注塑模具成型零件的结构设计

成型零件的设计

分型面的选择

1、分型面及其基本形式

（1）分型面个数：一个或两个以上

（2）分型面方向：垂直于、倾斜于或平行于合模方向

（3）分型面形状：平面、斜面、阶梯面、曲面

2、分型面选择的一般原则

分型面选择应遵循以下原则：

（1）分型面应便于塑料制品的脱模

（2）分型面选择应有利于侧面分型和抽芯

（3）分型面选择应保证塑料制品的质量

（4）分型面选择应有利于防止溢料

（5）分型面选择应有利于排气

（6）分型面选择应尽量使成型零件便于加工

（7）当以上选择原则发生冲突时，应根据实际情况，分型面选择应以满足产品主要要求为主。

成型零件的结构设计

1、凹模的结构设计

（1）整体式结构，适用于形状简单加工容易的型腔。

（2）整体嵌入式，可节约模具材料，降低成本。

（3）局部镶拼式，用于局部加工较难时的情况。

（4）四壁合拼式，用于尺寸较大，易热处理变形的模具。

2、型芯的结构设计

（1）整体式，形状简单时，型芯与模板做成一体。

（2）组合式，从节约材料出发，即利用轴盾和底板连接

（3）小型芯单独性加工后再嵌入模板中。

（4）非圆形小型芯，把安装部分做成圆形，易于加工，而成形部分做成异形，用轴盾连接。

（5）复杂型芯的组合方式。

3、螺纹型芯和螺纹型环的结构设计

（1）螺纹型芯

按用途可分为成型塑件上的螺孔和固定螺母嵌件两种，前一种应考虑塑料收缩率和表面粗糙度。

对螺纹型芯结构设计及固定有如下要求：

1）螺纹型芯在成型时应可靠定位并防止塑料熔体挤入分型面

2）便于塑料制品的脱模和螺纹型芯的装拆

3）结构简单，便于制造

（2）螺纹型环

分整体式和组合式两种

4、塑料齿轮型腔

成型零件工作尺寸的计算

定义：工作尺寸指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸。包括有①型芯型腔的径向尺寸②型芯的高度尺寸 ③型腔的深度尺寸 ④中心距尺寸

1、影响塑件尺寸公差的因素：

（1）成型零件本身制造公差δz

（2）使用过程中成型零件的磨损δc

（3）成型收缩率的偏差和波动δs：所谓成型收缩率是指室温时塑料制品与模具型腔两者尺寸的相对差。

按下式计算：

推导得：

影响塑件收缩的因素为：a、塑料的品种；b、塑料制品的特点；c、模具结构；d、成型方法与工艺条件

（4）模具安装配合的误差δj

（5）水平飞边厚度的波动δf

综上所述，塑件可能产生的误差为以上误差总和。即：

δ＝δz＋δc＋δs＋δj＋δf

塑件制品的公差值应大于或等于上述各因素所引起的积累误差，即：Δ≥δ，否则将会影响模具制造和成型工艺条件的控制。

2、成型零件工作尺寸计算方法：

由于一般情况下，模具制造公差、磨损和成型收缩率波动是影响塑件公差的主要因素，计算工作零件时就根据以上三项因素进行计算。

计算方法有两种：①按平均收缩率、平均制造误差、平均磨损量计算；②按极限收缩率、极限制造误差、极限磨损量计算。前者计算简单，但可能有误差；后者计算复杂，但能保证塑件在规定公差范围。以下按平均值的计算方法来进行计算。

计算成型零件型腔和型芯尺寸时，塑料制品和成型零件尺寸均按单向极限制，若制品上公差是双向分布的，则应按这个要求进行换算，孔心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。

3、型腔和型芯径向尺寸的计算

4、型腔深度和型芯高度计算

（1）型腔深度尺寸

已知塑料制品尺寸(Hs)0 -Δ，平均收缩率为Scp%，设型腔深度尺寸为 H+δz M0，按平均值计算：

（2）型芯高度尺寸

已知零件尺寸为h+Δ0，平均收缩率为Scp%，设型芯高度为 hM，按平均值计算：

型腔和型芯尺寸计算注意事项：1）型腔和型芯径向尺寸计算中考虑了成型收缩率、磨损、成型零件制造误差的影响，而型腔深度和型芯高度尺寸计算公差中只考虑了收缩率和成型零件制造误差的影响，由于磨损影响甚小，不予考虑；2）对于成型收缩率很小得塑料，可不考虑收缩率对成型零件尺寸的影响；3）了解塑料制品的要求，对于配合尺寸应认真设计计算，不重要尺寸简化计算。

