《塑料模具设计》-陈志刚-主编第3.3PPT课件.ppt

3.4 成型零件的设计成型零件的设计3.4.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计在在进进行行成成型型零零件件的的结结构构设设计计时时，首首先先应应根根据据塑塑料料的的性性能能和和塑塑件件的的形形状状、尺尺寸寸及及其其它它使使用用要要求求，确确定定型型腔腔的的总总体体结结构构、压压缩缩模模的的加加压压方方向向或或压压注注模模和和注注射射模模的的浇浇注注系系统统及及浇浇口口位位置置、分分型型面面、脱脱模模方方式式、排排气气等等，然然后后根根据据塑塑件件的的形形状状、尺尺寸寸和和成成型型零零件件的的加加工工及及装装配配工工艺艺要要求求进进行行成成型型零零件件的结构设计和尺寸计算。的结构设计和尺寸计算。11.凹模的结构设计凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的凹状零件（包凹模是成型塑件外表面的凹状零件（包括零件的内腔和实体两部分）。它的结构决括零件的内腔和实体两部分）。它的结构决定于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要定于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要求，通常可分为求，通常可分为整体式整体式和和组合式组合式两大类。两大类。2（1）整体式凹模）整体式凹模 1）是由整块钢材直接加工而成的；是由整块钢材直接加工而成的；2）结结构构简简单单，牢牢固固可可靠靠，不不易易变变形形，成成型型的的塑件质量较好。塑件质量较好。3）当当塑塑件件形形状状复复杂杂时时，其其凹凹模模的的加加工工工工艺艺性性较较差差（采采用用一一般般机机械械加加工工方方法法）。因因此此，在在先先进进的的型型腔腔加加工工机机床床尚尚未未普普遍遍应应用用之之前前，整整体式凹模适用形状简单的小型塑件的成型。体式凹模适用形状简单的小型塑件的成型。34（2）组合式凹模组合式凹模 1）组合式凹模是由两个以上零件组合而成组合式凹模是由两个以上零件组合而成的。的。2 2）这种凹模改善了加工性，减少了热处理这种凹模改善了加工性，减少了热处理变形，节约了模具贵重钢材，变形，节约了模具贵重钢材，3 3）结构复杂，装配调整比较麻烦，塑件表结构复杂，装配调整比较麻烦，塑件表面可能留有镶拼痕迹，组合后的型腔牢固性面可能留有镶拼痕迹，组合后的型腔牢固性较差。因此，这种凹模主要用于形状复杂的较差。因此，这种凹模主要用于形状复杂的塑件的成型。塑件的成型。5 组组合合式式凹凹模模的的组组合合形形式式很很多多，常常见见的的有以下几种有以下几种:1）嵌入式组合凹模）嵌入式组合凹模 整体嵌入式组合凹模整体嵌入式组合凹模 对于小型塑件采对于小型塑件采用多型腔塑料模成型时，各单个凹模一般用多型腔塑料模成型时，各单个凹模一般采用冷挤压、电加工、电铸等方法制成，采用冷挤压、电加工、电铸等方法制成，然后整体嵌入模中，其结构如图然后整体嵌入模中，其结构如图3-50所示。所示。6 这种凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高，这种凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高，可节约贵重金属，但模具体积较大，需用特殊加工法。可节约贵重金属，但模具体积较大，需用特殊加工法。7局部镶嵌局部镶嵌式组合凹模式组合凹模 为了加工方为了加工方便或由于型便或由于型腔某一部位腔某一部位容易磨损，容易磨损，需要更换者需要更换者采用局部镶采用局部镶嵌的办法，嵌的办法，如图如图3-51所所示，此部位示，此部位的镶件单独的镶件单独制成，然后制成，然后嵌入模体。嵌入模体。82）镶拼式组合凹模）镶拼式组合凹模为为了了便便于于机机械械加加工工、研研磨磨、抛抛光光和和热热处处理理，整整个个凹模可由几个部分镶拼而成。镶拼的方法有凹模可由几个部分镶拼而成。镶拼的方法有:当当凹凹模模型型腔腔底底部部形形状状比比较较复复杂杂或或尺尺寸寸较较大大时时，可可将将凹凹模模做做成成穿穿孔孔的的，再再镶镶上上底底部部，如如图图3-52所所示。示。9如塑件结构需要，也可将凹模侧壁做成镶拼的，如塑件结构需要，也可将凹模侧壁做成镶拼的，如图如图3-53所示，所示，10对于大型型对于大型型腔，由于塑料腔，由于塑料的压力很大，的压力很大，螺钉易被拉伸螺钉易被拉伸变形或剪切变变形或剪切变形。