04-2 第四章 注射模设计(2).pptx

第1页：第四节成型零部件设计

第四节成型零部件设计一、成型零件的结构设计成型零部件结构设计在保证塑件质量要求的前提下，应从便于加工、装配、使用、维修等加以考虑。(一)凹模（型腔）的结构设计

• 整体式：型腔由一整块金属加工而成。特点：结构简单、牢靠，不易变形，塑件无拼缝痕迹，适用于形状简单的塑件，刚性要求高模具。
• 整体嵌入式凹模（型腔）（图6-6g）节省钢材，便于热处理。除有整体式优点外，可节省材料。

第2页：整体嵌入式凹模的装配工艺性

整体嵌入式凹模的装配工艺性

本页为图片内容，展示整体嵌入式凹模的装配工艺性的结构与要点。

第3页：整体式模腔

整体式模腔

本页为图片内容，展示整体式模腔的结构与要点。

第4页：整体嵌入式模腔

整体嵌入式模腔

本页为图片内容，展示整体嵌入式模腔的结构与要点。

第5页：模腔材料

模腔材料

本页为图片内容，展示模腔材料的结构与要点。

第6页：3、镶拼组合式凹模(型腔)

3、镶拼组合式凹模(型腔)镶拼组合式凹模采用多块材料镶拼而成。特点：可以改善加工工艺性，减少热处理变形，节省优质钢材。适用于形状复杂工件。镶拼形式有

• 局部镶拼式
• 底部镶拼式
• 侧壁镶拼式采用组合式凹模须注意：尽量减少拼痕，合理选择拼合结构和配合要求；尽量使拼接缝的方向与脱模方向一致。配合部分用H7/m6

第7页：

第8页：凹模（型腔）的结构型式

凹模（型腔）的结构型式

本页为图片内容，展示凹模（型腔）的结构型式的结构与要点。

第9页：4、瓣合式凹模（型腔）

4、瓣合式凹模（型腔）

本页为图片内容，展示4、瓣合式凹模（型腔）的结构与要点。

第10页：瓣合式模腔

瓣合式模腔

本页为图片内容，展示瓣合式模腔的结构与要点。

第11页：（二）凸模和型芯的结构设计

（二）凸模和型芯的结构设计

• 整体式：结构牢靠，刚性好，但优质材料消耗大。
• 嵌入式：适用于塑件内表面形状复杂，不便于机械加工的场合。可节省优质钢材，减少切削加工量。
• 镶拼组合式
• 活动凸模1）瓣合式凸模2）侧向型芯

第12页：嵌入式型芯的安装固定

嵌入式型芯的安装固定

本页为图片内容，展示嵌入式型芯的安装固定的结构与要点。

第13页：异形型芯的组合方式

异形型芯的组合方式

本页为图片内容，展示异形型芯的组合方式的结构与要点。

第14页：

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第20页：二、螺纹型芯和螺纹型环的结构设计

二、螺纹型芯和螺纹型环的结构设计（一）螺纹型芯

本页为图片内容，展示二、螺纹型芯和螺纹型环的结构设计（一）螺纹型芯的结构与要点。

第21页：防止螺纹型芯脱落的结构

防止螺纹型芯脱落的结构

本页为图片内容，展示防止螺纹型芯脱落的结构的结构与要点。

第22页：（二）螺纹型环

（二）螺纹型环

本页为图片内容，展示（二）螺纹型环的结构与要点。

第23页：三、成型零件工作尺寸计算

三、成型零件工作尺寸计算（一）成型零件工作尺寸分类及其有关规定对塑件和成型零件的尺寸偏差标注采用“入体”方法，即：（1）孔类尺寸(A类)属于这类包容尺寸：模具型腔深度、型腔径向尺寸模具工作尺寸标注为：Am+δz与之对应的塑件尺寸标注为：As-Δ

第24页：（一）成型零件工作尺寸分类

（一）成型零件工作尺寸分类及其有关规定

• 轴类尺寸(B类)属于这类被包容尺寸：模具型芯高度、型芯径向尺寸模具工作尺寸标注为：Bm-δz与之对应塑件的尺寸标注为：Bs+Δ
• 中心距类尺寸(C类)模具工作尺寸标注为：Cm±δz/2与之对应塑件的尺寸标注为：:Cs±Δ/2（塑件尺寸标注形式与上述标注规定不相符时，应进行转换）

