塑料模具成型零部件设计.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节 成型零部件设计,1,、教学目的与要求,目的：,学习塑料注射模具成型部件的结构及相关设计要求。,要求：,掌握模具分型面的设计及要求；,掌握模具成型部件的结构设计及要求；,掌握模具成型部件尺寸的计算；,熟悉模具成型部件强度的计算；,掌握模具排气槽的设计及要求。,第四节 成型零部件设计,成型零部件：成型模具的零件。主要有：型腔,(cavity),、型芯,(core),、成型杆等。,一、分型面,(part line),的设计,1,、分型面：分开模具取出制品的面。,沿制品的最大轮廓向外展开的面。,2,、分型面的形状,平面分型面,2,、分型面的形状,2,、分型面的形状,曲面分型面,曲面分型面,一、分型面的设计,3,、分型面的设计原则,（,1,）分型面开设在制品轮廓最大处；,（,2,）分型面的选择应使制品留于动模；,（,3,）分型面的选择应保证制品的技术要求；,（,4,）有侧抽芯的制品，应使侧向分型的距离最短；,（,5,）分型面的选择应使制品表面光滑。,第四节 成型零部件设计,二、成型零件的结构设计,（一）、结构,1,、整体式,（一）、结构,整体式型芯,整体式型腔,（一）、结构,整体式结构,整体式结构,（一）、结构,2,、镶嵌式：,局部镶嵌，大面积镶嵌。,（一）、结构,镶嵌式结构,（一）、结构,3,、镶嵌件的固定型式,（,1,）台阶加垫板；,（,2,）整体嵌入式固定；,过盈配合固定,间隙配合固定,（,3,）销、螺钉固定式。,二、成型零件的结构设计,4,、整体式、镶嵌式结构的优缺点,镶嵌式的优点：,（,1,）根据使用的部位，选择合适的材料和热处理工艺；,（,2,）容易磨削和研磨；,（,3,）模具零件可测量，可进一步提高加工质量；,（,4,）沿脱模方向磨削，制品易脱模；,（,5,）易于排气；,（,6,）可增加零件的互换性；,4,、整体式、镶嵌式结构的优缺点,镶嵌式的缺点：,（,1,）分解过于零碎，提高模具成本；,（,2,）必须均衡地提高各零件的加工精度；,（,3,）因型腔、型芯数目的分解，不易维护和保养；,（,4,）限制了零件的加工方法；,（,5,）不易加工冷却水孔。,4,、整体式、镶嵌式结构的优缺点,整体式优点：,（,1,）模具钢性好、坚固；,（,2,）零件数量少，容易组装；,（,3,）制品表面无零件镶嵌痕迹；,（,4,）易选材；,（,5,）可缩小模具整体尺寸；,整体式的缺点：,（,1,）排气不良；,（,2,）有些部位要采用特种加工（电加工等）；,（,3,）制品不能做成尖棱。,二、成型零件的结构设计,（二）要求,1,、材料：耐磨损、强度、刚度；,2,、有足够的尺寸精度和表面粗糙度；,3,、合理的加工工艺；,4,、精确的成型尺寸；,5,、符合成型的需要（有利于成型）。,二、成型零件的结构设计,（三）螺纹型芯与型环的设计,1,、螺纹型芯：,成型制品的内螺纹。,注意的问题：,（,1,）成型后制品的收缩问题。制品螺纹长度一般不超过螺纹直径的,1.5,倍；,（三）螺纹型芯与型环的设计,（,2,）密封问题。防止塑料挤入螺纹型芯，造成脱模困难；,（三）螺纹型芯与型环的设计,（,3,）定位问题。保证螺纹成型的垂直度、成型长度；,（三）螺纹型芯与型环的设计,（三）螺纹型芯与型环的设计,2,、螺纹型环：成型制品的外螺纹；,制品内螺纹嵌件。,结构：整体式、组合式。,第四节 成型零部件设计,三、成型零件工作尺寸的计算,成型零件工作尺寸指的是型腔、型芯的径向尺寸、高度尺寸。