为此，可形。为此，可将侧壁镶拼部将侧壁镶拼部分压入模板中，分压入模板中，如图如图3-54所示。所示。但这样却增加但这样却增加了模具的尺寸了模具的尺寸和重量。和重量。11123）瓣合式凹模）瓣合式凹模 对于侧壁带凹的塑件（如线圈骨架），对于侧壁带凹的塑件（如线圈骨架），为了便于脱模，可将凹模做成两瓣或多瓣组为了便于脱模，可将凹模做成两瓣或多瓣组合式的，成型时瓣合，脱模时瓣开。常见的合式的，成型时瓣合，脱模时瓣开。常见的瓣合式凹模是两瓣组合式，如图瓣合式凹模是两瓣组合式，如图3-56所示。所示。13142.凸模和型芯的结构设计凸模和型芯的结构设计（1）凸模或型芯）凸模或型芯 凸凸模模是是指指在在压压缩缩模模中中承承受受或或传传递递压压机机压压力力，与与凹凹模模有有配配合合段段，直直接接接接触触塑塑料料，成成型型塑塑件件内内表表面面或或上上、下下端端面面的的零零件。件。型芯是指注射模中成型塑件有较大型芯是指注射模中成型塑件有较大内表面的凸状零件，它又称主型芯。内表面的凸状零件，它又称主型芯。15凸模或型芯有整体式和组合式两大类。凸模或型芯有整体式和组合式两大类。1617（2）小型芯）小型芯 小小型型芯芯又又称称成成型型杆杆，它它是是指指成成型型塑塑件件上上较较小小孔或槽的零件。孔或槽的零件。1）孔的成型方法）孔的成型方法 通孔的成型方法通孔的成型方法 如图如图3-59所示所示。18盲孔的成型方法盲孔的成型方法 只能采用一端固定的型芯来成型。只能采用一端固定的型芯来成型。为了避免型芯弯曲或折断，孔的深度不宜太深。为了避免型芯弯曲或折断，孔的深度不宜太深。注射模或压注模注射模或压注模:孔深孔深 3倍倍孔径；孔径；压缩模塑压缩模塑:平行于压制方向的孔深平行于压制方向的孔深 2.5倍倍孔径孔径;垂直于压制方向的孔深垂直于压制方向的孔深 2倍倍孔径。孔径。19复杂孔的成型方法复杂孔的成型方法 形状复杂的孔，或形状复杂的孔，或斜孔可采用型芯拼合的方法来成型，如图斜孔可采用型芯拼合的方法来成型，如图3-61所示。这种拼合方法可避免采用侧抽所示。这种拼合方法可避免采用侧抽芯机构，从而使模具结构简化。芯机构，从而使模具结构简化。20212）小型芯的固定方法）小型芯的固定方法 小型芯通常是单独制造，然后嵌入固小型芯通常是单独制造，然后嵌入固定板中固定，其固定方式如图定板中固定，其固定方式如图3-62所示。所示。2223243.螺纹型芯和螺纹型环的结构设计螺纹型芯和螺纹型环的结构设计 螺纹型芯螺纹型芯是用来成型塑件上的是用来成型塑件上的内螺内螺纹纹（螺孔）的，（螺孔）的，螺纹型环螺纹型环则是用来成型则是用来成型塑件上的塑件上的外螺纹（螺杆）外螺纹（螺杆）的，此外它们的，此外它们还可用来还可用来固定金属螺纹嵌件固定金属螺纹嵌件。无论螺纹。无论螺纹型芯还是螺纹型环，在模具上都有模内型芯还是螺纹型环，在模具上都有模内自动卸除和模外手动卸除两种类型。此自动卸除和模外手动卸除两种类型。此处仅介绍手动卸除的结构。处仅介绍手动卸除的结构。25在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是:成型时要可靠定位，不因外界振动或料成型时要可靠定位，不因外界振动或料流的冲击而位移；流的冲击而位移；在开模时能随塑件一起方便地取出，并在开模时能随塑件一起方便地取出，并能从塑件上顺利地卸除。能从塑件上顺利地卸除。26（1）螺纹型芯螺纹型芯 按其用途可分为按其用途可分为成型成型塑件上塑件上的的螺孔螺孔用的和用的和装固金属螺母装固金属螺母用的两种方式，用的两种方式，这两种形式的螺纹型芯在结构上差别不大，这两种形式的螺纹型芯在结构上差别不大，但前者在设计时应考虑但前者在设计时应考虑塑料的收缩率塑料的收缩率，粗糙，粗糙度应度应小小一些，螺纹的一些，螺纹的始端和末端始端和末端还应留有还应留有过过渡长度渡长度；后者仅按一般螺纹制造，不考虑收；后者仅按一般螺纹制造，不考虑收缩率，粗糙度可以大些。为了使螺纹型芯能缩率，粗糙度可以大些。为了使螺纹型芯能从塑件螺孔或螺纹嵌件的螺孔中顺利拧出，从塑件螺孔或螺纹嵌件的螺孔中顺利拧出，一般将其尾部做成四方形或相对的两边磨成一般将其尾部做成四方形或相对的两边磨成两个平面，以便于夹持。两个平面，以便于夹持。