第25页：（二）计算成型零件工作尺寸的要点

（二）计算成型零件工作尺寸时成型收缩率的确定确定收缩率的一般原则和方法：1）对于收缩率范围较小的塑料品种，一般用平均收缩率：Scp=(Smax+Smin)/2；2）对于厚薄不均匀的分开计算；3）计算收缩率时应留有修模的余量；4）嵌件较多时、结构复杂收缩率取小值；5）成型工艺参数不同、添加回收料的比例不同收缩率有所不同。

第26页：（三）成型零件工作尺寸计算

（三）成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸的计算方法有：平均值法、公差带法。（1）型腔、型芯径向尺寸计算1）型腔径向尺寸计算考虑塑件公差、型腔制造公差均取1/2，收缩率取平均收缩率Scp、磨损量δc取最大值的1/2，则有：整理并忽略二阶微小量得:标注公差后则：x——修正系数

第27页：1）型腔、型芯径向尺寸计算2

1）型腔、型芯径向尺寸计算2）型腔深度尺寸：由于型腔底面的磨损单边磨损，磨损量很小，可忽略，取则型腔深度尺寸为：3）型芯径向尺寸：设塑件内型尺寸为lm，其公差值为Δ，则其平均值为：ls+Δ/2,同理可得：4）型芯高度尺寸计算：5）型芯之间或成型孔之间等中心距尺寸计算：

第28页：（2）计算型腔型芯尺寸时注意

（2）计算型腔型芯尺寸时注意事项1）对一些后处理的塑件，应考虑处理后的再收缩或膨胀；2）在计算时应注意型腔、型芯的可修模的余量；3）对于一些大型零件应注意模具零件的热膨胀；4）当塑件的收缩率较大，若按平均收缩率计算时，为防止收缩率的波动引起塑件的尺寸超差，可进行预先验算。

若塑件为轴类尺寸，则△＞D(Smax-Smin)+δz若塑件为孔类尺寸，则△＞d(Smax-Smin)+δz若塑件为中心距类尺寸，则△＞L(Smax-Smin)+δz5）选择成型零件安装部分制造公差的原则，一般以不使熔体产生溢边为准。

配合尺寸常取H9/f9；尺寸较大时取H7/e8；非配合尺寸取塑件公差的1/3～1/4。

第29页：4、螺纹型芯与螺纹形环

• 螺纹型芯与螺纹形环
• 螺纹型芯与型环径向尺寸为补偿螺纹收缩的不均匀性，采用加大螺纹中径配合间隙来补偿，收缩率采用平均收缩率，即螺纹型芯（成型螺孔）中径: dm中=[（1+Scp)Ds中+ Δ中]–δ中螺纹型环（成型外螺纹）中径：Dm中=[（1+Scp)ds中-Δ中]+δ中
• 螺距（与中心距尺寸计算公式相同）Pm=[(1+Scp)Ps]±δz/2

第30页：成型零件工作尺寸计算

成型零件工作尺寸计算实例收缩率为0.5%,制造公差取塑件公差的1/4,模具的磨损系数为0.5，则模具工作尺寸的计算过程如下：

第31页：四、型腔壁厚的计算

四、型腔壁厚的计算确定型腔壁厚的方法有：计算法、经验法、图表法成型腔壁厚刚度计算条件

• 型腔不发生溢料（根据不同塑料的溢料间隙来决定刚度条件）
• 保证塑件精度（型腔壁的最大弹性变形量小于塑件公差的1/5）
• 保证塑件顺利脱模（型腔壁的最大弹性变形量小于塑件的成型收缩值）根据理论分析和实践证明：对于大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件计算；对于小尺寸型腔，在发生较大弹性变形以前，其内应力已超过许用应力，故按强度计算。

