4．4成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件：是與塑料直接接觸、組成型腔零件，包含凹模、凸模、型芯、螺紋型芯、型環(huán)等等。普通注射模具講義課件第1頁4．4．1型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.整體式凹模：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：牢靠、不易變形、無拼合縫、塑件質(zhì)量好。但整體加工困難、維修困難、浪費(fèi)材料、熱處理不方便。適用范圍：形狀簡單中、小型塑件。圖4-45整體式凹模

普通注射模具講義課件第2頁2.組合式凹模(1)整體嵌入式凹模-圖4-46整體嵌入式型腔

普通注射模具講義課件第3頁(2)局部嵌入式凹模將凹模中易磨損部位做成鑲件嵌入模體中。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：易磨損鑲件部分易加工易更換。圖4-47局部鑲嵌組合式凹模普通注射模具講義課件第4頁(3)底部鑲拼式凹模圖4-48底部鑲拼式凹模

普通注射模具講義課件第5頁(4)側(cè)壁鑲拼式凹模圖4-49凹模側(cè)壁鑲拼結(jié)構(gòu)1—螺釘2—銷釘普通注射模具講義課件第6頁⑸四壁拼合式凹模

圖4-51四壁拼合式凹模

普通注射模具講義課件第7頁凹模技術(shù)要求凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20鋼，40Cr凹模熱處理：HRC40～50表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2～Ra0.1μm

配合面：Ra0.8μm凹模表面處理：表面鍍鉻、拋光凹模加工：模套與模塊錐面配合嚴(yán)密處配制加工普通注射模具講義課件第8頁4．4．2凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型塑件內(nèi)表面零件稱為凸?；蛐托尽Ｖ饕褐餍托?、小型芯、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。1．凸模或主型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴整體式凸?；蛐托緢D4-52凸?；蛐托窘Y(jié)構(gòu)普通注射模具講義課件第9頁⑵組合式凸?；蛐托?/p>

圖4-53相近小型芯鑲拼組合結(jié)構(gòu)圖4-54便于脫模鑲拼型芯組合結(jié)構(gòu)普通注射模具講義課件第10頁組合式型芯——型芯采取拼塊組合普通注射模具講義課件第11頁2．小型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4-55小型芯固定方式普通注射模具講義課件第12頁圖4-56異形型芯固定圖4-57多個相互靠近型芯固定普通注射模具講義課件第13頁型芯技術(shù)要求型芯材料：T7A、T8、T10A、Cr12型芯熱處理：HRC45～50表面粗糙度：型芯表面：Ra0.1~0.025μm

配合面：Ra0.8μm型芯表面處理：表面鍍鉻、拋光型芯加工：同軸度高地方配制加工普通注射模具講義課件第14頁4．4．3螺紋型芯和螺紋型環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．螺紋型芯結(jié)構(gòu)螺紋型芯按用途分為直接成型塑件上螺紋孔和固定螺母嵌件兩種。螺紋型芯設(shè)計(jì)時考慮塑料收縮率，其表面粗糙度Ra<0．4μm，普通應(yīng)有0．50脫模斜度，螺紋始端和末端按塑料螺紋結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)，以預(yù)防從塑件上擰下時拉毛塑料螺紋。螺紋型芯安裝在模具上，成型時要可靠定位，不能因合模振動或料流沖擊而移動，開模時應(yīng)能與塑件一道取出且便于裝卸。螺紋型芯與模板內(nèi)安裝孔配合公差為H8／f8。

普通注射模具講義課件第15頁圖4-58螺紋型芯安裝形式普通注射模具講義課件第16頁2.螺紋型環(huán)結(jié)構(gòu)圖4-59螺紋型環(huán)結(jié)構(gòu)1一螺紋型環(huán)2一定位銷普通注射模具講義課件第17頁4．4．4齒輪型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-60塑料齒輪和齒輪型腔關(guān)系普通注射模具講義課件第18頁圖4-61齒輪型腔結(jié)構(gòu)普通注射模具講義課件第19頁4．4．5模具成型零件工作尺寸計(jì)算與實(shí)例

成型零部件工作尺寸是指直接用來組成塑件型面尺寸。圖4-62成型零件工作尺寸普通注射模具講義課件第20頁1.計(jì)算成型零件工作尺寸要考慮原因(1)塑料收縮率波動與塑料品種、塑件形狀、尺寸、壁厚、成型工藝條件、模具結(jié)構(gòu)等原因相關(guān)。其塑料收縮率波動誤差為：δs=(Smax—Smin)Ls(4-5)式中