272829（2）螺纹型环螺纹型环 螺纹型环也有两种类型螺纹型环也有两种类型:成型塑成型塑件外螺纹用的（图件外螺纹用的（图3-67a）和固定带有外螺纹的）和固定带有外螺纹的环状嵌件用的（图环状嵌件用的（图3-67b）所示，后者又称嵌件）所示，后者又称嵌件环。环。30314.齿轮型腔的结构设计齿轮型腔的结构设计 由于塑料都有一定的成型收缩率，因此由于塑料都有一定的成型收缩率，因此成型塑料齿轮的模具型腔需要放大一个考虑成型塑料齿轮的模具型腔需要放大一个考虑综合收缩的尺寸。综合收缩的尺寸。塑料齿轮型腔加工根据设备条件、塑料塑料齿轮型腔加工根据设备条件、塑料性能及生产批量等因素，可选用机械切削加性能及生产批量等因素，可选用机械切削加工、冷挤压成型、电火花加工、线切割加工、工、冷挤压成型、电火花加工、线切割加工、电铸加工、浇铸锌基合金、注压耐高温塑料电铸加工、浇铸锌基合金、注压耐高温塑料等方法。等方法。32适用于冷挤压适用于冷挤压成型的型腔成型的型腔适用于超塑合金适用于超塑合金压制而成的型腔压制而成的型腔适用于适用于浇铸锌浇铸锌基合金基合金或注压或注压耐高温耐高温塑料制塑料制成的型成的型腔腔 适用于适用于机械加机械加工而成工而成的型腔的型腔 适用于适用于电铸加电铸加工而成工而成的型腔的型腔333.4.2 成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸计算工工作作尺尺寸寸:是是指指成成型型零零件件上上直直接接用用以以成成型型塑塑件件部部分分的的尺尺寸寸，主主要要有有型型腔腔和和型型芯芯的的径径向向尺尺寸寸（包包括括矩矩形形或或异异形形的的长长和和宽宽）、型型腔腔的的深深度度或或型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（图型芯的高度尺寸、中心距尺寸等（图3-71）。）。34 任任何何塑塑件件都都有有一一定定的的尺尺寸寸要要求求，在在安安装装和和使使用用中中有有配配合合要要求求的的塑塑件件，其其尺尺寸寸公公差差常常要要求求较较小小。在在设设计计模模具具时时，必必须须根根据据塑塑件件的的尺尺寸寸和和公公差差要要求求来来确确定定相相应应的的成成型型零零件件的的尺尺寸和公差寸和公差。351 1.影响塑件尺寸公差的因素影响塑件尺寸公差的因素（1 1）成型零件的制造误差（Z Z ）成型零件的公差等级越低，其制造公差也越大，因而成型的塑件公差等级也就越低。实验表明，成型零件的制造公差Z Z,一般可取塑件总公差的1/31/3 1/41/4，即z z/3/3/4/4。组合式成型零件的制造公差应根据尺寸链加以确定。36（2 2）成型零件的磨损量）成型零件的磨损量 （c c）由于在成型过程中的磨损，型腔尺寸将变得越来越大，型芯或凸模尺寸越来越小，中心距尺寸基本保持不变。造成成型零件磨损的因素很多，但塑件脱模过程的摩擦磨损是最主要的。因此，为了简化计算，规定：凡与脱模方向相垂直的成型零件表面可不考虑磨损；而与脱模方向相平行的表面应考虑磨损。对小型塑件而言，成型零件的磨损量对塑件公对小型塑件而言，成型零件的磨损量对塑件公差影响很大，对大型塑件则影响较小。差影响很大，对大型塑件则影响较小。对于中小型塑件，最大磨损量对于中小型塑件，最大磨损量c c可取塑件总公差可取塑件总公差的的1/61/6，即，即c=c=/6/6；对于大型塑件则取；对于大型塑件则取/6/6以下。以下。37（3 3）成成型型收收缩缩率率的的偏偏差差和和波波动动 （s s）成成型型收收缩缩率率是是指指室室温温时时塑塑件件与与模模具具型型腔腔(或或型型芯芯 )两者尺寸的相对差。它可按下式求得：两者尺寸的相对差。它可按下式求得：（3 31 1）式中式中 S 塑料成型收缩率（塑料成型收缩率（%）；）；LM 模具型腔在室温下的尺寸；模具型腔在室温下的尺寸；Ls 塑件在室温下的尺寸。塑件在室温下的尺寸。LM=Ls+Ls S （32）38塑件尺寸误差塑件尺寸误差收缩率在一定范围收缩率在一定范围内的变化与波动内的变化与波动在设计计算时对在设计计算时对收缩率估计不准收缩率估计不准偶然误差偶然误差系统误差系统误差一副已完一副已完工的模具工的模具出现的产出现的产品误差品误差39通常，塑料收缩率波动越大，可能产生的成型收缩率的估计误差也越大。