第六章-成型部分的設計-李德群、黃志高

注射模成型部分的設計型腔數(shù)目的確定1.按技術參數(shù)確定型腔數(shù)目

(1)根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目型腔數(shù)目的確定與排列形式

(2)根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目（3）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目2.根據(jù)經濟性確定型腔數(shù)目模具費用為:注射成型費用為:總成型加工費用為:多型腔的排列1.多型腔排列一般原則（1）從注射工藝角度需考慮以下幾點：1)流動長度2)流道廢料3)澆口位置4)進料平衡①按平衡式排位②按大塑件靠近主流道，小塑件遠離主流道的方式排位。5)型腔壓力平衡。

（2）從模具結構角度需考慮以下幾點1)滿足封膠要求排位應保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定的距離，以滿足封膠要求。2)滿足模具結構空間要求排位時應滿足模具結構件，如楔緊塊、滑塊、斜推桿等的空間要求。同時應保證以下幾點：①模具結構件有足夠強度；②與其它模架零件無干涉；③有運動件時，行程須滿足脫模要求，有多個運動件時，要注意相互之間不能產生干涉；3)充分考慮螺釘、冷卻水及推出裝置為了使模具能達到較好的冷卻效果。4)模具長寬比例是否協(xié)調2．多型腔排列壓力平衡的計算分型面的選擇

分型面：是模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面的分類：1.按其位置與注射機開模運動方向的關系來分類：垂直于注射機開模運動方向，平行于開模方向，傾斜于開模方向2.按分型面的形狀來分類：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面和斜面分型面3.按分型面的形狀來分類：一個或多個分型面的形式分型面的選擇分型面的選擇原則(1)符合塑件脫模的基本要求，分型面位置應設在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位;(2)分型線不影響塑件外觀;(3)確保塑件留在動模一側;(4)確保塑件質量;(5)分型面選擇應盡量避免形成側孔、側凹;(6)滿足模具的鎖緊要求;(7)合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置;(8)有利于模具加工。分型面選擇示例

分型面的選擇原則分型面選擇示例

分型面選擇示例

分型面選擇實例分析1．實例12．實例23．實例3分型面的寬度的確定

一般用于小型注射機上模具的分型面的寬度為10mm;

中型注射機上模具的分型面的寬度為為25mm;

大型注射機上模具的分型面的寬度為50~75mm。

型腔內氣體的來源及危害型腔內氣體的來源（1）原有的空氣（2）樹脂中釋放的揮發(fā)性物質及水汽型腔內氣體的危害排氣和引氣系統(tǒng)設計

排氣的幾種方式1.利用模具分型面或配合間隙排氣

2.開設排氣槽排氣3.當型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或可活動的型芯時，可在型腔相應部位鑲嵌經燒結的金屬塊（多孔性合金塊）以供排氣。排氣結構的設計原則表4-14常用塑料排氣槽深度塑料名稱排氣槽深度塑料名稱排氣槽深度聚乙烯（PE）0.02苯乙烯-丙烯腈（SAN）0.03聚丙烯（PP）0.01~0.02聚甲醛（POM）0.01~0.03聚苯乙烯（PS）0.02聚酰胺（PA）0.01苯乙烯-丁二烯（SB）0.03聚酰胺（含玻璃纖維）（PA）0.01~0.03ABS0.03聚碳酸酯（PC）0.01~0.03AS0.03聚碳酸酯（含玻璃纖維）（PC）0.05~0.07澆口的位置不同，排氣槽的開設的位置也不同。幾種引氣方式塑件粘附型腔的情況較嚴重，開模時也應設置引氣裝置(尤其整體結構的深型腔)1.鑲拼式側隙引氣1.鑲拼式側隙引氣尤其整體結構1.鑲拼式側隙引氣尤其整體結構1.鑲拼式側隙引氣2.氣閥式引氣2.氣閥式引氣凹模的結構設計1.整體式凹模注射模具成型零件設計2．整體嵌入式凹模3．組合式凹模4．鑲嵌式凹模1）局部鑲拼式凹模在凹模的結構設計中，采用鑲拼結構有如下好處：（1）簡化凹模加工，將復雜的凹模內形部的加工變成鑲件的外形加工。降低了凹模整體的加工難度。（2）鑲件用高碳鋼或高碳合金鋼淬火。淬火后變形較小，可用專用磨床研磨復雜形狀和曲面。凹模中使用鑲件的局部凹模有較高精度，經久的耐磨性并可置換。（3）可節(jié)約優(yōu)質塑料模具鋼，尤其對于大型模具更是如此。（4）有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的通道的設計和加工。在結構設計中應注意以下幾點：（1）凹模的強度和剛度因此有所削弱，所以?？虬鍛凶銐虻膹姸群蛣偠取＃?）鑲件之間，及其與?？蛑g盡量采用凹凸槽相互扣鎖，以減小整體凹模在高壓下的變形和鑲件的位移。鑲件必須準確定位，并有可靠緊固。（3）鑲拼接縫必須配合緊密。轉角和曲面處不能設置拼縫。拼縫線方向應與脫模方向一致。（4）鑲拼件的結構應有利于加工、裝配和調換。鑲拼件的形狀和尺寸精度應有利于凹?？傮w精度，并確保動模和定模的對中性，還應有避免誤差累積的措施。凸模的結構設計凸模（即型芯）是成型塑件內表面的成型零件，通常可分為整體式和組合式兩種類型。1．整體式凸模

