單分型面注射模

1、1,第三章 單分型面注射模,李寶銘材料科學與工程學院,2,本章基本內(nèi)容塑料注射成型模具的總體結(jié)構(gòu)設計單分型面注射模各組成機構(gòu)的功能和設計方法塑料注射成型模具中塑件的布置普通澆注系統(tǒng)的設計成型零部件尺寸計算簡單推出機構(gòu)設計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計模具結(jié)構(gòu)零部件設計單分型面注射模的設計步驟和設計方法,3,本章重點 單分型面注射模的設計（包括：分型面選擇、澆注系統(tǒng)設計、成型零部件設計、導柱合模機構(gòu)設計、抽芯機構(gòu)設計、溫控系統(tǒng)

2、設計、推出機構(gòu)設計及標準模架的選擇）,4,一、基本概念 動模與定模的接觸表面，稱為分型面；只有一個分型面的注射模稱為單分型面注射模，俗稱二板式注射模（定模板、動模板），常用于直接澆口進料的注射模（大水口模）),§3.1 單分型面注射模概述,5,二、單分型面注射模結(jié)構(gòu)和組成,§3.1 單分型面注射模概述,6,成形零部件澆注系統(tǒng)導向機構(gòu)推出裝置溫度調(diào)節(jié)和排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)零部件,型腔型芯鑲件,主流道分流

3、道澆口冷料穴,單分型面注射模的組成,§3.1 單分型面注射模概述,,,,7,三、工作原理 開模時，模具從動定模分型面打開，塑件包在凸模7上隨動模部分一起向左移動而脫離凹模2，澆注系統(tǒng)的凝料在拉料桿15的作用下，同時和塑料制件連在一起也向左移動。移動一段距離后，當注射機的頂桿21接觸推板13時，推出機構(gòu)開始動作，推桿18推動塑件從塑件從凸模7上脫下來，澆注系統(tǒng)凝料同時被拉料桿15推出。 閉模時

4、，在導柱8和導套9的導向定位下動、定模閉合。在閉合過程中，定模板2推動復位桿19使推出機構(gòu)復位。,§3.1 單分型面注射模概述,8,§3.1 單分型面注射模概述,9,分模及頂出,§3.1 單分型面注射模概述,10,§3.1 單分型面注射模概述,分流道可設在定模一側(cè)；也可設在動模一側(cè)；也可在動定模上各開設一半，但須注意兩半流道要對齊。,11,§3.1 單分型面注射模概述,12,定模板上的澆

5、口套及定位環(huán),§3.1 單分型面注射模概述,動模板上的推出孔,13,推出機構(gòu)復位示意圖,§3.1 單分型面注射模概述,14,推出機構(gòu)推出示意圖,§3.1 單分型面注射模概述,15,動模一側(cè)要設“Z”字形拉料桿：將主流道中的凝料在分型時留于動模一側(cè)。,§3.1 單分型面注射模概述,16,一、型腔數(shù)目和分布1）型腔數(shù)目的確定確定方法： 根據(jù)生產(chǎn)效率和制件的精度要求確定型腔數(shù)目，然后定注射機。

6、先定注射機型號，根據(jù)注射機技術參數(shù)確定型腔數(shù)目。,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,17,根據(jù)鎖模力,注射機鎖模力，N,澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，㎜2,每個塑件在分型面上的投影面積，㎜2,型腔內(nèi)熔體的平均壓力，MPa,注射機最大注射量，g,單個塑件的質(zhì)量，g,澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，g,根據(jù)注射量,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,18,2）型腔的分布單型腔模具塑件在模具中的位置

7、 塑件在定模型腔一般在模具中心 塑件在動模 塑件分別在動、定模,,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,19,多型腔模具型腔的分布 平衡式排布,非平衡式排布,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,20,二、分型面(老區(qū))（一）分型面的形式

8、 分型面：模具用以取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。（動定模的結(jié)合處） 分型面的表達方法：用短粗實線標出分型面位置，箭頭表示分離動作方向。,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,21,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,22,分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面、瓣合分型面。,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,23,（二）分型面選擇的一般原則基本原則： 必須選擇塑件

9、斷面輪廓最大的地方作為分型面，這是確保塑件能夠脫出模具的基本原則。影響：塑件質(zhì)量、模具加工、生產(chǎn)難易度,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,24,分型面選擇應遵循的一般原則： 1. 盡量使塑件在開模后留動、下模邊2. 保證塑件外觀3. 確保塑件位置及尺寸精度4. 便于實現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動作5. 有利于模具制造6. 有利于排氣7. 有利于塑件脫模8. 考慮溢邊對塑件的影響9. 考慮對設備合模力的要求10.