因收缩率波动所引起的塑件尺寸误差可按下式计算：s (S max S min)Ls（33）式中式中 s s 收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；S S max max 塑料的最大收缩率（）；塑料的最大收缩率（）；S S min min 塑料的最小收缩率（）塑料的最小收缩率（）；据有关资料介绍，一般可取据有关资料介绍，一般可取s=/3s=/3。40（4）模具安装配合的误差（j j）由于模具成型零件的安装误差或在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会影响塑件的尺寸误差。例如由上模或下模之间合模位置确定的尺寸，其尺寸波动要受导向零件配合间隙值的影响，如壳体塑件侧壁厚度的波动，是由导柱与导向孔的配合间隙来确定的；又如成型零件上孔的型芯，若按间隙配合安装在模内，则中心位置的误差（型芯最大偏移量）要受配合间隙值的影响，但若采用过盈配合，则不存在此误差。41（5）水平飞边厚度的波动（f f）采用溢式或半溢式压缩模成型塑件，其水平飞边厚度常因工艺条件等因素的变化而波动，从而影响塑件高度尺寸，使高度尺寸公差低于横向尺寸的公差。水平飞边厚度波动所造成的误差以f表示。对于压注模和注射模，水平飞边厚度很薄，甚至没有飞边，所以对塑件高度尺寸影响很小。42 综上所述，塑件可能产生的最大误差为上述各种误差的总和，即=z+z+c+c+s+s+i+i+f f (34)式（3-4）是极端的情况，即所有误差都同时偏向最大值或最小值时得到的，但从或然率的观点出发，这种机率接近于零，因为z、s等呈正态分布，它们有一定的分布范围和分布中心，分布中心附近误差出现的机率较多，而且各种误差因素还会互相抵消一部分。43 由式（3-4）可知，塑件公差等级往往是不高的。设计塑件时，其公差的选择不仅要从塑件的装配和使用需要出发，而且还要充分考虑塑件在成型过程中可能产生的误差。也就是说，塑件的公差要求受到可能产生的误差限制。塑件的公差值应大于或等于上述各种因素所引起的积累误差 即 (35)因此，在设计塑件时应慎重决定其公差值，以因此，在设计塑件时应慎重决定其公差值，以免给模具制造和成型工艺条件的控制带来困难。免给模具制造和成型工艺条件的控制带来困难。4445Z Zc cs sZ Zs sc cZ Zs sf f46各种主要误差随塑件尺寸的增加而变化的情况：各种主要误差随塑件尺寸的增加而变化的情况：z 是随塑件尺寸的增大按立方抛物线关系增加是随塑件尺寸的增大按立方抛物线关系增加 s 是随塑件尺寸的增大成正比地增加是随塑件尺寸的增大成正比地增加 c 是是随塑件尺寸的增大而增加速度比较缓慢随塑件尺寸的增大而增加速度比较缓慢 问题问题1：针对上述情况，请问在生产大尺寸塑件时对针对上述情况，请问在生产大尺寸塑件时对哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？问题问题2：针对上述情况，请问在生产小尺寸塑件时对针对上述情况，请问在生产小尺寸塑件时对哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？哪些误差应重点考虑？具体应采取什么措施？472.2.成型零件工作尺寸计算方法成型零件工作尺寸计算方法成型零件工作尺寸的计算方法有以下两类：一类是按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；（简便易行，但对设计高精度塑件的模具不利）一类是按极限收缩率、极限制造公差和极限磨损量进行计算。（塑件尺寸精度高，但计算比较烦琐）本书是按平均收缩率进行计算的。48 为计算简便起见，塑件和成型零件均按单向极限将公差带置于零线的一边，并规定：以型腔内径成型塑件外径时，规定型腔基本尺寸L LM为型腔最小尺寸，偏差为正，表示为L LM M +z+z；塑件基本尺寸Ls为塑件最大尺寸，偏差为负，表示为L LS S，如图3-72a所示。以型芯外径成型塑件内径时，规定型芯最大尺寸为基本尺寸，表示为L LM Mzz；塑件内径最小尺寸为基本尺寸，表示为L LS S+，如图3-72b所示。4950即凡是孔都是以它的最小尺寸作为基本尺寸，凡是轴都是以它的最大尺寸作为基本尺寸。从图3-72a可见：v计算型腔深度时，以H H+z+z表示型腔深度尺寸，以Hs表示对应的塑件高度尺寸。v计算型芯高度尺寸时，以H HM Mzz表示型芯高度尺寸，以Hs+表示对应的塑件上的孔深，如图3-72b所示。v如塑件上原有公差为双向偏差制，则应按上述要求加以换算。