《塑料模具设计方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料模具设计方案（133页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 塑料模具设计,3.1 塑料概述 3.2 塑料制件的设计 3.3 注射模设计 3.4 压缩模设计 3.5 塑料模具设计程序,3.1 塑料概述,一、塑料的组成及特性 1塑料的基本组成 合成树脂 + 添加剂 添加剂（助剂）类型： 填充剂（填料）、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂 2塑料的特性 （1）密度小，质量轻； （2）比强度和比刚度高； （3）化学稳定性好 ； （4）电绝缘性能好； （5）绝热、隔声性能好； （6）耐磨性、自润滑性好； （7）成型性能好；,3.1 塑料概述,（8）粘结性能好； （9）多种防护性能。 二、塑料的分类 1按塑料中树脂的分子结构及其特性分类 （1）热塑性塑料 （2
2、）热固性塑料 2按塑料的用途分类 （1）通用塑料 （2）工程塑料 （3）功能塑料 三、塑料的工艺性能 1热塑性塑料的工艺性能,3.1 塑料概述,（1）收缩性 （2）流动性 （3）结晶性 （4）热敏性 （5）吸湿性 （6）应力开裂及熔体破裂 2热固性塑料的工艺性能 （1）收缩性 （2）流动性 （3）固化特性 （4）比容与压缩率 （5）水分及挥发物,3.1 塑料概述,四、常用塑料简介 1热塑性塑料 （1）聚乙烯（PE） （2）聚丙烯（PP） （3）聚氯乙烯（PVC） （4）聚苯乙烯（PS） （5）ABS塑料 （6）聚酰胺（PA） （7）聚碳酸酯（PC） 2热固性塑料 （1）酚醛塑料（PF） （2）
3、氨基塑料 （3）环氧树脂（EP）,3.2 塑料制件的设计,塑件设计的主要内容： 塑件的尺寸、精度、表面质量、形状、壁厚、斜度、加强肋、支承面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、标记、符号及文字等。,一、塑件的尺寸、精度和表面质量 1尺寸 塑件的总体尺寸 2精度 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与设计尺寸的符合程度。 塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级，每一级分为A、B两种。 3表面质量 塑件的表面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺陷，表面光泽性和表面粗糙度（模具表面粗糙度应比塑件低1 2级）。,3.2 塑料制件的设计,二、塑件的结构设计 1形状,合理,不合理,塑件侧孔改为右图形式
4、，避免了侧向抽芯机构,增加塑件侧壁斜度，可采用组合型芯成型，避免了侧向抽芯机构,说 明,3.2 塑料制件的设计,塑件侧孔改为右图形式，避免了侧向抽芯机构,增加塑件侧壁斜度，可采用组合型芯成型，避免了侧向抽芯机构,合理,不合理,说 明,可强制脱模的侧向凹凸,3.2 塑料制件的设计,（a） （b） 塑件壁厚不均的改善,2壁厚,3.2 塑料制件的设计,3斜度 脱模斜度一般取30130,塑件的脱模斜度,采用加强筋改善壁厚,加强筋的布置,4加强筋,（a） （b） （c） 薄壁塑件的设计,3.2 塑料制件的设计,5支承面,6圆角 塑件转角处应尽可能采用圆弧过渡，圆角半径一般不应小于0.5mm。,支承面的结
5、构形式,7孔,塑件上常见的孔有通孔、盲孔、异形孔和螺纹孔等。,3.2 塑料制件的设计,孔的加强,（1）通孔 通孔不宜设计得太深，否则型芯的刚度和孔的同轴度不易保证。,（2）盲孔 盲孔是用一端固定的型芯来成型，孔的深度应浅于通孔。,通孔成型常用几种方法,3.2 塑料制件的设计,（3）异形孔,异形孔的成型常采用拼合型芯的方法。,拼合型芯成型异形孔,8标记、符号及文字,塑件上的标记、符号及文字有凸形、凹形和凹坑凸形三种结构形式。,塑件上的标记、符号和文字,3.2 塑料制件的设计,三、螺纹的设计,设计塑件上的螺纹应考虑的几个方面： （1）塑件上的螺纹应选用螺牙尺寸较大的，螺纹直径较小时不宜采用细牙螺纹
