塑料模具基础课程讲义.doc

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1、塑料模具基础课程讲义2007年03月11日 星期日 18:55成 型 部 分 设 计一、分模面的确定为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离的接触表面，通称为分模面。分模面的表示方法：1、 模具分开时，分模面两边的模板都作移动；2、 模具分开时，其中一方模板不动，另一方模板作移动A、 分模面的数目有：单分模面、双分模面、多分模面B、 分模面的形状有：平面、斜面、阶梯面、曲面C、 分模面与开模方向关系有：平行于开模方向、垂直于开模方向、与开模方向成一斜角选择分模面考虑原则：1、 塑件质量考虑，确保塑件尺寸精度A、同轴度要求

2、的部份应在公模内成型，若放在公母模内成型，会因合模不准确而难于保证同轴度B、选择分模面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异，若模窝设在公模，会因脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异太大，当塑件不允许有较大的脱模斜度时，采用这种结构使脱模困难，若塑件外观无严格要求，可将分模选在塑件中部，它可采用较小的脱模斜度有利于脱模确保塑件表面要求：分模面尽可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求2、 注射机技术规格考虑：A、锁模力考虑：尽可能减少塑件在分模面上的投影面积。当塑件在分型面上的投影面积接近接近于注射机的最大注射面积时，有产生溢料的可能，模具的分模面尺寸在保证不溢料的情况下，应尽可能

3、减少分模面接触面积，以增加分模面的接触压力，防止溢料，并简化分模面的加工B、模板间距考虑：分模面的确定要保证公母模开模行程最短3、 模具结构考虑A、尽量简化脱模部件a、 为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留在公模，只要使塑件与公模的结合力大于塑件与母模的结合力即可，尽可能使塑难看 与母模之间有一定的结合力，而不要把塑件与模具的结合力都放在公模b、 当塑件的外形简单，但内形有较多的孔或复杂孔时，塑件成型后必然留在模仁上，此时模窝可设在母模上，开模后可用推板顶出塑件，若模窝设在公模上，使脱模困难c、 当带有金属嵌件时，因为嵌件不会收缩包紧模仁，所以模窝应设在公模，否则开模后塑件留在母模，使脱模

4、困难d、 若塑件的模仁对称分布时，应迫使塑件留在公模上，采用顶管脱模e、 若塑件有侧孔时，应尽可能将模仁设在公模部份，避免母模抽芯，否则造成脱模困难B、侧抽芯机械考虑a、 应尽量避免侧抽芯机构，若无法避免侧抽芯，应使抽芯尽量短b、 由于斜滑块合模时锁紧力较小，对于投影面积较大的大型塑件，可将塑件投影面积大的分模面放在公母模合模的主平面上，而将投影面积较小的分模面作为侧向分模面，否则斜滑块的锁紧机构必须做得很庞大，或由于锁不紧而溢边C、量方便浇注系统的布置：分模面的确定不妨碍浇注系统的正常开设D、便于排气：为了有利于气体的排出，分模面尽可能与料流的末端重合E、便于嵌件的安放：当分模面开启后，要有

5、一定的空间安放嵌件F、模具总体结构简化，尽量减少分模面的数目，尽量采用平直分型面。还应考虑模具是否便于加工，便于成品取出，还有分模面应尽量选择在产品的棱线上面4、 模具制造难易性考虑：能确保模具机械加工容易一般凹模结构设计一首先复习一下上节课所讲的内容1.分模面的确定从分模面与开模的方向来看有平行于开模方向垂直于开模方向与开模方向成斜角。2.分模线分模线不要影响产品外观,尽量选择在产品棱边上。产品的外表面是由母模制作产品的内表面是由公模仁成型制成。3.cavity数量的确定3-1.是根据所用注射机的最大注射量确定型腔数量。(切记算出之数值不能四舍五入,只能取小)。3-2.根据注射机的最大锁模力

6、确定型腔数量。3-3.根据塑件精度确定型腔数量。3-4.根据经济性确定型腔数。备注注射机的规格主要是用机器吨位或锁模力另一种是用注射 量确定。二一般母模的设计凹模是成型产品外形的主要部件。其结构特点随产品的结构和模具的加工方法而变化。镶拼的组合方式的优点对于形状复杂的型腔若采用整体式结构比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使母模边缘的材料的性能低于母模的材料避免了整体式凹模采用一样的材料不经济由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式可以方便模具的维修避免整体的母模报废。镶拼的组合方式的缺点组合式凹模的刚性不及整体式的易在塑件表面留下痕迹模

7、具结构比较复杂。(镶拼式的结构可以平衡变形量)。1.整体式凹模 a.完全整体式母模它是由整块材料制作而成这种结构比较简单不易变形产品的质量好如果产品塑件比较复杂采用一般的加工方法制造母模型腔就较困难。所以完全整体式的适合简单的塑件。b.整体嵌入式母模块它属于一种完全整体式凹模的演变即将完全整 体式凹模变为整体式凹模块直接嵌入到固定板中或先嵌在模框中模框在嵌到固定板中的形式。模具一般顶出机构设计一推块顶出机构平板状带凸缘的塑件如用推板顶出会粘附模具时则应使用推顶出机构。因推块是形腔的组成部分所以它应具有较高的硬度和较低的表面粗糙度。它的复位形式有两种:一种是依靠塑料压力一种是采用复位杆。二利用成