δs——塑料收縮率波動所引發(fā)塑件尺寸誤差；

Smax——塑料最大收縮率，%；

Smin——塑料最小收縮率，%；

Ls——塑件基本尺寸。塑料收縮率波動所引發(fā)誤差應(yīng)小于塑件公差1／3,即δS<△/3。普通注射模具講義課件第21頁(2)成型零件制造誤差模具制造精度愈高，塑件精度也愈高。模具制造公差占塑件總公差三分之一左右：δz=Δ/3δz也能夠取IT7～I(xiàn)T8級作為模具制造公差。普通注射模具講義課件第22頁(3)模具成型零件磨損中小型塑件模具：δc=Δ/6大型塑件模具：δc<Δ/6成型零件磨損原因：塑件脫模時摩擦(型腔變大、型芯變小、中心距尺寸不變)；（決于塑料品種、模具材料及熱處理。小批量生產(chǎn)時，δc取小值，甚至能夠不考慮。玻璃纖維塑料磨損大，δc應(yīng)取大值，模具材料耐磨，表面強(qiáng)化好，δc應(yīng)取小值。）料流沖刷；腐蝕性氣體銹蝕；模具打磨拋光。普通注射模具講義課件第23頁(4)模具安裝配合誤差模具活動成型零件和配合間隙改變會引發(fā)塑件尺寸改變。塑件可能產(chǎn)生最大誤差δ為各種誤差總和：

δ=δZ+δC+δS+δj+δa(4-6)式中δ——塑件成型誤差；

δZ——模具成型零件制造誤差；

δC——模具成型零件磨損引發(fā)誤差；

δS——塑料收縮率波動引發(fā)誤差；δj——模具成型零件配合間隙改變誤差；

δa——模具裝配誤差。普通注射模具講義課件第24頁計(jì)算模具成型零件最基本公式為：

Lm=LS

（1+S）（4-7）式中Lm——模具成型零件在常溫下實(shí)際尺寸；LS——塑件在常溫下實(shí)際尺寸；

S——塑料成型收縮率，%。從附表中可查到慣用塑料最大收縮率Smax和最小收縮率Smin，由此該塑料平均收縮率為：

(4-8)普通注射模具講義課件第25頁在型腔、型工作尺寸計(jì)算公式導(dǎo)出過程中，所包括到尺寸，凡孔都是按基孔制，公差下限為零，公差等于上偏差；凡軸都是按基軸制，公差上限為零，公差等于下偏差，如圖4-63所表示。圖4-63模具零件工作尺寸與塑件尺寸關(guān)系

普通注射模具講義課件第26頁2.型腔和型芯徑向工作尺寸計(jì)算（1）型腔徑向尺寸計(jì)算（2）型芯徑向尺寸計(jì)算

(4-9)

(4-10)普通注射模具講義課件第27頁（3）型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算型腔深度：型芯高度：

(4-11)

(4-12)

普通注射模具講義課件第28頁3.中心距尺寸計(jì)算

(4-11)

普通注射模具講義課件第29頁4.螺紋型環(huán)和螺紋型芯工作尺寸計(jì)算

用來成型塑件上螺紋或固定塑件上帶螺紋嵌件，稱為螺紋型芯型環(huán)。

能夠自動卸除也能夠手動卸除。普通注射模具講義課件第30頁⑴螺紋型環(huán)工作尺寸計(jì)算大徑：中徑：小徑：

(4-14)

(4-16)

(4-15)

普通注射模具講義課件第31頁⑵螺紋型芯工作尺寸計(jì)算大徑：中徑：小徑：(4-19)

(4-18)

(4-17)

普通注射模具講義課件第32頁⑶螺紋型環(huán)和螺紋型芯螺距工作尺寸

(4-20)普通注射模具講義課件第33頁

型腔尺寸型芯尺寸徑向尺寸高度及深度尺寸中心距尺寸孔邊距或型芯中心到邊距尺寸成型零件尺寸計(jì)算公式普通注射模具講義課件第34頁實(shí)例（Example）查表得塑料收縮率為：Smax=0.01Smin=0.006故：Scp=0.008分析塑件最高精度為MT3模具制造精度?。篒T9(比塑件精度高三個等級)普通注射模具講義課件第35頁1.型腔尺寸計(jì)算⑴外形直徑：D=40-0.34