10、考慮脫模斜度的影響,§3.2 塑件在單分型面模具中的位置,25,2. 盡量保證塑件外觀質(zhì)量要求,一個塑件在模內(nèi)的擺放方向至少有兩種參見, 不同方向?qū)λ芗裟．a(chǎn)生的效應不同。,塑料模分型面選擇的原則,改變塑件在模內(nèi)的擺放方向，以保證塑件的外觀要求。,26,許多塑件只要分型面選擇得當，其外觀可以輕易避免或基本不受分型面因素影響，如圖所示塑件。,A正確,B不正確,塑料模分型面選擇的原則,27,3 . 確保塑件位置及尺寸精度,圖中塑

11、件為雙聯(lián)齒輪，要求大小齒輪的直徑與其軸孔有良好的同心度，為實現(xiàn)此要求，應將大小齒輪凹模和型芯均設在動模邊。,A 合理,B不合理,塑料模分型面選擇的原則,28,圖中所示塑件成型模具的分型面若按a中的確定，塑件最大外形尺寸和孔心距屬受模具活動部分影響的尺寸，提高精度較困難，若按b所示確定，易保證成型高精度。,a,b,塑料模分型面選擇的原則,29,4. 便于實現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動作,為簡化模具側(cè)向抽芯機構(gòu)，應將抽芯或分型距離長的擺放在開模具方向上

12、，抽芯或分型距離短作為側(cè)向。,塑料模分型面選擇的原則,30,一般盡可能將側(cè)型芯和滑塊同設在動模部分，這樣可使完全留在動模，模具結(jié)構(gòu)也簡化。圖a為常取形式；圖b因側(cè)型芯在定模，只有當其抽出之后，動、定模才能打開因此模具需要兩次分型，模具結(jié)構(gòu)較復雜。,b,a,塑料模分型面選擇的原則,31,5. 利于模具制造,從塑件結(jié)構(gòu)分析，模具可取A和 B兩種分型形式。Ａ模具合模時，上模的凹模與下模的型芯相配合，如果模具制造精度差，合模時會發(fā)生

13、凹模與型芯碰撞而損壞。Ｂ模具可避免發(fā)生碰撞現(xiàn)象，模具易于加工，但塑件表面會形成一條分型線。,b,a,塑料模分型面選擇的原則,32,6. 有利于排氣,為了便于排氣，選擇分型面時應考慮盡可能將分型面與熔體流動的末端重合，a 結(jié)構(gòu)型腔排氣順暢，b 結(jié)構(gòu)使空氣不易排出。,b,a,塑料模分型面選擇的原則,33,7. 有利于塑件脫模,分型面形式如何對塑件脫模阻力大小有著直接影響 。 a圖示模具成型零件均設在下模；b所示將成型零件分散設置在上模和下

14、模；c所示為保證塑件大孔和小孔之間較高的位置精度要求所采取的設計。,,b,c,a,塑料模分型面選擇的原則,34,8. 考慮溢邊對塑件的影響,分型面形式對塑件溢邊方向有影響，進而影響塑件的尺寸精度及外觀。圖a可能產(chǎn)生水平溢邊，影響塑件高度精度和側(cè)面美觀；圖b可以避免水平溢邊，但型芯與孔間隙配合處可能產(chǎn)生垂直溢邊，溢邊毛刺修除面在塑件的上表面。,a,b,塑料模分型面選擇的原則,35,9. 考慮對設備合模力的要求,成型時，要求設

15、備的合模力必須大于最大模腔壓力與模內(nèi)塑料在水平分型面上的投影面積之乘積，以保證模具分型面鎖緊，防止溢料。 如圖所示，a圖分型面形式下要求合模力比b圖形式的大。,a,b,塑料模分型面選擇的原則,36,10. 考慮脫模斜度的影響,塑件高度較大時，取脫模斜度容易造成塑件的上下兩端尺寸值差異較大，致使塑件尺寸偏差，如a所示。如果外觀允許，可將分型面位置選在塑件的中部，如b所示，這樣脫模斜度不變而兩端尺寸差異減小。,a,b,塑料模