第32页：产品的结构造成型芯的刚性不足

产品的结构造成型芯的刚性不足

本页为图片内容，展示产品的结构造成型芯的刚性不足的结构与要点。

第33页：（一）长方形型腔壁厚及底板厚度

（一）长方形型腔壁厚及底板厚度的计算1、组合式矩形型腔（1）型腔壁厚刚度计算时，将每一侧壁视为均匀载荷的两端固定梁，其最大挠度发生在中点，其壁厚计算可按P——型腔内熔体压力，一般取25-45MPa；L1——型腔侧壁长边尺寸(mm)E——弹性模量，钢材取2.1×105MPa；δ——允许变形量，低粘度塑料取0.025-0.04mm；中粘度取0.05mm左右，高粘度取0.06-0.08mm，为保证尺寸精度，δ取塑件允许公差的1/5左右。

第34页：1、组合式矩形型腔按强度校核时

1、组合式矩形型腔按强度校核时，每一侧壁受到弯曲应力和拉应力的联合作用，计算时用[σ]是模具材料的许用应力，其它符号同前

第35页：1、组合式矩形

1、组合式矩形型腔（2）型腔底板厚组合式型腔底板常见的是双支脚底板，可视为均布载荷简支梁。设支脚间距L与型腔长度l相等。按刚度计算计算时，最大变形量：则底板的厚度为：（4-44）按强度条件计算时，简支梁最大弯曲应力也出现在中部，其值为：

第36页：1、组合式矩形（2）

1、组合式矩形型腔（2）型腔底板厚大型模具型腔支脚跨度较大，计算出来的底板厚度甚大，但若改变支撑方式，例如增加一个中间支撑时，则由此所得的板厚是式（4-44）的1/2.5;当增加两根中间支撑时，则有所得的厚度是两脚支撑的1/4.3;由此可见，合理增加中间支撑可使底板厚度大大减薄。

第37页：2、矩形整体式型腔右图中

2、矩形整体式型腔右图中，其任一侧壁均可简化为三边固定、一边自由的矩形板，在熔体压力的作用下，其最大变形发生在自由边的中点，其变形量按（式6-51）式中按刚度条件，侧壁厚按按刚度条件，底板厚度按

第38页：（一）圆形型腔壁厚及底板厚度

（一）圆形型腔壁厚及底板厚度的计算1、组合式圆形型腔(1)型腔侧壁厚其侧壁可视为两端开口、受均匀内压的厚壁圆筒，当在熔体压力p作用下，侧壁将产生内半径增长量δ根据允许的变形量，可按刚度条件计算壁厚，从强度的观点出发，型腔最小壁厚为：上两式中，μ是泊松比，钢材取0.25；r是型腔内径，其余符号同前。

第39页：1、组合式圆形

1、组合式圆形型腔(2)型腔底板厚组合式型腔底板，可视为周边简支的圆板，最大挠度发生在中心，且从刚度出发，型腔最小壁厚为：按强度条件计算，其最大切应力也发生在底板中心，其值为：型腔最小壁厚为：对于钢材，μ=0.25，故

第40页：2、整体式圆形型腔刚度计算时

2、整体式圆形型腔刚度计算时，整体式圆形型腔与组合式圆形型腔的区别是：型腔受高压熔体作用时，其侧壁下部受底部约束，沿高度方向向上约束减少，超过一定高度极限ho后，不再受约束，视为自由膨胀，即与组合式型腔计算相同。根据工程力学知识，约束膨胀与自由膨胀的分界点的高度为：AB线以上为自由膨胀，AB线以下的约束膨胀为：

第41页：2、整体式圆形

2、整体式圆形型腔

• 型腔壁厚当型腔高度超过ho时，壁厚按组合式圆形型腔计算；当型腔高度小于ho时，其壁厚可按下式近似公式计算：
• 型腔底板厚其底板可视为周边固定的圆板，其最大变形位于板中心，其值为：由此，按刚度条件，底板厚度应为：按强度条件分析，由于其最大应力发生在周边，所需底板厚度为：

第42页：（三）经验数据

（三）经验数据

本页为图片内容，展示（三）经验数据的结构与要点。

第43页：第五节导向与定位机构设计

第五节导向与定位机构设计一、导向机构的作用作用：主要用于动定模两大部分或模内其它领部件之间的准确对合、定位和定向作用。导向机构：导柱导向机构、锥面、销定位导向机构