513.型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算（1）型腔和型芯径向尺寸）型腔和型芯径向尺寸1）型腔径向尺寸）型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩已知在规定条件下的平均收缩率率Scp，塑件尺寸，塑件尺寸Ls，磨损量，磨损量c。v则塑件的平均尺寸为：则塑件的平均尺寸为：Ls/2，如以如以L+z表示型腔尺寸，表示型腔尺寸，v则型腔的平均尺寸为则型腔的平均尺寸为Lz/2，v型腔磨损量型腔磨损量c/2 时的平均尺寸为：时的平均尺寸为：Lz/2c/2，52塑件和模具型腔尺寸之间的关系式为：塑件和模具型腔尺寸之间的关系式为：模具在室温模具在室温下型腔尺寸下型腔尺寸=塑件在室温塑件在室温下的尺寸下的尺寸+塑件在室温塑件在室温下的尺寸下的尺寸塑料的塑料的收缩率收缩率Lz/2c/2=（Ls/2）+（Ls/2）Scp 对对于于中中小小型型塑塑件件，令令z/3，c/6，并并将将比比其其它它各各项小得多的项小得多的（/2）Scp略去，则有略去，则有标注制造公差后，则为：标注制造公差后，则为：532）型芯径向尺寸型芯径向尺寸-上列公式（上列公式（3-6）及（）及（3-7）中，）中，的系数取的系数取1/2 3/4，塑件尺寸及公差大的取塑件尺寸及公差大的取1/2，相反则取相反则取 3/4。（2）型腔深度和型芯高度尺寸型腔深度和型芯高度尺寸公式见公式见P92页（页（3-8）、（）、（3-9），的系数有的资料取的系数有的资料取1/2。54（3）型腔和型芯脱模斜度的确定）型腔和型芯脱模斜度的确定 塑件成型后为便于脱模，型腔和型芯塑件成型后为便于脱模，型腔和型芯在脱模方向应有脱模斜度，其值的大小按在脱模方向应有脱模斜度，其值的大小按塑件精度及脱模难易而定。一般在保证塑塑件精度及脱模难易而定。一般在保证塑件精度要求的前提下，宜尽量取大些，以件精度要求的前提下，宜尽量取大些，以便于脱模；型腔的斜度可比型芯取小些，便于脱模；型腔的斜度可比型芯取小些，因为塑料对型芯的包紧力较大，难于脱模。因为塑料对型芯的包紧力较大，难于脱模。55 在取脱模斜度时，对型腔尺寸应以大端为在取脱模斜度时，对型腔尺寸应以大端为基准，斜度取向小端方向；对型芯尺寸应以小基准，斜度取向小端方向；对型芯尺寸应以小端为基准，斜度取向大端方向。当塑件的结构端为基准，斜度取向大端方向。当塑件的结构不允许有较大斜度或塑件为精密级精度时，脱不允许有较大斜度或塑件为精密级精度时，脱模斜度只能在公差范围内选取；当塑件为中级模斜度只能在公差范围内选取；当塑件为中级精度要求时，其脱模斜度的选择应保证在配合精度要求时，其脱模斜度的选择应保证在配合面的面的2/3长度内满足塑件公差要求，一般取长度内满足塑件公差要求，一般取1020；当塑件为粗级精度时，脱模斜度值可；当塑件为粗级精度时，脱模斜度值可取取20、30、1、130、2、3。56（4）说明）说明1）成型精度较低的塑件，按上列公式计成型精度较低的塑件，按上列公式计算而得的工作尺寸，其数值只算到小数点算而得的工作尺寸，其数值只算到小数点后的第一位，第二位数值四舍五入；成型后的第一位，第二位数值四舍五入；成型精度较高的塑件，其工作尺寸的数值要算精度较高的塑件，其工作尺寸的数值要算到小数点后第二位，第三位数值四舍五入。到小数点后第二位，第三位数值四舍五入。572）对对于于收收缩缩率率很很小小的的聚聚苯苯乙乙稀稀、醋醋酸酸纤纤维维素素等等塑塑料料，在在用用注注射射模模成成型型薄薄壁壁塑塑件件时时，可可以以不不必必考考虑虑收收缩缩，其其工工作作尺尺寸寸按按塑塑件件尺尺寸寸加加上其制造公差即可。上其制造公差即可。3）在在计计算算成成型型零零件件尺尺寸寸时时，如如能能了了解解塑塑件件的的使使用用性性能能，着着重重控控制制它它们们的的配配合合尺尺寸寸（如如孔孔和和外外框框）、装装配配尺尺寸寸等等，对对其其余余无无关关重重要要的的尺尺寸寸简简化化计计算算，甚甚至至可可按按基基本本尺尺寸寸不不放放收收缩缩，也也不不控控制制成成型型零零件件的的制制造造公公差差，则则可可大大大简化设计和制造。大简化设计和制造。584.中心距工作尺寸计算中心距工作尺寸计算 中心距尺寸标准一般采用中心距尺寸标准一般采用双向等值公差双向等值公差，设，设塑件中心距尺寸为塑件中心距尺寸为Ls/2，模具中心距尺寸为，模具中心距尺寸为LMz/2。