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第五章 注射模具成型零件的设计 §5-1 型腔的结构设计 §5-2 型芯的结构设计 §5-3 成型零件镶拼组合的原则 §5-4 成型零件尺寸的确定 §5-5 螺纹成型零件的设计 §5-6 成型零件的设计 第一节 型腔的结构设计 型腔又称凹模，是构成塑件 外部几何形状的零件 一、型腔的结构形式 完全整体式图5-1 ?型腔由整块材料加工而成，适于形状简单的中小型模具 优点：结构简单；强度、刚度较高，不易变形；塑件上不会产生拼缝痕迹 缺点：切削量大，成本高；热处理和表面处理较难 整体组合式图5-2 型腔由整块材料加工，而后嵌入到固定板中 特点：便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后再分别装入模板，易保证同心度和尺寸精度，且便于热处理 局部组合式图5-3 型腔由整块材料制成，局部镶有成型嵌件。用于型腔较深、形状较复杂、整体加工困难或局部需要淬硬的模具 完全组合式 由多个镶块组合而成。用于不易加工的型腔和大型型腔上 特点：便于机加工、抛光、研磨、局部热处理。 嵌入式： 图5-4 模框组合式： 图5-5 瓣合式：图5-6 二、型腔壁厚和底板厚度的计算 1.注射过程中型腔所受的力 合模时的压应力；注射压力；保压压力；开模时的拉应力 2. 型腔壁厚和底板厚度计算的必要性:图5-.10 型腔刚度不足时会产生弹性变形，型腔向外膨胀，影响塑件质量和尺寸精度，并产生溢料、飞边 型腔强度不足时会产生塑型变形，可引起型腔永久变形甚至破裂 3. 计算与校核中的技术参数：图5-.10 型腔内部所受熔体的单位平均压力P：一般取19.6～49Mpa 型腔的许用变形量[δ]：即最大不溢料间隙 型强所用钢材的许用应力[σ] 4. 型腔壁厚和底板厚度的计算 侧壁和底板厚度分别以刚度和强度条件计算 组合式圆形型腔 整体式圆形型腔 组合式矩形型腔 整体式矩形型腔 5.型腔壁厚计算实例 例5-1 组合式圆形型腔计算实例图5-7. 有一组合式圆形型腔，其内腔半径r 85mm，型腔的许用变形量[δ] 0.05mm，熔料进入型腔的平均单位压力p 49MPa， 型腔材料的许用应力[σ] 156.8MPa。求其型腔的侧壁和底板厚度。 例5-2 组合式矩形型腔计算实例图5-9. 有一组合式矩形型腔，其内腔内腔长度l1 340mm，L2 220mm，型腔深度h 68mm，型腔侧壁h1 100mm，模体支架间距L 200mm，支撑板长度l 600mm，型腔的许用变形量[δ] 0.05mm，熔料进入型腔的平均单位压力p 49MPa， 型腔材料的许用应力[σ] 156.8MPa。求其型腔的侧壁和底板厚度。 组合式圆形型腔侧壁厚度的计算比较 mm 第二节 型芯的结构设计 型芯又叫凸模，是构成塑件内部几何形状的零件。包括主体型芯、小型芯、侧抽芯和成型杆及螺纹型芯等 一、型芯的结构形式 完全整体式图5-11 主体型芯与动模板做成一体。结构简单，强度、刚度较好;费工费材，不易修复和更换，只用于形状简单的单型腔或强度、刚度要求很高的注射模 整体嵌入式图5-12 将主体型芯镶嵌在模板上并固定 局部组合式图5-13、图5-14 塑件局部有不同形状的孔或沟槽不易加工时，在主体型芯上局部镶嵌与之对应的形状，以简化加工工艺，便于制造和维修 完全组合式图5-15由多块分解的小型芯镶拼组合而成，用于形状规则又难于整体加工的塑件 二、小型芯的固定形式 图5-16 第三节 成型零件镶拼组合的原则 一.保证塑件质量和模具可靠性 减少在塑件上留下拼缝痕迹 使毛刺方向与镶拼方向一致，以免影响脱模 尽量使接合缝严密，强度足够，牢靠可靠，避免尖角、薄壁 二.方便模具其它部分的布局 考虑镶拼结构是否干涉浇注系统、温度调节系统及脱模机构等的设计 三.考虑模具的制造与维修 尽量简化模具制造工艺，维修、更换方便 尽量减少镶拼数量 缩短配合长度等 第四节 成型零件尺寸的确定 一、影响塑件尺寸的因素 成型收缩率的选择和成型收缩的波动引起的尺寸误差 成型零件的制造误差、组装误差及相对移动引起的误差； 成型零件脱模斜度引起的误差 成型零件磨损及化学腐蚀引起的误差 二、确定成型零件尺寸的原则 1.综合考虑以下因素，确定合适的塑料收缩率 塑件壁厚、形状及嵌件：壁厚较大、形状较复杂或有时嵌件取偏小值 熔料流向：与进料方向平行的尺寸取偏小值 浇口截面积：浇口截面积小的比大的收缩率大，应取偏大值 与浇口的距离：近的部位比远的部位收缩率小，应选较小值 型腔尺寸取小于平均收缩率的值，型芯尺寸取大于平均收缩率的值 2.据成型零件的性质决定各部分成型尺寸：图5