查表得δz＝0.062

DM=[D+DScp-(3/4)Δ]+δz=[40+40×0.008-(3/4)×0.34]+0.062

⑵凸臺寬度：B=10-0.20

查表得δz＝0.043

BM=[10+10×0.008-(3/4)×0.20]+0.043

⑶凸臺半徑：R1=5-0.10

查表得δz＝0.03

R1M=[5+5×0.008-(3/4)×0.10]+0.03

⑷外形高度：H1=24-0.28

查表得δz＝0.052

H1M=[24+24×0.008-(2/3)×0.28]+0.052

普通注射模具講義課件第36頁2.型芯尺寸計(jì)算⑴內(nèi)孔直徑：d1=34+0.34

查表得δz＝0.062

d1M=[d1+d1Scp+(3/4)Δ]-δz

=[34+34×0.008+0.75×0.34]-0.062=34.5-0.062

⑵內(nèi)孔直徑：d2=3.5+0.16

查表得δz＝0.03

d2M=[3.5+3.5×0.008+0.75×0.16]-0.03=3.65-0.03

⑶擴(kuò)孔直徑：d3=6.5+0.2

查表得δz＝0.036

d3M=[6.5+6.5×0.008+0.75×0.20]-0.036=6.7-0.036

⑷內(nèi)孔深度：h1=19+0.28

查表得δz＝0.052

h1M=[19+19×0.008+0.67×0.28]-0.052=19.34-0.052⑸擴(kuò)孔深度：h2=3.5+0.16

查表得δz＝0.03

h2M=[3.5+3.5×0.008+0.67×0.16]-0.062=3.65-0.03普通注射模具講義課件第37頁3.中心距尺寸計(jì)算⑴孔距：C1=16±0.2查表得δz＝0.043

C1M=[C1+C1×Scp]±δz/2=[16+16×0.008]±0.021⑵凸臺高度：C2=4±0.1查表得δz＝0.03

C2M=[4+4×0.008]±0.015⑶起伏凸邊高度：C3=3±0.1查表得δz＝0.03

C3M=[3+3×0.008]±0.015⑷非配合圓角：R2=2查表得δz＝0.025

R2M=[2+2×0.008]±0.012⑸起伏凸邊位置角：α=45°(自由公差)取δz＝Δ/4=30′

αM=45°±15′

普通注射模具講義課件第38頁4.校核如孔距C1:（Smax－Smin）×Ls+δz≤Δ（0.01－0.006）×16+0.043=0.107<0.4普通注射模具講義課件第39頁6.型腔或底板強(qiáng)度與剛度計(jì)算模塑成型過程中，型腔受到塑料熔體壓力會產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力及變形。若型腔或底板壁厚不夠，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超出材料許用應(yīng)力時，型腔會因強(qiáng)度不夠而破裂。若型腔剛度不足也會發(fā)生過大彈性變形，所以造成溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難。型腔或底板強(qiáng)度與剛度計(jì)算見表４－５普通注射模具講義課件第40頁型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定一、模具強(qiáng)度及剛度概念若型腔剛度不足也會發(fā)生過大彈性變形，所以造成溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難。模塑成型過程中，型腔受到塑料熔體壓力會產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力及變形。若型腔或底板壁厚不夠，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超出材料許用應(yīng)力時，型腔會因強(qiáng)度不夠而破裂。普通注射模具講義課件第41頁二、壁厚受力分析1.模塑過程中模具承受力設(shè)備施加鎖模力熔融塑料作用于型腔內(nèi)壁壓力2.型腔受內(nèi)壓力作用發(fā)生膨脹變形影響塑件尺寸精度配合面處產(chǎn)生溢料飛邊小型腔許用變形量小，壓力作用會造成其破壞型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定普通注射模具講義課件第42頁二、壁厚受力分析3.型腔側(cè)壁最大允許變形量δ大型腔以剛度為主計(jì)算，小型腔以強(qiáng)度為主計(jì)算圓形凹模直徑：D﹤67～86mm時以強(qiáng)度計(jì)算為主矩形凹模長邊：L﹤108～136mm時以強(qiáng)度計(jì)算為主從中小型塑件尺寸精度考慮：δ≤Δ/5從不產(chǎn)生溢料飛邊考慮：型腔配合處最大間隙Zmax﹤塑料溢料值（表3-8）確保塑件順利脫模：δ≤S·t（收縮量）型腔力學(xué)計(jì)算特征和性質(zhì)：型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定普通注射模具講義課件第43頁二、壁厚受力分析當(dāng)分界值不明確時按兩種方法計(jì)算型腔壁厚值，取其大者。課題6.4型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定普通注射模具講義課件第44頁三、壁厚尺寸計(jì)算(自學(xué))圓形凹模壁厚矩形凹模壁厚支承板厚度課題6.4型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定普通注射模具講義課件第45頁1.圓形凹模壁厚計(jì)算凹模內(nèi)壁直徑2r整體凹模壁厚S=R-r鑲拼式凹模凹模內(nèi)壁直徑2r整體凹模壁厚S=R-r鑲拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚S2凹模壁厚S1模套壁厚S2～4020818>90～100501440>40～5025922>100～120551545>50～60301025>120～140601648>60～70351128>140～160651752>70～80401232>160～180701955>80～90451335>180～200752158三、壁厚尺寸計(jì)算(自學(xué))型腔壁厚與底板厚度確實(shí)定普通注射模具講義課件第46頁2.矩形凹模壁厚計(jì)算矩形凹模內(nèi)側(cè)短邊長b整體凹模壁厚S鑲拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚S2～4025922>40～5025～309～1022～25>50～6030～3510～1125～28>60