16、分型面選擇的原則,37,塑件留模措施,（三）塑件留模措施:,,當塑件在開模后留在動模或定模皆有可能時，應采取必要的留模措施，保證塑件留在動模。常用措施有以下三種：1. 調(diào)整脫模斜度 2. 調(diào)整表面粗糙度 3. 設置滯留結(jié)構(gòu),38,1. 調(diào)整脫模斜度,將開模時塑件欲脫離的面取較大的脫模斜度，欲滯留的面取較小脫模斜度或者不取脫模斜度，如圖所示。,塑件留模措施,39,2. 調(diào)整表面粗糙度,將欲使塑件脫離成型零件的表面粗糙度取較小值，欲滯

17、留成型零件之表面粗糙度取較大值?！　∽⒁猓捍朔ú贿m宜于透明塑件。,塑件留模措施,40,3. 設置滯留結(jié)構(gòu),在模具零件的側(cè)面加工淺凹槽、設錐形拉料穴或拉料桿等，都可以起到滯留塑件作用，如所示。,塑件留模措施,41,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,1、澆注系統(tǒng)的組成及設計原則澆注系統(tǒng)：模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。作用：使熔體均勻充滿型腔，并使注射壓力有效地傳送到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、質(zhì)量優(yōu)良

18、的塑件。澆注系統(tǒng)的設計是否適當，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形周期。分類：普通澆注系統(tǒng)、熱流道澆注系統(tǒng),42,1）澆注系統(tǒng)的組成,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,結(jié)構(gòu),43,主流道：連接注射機噴嘴與分流道或型腔（單腔模）的進料通道。分流道：介于主流道和澆口之間的流道，使熔料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向并均衡分配給各型腔（多腔模）。澆口：分流道與型腔之間最狹窄的部分，使熔體流速產(chǎn)生加速度，以利于迅速充滿型腔，同時可防

19、止過度倒流，在成型后凝料與塑件易分離。冷料穴：儲存前鋒冷料,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,44,2）澆注系統(tǒng)的設計原則1. 適應塑料的成形性能，保證塑料熔體流動平穩(wěn)2. 流道盡量短，流道盡量減少彎折、表面光滑3. 流道表壁的粗糙度要低，為Ra1.6~Ra0.8微米4. 排氣良好 5. 防止型芯變形和嵌件位移6. 澆口位置適當，凝料去除方便，切除澆口凝料時應不影響塑件制品外觀7. 澆注系統(tǒng)設計要

20、結(jié)合型腔布局，合理設計冷料穴8. 校核流動距離比和流動面積比,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,45,流動距離比,模具中各段料流通道及各段模腔長度,塑料的許用流動比,模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度,3）流動比的校核,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,46,例3.1,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,47,2、主流道及分流道設計1）主流道設計? 主流道作用：連接注射

21、機噴嘴與分流道或型腔（單腔模）的進料通道，是熔料進入型腔最先經(jīng)過的部位。? 設計要點：截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,48,具體的設計要點：? 主流道通常設計成圓錐形，錐角α＝2º~6º（對流動性較差的可取3º~ 6º）。內(nèi)壁表面粗糙度一般為0.8mm。? 為防止主流道與噴嘴處溢料 R2= R1+（1~2）㎜

22、 d2= d1+（0.5~1）㎜ h=3~5㎜,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,49,R2= R1+（1~2）㎜ d2= d1+（0.5~~1）㎜h=3~5㎜ r=1~~3㎜ L≤60㎜H：小型模具為8~10㎜ 大型模具為10~15㎜,澆口套,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,50,,澆口套的固定形式,§3.3 單分型

23、面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,51,目前，澆口套已經(jīng)標準化，可根據(jù)前面的設計要點查手冊、查廠家樣本選用。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,52,2）分流道設計作用：改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。分流道的形狀與尺寸,,L=1~2.5倍的大端直徑，一般取8~30㎜ α=5º~10º,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,53,分流道的表面粗糙度(老區(qū))R

24、a值1.25~2.5 ，一般取1.6分流道與澆口的連接形式分流道的設計要點? 制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,54,? 成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂，流道截面要大一些。? 流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料穴。? 使塑件和流道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合。? 保證熔體迅速而均勻地充滿

25、型腔。? 分流道的尺寸盡可能短，盡可能小。? 要便于加工及刀具的選擇。? 每一級流道要比下一級流道大10～20%,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,55,3、澆口的設計澆口的作用（限制性澆口） ? 提高了塑料的流動性，有利于充型； ? 防止熔體的過度倒流； ? 成形后便于塑件與整個澆注系統(tǒng)的分離。澆口的類型 直接澆口 中心澆口 側(cè)澆口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 爪形澆

