽芯机构放在动模一侧，以简化模具的结构，抽拨距也可以更长。 如果利用分型面来排气，则分型面应设计在料流的末端。,分型面设置例子（笔筒）,分型线,分型面设置例子（笔筒）,设计一,分型面设置例子（笔筒）,设计二,分型面设置例子（滑雪靴）,滑雪靴上压板 Shoes High_back,分型面设置例子（滑雪靴）,滑雪靴上压板 Shoes High_back,分型面设置例子（滑雪靴）,滑雪靴上压板 Shoes High_back,排气槽设计,目的：将型腔内的

11、气体顺利、完全地排出。以免制品上有气孔、接缝、被烧焦、型腔不能被充满。另外，气体不能被排出，产生很高的型腔压力使充模速率降低。 尽量利用现成的间隙（分型面、顶出系统的配合间隙、活动型芯与型芯孔配合间隙等）来排气。否则必须另外设计排气措施。 排气槽位置：料流的末端，一般在凹模上。 当制品设计不合理时，很难解决排气的问题。,排气槽设置例子（滑雪靴）,扣 件,排气槽设置例子（滑雪靴）,排气槽设置例子（滑雪靴）,排气槽设置例子（滑雪靴）,排气槽设置例子,合 理,不合理,哪一个设计更合理?,排气槽设计,槽深取0.010.015mm,槽宽1.56mm。尽量设计大些，对不同的塑料品种，以不大于相应的溢料间隙

12、为原则。比如：ABS、HIPS、PC、PMMA、SAN取0.030.08mm，PE、PP、PA等取 0.020.03mm。 出口不要朝向操作工人一侧，以免塑料喷出发生事故。排气槽弯曲渐宽以减小塑料冲出时的动能。,排气槽设计,排气槽设计,排气道形状,排气槽设计例子,快速注射直径为200mm的圆形制品。,选择连续排气孔，孔深0.01mm，则排气孔面积为200XPIX0.01=6.28mm2； 排气槽：W=5mm,DG=0.8mm,面积=3.64mm2。 排气道：W=5mm，DC=1mm,面积：3.4mm2。 则至少需要的排气道数=6.28/3.4=2 最好取4到8个均布。,排气杆设计,排气镶件设计

13、,多孔金属排气,负压及真空排气,流道排气,型腔底部排气,常见分型面处理方式,1平面分型面的选取,若PL面与开模方向垂直则可直接延伸成PL面,常见分型面处理方式,2斜面PL面的选取,型腔与型芯在红色点处相接容易在制品边沿产生毛边(不合理),型腔型芯直接在斜面上靠破彼此之间会产生错位(不合理),哪一个设计合理？,常见分型面处理方式,2斜面PL面的选取,哪一个设计合理？,斜面靠破后再延伸一平面定位同时也有利于加工对刀(合理),斜面靠破后型芯型腔做插破面防滑处理(合理),常见分型面处理方式,3曲面PL面的分取,沿曲面延伸一段靠破面(靠破面的大小视制品大小而定一般应大于3mm)再做平面靠破。,常见分型面

14、处理方式,4圆柱形产品PL面的选取,直边,对于轴类零件有圆度要求时在PL面上向內做小0.1mm,即增加一段直边。,为什么？,常见分型面处理方式,4圆柱形产品PL面的选取,防错位，利用型芯型腔锥面定位,常见分型面处理方式,5破孔的拆法,正面靠破，从脱模的角度，各占一部分,型腔侧,型芯侧,PL面,放大后,红色线所示为分模线型腔型芯在此靠破,靠破孔的处理方式,靠破孔的处理方式,定模,动模,侧面插破,侧面靠破孔：插破面上必须做角度且角度越大越好原则上拔模段差min=0.1mm。,筋处镶件的处理方式,十字筋处由于筋较深一般为电加工加工难度大易造成工件异常将其拆成镶件可方便加工缩短加工周期常见的有以下几种

15、组合方式,筋处镶件的处理方式,在筋的底部组合一个不通的零件，把电火花加工变成线切割加工。,筋处镶件的处理方式,整体设计成一个小型芯。,成型零件结构设计,由于直接与高温高压的塑料熔体接触，直接影响到塑料制品的质量，故应有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、精度和粗糙度。对可能会产生腐蚀性气体的塑料，模具材料还应具有耐腐蚀性。 粗糙度：成型面小于0.4m，配合面0.8m，其他面6.3m 1.6m。 成型零件应进行热处理，硬度大于HRC40。,凹模设计-整体式,凹模成型制品的外表面。 结构形式：整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌组合式和四壁拼合式。,整体嵌入式凹模,对多腔模，其凹模常加工成单独的

16、镶块（比如用冷挤压方法等）再嵌入到模套中，以保证各型腔尺寸的一致性。下图皆用轴肩固定。,整体嵌入式凹模,凹模从分型面压入，以螺钉固定或以较紧的配合定位。可以省去垫板。,局部镶嵌式凹模,目的：为了加工方便或易于更换凹模中容易损坏的部分。,大面积镶嵌组合式凹模,目的：为了加工方便，比如研磨、抛光和热处理等。,必须注意底板的刚度,为什么?,后两种是否不易楔入塑料熔体?,大面积镶嵌组合式凹模,从螺钉受力安全的角度,哪种结构更好?,大面积镶嵌组合式凹模,四壁拼合式凹模,侧壁单独加工，采用扣锁互连压入模套。,型芯和成型杆设计,型芯和成型杆设计,成型杆（小型芯）常单独加工，再与其他的成型零件组合。,型芯设计,对多个相互靠近的小型芯，如果用轴肩和垫板连接，而轴肩部分又互相干涉，可以磨去干涉的部分。垫板上只加工一个在圆坑或长槽。,型芯设计,对异形（非圆形）型芯，可以只把必要部分作成异形，其余部分作成圆形。用轴肩和固定板连接或用螺母/螺钉和弹簧垫圈定位。,螺纹型芯和型环的设计,螺纹型芯成型塑料制品的螺纹孔或固定金属螺纹镶嵌件。对前者在计算型芯尺寸时要考虑收缩率；而对后者则不用考虑收缩的问题。 螺纹型环成型塑料制品的外螺纹。 脱模方式：自动卸螺纹和模外手动卸螺纹。 要求：定位可靠，不因外界振动或料流的冲击而移位，在开模时能与制品一起方便地取出。,螺纹型芯和型环