2．組合式凸模（1）整體裝配式凸模：它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成2．組合式凸模（1）整體裝配式凸模：它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成（2）圓柱形小型芯的裝配反嵌法固定小型芯的參數(shù)與配合

當模板較厚而型芯較細時，為了便于制造和固定，常將型芯下段加粗或將小型芯的長度減小，并用圓柱襯墊)或用螺釘壓緊。

當模具內有多個小型芯時，各型芯之間距離較近，如果對每個型芯分別加工出單獨的沉孔，孔間壁厚較薄，熱處理時易出現(xiàn)裂紋。所以，可以在型芯固定板上加工出一個大的公用沉孔

當對于成型3mm以下孔的圓柱型芯可采用正嵌法，將小型芯從型腔表面壓入。

(3)異形型芯結構(4)鑲拼型芯結構

(4)鑲拼型芯結構

(4)鑲拼型芯結構

加大型芯鑲件安裝孔的直徑

偏心型芯鑲件

3．螺紋型芯4.螺紋型環(huán)4.螺紋型環(huán)成型零件工作尺寸計算1.成型零件工作尺寸分類

成型零部件中與塑料接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸，它包括型腔深度與型芯高度尺寸，型腔和型芯徑向尺寸，成型零件中心距(如孔間距、型芯間距、孔或凸臺中心到型腔（主型芯）側表面的距離)。

成型零件工作尺寸分類按磨損后尺寸變化趨勢，將工作尺寸分類：（1）軸類尺寸(A類)

該類尺寸屬于包容尺寸，與塑料熔體或塑件之間產生摩擦磨損之后，具有變大的趨勢。屬于這類尺寸的有：型腔深度、型腔徑向尺寸等；（2）孔類尺寸（B類）該類尺寸屬于被包容尺寸，與塑料熔體或塑件之間產生摩擦磨損之后，具有變小的趨勢。屬于這類尺寸的有：型芯高度、型芯徑向尺寸等。（3）中心距類尺寸（C類）該類尺寸不受摩擦磨損影響，因此可視為一種不變尺寸。屬于這類尺寸的有：孔間距、型芯間距和孔中心與型芯中心的距離。

①成型零件的制造誤差：制造公差δZ,一般可取塑件總公差Δ的1/3~1/4。②成型零件的磨損量：對于中小型塑件，最大磨損量δc可取塑件總公差Δ的1/6，即δc=Δ/6；對于大型塑件則取Δ/6以下。③成型收縮率的偏差和波動④模具安裝配合的誤差⑤水平飛邊厚度的波動成型收縮率的確定(1)

對于收縮率范圍較小的塑料品種，一般取平均收縮率。(2)

對于收縮率范圍較大的塑料品種，應根據(jù)塑件形狀，尤其壁厚來酌情選擇（壁厚者，取上限值），塑件各部位選擇的收縮率也各不相同。(3)

嵌件較多時收縮率應取小。(4)

塑件精度較高或收縮率不易掌握時，塑件外徑取較小的收縮率，內徑取較大的收縮率，以留有試模修模余量。(5)利用注射成型工藝參數(shù)可以對塑料制件的收縮量進行調節(jié)。