26、口 點澆口 潛伏式澆口,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,56,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,直接澆口（主流道形澆口）?特點? 因澆口尺寸大，流程短，所以流動阻力小，進料快，傳遞壓力好，有利于補縮。? 易于排氣? 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積小模具結(jié)構(gòu)緊湊注射機受力均勻。? 塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難。,57,? 設計要點? 主流道根部不宜過大，否則該

27、處因溫度高，易產(chǎn)生縮孔；成型薄壁塑件時，根部直徑不宜超過塑件壁厚的兩倍。? 選用較小的主澆道錐角α=2º~4º，且盡量減少定模板和定模座板厚度。? 適用場合? 大、中型長流程深型腔筒形或殼形塑件。? 熔融黏度高的塑料，如：PSU、PC等。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,58,中心澆口（是直接澆口的特殊形式）? 適用場合 適用于深腔的箱、筒、殼形且中心有通孔的塑件。,§

28、;3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,59,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,側(cè)澆口（邊緣澆口、標準澆口）? 側(cè)澆口的特點? 能方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。? 可以根據(jù)塑件形狀和填充需要，靈活選擇進料位置。? 澆口去除方便，不留明顯痕跡。 塑件往往有熔接痕，且注射壓力損失較大。 對排氣不利。,60,? 側(cè)澆口尺寸,側(cè)澆口寬度,塑件的外側(cè)表面積,側(cè)澆口的厚度,澆口處塑件的壁厚,系數(shù)：PS

29、、PE取0.6；POM、PC、PP取0.7；聚乙酸乙烯酯（PVAC）、PMMA、PA取0.8；PVC取0.9,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,61,? 側(cè)澆口的形式,側(cè)向進料的側(cè)澆口對中、小型塑件：t=0.5~2㎜（或取塑件壁厚的 ）b=1.5~5.0 ㎜ L=0.7~2.0㎜,端面進料的搭接式側(cè)澆口L1=（0.6~0.9）+ L=2.0~3.0㎜,側(cè)面進料的搭接方式,§

30、;3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,62,? 側(cè)澆口的兩種變異形式 扇形澆口,l=1~1.3 ㎜ t=0.25~1.0 ㎜ b取6㎜到澆口處型腔寬度的1/4L可取6㎜左右,常用于扁平而較薄的塑件，如蓋板、托盤,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,63,,平縫澆口（薄片澆口）,b取塑件長度的25﹪~100﹪t=0.2~1.5㎜l=1.2~1.5㎜,用于成型面積較小、尺寸較大的扁

31、平塑件,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,64,環(huán)形澆口,端面進料L1=0.8-1.2㎜L=2-3㎜內(nèi)側(cè)進料t=0.25-1.6㎜L=0.8-1.8㎜,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,65,? 環(huán)形澆口的特點? 進料均勻，圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好? 排氣容易? 基本可以避免熔接痕? 澆口去除困難,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,66,輪輻式澆

32、口,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,67,4）澆口位置的選擇原則? 應使流程最短，料流變向最少，并防止型芯變形,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,68,,避免熔體破裂現(xiàn)象 ——噴射、蠕動（蛇形流）,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,69,? 應有利于流動、補料和排氣,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,70,,? 考慮分子取向的影響,成型杯狀塑時，

33、在注射適當階段轉(zhuǎn)動型芯，由于型芯和型腔壁相對運動而使其間塑料受剪切作用而沿圓周取向，提高了塑件周向強度。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,71,,? 減少熔接痕，提高熔接強度,帶圓孔的平板塑件，左側(cè)熔接痕在邊上較為合理；右側(cè)熔接痕與小孔連成一線，使塑件強度大大削弱。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,72,大型框架塑件，左側(cè)由于流程過長，使熔接處料溫過低而熔接不牢，形成明顯的熔接痕。,§

34、;3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,73,切線方式進料，料流以旋轉(zhuǎn)方式充模，可以避免明顯的匯流融合。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,74,4、冷料穴和拉料桿設計主流道末端，直徑稍大于主流道大端直徑作用：貯存冷料，拉出凝料。拉料桿及冷料穴結(jié)構(gòu)： ? 鉤形（Z形）冷料料穴 ? 倒錐形冷料穴 ? 環(huán)槽形冷料穴,~,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,