第44页：二、导向结构

二、导向结构的设计设计的基本要求：导向精确、定位准确，并具有足够的强度、刚度和耐磨性。（一）导柱导向机构导柱导向机构是利用导柱与导套孔的配合间隙来保证模具的对合精度。图a用于小批量生产的简单模具，不需要导套，结构简单，加工方便。

图b有导柱导套配合要求，适用于精度要求高，生产批量大的模具。图c，采用了有肩导柱，便于模具加工时一次加工出导柱、导套安装孔。图d用于三板模，中间板的导套用螺钉锁住。

第45页：（一）导柱导向机构（1）导柱

（一）导柱导向机构（1）导柱A型用于简单模具和小批量生产，一般不要求配合导向；B型用于塑件精度高、生产批量大的模具，一般与导套配用。

第46页：（一）导柱导向机构（2）导套

（一）导柱导向机构（2）导套

本页为图片内容，展示（一）导柱导向机构（2）导套的结构与要点。

第47页：3、导柱导套的设计原则

• 导柱导套的设计原则导柱设计要点：
• 导柱直径视模具的大小而定，但必须具有足够的抗弯强度，且表面耐磨，芯部要坚韧；一般采用20低碳钢渗碳淬火处理，硬度HRC48-55；也可用T8或T10淬火处理，Ra0.8μm
• 导柱长度应高出凸模端面6~8mm；
• 导柱的端部常设计成锥面或半球面；
• 配合精度：导柱与导向孔间隙配合H7/f7或H8/f8；安装孔过渡配合H7/m6或H7/k6；Ra0.8μm

第48页：3、导柱导套的设计原则导向孔

• 导柱导套的设计原则导向孔（导套）的设计要点：导向孔可以在模板上直接开孔，也可镶入导套
• 导套孔最好是通孔，以便于排气；
• 导套孔前端应有圆角，导套用淬火钢或铜制成，其硬度应低于导柱，以防止拉毛；
• 导套配合精度：滑动部分H7/f7；外径按滑动配合H7/m6；
• 导套的安装固定方式按图7-
• 导柱的数量和布置导柱一般2~4个，对称分布，为防止装错，可设计1~2个导柱的尺寸不同。如图7-6

第49页：二、锥面和合模销定位机构

二、锥面和合模销定位机构（一）锥面定位注射成型深腔、大型、高精度塑件或薄壁容器和偏心塑件时，往往采用锥面配合的形式。α一般取5-20°，高度一般大于15mm。

第50页：

第51页：

第52页：斜面定位块

斜面定位块

本页为图片内容，展示斜面定位块的结构与要点。

第53页：二、锥面和合模销定位机构（2）

二、锥面和合模销定位机构（二）合模销定位在垂直分型面的模具中，为保证销模套中的对拼凹模相对位置准确，常采用两个合模销定位。如图7-8配合精度：固定端用H7/k6；滑动端用H9/f9如图。

第54页：第六节脱模机构设计

第六节脱模机构设计一、脱模机构的分类及设计原则（一）脱模机构的分类按推出动作的动力源：手动脱模机动脱模气动和液压脱模按推出机构动作特点：一次推出二次推出顺序脱模、点浇口自动脱落、自动脱螺纹机构

第55页：一、脱模机构的分类及设计原则

一、脱模机构的分类及设计原则（二）脱模机构的设计原则

• 保证塑件不因顶出变形损坏及影响外观；
• 推出机构动作准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象；
• 推出机构要有足够的刚度、强度和耐磨性。

第56页：二、脱模力计算

二、脱模力计算脱模力必须克服

• 由于塑件收缩将型芯的包紧力及塑料与钢材之间的粘附力；
• 大气压力；
• 推出机构运动的摩擦阻力。影响脱模力的因素有：
• 塑件的几何形状；（壁厚、包紧面积）
• 塑料性能；（收缩率、弹性模量、泊桑比）
• 型芯表面粗糙度。