凹模徑向尺寸制品的平均徑向尺寸：凹模平均尺寸：制品的收縮量：當制品很大、精度又不高時：當制品很小時、精度又高時：考慮公差的型腔徑向尺寸： 型芯徑向尺寸：凹模深度尺寸：型芯高度：塑料制品和模具上中心距尺寸的公差標注均采用雙向等值公差，中心距尺寸的計算中不考慮磨損余量，則計算型腔尺寸時的注意事項：塑件收縮率范圍較大但按平均收縮率計算尺寸時，為防止收縮超差可預先驗算：若塑件尺寸為軸類尺寸，則若塑件尺寸為孔類尺寸，則若塑件尺寸為中心距尺寸，則選擇成型零件安裝部分制造公差的原則，一般以不使塑料熔體產生溢邊為準，習慣上常取H9/f9，尺寸較大時取H7/e8或H7/f7，非配合尺寸取塑件公差的1/3~1/4。螺距尺寸

注射模在工作過程中要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、鎖模力等等。模具型腔如強度不夠，將產生塑性變形或斷裂破壞；如剛度不夠，將產生較大的彈性變形，使模具貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象。另外，當成型后成型壓力消失時，型腔因彈性回復而收縮，當收縮量大于塑件的收縮時，型腔會緊緊包住塑件造成開模困難或塑件殘留在定模上而損壞塑件或塑件質量不良。因此，有必要對模具型腔進行強度和剛度計算。4.7.4凹模、凸模以及動模墊板的力學計算凹模和凸模及動模墊板力學計算(較復雜的公式)經驗法:(1)單型腔側壁厚度4.7注射模具成型零件設計(2)多腔模具的型腔與型腔之間的壁厚

墊板厚度的經驗數(shù)據(jù)

4.7注射模具成型零件設計（一）長方形型腔壁厚及底板厚度的計算1.組合式（1）型腔壁厚剛度條件：

p是型腔內熔體壓力，一般取25~45MPa；L1是型腔側壁長邊尺寸（mm）；H是型腔高度（mm）；a是受熔體壓力部分的高度（mm）；E是彈性模量，鋼材取MPa；δ是允許變形量（mm）。為防止溢料應根據(jù)不同塑料的最大不溢料間隙決定，如對低粘度塑料，取0.025~0.04mm；對中粘度塑料，取0.05mm左右；對高粘度塑料取0.06~0.08mm；為保證尺寸精度，δ可取塑件允許公差的1/5左右。

（一）長方形型腔壁厚及底板厚度的計算（2）型腔底板厚度1)剛度條件：2)強度條件：

l是型腔側壁邊長；L是支撐寬度；B是凹模寬度；b是型腔寬度。（一）長方形型腔壁厚及底板厚度的計算2.矩形整體式（1）型腔壁厚由剛度計算由剛度計算L是型腔長度；a是型腔深度；b是型腔寬度；c是L/a決定的常數(shù)，查表4-4；c'是L/b決定的常數(shù)，查表

（二）圓形型腔壁厚及底板厚度的計算1.組合式從剛度出發(fā)：從強度出發(fā)：μ是泊松比，鋼材取0.25；r是型腔內徑。（二）圓形型腔壁厚及底板厚度的計算（2）型腔底板厚度從剛度觀點出發(fā)：從強度觀點出發(fā)：（三）動模墊板厚度計算

F是動模墊板受的總壓力（N）；A是塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積；B是動模墊板寬度（mm）；L是支承塊間距（mm）；p是型腔壓力，一般取25~45MPa；[δ彎]是彎曲許用應力（MPa）；K是修正系數(shù)，取0.6~0.75。

4.7.5成型零件的工藝性(1)避免產生尖鋼，薄鋼4.7注射模具成型零件設計(2)保證成型零件的強度和剛度

1)盡量避免零件的尖角，所有成型零件要盡力避免尖角的出現(xiàn)，因為尖角容易引起應力集中從而降低零件的使用壽命。特別是凹模的內腔更是這樣。2)增加鎖緊塊，減少彈性變形。3)盡量減小動模墊板在墊塊上的跨距，當跨距較大時，可在動模墊板與動模座板之間增加支承柱。4)對于較為細長的型芯采用端部定位，提高強度，減少型芯變形。

4.7注射模具成型零件設計設計時考慮小孔與鑲件的對接面配合方法

4.7注射模具成型零件設計設計時必須考慮窄而深的筋槽加工方法4.7注射模具成型零件設計設計時必須考慮加工基準面

4.7注射模具成型零件設計設計時應考慮采用便于機械加工及鉗修加工的結構

4.7注射模具成型零件設計對于無需精密配合的部位可設計空刀槽，以節(jié)約加工工時4.7注射模具成型零件設計對于不配合的過孔盡量作得大一些4.7注射模具成型零件設計對于不影