35、75,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,76,拉料桿材料：T8A或T10A熱處理：頭部HRC50～55拉料桿與推件板：H9/f9（間隙應小于塑料的溢料值）拉料桿固定部分：H7/m6 表面粗糙度：Ra0.8,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,77,5、排氣結(jié)構(gòu)設計1）排氣不良的危害 ? 阻礙塑料熔體正常快速充模 ? 氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦 ? 在充模速度

36、大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑料過厚的情況下，氣體會浸入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,78,2）模內(nèi)氣體來源 ? 型腔和澆注系統(tǒng)中存在空氣 ? 塑料原料中含有水分，在注射溫度下蒸發(fā) ? 塑料分解產(chǎn)生氣體 ? 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應生成氣體,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,79,3）排氣方式,用分型面排氣,用

37、型芯與模板配合間隙排氣,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,80,利用頂桿配合間隙排氣,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,81,用側(cè)型芯運動間隙排氣,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,82,4）排氣槽設計要點 ? 排氣槽應盡量設在分型面上并盡量設在凹模一邊，以便于模具制造與清理。 ? 應盡量設在料流末端和塑件較厚處。 ? 排氣方向不應朝向操作工人，并最好呈曲線狀

38、，以防注射時燙傷工人。 ? 槽寬常取1.5~6㎜，槽深0.02~0.05㎜，以塑料不進入排氣槽為宜。,§3.3 單分型面注射模普通澆注系統(tǒng)設計,83,,§3.4 成型零部件設計,84,,§3.4 成型零部件設計,85,一、成型零件結(jié)構(gòu)設計1、凹模（型腔）的結(jié)構(gòu)設計整體式,§3.4 成型零部件設計,86,整體式： 由整塊鋼材直接加工而成，結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，但調(diào)整費

39、時、費力，不經(jīng)濟，適用于小型塑件。 大型模具不易采用整體式結(jié)構(gòu)：不便于加工，維修困難；切削量太大，浪費鋼材；大件不易熱處理（淬不透）；搬運不便；模具生產(chǎn)周期長，成本高。,§3.4 成型零部件設計,87,組合式① 整體嵌入式型腔（p107）,主要用于成型小型塑件，而且是多型腔的模具，各單個型腔采用機加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，可以保證各個型腔的形狀尺寸一致

40、。,§3.4 成型零部件設計,88,② 局部鑲嵌式型腔（p108）,局部鑲嵌式型腔適用于型腔較復雜或型腔的某一部分容易損壞，需經(jīng)常更換的場合。,§3.4 成型零部件設計,89,,③ 底部鑲拼式型腔（p109）,§3.4 成型零部件設計,90,④ 側(cè)壁鑲拼式型腔（p109）,§3.4 成型零部件設計,91,⑤ 四壁拼合式型腔（p109）,§3.4 成型零部件設計,92,§

41、;3.4 成型零部件設計,2、型芯的結(jié)構(gòu)設計 ① 整體式 主型芯 ② 組合式,93,§3.4 成型零部件設計,94,§3.4 成型零部件設計,95,小型芯的結(jié)構(gòu)設計① 圓形小型芯的固定,§3.4 成型零部件設計,96,§3.4 成型零部件設計,② 異形小型芯的固定方式,97,三、成型零件工作

42、尺寸計算1）影響塑件尺寸精度的因素 ——計算成型零部件工作尺寸要考慮的要素 成型收縮率的影響 成型零件的制造公差 成型零件的磨損 安裝配合誤差,§3.4 成型零部件設計,98,塑料的成型收縮 導致塑件尺寸的變化值（塑料收縮率波動誤差）,包括設計模具選取的計算收縮率與實際收縮率的差異，以及成型塑件時由于工藝條件波動、材料批

43、號發(fā)生變化而造成塑件收縮率值的波動，前者造成塑件尺寸系統(tǒng)誤差，后者造成塑件尺寸的偶然誤差。,塑料收縮率波動誤差,塑件的基本尺寸,塑料收縮率波動所引起的誤差應小于塑件公差的1/3,§3.4 成型零部件設計,99,模具成型零件的制造誤差 成型尺寸的精度應當高于制品相對各尺寸的精度，一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3~1/4或取IT7~IT8級作為制造公差。,§3.4 成型零部件設計,1

44、00,模具成型零件的磨損 ——型腔尺寸變大，型芯尺寸減小? 造成磨損的原因： ① 熔體流動沖刷 ② 腐蝕性氣體的銹蝕 ③ 脫模時的磨擦★ ④ 由上述原因造成表面粗糙度增加而需重新打磨拋光,§3.4 成型零部件設計,101,? 只考慮與脫模方向平行的表面的磨損，而忽略垂直方向表面的磨損? 磨損量的大小與成型塑件的