第57页：二、脱模力计算：对于厚壁塑件

二、脱模力计算脱模力的大小与塑件的厚薄及其形状有关。计算公式如下：1、对于厚壁塑件（δ/d>0.05）

• 圆环形塑件断面的脱模力（4-58）
• 矩环形塑件断面的脱模力（4-59）

第58页：二、脱模力计算：对于薄壁塑件

二、脱模力计算2、对于薄壁塑件（δ/d≤0.05）

• 圆环形塑件断面的脱模力（4-60）
• 矩环形塑件断面的脱模力（4-61）

第59页：二、脱模力计算（4）

二、脱模力计算脱模力可按下面经验公式估算：Ft=lhp0(ƒcosα-sinα)当α很小时，sinα 0 cosα 1，则Ft=lfhp0对于推出带不通孔的塑件，须考虑大气压，则Ft=lhp0(ƒcosα-sinα)+9.8×104APo——塑件对型芯单位面积的包紧力（Pa），一般取7.84×108～1.176×107Pa；h——成型部分深度（m）；l——包紧部分的平均周长（m）；α——塑件脱模斜度；f——摩擦系数对于推出不通孔塑件，必须加上大气压9.8×104Pa,所以推出力为：Ft=lhp0(ƒcosα-sinα)+9.8×104AA——垂直于推出方向的投影面积。

第60页：三、简单脱模

三、简单脱模推出机构一次推出机构：开模后，用一次动作将塑件推出的机构。推杆脱模机构的组成推出部件导向部件复位部件

第61页：（一）简单脱模机构的形式包括

（一）简单脱模机构的形式包括有：(a)推杆脱模(b)推管脱模(c)推板脱模(d)推块推出(e)联合脱模(f)气动脱模

第62页：（一）推杆脱模机构

（一）推杆脱模机构1、推杆的设计材料：45、T8、T10A淬火处理：HRC45-50配合长度L1=1.5-2d≥15mm配合：一般H7/f6推杆直径不宜太细，应有足够的强度和刚度，当直径≤3mm时可用阶梯形状；推杆端面应与型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05~0.1mm；为减少推杆与安装板的摩擦，d1=d+1mm；

第63页：顶出板

顶出板

本页为图片内容，展示顶出板的结构与要点。

第64页：（1）推杆的形式

（1）推杆的形式

本页为图片内容，展示（1）推杆的形式的结构与要点。

第65页：（2）推杆的尺寸推杆长度由模

（2）推杆的尺寸推杆长度由模板厚度、推出距离确定。推杆的直径不宜太细，应有足够的刚度和强度来承担，一般推杆直径为2.5-12mm。推杆直径d的确定可根据压杆稳定公式来求：Ψ是安全系数，取Ψ=1.5，L是推杆长度（mm），F是脱模力(N)，n是推杆数目，E是塑料的弹性模量（MPa）。

推杆的强度校核[σ]是推杆材料许用应力（Mpa),σc是推杆所受的应力（Mpa)。

第66页：（3）推杆的布置

• 推杆的布置推杆的布置应注意以下问题：
• 应设置在脱模阻力大的地方，应设在端面或靠近侧壁的部位，但不能影响型芯的强度；
• 当塑件各处的脱模力相同时，推杆应均匀布置；
• 推杆不宜设在塑件薄壁处，如果需要可用托盘结构；
• 当塑件上不允许有推出痕迹时，可用辅助顶出；
• 推杆位置应尽量避开冷却水道和侧向抽芯位置（在抽芯位置可用先复位机构）。

第67页：（二）推管脱模机构

（二）推管脱模机构适用：环形、筒形塑件或带孔部分的推出特点：推力均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。（对于壁厚<1.5mm的不宜使用推管推出）推管的结构形式：如右图配合要求：小直径H8/f8,大直径H7/f6配合长度：推管与型芯，推出行程加3-5mm推管与模板(1.5-2)D其余部分扩孔，即推管扩孔d+1,模板扩孔D+1推出距离：S>h

