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成型零部件结构设计2

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§3.3 成型零件的工作尺寸计算
一、成型零件的工作尺寸
成型零件工作尺寸包括: ※型芯和型腔的径向工作尺寸 ※型芯和型腔的深度工作尺寸 ※中心距工作尺寸

二、影响塑件工作尺寸公差的因素
塑件的工作尺寸和精度主要取决于成型零件的工作尺寸 和精度;
而成型零件的工作尺寸和公差必须以塑件的工作尺寸和 精度及塑料的收缩率为依据。

塑件成型收缩的波动δ

s

成型零件的制造误差δ

z

成型零件的磨损δ

c

模具安装配合误差δ

j

二、影响塑件工作尺寸公差的因素
1.塑件的成型收缩δs
⑴成型收缩率δs :δs =(Smax-Smin) Ls 对于一副已制造好的模具,δ s是引起塑件尺寸变化的主要因素

一般要求:成型收缩引起的塑件尺寸误差δ s< Δ /3
⑵影响塑件收缩的因素(产生偶然误差) ※塑料品种

※塑件特点
※模具结构 ※成型方法及工艺条件(料筒温度、注射压力、注射

速度、模具温度)

二、影响塑件工作尺寸公差的因素
2.成型零件的制造误差δz
模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右:δz=Δ/3

到δz=Δ/4之间 或取IT7-IT8级作为模具的制造公差。

二、影响塑件工作尺寸公差的因素
3.成型零件的磨损δc
?

中小型塑件模具:δc=Δ/6 大型塑件模具:δc<Δ/6成型零件磨损的原因:

?

?

※塑件脱模时的摩擦 ( 型腔变大、型芯变小、中心距工作尺寸不变 ) ( 起主要作用,只考虑与脱模方向*行的表面摩擦磨损,

垂直方向磨损小忽略不计)
?

料流的冲刷

?
?

※腐蚀性气体的锈蚀
※模具的打磨抛光

2.成型零件的磨损δc
垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损。 *行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。
磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。 小批量生产时,δc取小值,甚至可以不考虑。

玻璃纤维塑料磨损大,δc应取大值。
模具材料耐磨,表面强化好,δc应取小值。

小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。

二、影响塑件工作尺寸公差的因素
4.模具的安装配合误差δj
模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件工作尺寸的变化 ※塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和: δ=δz+δc+δs+δj ※塑件的公差Δ 应大于或等于各种因素引起的积累误差之和 δ,即Δ ≥δ ※模具制造公差δz ,模具的磨损δc 和成型收缩的波动δs

是影响塑件公差的主要因素。

§3.3 成型零件工作尺寸的计算
三、成型零件工作尺寸计算方法
※ 成型零件尺寸的计算方法有:*均值法和极限值法
*均值法:按*均收缩率、*均磨损量和*均制造 公差为基准的*均尺寸计算方法。 ※ 计算模具成型零件最基本的公式: Lm=Ls(1+S) ※ 塑料的*均收缩率的计算公式:

三、成型零件工作尺寸计算方法 ※塑件与成型零件工作尺寸标注方法:

轴类工作尺寸采用基轴制,标负差
孔类工作尺寸采用基孔制,标正差

中心距工作尺寸公差带对称分布,标

正负差

四、成型零件工作尺寸计算

型腔和壁厚尺寸计算

?

大型腔以刚度为主计算,小型腔以强度为主计算;
圆形凹模直径:D﹤67~86mm时以强度计算为主 矩形凹模长边:L﹤108~136mm时以强度计算为主. 超过模具材料的许用应力;

? ?

? (1) 型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值不得

?

(2) 刚度计算条件由于模具的特殊性,应从以下三个方面来考虑: (型腔侧 壁的最大允许变形量δ )

? 从中小型塑件的尺寸精度考虑:δ ≤Δ /5
?

部分尺寸要求较高的精度,要求模具型腔应具有很好的刚性,以保证 塑料熔体注入型腔时不产生过大的弹性变形。此时,型腔的充许变形量[?] 由塑件尺寸和公差值来确定。

?

从不产生溢料飞边考虑 : 型 腔 配 合 处 的 最 大 间 隙
Zmax﹤塑料的溢料值.
各种塑料的最大不溢料间隙值如下: PA/PE/PP/POM ≤0.025~0.04;

?

? 低粘度塑料:

? 中粘度塑料:
? 高粘度塑料:

PS/ABS PMMA ≤0.05;
PC/PSF/PPO ≤0.06~0.08。

? 保证塑件的顺利脱模: δ ≤S·t(收缩量)
?