5、型芯之间或成型孔之间中心距的计算

塑料制品中心距和模具成型零件的中心距公差带都是对称分布，磨损不会使中心距发生变化。模具型芯或孔的中心距计算公式如下：

CM＝（CS＋CS Scp％）±δz / 2

式中：Cs—塑料制品上中心距尺寸

6、型芯（或成型孔）中心到成型面距离的计算

（1）凹模内型芯或孔中心到侧壁距离的计算

LM =（Ls＋Ls Scp%－δc / 4）±δz / 2

取δc＝Δ/6，即得：

LM =（Ls＋Ls Scp%－Δ/ 24）±δz / 2

（2）型芯上的小型芯或孔得中心到型芯侧面距离得计算

型芯得磨损将使距离变小，单边最大磨损量为δc / 2，计算公式为：

LM =（Ls＋Ls Scp%＋Δ/ 24）±δz / 2

7、螺纹型芯和螺纹型环尺寸的计算

（1）螺纹型芯工作尺寸的计算

1）螺纹型芯中径：

d2M=（D2s＋D2s Scp％＋b）0 －δz

式中：d2M—螺纹型芯中径；D2s—塑件螺纹中径基本尺寸；b—塑件螺纹中径公差；δz—螺纹型芯中径制造公差，一般取δz＝b/5。

2）螺纹型芯大径：

dM=（Ds＋Ds Scp％＋b）0 －δz

式中：dM—螺纹型芯大径；Ds—塑件螺纹大径基本尺寸；δz—螺纹型芯大径制造公差，一般取δz＝b/4。

3）螺纹型芯小径：

D1M=（D1s＋D1s Scp％＋b）0 －δz

式中：d1M—螺纹型芯小径；D1s—塑件螺纹小径基本尺寸；δz—螺纹型芯小径制造公差，一般取δz＝b/4。

4）螺纹型芯螺距：

PM=（Ps＋Ps Scp％＋b）±δ`z/ 2

式中：PM—螺纹型芯螺距；Ps—塑件螺纹螺距基本尺寸；δ`z—螺纹型芯螺距制造公差。

（2）螺纹型环工作尺寸的计算

1）螺纹型环中径为：

D2M＝（d2s＋d2sScp％－b）＋δz 0

式中：D2M—螺纹型环中径；d2s—塑件外螺纹中径基本尺寸；δz—螺纹型环中径制造公差，其值取b/5或查表。

2）螺纹型环大径为：

DM＝（ds＋dsScp％－b）＋δz 0

式中：DM—螺纹型环大径；ds—塑件外螺纹大径基本尺寸；δz—螺纹型环大径制造公差，其值取b/4或查表。

4）螺纹型环螺距：

PM=（Ps＋Ps Scp％＋b）±δ`z/ 2

（3）螺纹型芯和型环工作尺寸计算注意事项：

1）螺纹型芯和型环径向尺寸计算分别与一般型芯和型腔尺寸计算公式原则上一致，但有所区别。

2）当收缩率相同或相近得塑件外螺纹与塑件内螺纹相配合时，计算螺距时可不考虑收缩率。

塑料模型腔侧壁和底板厚度计算

1、型腔的强度和刚度

型腔的强度计算是从型腔在各种受力形式下的应力值不超过许用应力为出发点的；而型腔的刚度计算则是从以下三个方面出发：

（1）成型过程不发生溢料

（2）保证塑料制品的精度

（3）保证塑料制品顺利脱模

2、型腔侧壁和底板厚度的计算

（1）组合式圆形型腔的侧壁和底板厚度计算

1）壁厚公式为：

（按刚度算）；（按强度算）

2）底板厚度计算公式为：

（按刚度计算）；（按强度计算）

（2）整体式圆形型腔侧壁和底板厚度计算

1）侧壁厚度计算公式为：

2）型腔底板厚度计算公式：

（按刚度计算）；（按强度计算）

（3）组合式矩形型腔侧壁和底板厚度计算

1）型腔侧壁壁厚计算公式：

2）底板厚度计算公式：

（按刚度计算）；（按强度计算）

（4）整体式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度计算公式：

1）型腔侧壁厚度计算公式：

（按刚度计算）；（按强度计算）

2）底板厚度计算公式：

（按刚度计算）；（按强度计）

来源：机械师孙凤