第68页：3、推板脱模机构特点

3、推板脱模机构特点：在塑件表面不留推出痕迹，推出时塑件受力均匀，推出平稳，推出力大，结构较推管简单。适用：薄壁容器、壳形塑件、表面不许留有推出痕迹的塑件。

第69页：3、推板的设计

3、推板的设计设计推板时应遵循原则

• 为防止推板在推出过程脱落，推板与顶出板之间应有固定连接；
• 推板在推出过程应处于被导向状态，导柱长度应大于顶出距离；
• 推板与型芯之间一般采用间隙配合或锥面配合；
• 推板顶出机构可不设复位机构；
• 用推板顶出可实现浅侧凹的强制顶出。

第70页：（三）复位杆的设计

（三）复位杆的设计

本页为图片内容，展示（三）复位杆的设计的结构与要点。

第71页：（四）脱模机构导向设计

（四）脱模机构导向设计

本页为图片内容，展示（四）脱模机构导向设计的结构与要点。

第72页：利用成型零件顶出

利用成型零件顶出某些塑件因结构和材料关系，不适宜采用上述的脱模结构，则可利用成型镶件或型腔带出塑件，使之脱模。

第73页：多元综合顶出机构对于某些深腔

多元综合顶出机构对于某些深腔壳体、薄壁塑件以及带有局部环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂塑件，采用单一的脱模形式，不能保证塑件的顺利脱出，须采用两种以上或多种以上的多元件联合推出。

第74页：气压脱模机构右图是用于深腔塑

气压脱模机构右图是用于深腔塑件及软性塑件脱模的气压脱模机构，其加工简单，但须设置气路和气门等。推出气压一般为0.1-0.4MPa。

第75页：气顶标准件

气顶标准件

本页为图片内容，展示气顶标准件的结构与要点。

第76页：

第77页：四、带螺纹塑件脱模机构设计

四、带螺纹塑件脱模机构设计塑件螺纹的脱模方式1、强制脱模

• 利用塑件弹性脱螺纹
• 用硅橡胶作螺纹型芯强制脱模2、利用活动螺纹型芯或螺纹型环脱螺纹当模具不能设计成瓣合模或回转脱螺纹结构太复杂时，可将螺纹部分作成活动型芯或活动型环随塑件一起脱模，然后在模外将它们分开。3、螺纹部分回转的脱模结构
• 手动脱螺纹结构
• 机动脱螺纹机构

第78页：螺纹塑件的强制脱模

螺纹塑件的强制脱模

本页为图片内容，展示螺纹塑件的强制脱模的结构与要点。

第79页：利用活动型芯或活动型环进行脱模

利用活动型芯或活动型环进行脱模

本页为图片内容，展示利用活动型芯或活动型环进行脱模的结构与要点。

第80页：拼合式型芯或型环脱模方式

拼合式型芯或型环脱模方式

本页为图片内容，展示拼合式型芯或型环脱模方式的结构与要点。

第81页：手动螺纹脱模

手动螺纹脱模

本页为图片内容，展示手动螺纹脱模的结构与要点。

第82页：

第83页：

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第88页：用油马达进行齿轮抽芯

用油马达进行齿轮抽芯

本页为图片内容，展示用油马达进行齿轮抽芯的结构与要点。

第89页：

第90页：

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第94页：五、其它脱模机构

五、其它脱模机构

本页为图片内容，展示五、其它脱模机构的结构与要点。

第95页：

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第97页：二次推出脱模机构

二次推出脱模机构

本页为图片内容，展示二次推出脱模机构的结构与要点。

第98页：

第99页：

第100页：（二）定模板双向顶出机构

（二）定模板双向顶出机构

本页为图片内容，展示（二）定模板双向顶出机构的结构与要点。

第101页：定模板双向顶出机构

定模板双向顶出机构

本页为图片内容，展示定模板双向顶出机构的结构与要点。

第102页：（三）顺序脱模

（三）顺序脱模

本页为图片内容，展示（三）顺序脱模的结构与要点。

第103页：

第104页：（四）侧凸凹脱模机构

（四）侧凸凹脱模机构

本页为图片内容，展示（四）侧凸凹脱模机构的结构与要点。

第105页：（五）浇注系统凝料的自动切断及顶出

（五）浇注系统凝料的自动切断及顶出

本页为图片内容，展示（五）浇注系统凝料的自动切断及顶出的结构与要点。

第106页：