,2,、成型零件使用中的磨损量，,3,、塑料收缩率引起的误差,，,4,、可动成型零件因配合间隙的变化引起的制品尺寸变化，,5,、安装误差，,1,、模具的制造公差，,影响制品尺寸精度的因素：,三、成型零件工作尺寸的计算,以上这些因素都将影响制品的尺寸精度，制品将出现的最大公差值为：,那么要使制品的尺寸公差在制品允许公差,范围内，,根据英国塑料联合会（,BPF,）规定：,三、成型零件工作尺寸的计算,成型收缩率的影响：,实际收缩率与理论收缩率的差异；,塑料成型工艺的变化。,（一）、型腔径向尺寸的计算,设定：制品的名义尺寸，,Ls,；,模具的型腔尺寸，,Lm,；,型腔的公差值，,z,；,型腔的磨损量，,c;,制品的公差，,制品的收缩率，,Scp,（一）、型腔径向尺寸的计算,以制品的平均尺寸计算：,略去小项，整理得：,标注公差：,=,三、成型零件工作尺寸的计算,同理,得型芯径向尺寸：,型腔高度尺寸：,型芯高度尺寸：,标注公差：,标注公差：,标注公差：,三、成型零件工作尺寸的计算,举例,设制品材料的收缩率为,0.8%,；,计算型腔的径向尺寸：,根据公式：,得：,标注公差：,49.95,+0.6/3,圆整：,三、成型零件工作尺寸的计算,公式的补充说明：,1,、此公式只适用于制品一般精度的场合,；,2,、系数,X,是可调整的。有资料介绍：,n:,模具制造公差系数，可根据机床精度及零件尺寸的重要程度决定，一般取,46,。,3,、其他公式可参考,塑料注射模具设计计算简明手册,张荫朗编。,三、成型零件工作尺寸的计算,二、型芯之间或成型孔之间中心距的计算,影响模具中心距的因素：,1,、模具制造误差,2,、成型杆与孔的配合。间隙配合有误差；过盈配合则没有。,型芯之间或成型孔之间中心距：,标注公差：,三、成型零件工作尺寸的计算,三、螺纹型芯与型环的尺寸计算,1,、螺纹型芯的径向尺寸,标注公差：,螺纹型芯中径：,螺纹型芯外径：,标注公差：,标注公差：,螺纹型芯内径：,三、螺纹型芯与型环的尺寸计算,2,、螺纹型环的径向尺寸,螺纹型环中径：,标注公差：,螺纹型环外径：,标注公差：,螺纹型环内径：,标注公差：,第四节 成型零部件设计,四、成型零件强度的计算,模具的强度和刚度。,1,、型腔内压力的确定,（,1,）最大值：,500 Kg/cm,2,；,(50MPa),（,2,）经验值：易成型：,250 Kg/cm,2,；,普通制品：,300 Kg/cm,2,；,高精度、高粘度：,350 Kg/cm,2,；,PP:150 Kg/cm,2,；,PE:150200 Kg/cm,2,;,ABS:300 Kg/cm,2,。,四、成型零件强度的计算,（,3,）计算法：,型腔内的压力分为压实压力和推动压力。,压实压力：,将已进入型腔内的熔体的密度增大。,推动压力：,使熔体能充满型腔各处。,压实压力,p,1,：,1300 N/cm,2,2000 N/cm,2,推动压力,p,2,：单位流程下的推动压力，,N/cm,2,/cm,。,与塑件的壁厚和流程长短有关。当型腔有转折时，每转折,90,度，视为流程增大其壁厚的,3,倍左右。,型腔内的压力,p,P=p,1,+p,2,L,L:,流程长度，,cm,。