如果型腔刚度不足,在高压作用下会产生过大弹性变形, 当变形量超过塑件收缩值时,塑件周边将被型腔紧紧包住而难以脱模, 强制顶出易使塑件划伤或破裂,因此型腔的充许弹性变形量小于塑件 壁厚的收缩值,

? ?

即: [?] < ?·S
在一般情况下,因塑料的收缩率较大,型腔的弹性变形量不会超过塑 料冷却时的收值。 因以型腔的刚度要求主要由 不溢料和塑件精度 来决定

?

一、计算法 2.圆形侧壁和底板厚度的计算法:圆形凹模壁厚

一、计算法 2.圆形侧壁和底板厚度的计算法:圆形凹模壁厚
式中: h1、h2——凹模侧壁、底板厚度(mm) r ——凹模内半径(mm) ? ——泊松比,常取0.25~0.3 ; ? ——充许变形量(mm)一般不超过塑料的溢边值; P ——型腔压力,一般取50 MPa [?] ——弯曲许用应力(MPa) a ——凹模受力部份(mm) L、b ——凹模内腔长边和短边(mm) E ——弹性模量(mm)钢取2.06×105MPa L ——垫块间距(mm) B ——支承板宽度(mm); A ——凹模高度(mm) c、c′——常数分别由 L / a L/b 而定,见表6.7、表6.8

一、计算法 1.矩形侧壁和底板厚度的计算法:圆形凹模壁厚

一、计算法 1.矩形侧壁和底板厚度的计算法:圆形凹模壁厚
式中: s1、s2—— 凹模侧壁、底板厚度(mm) L —— 垫块间距(mm)

B —— 支承板宽度(mm);
A —— 凹模高度(mm) L、b —— 凹模内腔长边和短边(mm)

a —— 凹模受力部份(mm)
? —— 泊松比,常取0.25~0.3 ; E —— 弹性模量(mm)钢取2.06×105MPa

? —— 充许变形量(mm)一般不超过塑料的溢边值;
[?] —— 弯曲许用应力(MPa) P —— 型腔压力,一般取20-40 MPa

二、经验法 1.矩形凹模壁厚
矩形凹模 内侧短边长 b ~40 >40 ~ 50 整体凹模壁 厚 S 25 25 ~ 30 镶拼式凹模 凹模壁厚 S1 9 9 ~ 10 模套壁厚 S2 22 22 ~ 25

>50 ~ 60
>60 ~ 70 >70 ~ 80
?

30 ~ 35
35 ~ 42 42 ~ 48 48 ~ 55 55 ~ 60 60 ~ 72 72 ~ 85 85 ~ 95

10 ~ 11
11 ~ 12 12 ~ 13 13 ~ 14 14 ~ 15 15 ~ 17 17 ~ 19 19 ~ 21

25 ~ 28
28 ~ 35 35 ~ 40 40 ~ 45 45 ~ 50 50 ~ 60 60 ~ 70 70 ~ 78

表中壁厚是边长比

>80 ~ 90 >90 ~ 100 >100 ~ 120 >120 ~ 140 >140 ~ 160

L/b=1.8时的参考尺
寸;
?

当L/b>1.8时壁厚

应适当增大。

二、经验法 1.圆形凹模壁厚
凹模内壁 直径 2r ~40 整体凹 模壁厚 S=R-r 20 镶拼式凹模 凹模内壁 整体凹 直径 模壁厚 2r S=R-r >90~100 50 镶拼式凹模

凹模壁 厚S1
8

模套壁 厚S2
18

凹模壁 厚S1
14

模套壁 厚S2
40

>40 ~ 50
>50 ~ 60 >60 ~ 70 >70 ~ 80 >80 ~

25
30 35 40 45

9
10 11 12 13

22
25 28 32 35

>100~ 120
>120~ 140 >140~ 160 >160~ 180 >180~

55
60 65 70 75

15
16 17 19 21

45
48 52 55 58

塑件在分型面 上的投影面积 A(cm2) ~5 >5 ~ 10 >10 ~ 50 >50 ~ 100 >100 ~ 200

支承板厚度 H 15 15 ~ 20 20 ~ 25 25 ~ 30 30 ~ 40

>200

>40

思考与练*:

1.如图所示塑件,材料:ABS,塑料的收缩率为0.005, 取Δ/3。试计算成型零件的工作部分尺寸。




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