45、材料、成型零件的耐磨性、生產(chǎn)綱領有關 一般的：中、小型塑件取塑件公差的1/6 大型塑件取小于1/6塑件公差,§3.4 成型零部件設計,102,模具安裝配合的誤差,成型過程中無動作要求的成型零件，一般采用過渡配合安裝。要求動作的零件，如型芯，要求間隙配合安裝，則對制品尺寸帶來誤差，動模與定模合模時，會產(chǎn)生合模位置誤差。,§3.4 成型零部件設計,103,綜上所述，

46、制品可能產(chǎn)生的最大誤差δ為上述各種誤差的綜合，即 δ=δs+δc+δz+δj+δaδz——成型零件制造誤差δc——型腔使用過程中的總磨損量δs——塑料收縮率波動引起塑件尺寸變化值δj——因配合間隙變化引起塑件尺寸的變化值δa——因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差。 為保證塑件精度必須使上述各因素所造成的各種誤差累積后的誤差值δ應小于或等于塑件的尺寸公差Δ，即δ≤Δ,§3.4 成

47、型零部件設計,104,注意：① 不是塑件的任何尺寸都同時與以上幾個因素有關② 所有誤差同時偏向最大或同時偏向最小的可能性非常?、?大型塑件，收縮率波動對塑件尺寸公差影響較大，靠提高模具制造精度來提高塑件精度是困難的和不經(jīng)濟的。應穩(wěn)定成型工藝條件、選擇收縮率波動小的塑料來保證塑件精度；小型塑件，模具制造誤差和磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，故應考慮提高模具制造精度、減小磨損以控制塑件精度。,§3.4 成型零部件設計,1

48、05,2）成形零件工作尺寸計算成形零件工作尺寸計算方法：（1）平均法(平均收縮率）按塑料收縮率、成型零件制造公差和磨損量均為平均值時，制品獲得平均尺寸來計算。 Scp=(Smax+Smin)/2（2）極限法規(guī)定：對塑件尺寸和成型零件的尺寸偏差統(tǒng)一按以下原則標注，即?包容面（型腔和塑件內(nèi)表面）尺寸采用單向正偏差標注?被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用單向負偏差標注?中心距尺寸采用雙向?qū)ΨQ偏差標注,§

49、;3.4 成型零部件設計,106,§3.4 成型零部件設計,107,（1）、型腔徑向尺寸 LM =[(1+SCP)LS-xΔ]式中: LS——塑件基本尺寸；　　 SCP——收縮率；　　 Δ——塑件的尺寸公差；　 　δｚ——模具制造公差， δｚ= Δ/3 ~Δ/4　 x——修正系數(shù)。 塑件尺寸較大、精度級別較低時， x =1/2　 塑件

50、尺寸較小、精度級別較高時， x =3/4,+δz 0,+δz 0,§3.4 成型零部件設計,108,（2）、型腔深度尺寸 HM =[(1+SCP)HS-xΔ]式中: HS——塑件基本尺寸；　　 SCP——收縮率；　　 Δ——塑件的尺寸公差；　　 δｚ——模具制造公差，δｚ= Δ/3 ~Δ/4　 x——修正系數(shù)。 塑件尺寸較大、精度級別較低時，

51、 x =1/2　 塑件尺寸較小、精度級別較高時， x =2/3,+δz 0,+δz 0,§3.4 成型零部件設計,109,（3）、型芯徑向尺寸 AM =[(1+SCP)AS+xΔ]式中：AS——塑件基本尺寸；　　　SCP——收縮率；　　　Δ——塑件的尺寸公差； 　　δｚ——模具制造公差，δｚ= Δ/3 ~Δ/4　 x——修正系數(shù)。x=0.5 ~

52、 0.75,0-δz,0-δz,§3.4 成型零部件設計,110,（4）、型芯高度尺寸 BM =[(1+SCP)BS+xΔ]式中：BS——塑件基本尺寸；　　　SCP——收縮率；　　　Δ——塑件的尺寸公差；　　　δｚ——模具制造公差， δｚ= Δ/3 ~Δ/4　 x——修正系數(shù)。 x=1/2 ~ 2/3 塑件尺寸較大、精度級別較低時， x