8、型零件顶出机构有些塑件由于结构形状和所用塑料关系不宜采用顶杆顶管推板推块等顶出机构此时可采用成型镶件或凹模带出塑件。前面讲的推块出属于成型镶块顶出机构。三多组件综合顶出机构它是指将前面所讲的几种顶出机构综合起来实现顶出的目的。常用的有顶杆加顶板顶管加顶板四气压脱出机构使用气压脱模要设置压缩空气通路和气门加工较简单适用于轻的薄的软性塑料脱模。五斜滑块脱出机构当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时必须采用斜滑块脱模机构。即将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的型芯。在塑件脱模时先将活动型芯抽出再从模中顶出塑件完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。斜滑块抽芯机构的三种基本形式1

9、、 抽芯方向与开模方向垂直2、 抽芯方向与定模偏一定的角度3、 抽芯方向与动模偏一定的角度斜滑块抽芯机构零件设计1、 斜导柱(斜销)的设计1、 1斜导柱长度和所需最小开模行程计算1、 2斜导柱所受的弯曲力计算1、 3 斜导柱截面尺寸设计1、 4 斜导柱的斜角设计1、 5斜导柱的安装固定形式及表面要求 2、 滑块的设计2.1型芯与滑块的连接形式2.2滑块的导滑形式 2.3 滑块的定位装置设计3、 压紧楔块的设计3.1 压楔块的形式3.2 压楔块的楔角抽芯时的干涉现象及先复位机构设计常用的先复位机构有以下几种形式:1、 楔形滑块先复位机构2、 摆杆先复位机构3、 杠杆先复位机构4、 偏转杆先复位机

10、构5、 连杆先复位机构6、 弹簧先复位机构斜导柱分型与抽芯机构的结构形式1、 斜导柱在定模,滑块在动模的形式2、 斜导柱在动模,滑块在定模的形式3、 斜导柱与滑块同在定模的结构4、 斜导柱同在动模的结构定距分型拉紧机构1弹簧螺钉式 2 摆钩式3滑板式 4 导柱式六.弯销分型与抽芯机构其原理和斜导柱抽芯机构一样,所不同的是在结构上以矩形断面的弯销代替了斜导柱.它的优点是斜角可以做大一些安装 定位与导向系统 一 锁紧零件主要为内六角螺丝与沉头孔。其中螺丝有公制与英制之分，牙间角分别为60与55。书写方式： 公制 螺牙大径*牙距英制 外径尺寸1英寸内螺牙个数螺丝与沉头孔采用大的间隙配合,常用的沉头孔

11、尺寸如下： 规格 沉头孔直径 沉头孔深度 过孔直径M2 4.5 3.0 2.5 M3 6.0 3.5 3.5 M4 7.5 4.5 4.5 M5 9.0 5.5 5.5 M6 10.5 6.5 6.5 M8 13.5 8.5 8.5 M10 16.5 10.5 10.5 M12 18.5 12.5 12.5常用螺丝规格： 规格 沉头孔直径 沉头孔深度 过孔直径 M2 3.8 3.0 2.5 M3 5.5 3.5 3.5 M4 7.0 4.5 4.5 M5 8.5 5.5 5.5 M6 10.0 6.5 6.5 M8 13.0 8.5 8.5 M10 16.0 10.5 10.5 M12 18.

12、0 12.5 12.5 根据使用要求选择合适的螺丝。常规抬模孔选用粗牙，水塞为英制管螺牙。二 模体概述模体即常说的模架，是注射模的骨架。标准模架一般由母模板.母模固定板.公模板.公模固定板.公模垫板.垫脚.顶出固定板.顶出垫板.导柱.导套.复位杆等组成。模架中其它部分根据需要进行补充，如精定位装置.支承柱等。三 固定板及垫板固定板用以固定凸模或型芯凹模导柱导套顶针等。要求有一定的厚度和强度。垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止型芯凸模导柱导套顶针等脱出固定板，并要承受一定的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。垫板与固定板的连接方式常采用螺钉连接，在需要保证固定板与垫板之

13、间的位置时，还要加销钉定位。四 支承件1、 垫脚 它的主要作用是在动模座板和动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。结构形式有平行垫块与拐角垫块。2、 支承柱 起顶出空间的补充支承和顶针固定板的导向作用。常采用圆柱形。尽量均匀分布， 一般应根据公模垫板的受力工作状况及可用的空间而定。五 导向零件作用：保证模具在进行装配和调模试机时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。导向机构零件包括导柱和导套等。1. 导向结构的总体设计（1） 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应

14、有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2） 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2-4个导柱。如果，模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽（5） 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行（6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2导柱的设计（1） 有单节与台阶式之分（2） 导柱的长度必须高出公模端面68mm（3） 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分（4） 固定方式有铆接固定和螺钉固定（5