由由于于塑塑件件尺尺寸寸和和模模具具尺尺寸寸都都是是按按双双向向等等值值公公差差标标准准，磨磨损损又又不不会会引引起起中中心心距距尺尺寸寸变变化化，因因此此塑塑件件基基本本尺尺寸寸Ls和和模模具具基基本本尺尺寸寸LM分分别别是是塑塑件件和模具的平均尺寸，故有和模具的平均尺寸，故有 LM Ls Ls Scp标注制造公差后，则为标注制造公差后，则为59影响模具中心距尺寸的因素有：影响模具中心距尺寸的因素有：（1）模具上型芯的中心距取决于安装型芯模具上型芯的中心距取决于安装型芯的孔的中心距，用普通方法加工孔时，制造的孔的中心距，用普通方法加工孔时，制造误差与孔间距离有关，表误差与孔间距离有关，表3-23列出了经济制列出了经济制造误差与孔间距之间的关系。造误差与孔间距之间的关系。（2 2）若型芯与模具上孔成间隙配合，配合若型芯与模具上孔成间隙配合，配合间隙间隙j j也会影响模具的中心距尺寸。对一个也会影响模具的中心距尺寸。对一个型芯来说，当偏移到极限位置时引起的中心型芯来说，当偏移到极限位置时引起的中心距偏差为距偏差为0.50.5j j，如图，如图 3-73a3-73a所示。过盈配所示。过盈配合的型芯或模具上的孔没有此项偏差。合的型芯或模具上的孔没有此项偏差。6061（3）由由于于工工艺艺条条件件和和塑塑料料变变化化引引起起收收缩缩率波动，使中心距尺寸发生变化。率波动，使中心距尺寸发生变化。（4）假假设设模模具具在在使使用用过过程程中中型型芯芯在在圆圆周周上上系系均均匀匀磨磨损损，则则磨磨损损不不会会使使中中心心距距发发生变化。生变化。625.型芯（或成型孔）中心到成型面距离尺寸计算型芯（或成型孔）中心到成型面距离尺寸计算63（1）安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离安装在凹模内的型芯中心与凹模侧壁距离尺寸的计算尺寸的计算 按平均收缩率计算模具基本尺寸如下按平均收缩率计算模具基本尺寸如下:整理并标注制造公差整理并标注制造公差64（2）安装在凸模上的型芯（或孔安装在凸模上的型芯（或孔)）中心与凸）中心与凸模边缘距离尺寸计算模边缘距离尺寸计算 由于由于c/4的数值很小（因为一般的数值很小（因为一般c=1/6），），只有成型精密塑件时才考虑该磨损，一般塑件，只有成型精密塑件时才考虑该磨损，一般塑件，此类尺寸仍可按中心距工作尺寸计算。此类尺寸仍可按中心距工作尺寸计算。656.螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算螺纹型芯和螺纹型环工作尺寸计算（1）概述）概述 螺纹连接的种类很多，其配合性质也螺纹连接的种类很多，其配合性质也不相同，影响螺纹连接的因素比较复杂，不相同，影响螺纹连接的因素比较复杂，目前还没有成熟的计算方法，此处仅就普目前还没有成熟的计算方法，此处仅就普通紧固连接用的螺纹（牙型角为通紧固连接用的螺纹（牙型角为60的公制的公制螺纹）型芯和型环的计算方法加以讨论。螺纹）型芯和型环的计算方法加以讨论。66螺螺纹纹成成型型尺尺寸寸的的计计算算是是以以下下列列假假设设为为前前提提的的:1）塑塑件件外外螺螺纹纹与与塑塑件件内内螺螺纹纹相相配配合合，二二者者收收缩缩率率相相同同（例例如如内内外外螺螺纹纹由由同同种种塑塑料料制制造造）或相近时，可不考虑螺距的收缩。或相近时，可不考虑螺距的收缩。2）金金属属螺螺纹纹与与塑塑件件螺螺纹纹相相配配合合，成成型型模模具具的螺纹部分放了螺距收缩率。的螺纹部分放了螺距收缩率。3）金金属属螺螺纹纹与与塑塑件件螺螺纹纹相相配配合合，成成型型模模具具未未考考虑虑螺螺距距收收缩缩，但但配配合合长长度度很很短短（不不超超过过78牙）。牙）。67（2）螺纹成型尺寸计算）螺纹成型尺寸计算1）螺纹型芯成型尺寸计算）螺纹型芯成型尺寸计算大径大径 z0（313）式中dM 螺纹型芯大径螺纹型芯大径(mm)；Ds 塑件内螺纹大径塑件内螺纹大径(mm)；Scp 塑件的平均收缩率（）；塑件的平均收缩率（）；b 塑件内螺纹中径公差塑件内螺纹中径公差(mm)；z 螺纹型芯大径制造公差螺纹型芯大径制造公差(mm)。68 目目前前，我我国国尚尚无无专专门门的的塑塑料料螺螺纹纹公公差差标标准准，可可参参照照金金属属螺螺纹纹公公差差标标准准中中精精度度最最低低者者选选用用，一一般般选选用用其其中中的的粗粗糙糙级级，其其公公差值可查有关公差标准（差值可查有关公差标准（GB1972003）。）