,四、成型零件强度的计算,塑件壁厚,每,1cm,流程所需的推动压力,塑件壁厚,每,1cm,流程所需的推动压力,1,470,2.0,80,1.1,430,2.2,54,1.2,384,2.3,42,1.3,348,2.4,32,1.4,298,2.5,27,1.5,250,2.6,18,1.6,200,2.7,14,1.7,160,2.8,8,1.8,120,2.8,6,推动压力与壁厚、单位流程表,四、成型零件强度的计算,2,、型腔变形量的确定,（,1,）变形量小于溢料值,粘度特性,塑料品种,允许变形量,低粘度,PA PE PP POM,0.0250.04,中粘度,PS ABS PMMA,0.05,高粘度,PC PSF PPO,0.060.08,四、成型零件强度的计算,（,2,）变形量小于塑件的公差,塑件尺寸,经验公式,mm,10,1050,50200,200500,5001000,10002000,四、成型零件强度的计算,（,3,）变形量小于收缩量,成型零件,整体式,组合式,圆形结构,矩形结构,圆形结构,矩形结构,强度计算公式,刚度计算公式,刚度计算公式,强度计算公式,强度计算公式,强度计算公式,刚度计算公式,刚度计算公式,侧壁,底板,侧壁,底板,四、成型零件强度的计算,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,E:,弹性模量，碳钢：,2.1X10,6,Kg/cm,2,；,：材料的泊桑比，碳钢：,0.25,。,两端开口，受均匀内压的厚壁圆筒。,1,、按刚度计算,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,讨论：,1,当,E,（,1+,）,rp,时，上式才有意义。,此时,在不发生溢料或溢料很小时，应尽量取大值。,2,当,E,=,（,1+,）,rp,时，求得内径的临界值。大于,r,按刚度计算，小于,r,按强度计算。,3,当,E,（,1+,）,rp,时，公式无意义。此时应尽量取大的,值。,4,当由上式算出的壁厚过大时，可考虑采用整体式结构或斜面定位结构。,（一）组合式圆形型腔侧壁的计算,2,、按强度计算,：许用应力。,45,#,退火：,20000N/cm,2,。,四、成型零件强度的计算,（二）,组合式圆形型腔底板厚度的计算,周边铰支整个板面受均布载荷的圆形平板。,1,、按刚度计算,2,、按强度计算,：,四、成型零件强度的计算,（三）整体式圆形型腔侧壁的计算,受均布载荷的悬臂梁。,1,、按刚度计算,2,、按强度计算,四、成型零件强度的计算,（四）整体式圆形型腔底板厚度的计算,视为一周边固定的圆板。,1,、按刚度计算,2,、按强度计算,四、成型零件强度的计算,（五）组合式矩形型腔侧壁的计算,受均布载荷的矩形框架,1,、按刚度计算,四、成型零件强度的计算,2,、按强度计算,侧壁每边都受到拉应力和弯应力的联合作用。,四、成型零件强度的计算,（六）组合式矩形型腔底板厚度的计算,1,、按刚度计算,2,、按强度计算,四、成型零件强度的计算,（七）整体式矩形型腔侧壁的计算,三边固定一边自由的矩形板,1,、按刚度计算,四、成型零件强度的计算,（八）整体式矩形型腔底板厚度的计算,1,、按刚度计算,第四节 成型零部件设计,五、排气槽的设计,1,、为什么要设排气槽？,填充不足、熔接痕、燃烧。,2,、解决的措施,（,1,）工艺上：,提高模温；提高塑料熔体的温度；降低注射速度。,五、排气槽的设计,（,2,）模具方面,1,分型面排气。排气槽深度,0.0250.1mm,。,2,成型件采用镶嵌式结构排气。,3,顶出杆间隙排气。,4,强制排气。,3,、常用塑料的排气深度值,PE PS,0.02,PC,0.010.03,PP,0.010.02,PA,0.01,ABS AS,0.03,