15、） 其表面应热处理，以保证耐磨。3.导套和导向孔（1） 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加气孔。（2） 导套 有套筒式台阶式凸台式（3） 为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角r。塑 件一塑件的基本内容1.立体空间内容几何结构尺寸及精度。2.塑件表面的内容标记符号文字表面图案图形粗糙度。3.静态动态性能机械物理化学等性能。4.环境人机工程。5.塑料的选择。6.成本价格。7.成型模具及成型方法实现的可行性经济性等。二几何结构及尺寸精度1.结构包括内部结构和外部结构的设计。1-1.形状塑件的形状应尽可能保证有利于成型原则。1-2.脱模斜度由于塑件冷却后产

16、生收缩会使塑件紧紧包住模具型芯和型腔中的凸起部分（主要包模仁）为了便于取出塑件防止脱模时撞伤或擦伤塑件设计塑件时其内外表面沿脱模方向均应具有足够的脱模斜度。在设计时应注意以下几个方面a.压缩成型较大的塑件时要求内表面的脱模斜度大于外表面的脱模斜度。b.常用脱模斜度值为11.5也可小到0.5。c.对于高度不大的塑件可不取脱模斜度。1-3.壁厚塑件的壁厚与使用要求及工艺要求有关。a.在塑模成型上壁厚过小熔融塑料在模具型腔中的流动阴力较大。b.壁厚过大会造成用料过多增加成本且会给成型工艺带来困 难。在塑件上还会产生气泡缩孔凹痕翘曲等影响产品外观。c.在成型工艺上还要求塑件各部位的壁厚尽可能均匀。1-

17、4.加强筋它是塑件中经常会用到的增加塑件强度的办法其优点a、 使塑件壁厚均匀即节约了材料又提高了强度还可避免塑 件中外观缺陷。b.增加塑件的刚性。c.沿料流方向的加强筋还能降低塑料的充模阴力。加强筋的设计要求a、 为了增强塑件的强度及刚性加强筋应设计得矮一些多一些 为好。b.加强筋之间的中心距应大于两倍的壁厚。c.对于薄壁塑件也可将其设计成球面或拱曲面形状。1-5.支承面以塑件的整个底面作为支承面是不合理的。通常利用的是边框支承或底脚支承。1-6.圆角塑件上除了使用上要求必须采用尖角之外其余所有转角处均应采用圆弧过渡因为尖角处易产生应力集中影响塑件强度。采用圆角的优点主要有两方面a.避免应力集

18、中提高了塑件强度及美观。b.模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂。1-7.孔塑件上的孔是用模具的型芯来成型的在设计上应注意以下几点a.孔应设置在不易削弱塑件强度的地方。b.在孔之间及孔与边缘之间均应有足够的距离(一般应大于孔径)。c.对于盲孔在挤塑或注射成型时其孔深不得大于孔径的4倍。1-8.合页的设计合页的设计主要有以下几点a、 对于塑件本身壁厚小的中间薄膜处应相薄壁厚大的薄膜处应厚一些但不得超过0.5mm。b.合页部分的厚度应均匀一致。c.成型时塑料必须从塑件本身的边通过中间薄膜流向另一边脱模后立即折曲几次。1-9.止转凸凹塑件上设计的止转凸凹一般是为了便用握持和塑件成型后易于拧出在设计

19、时应当注意凸凹纹方向与脱模方向一致性及模具便于加工性。1-10.螺纹a.塑件上的螺纹可以模塑时直接成型也可在模塑后机械加工成型。b、 模塑的螺纹其外螺纹直径不宜小于4mm内螺纹直径不宜小于 2mm精度不高于3级。c、 为防止塑件上螺孔的最外围螺纹崩裂或变形应使孔始端有一深度0.20.8mm的台阶孔螺纹末端也不宜延伸到与底面相接。1-11.齿轮a.齿轮各部分的尺寸有如下的规定a-1.轮缘宽度最小为齿高的3倍。a-2.辐板的厚度应等于或小于轮缘厚度。a-3.轮壳厚度应等于或大于轮缘厚度。a-4.轮壳外径最小应为轴孔径的1.53倍。a-5.轮壳长度应相当于轴径。b.在设计齿轮时还应注意b-1.尽量避

20、免截面的突然变化。b-2.尽可能加大圆角及圆弧过渡的半径。b-3.轴与孔尽可能不采用过盈配合可采用过渡配合。1-12.嵌件嵌件的用途a.增加塑件局部的强度硬度耐磨性导电性导磁性。b.增塑件的尺寸和形状的稳定性提高精度。c.降低塑料的消耗及满足其它多种要求。2.嵌件表面形式菱形滚花直纹滚花六边形切口打孔折弯压偏等。3.嵌件的设计要求3-1.为了防塑件应力开裂嵌件周围的塑料层应有足够的厚度同时嵌件本身结构不应带有尖角。3-2.单侧带有嵌件的塑件因两侧收缩不均匀造成很大的内应力会使塑件产生弯曲或断裂。3-3.为了防止嵌件受到塑料流动压力产生位移或变形嵌件应牢固固定在模具内。3-4.嵌件设计应尽量用不通孔或不通螺孔。