。螺纹型芯大径制造公差一般取为螺纹型芯大径制造公差一般取为zb/3，或查表，或查表3-24及表及表3-25。69（3）说明）说明1）成型塑件螺纹时，由于收缩的不均匀性及成型塑件螺纹时，由于收缩的不均匀性及收缩率波动等因素，其尺寸（例如螺距尺寸）收缩率波动等因素，其尺寸（例如螺距尺寸）和牙型同正常螺纹相比都有较大的偏差和变化，和牙型同正常螺纹相比都有较大的偏差和变化，降低了可旋入性。因此在不影响使用的情况下，降低了可旋入性。因此在不影响使用的情况下，为了确保两塑件螺纹的配合，要求它们的配合为了确保两塑件螺纹的配合，要求它们的配合比较松动。这样螺纹型环的尺寸就要比螺纹型比较松动。这样螺纹型环的尺寸就要比螺纹型芯相应部分的尺寸小一些，从而保证塑件外螺芯相应部分的尺寸小一些，从而保证塑件外螺纹比塑件内螺纹略小。纹比塑件内螺纹略小。702）考考虑虑收收缩缩而而计计算算的的螺螺距距是是带带小小数数点点的的特特殊殊螺螺距距，给给机机械械加加工工带带来来一一定定困困难难。此此时可采用下列方法解决时可采用下列方法解决;可可在在普普通通车车床床上上配配置置特特殊殊齿齿数数的的变变速速挂挂轮轮来来解解决决。但但因因挂挂轮轮的的齿齿数数有有限限，不不能能满满足不同收缩率的需要。足不同收缩率的需要。可可以以偏偏移移车车床床的的尾尾座座，加加上上使使刀刀具具斜斜向向运动的靠模板来解决。运动的靠模板来解决。71当当放放收收缩缩的的螺螺距距无无法法加加工工时时，可可在在中中径径公公差差范范围围内内，用用加加大大型型芯芯中中径径或或缩缩小小型型环环中中径径的的方方法法来来补补偿偿塑塑件件螺螺纹纹的的累累积积螺螺距距误误差差（图图3-76），但但需需要要配配合合使使用用的的螺螺纹纹长长度度L值值不不得得超超过过极极限限长长度度，否否则则影影响响螺螺纹纹配配合合。极极限限长长度可按下式计算度可按下式计算:(3-20)3-20)极极式中L极极 允许配合使用的螺纹极限长段允许配合使用的螺纹极限长段(mm);b 螺纹中径公差螺纹中径公差(mm)；Scp 塑料的平均收缩率（）。塑料的平均收缩率（）。727 .成型零件工作尺寸计算实例成型零件工作尺寸计算实例 查表得查表得PF2A1 为通用类酚醛塑料粉，其最为通用类酚醛塑料粉，其最小收缩率为小收缩率为S min0.5，最大收缩率为，最大收缩率为Smax 1.0,平均收缩率为平均收缩率为Scp 0.75。73 M8为为普普通通粗粗牙牙螺螺纹纹孔孔，螺螺距距P1.25 mm，Ds8mm，D1s6.65mm，D2s7.19 mm，M271.5为为普普通通细细牙牙螺螺纹纹，螺螺距距P1.5mm，d1s25.375mm，d2s26.026 mm。模具成型零件的制造公差取模具成型零件的制造公差取z/4。74（1）型腔尺寸型腔尺寸+zz+75z+（2）型芯尺寸型芯尺寸-z-z768.型腔和底板的强度及刚度计算型腔和底板的强度及刚度计算（1）强度及刚度）强度及刚度 塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算是模具塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算是模具设计中经常遇到的重要问题，尤其对大型模具设计中经常遇到的重要问题，尤其对大型模具更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常更为突出。目前许多单位都凭经验决定，但常因估计不准确而造成模具报废或浪费材料，为因估计不准确而造成模具报废或浪费材料，为此，建立科学的计算方法实属必要。目前常用此，建立科学的计算方法实属必要。目前常用计算方法有按强度和按刚度条件计算两大类，计算方法有按强度和按刚度条件计算两大类，但实际的塑料模却要求既不允许因强度不足而但实际的塑料模却要求既不允许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不发生明显变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。因此要求对强度及刚度加足而发生过大变形。因此要求对强度及刚度加以合理考虑。以合理考虑。77 在塑料模塑过程中，型腔所承受的力是十在塑料模塑过程中，型腔所承受的力是十分复杂的。就注射模而论，型腔所受的力有塑分复杂的。