53、=1/2 塑件尺寸較小、精度級別較高時， x =2/3,0-δz,0-δz,§3.4 成型零部件設計,111,（5）、中心距尺寸 CM ±δｚ/2=(1+SCP)CS±δｚ/2式中：CS——塑件基本尺寸；　　　SCP——收縮率；　　　Δ——塑件的尺寸公差；　　　δｚ——模具制造公差，δｚ= Δ/3 ~ Δ/4,§3.4 成型零部件設計,112

54、,注意： 對帶有嵌件或孔的塑件，在成型時由于嵌件和型芯等影響了自由收縮，故其收縮率較實體塑件小。計算帶有嵌件的塑件的收縮率時，上述各式中收縮值項的塑件尺寸應扣除嵌件部分尺寸。,§3.4 成型零部件設計,,,,114,（一）模具的強度及剛度概念 在模塑制品的過程中，型腔受內(nèi)部高壓熔體作用，如果型腔側(cè)壁和底板（支承板）厚度不足，則會發(fā)生開裂，或者打不開模具，或者打開模具卻難以取出塑件，塑件成型精

55、度差等現(xiàn)象。開裂為模具的強度不足，后者為模具的剛性差，產(chǎn)生的彈性變形量過大所致。 （1）防止溢料 （2）保證塑件精度 （3）有利于脫模,§3.4 成型零部件設計,115,（二）型腔側(cè)壁及底板厚度的強度及剛度計算公式,由于型腔受力狀態(tài)十分復雜，進行精確的力學計算非常困難，實用中采用近似計算方法，基本能滿足工作要求 ，或根據(jù)經(jīng)驗公式。 對于大尺寸的型腔，一般按剛度公式來對

56、型腔的側(cè)壁厚度或底板厚度進行選取或校核；對于小尺寸的型腔，按強度公式來對型腔的側(cè)壁厚度或底板厚度進行選取或校核。,§3.4 成型零部件設計,116,,§3.4 成型零部件設計,117,,§3.4 成型零部件設計,118,§3.4 成型零部件設計,119,1、推出機構(gòu)組成及作用概念 推出機構(gòu)：把塑件從成形零件上脫出的機構(gòu)。推出機構(gòu)組成? 推出部件（推桿、拉料桿、推桿固定

57、板、推板、支撐釘）? 推出導向部件（推板導柱、推板導套）? 復位部件（復位桿）。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,120,分類按驅(qū)動方式分： 手動推出機構(gòu) 機動推出機構(gòu) 液壓（氣動）推出機構(gòu)按模具的結(jié)構(gòu)特征分： 一次推出

58、機構(gòu),,推桿推管推板其它,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,,121,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,122,推出機構(gòu)設計原則? 推出機構(gòu)應設置在動模一側(cè)：由于推出機構(gòu)的動作是通過注射機上的頂桿來驅(qū)動的。所以一般情況下，推出機構(gòu)設在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設計時應盡量使塑件能留在動模一側(cè)。? 保證塑件不因推出而變形損壞：設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小合理選擇推出方式及

59、推出位置。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,123,? 機構(gòu)簡單動作可靠：機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。? 良好的塑件外觀：推出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，以免推出痕跡影響塑件外觀質(zhì)量。? 合模時正確復位：保證不與其他模具零件相干涉。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,124,2、推出力（脫模力）的計算1）推出力的組成① 克服因包緊

60、力而產(chǎn)生的摩擦力；② 克服大氣壓力（特指有盲孔的筒、殼類塑件）。③ 克服機構(gòu)本身運動的摩擦阻力注：開始脫模的瞬間所需克服的阻力最大,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,125,2）推出力計算公式μ—塑料與鋼的摩擦系數(shù)，聚碳酸酯、聚甲醛取0.1～0.2，其余取0.2～0.3P —塑料對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下 模外冷卻的塑件p＝（2.4～3.9）×107Pa；模內(nèi)冷卻的塑件p＝（0.8～1

61、.2）× 107Pa — 盲孔塑件垂直于推出方向的投影面積A —塑件包容型芯的面積α—脫模斜度。,,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,126,3、推出機構(gòu)設計1）推桿推出機構(gòu)推桿推出機構(gòu)的特點? 結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，易提高精度? 損壞后便于更換? 位置選擇靈活? 推出力作用面積小，易引起較大局部應力，頂穿塑件或使塑件變形,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,127,&

62、#167;3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,128,推桿的工作端面形狀 圓形、矩形、三角形、橢圓形、半圓形等推桿的材料及熱處理 材料：T8、T10，熱處理：50~54HRC 65Mn，熱處理：46~50HRC,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,129,,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,130,推桿的設計要點推桿位置,