就注射模而论，型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料等，其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过发生强度破坏。与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能守致脱模困难等。可见模及成型精度，也可能守致脱模困难等。可见模具对强度和刚度都有要求。具对强度和刚度都有要求。78 但是，理论分析和实践证明，模具对但是，理论分析和实践证明，模具对强度及刚度的要求也并非要同时兼顾。对强度及刚度的要求也并非要同时兼顾。对大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不够刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不够则是主要矛盾，应按强度条件计算。强度则是主要矛盾，应按强度条件计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则由于模具的特殊应力。刚度计算的条件则由于模具的特殊性，可以从下几个方面加以考虑性，可以从下几个方面加以考虑:791）要防止溢料）要防止溢料 模具型腔的某些配合面当高压模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。为塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。为了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其刚度条件。如尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚丙醛刚度条件。如尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚丙醛等低粘度塑料，其允许间隙为等低粘度塑料，其允许间隙为0.0250.03 mm；对聚苯乙烯、有机玻璃、对聚苯乙烯、有机玻璃、ABS等中等粘度塑料等中等粘度塑料为为0.05 mm；对聚砜、聚碳酸酯、硬聚氯乙烯；对聚砜、聚碳酸酯、硬聚氯乙烯等高粘度塑料为等高粘度塑料为0.060.08 mm。802）应保证塑件精度）应保证塑件精度塑件均有尺寸要求，尤塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具型腔具有很好的刚性，即塑料注入时不产生型腔具有很好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件允许公差的允许公差的1/5，常见中小型塑件公差为，常见中小型塑件公差为0.130.25 mm（非自由尺寸），因此允许弹（非自由尺寸），因此允许弹性变形量为性变形量为0.0250.05 mm，可按塑件大小和，可按塑件大小和精度等级选取。精度等级选取。813）要要有有利利用用脱脱模模 当当变变形形量量大大于于塑塑件件冷冷却却的的收收缩缩时时，塑塑件件的的周周边边被被型型腔腔紧紧紧紧包包住住而而难难以以脱脱模模，强强制制顶顶出出则则易易使使塑塑件件划划伤伤或或损损坏坏，因因此此型型腔腔允允许许弹弹性性变变形形量量应应小小于于塑塑件件的的收收缩缩值值。但但是是，一一般般来来说说塑塑料料的的收收缩缩率率较较大大，故故多多数数情情况况下下，当当满满足足上上述述两两项项要要求时巳能满足本项要求。求时巳能满足本项要求。82 上上述述要要求求在在设设计计模模具具时时其其刚刚度度条条件件应应以以这这些些项项中中最最苛苛刻刻者者（允允许许最最小小的的变变形形值值）为为设设计计标标准准，但但也也不不宜宜无无根根据据地地过过分分提提高高标标准准，以以免免浪浪费费钢钢材材，增加制造困难。增加制造困难。（2）型腔和底板的强度及刚度计算）型腔和底板的强度及刚度计算1）计算法）计算法常常用用圆圆形形和和矩矩形形凹凹模模壁壁厚厚及及底底板板厚厚度度的的计计算算公公式式，综合列于表综合列于表3-28。2）查表法）查表法 型腔壁厚的计算比较复杂且烦琐，为了简化模型腔壁厚的计算比较复杂且烦琐，为了简化模具设计，一般采用经验数据或查有关表格。具设计，一般采用经验数据或查有关表格。83作业：思考题作业：思考题91084