63、§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,131,﹡推桿應設在推出阻力最大的地方，應注意不能和型芯（或嵌件）距離太近，以免影響凸?；虬寄５膹姸?。﹡當塑件各處推出阻力相同時，推桿應均衡布置，使塑件被推出時受力均勻，以防止變形。﹡當塑件上有局部凸臺或肋時，推桿通常設在凸臺或肋的底部。﹡推桿不宜設在塑件薄壁處，若結(jié)構(gòu)需要，可增大推出面積以改善塑件受力狀況。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,132,﹡當塑件上

64、不允許有推出痕跡時，可采用推出耳形式。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,推出耳,133,推桿直徑不宜過細，應有足夠的強度、剛度承受推出力。 通常推桿直徑取2.5~12㎜，對直徑小于3㎜的細長推桿應作成下部加粗的階梯形。 推桿的配合形式 配合：H8/f8、粗糙度：Ra≤0.8μm,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,134,2）推管推出機構(gòu)適用范圍：圓筒

65、形、環(huán)形塑件或塑件上有圓孔凸臺。特點：推出力均勻，塑件不易變形，無明顯推出痕跡。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,135,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,136,3）推板推出機構(gòu)工作過程：在型芯的根部安裝一塊推件板，與塑件的整個周邊端面接觸，開模時，利用頂桿推動推板運動，從而帶動塑件運動脫模。特點及應用場合：作用面積大，推出力大而均勻；并且在塑件上無推出痕跡，常用于推出支承面很小的塑件，如薄

66、壁容器及各種罩殼類塑件。,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,137,推件板與型芯間留有0.2～0.25mm的空隙，并以錐面配合。大型深腔塑件應設進氣裝置。,設計要點,§3.5 單分型面注射模具推出機構(gòu)設計,138,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,1、模具加熱與冷卻的目的,加熱?熱固性塑料需要較高的模具溫度促使交聯(lián)反應進行?某些熱塑性塑料也需維持80度以上的模溫，如聚甲醛、聚苯醚等?大型模具要預熱

67、?熱流道模具的廣泛使用,冷卻模塑周期主要取決于冷卻定型時間（約占80%），通過降低模溫來縮短冷卻時間，是提高生產(chǎn)效率的關鍵。,139,模溫過低,塑料流動性差，塑件輪廓不清晰，表面無光澤； 熱固性塑料則固化不足，性能嚴重下降。,模溫過高,易造成溢料粘模，塑件脫模困難，變形大； 熱固性塑料則過熟。,模溫不均,型芯型腔溫差過大，塑件收縮不均、內(nèi)應力增大、塑件變形、尺寸不穩(wěn)定。,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,140,2、模具加熱

68、裝置的設計,1）模具加熱的方法有? 氣體加熱（蒸汽）? 工頻感應加熱：設備復雜? 電阻加熱：最常用,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,141,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,2）電阻加熱元件,142,3）電阻加熱的計算加熱模具所需的電功率(P)可按模具的重量(m)近似計算： P=m×q 或 P=0.24m(T2-T1)其中：q—單位模具重量所需的電功率

69、 T2-T1—模具加熱前后的溫度差,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,143,3、模具冷卻裝置的設計冷卻介質(zhì)：水、壓縮空氣、冷凍水、油,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,144,1）冷卻通道設計原則,? 冷卻水孔相對位置尺寸 d=(8～12)mm L≥10mm L1=(1～2)d L2=(3～5)d,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,145,? 模具結(jié)構(gòu)允許，冷卻孔盡量大、多，使冷卻更均勻。,

70、§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,146,? 冷卻孔要避開塑件的熔接痕部位。,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,147,? 水孔排列與型腔形狀吻合,? 定模與動模要分別冷卻，保證冷卻平衡。,? 澆口附近與壁厚處加強冷卻,? 冷卻通道應密封且不應通過鑲塊接縫，以免漏水。,? 進出水溫差不宜過大,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,148,2）冷卻裝置的形式,§3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計,149,§3.7 注射模

71、標準模架和常用件,一、注射模標準模架模具標準化：美國DME、德國HASCO、日本FUTABA世界三大模具標準件企業(yè)。注射模具零件標準的種類：標準模架：四個基本型模架：A1、A2、A3、A4九個派生模架：P1～P9中小型模架標記：A2-100160-03-Z GB/T12556.1-1990大型模架標記：A-80125-26 GB/T12556.1-1990,150,1、注射模標準模架1）中小型標準注射模架（GB/T1