6、 。 （2）塑料螺纹不能达到很高的精度，一般低于3级。 （3）塑件上螺纹直径不宜过小，一般外径4mm，内径2mm。 （4）塑件螺纹与金属螺纹的配合长度，一般不大于螺纹直径的1.5倍。 （5）为防止螺纹最外圈崩裂或变形，应使其始末两端各留有一台阶。 （6）在同一型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的旋向相同，螺距相等。,.塑料螺纹的结构形状 .两段同轴螺纹的设计,3.2 塑料制件的设计,四、齿轮的设计,齿轮结构及各部分尺寸,塑料齿轮主要用于精度和强度要求不太高的传动机构，塑料齿轮常用的塑料有尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、和聚砜等。,五、带嵌件塑件的设计,金属嵌件设计的要求： （1）嵌件与塑料必须
7、牢固连接 （2）嵌件在模具内应可靠定位 （3）嵌件周围塑料层应有足够的厚度,常见嵌件的形式,3.3 注射模设计,一、注射成型原理及工艺,1注射成型原理,注射成型又称注塑成型，是塑料成型的一种重要方法，主要适用于热塑性塑料成型。,2注射成型工艺过程,（1）成型前的准备 （2）注射过程 （3）塑件的后处理,注射成型原理,3.3 注射模设计,3注射成型工艺条件,（1）温度,1）料筒温度,2）喷嘴温度,3）模具温度,（2）压力,塑化压力和注射压力,（3）时间,充模时间、保压时间、模内冷却时间和其他时间,4注射成型的特点,注射成型具有成型周期短，生产效率高，能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属
8、嵌件的塑件，易于实现自动化生产，生产适应性强等特点。但注射成型所需设备昂贵，模具结构较复杂，制造成本高，不适合单件小批量塑件的生产。,3.3 注射模设计,二、注射模的结构组成及分类,由动模和定模两大部分组成。,注射模结构,1注射模的基本组成,根据注射模各个零部件所起的作用，可将模具分为以下几个组成部分：,（1）成型零部件 （2）浇注系统 （3）导向机构 （4）支承零部件 （5）推出机构 （6）侧向分型与抽芯机构 （7）温度调节系统 （8）排气系统,3.3 注射模设计,2注射模的分类,（1）按所加工塑料的性质分 热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模 （2）按所用注射机的类型可分 卧式注射机用注射模
9、、立式注射机用注射模和角式注射机用注射模 （3）按模具型腔数目可分 单型腔注射模、多型腔注射模 （4）按浇注系统的结构形式分 普通流道注射模、热流道注射模 （5）按注射模具总体结构特征分 单分型面注射模、双分型面注射模、侧向分型抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模设推出装置的注射模和自动卸螺纹注射模等,3.3 注射模设计,三、注射模典型结构,1单分型面注射模（双板式注射模）,2双分型面注射模（三板式注射模）,单分型面注射模,双分型面注射模,3侧向分型抽芯注射模,斜导柱侧向抽芯注射模,4带有活动镶件的注射模,带有活动镶件的注射模,3.3 注射模设计,5定模设推出装置的注射模,定模设推出装置的注
10、射模,6自动卸螺纹注射模,自动卸螺纹注射模,3.3 注射模设计,四、注射模与注射机的关系,注射机的技术参数：,1注射机简介,注射机是注射模塑的成型设备，主要由注射装置、合模装置、电气控制系统、液压传动系统和机架等组成。,注射机类型（根据注射机外形结构特征） 卧式注射机 立式注射机 角式注射机,注射机的最大注射量、锁模力、注射压力、模具最大和最小厚度、最大开模行程、拉杆间距、定位孔尺寸、喷嘴尺寸等。,注射机的结构组成,3.3 注射模设计,2注射机有关参数的校核,（1）最大注射量的校核,最大注射量：指注射机对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。,（2）注
11、射压力的校核,（3）锁模力的校核,nV + Vj kVmax（最大注射量以容积来标定） nm + mj kmmax（最大注射量以质量来标定）,P Pmax,Fz = p（nA + A1） F,3.3 注射模设计,（4）模具与注射机安装部分相关尺寸的校核,1）喷嘴尺寸,2）定位圈尺寸,3）最大、最小模具厚度,4）模具外形尺寸,R = r +（23）mm d = d1 +（0.51）mm,主流道衬套与喷嘴关系,定位圈与定位孔采用间隙配合。,Hmax = Hmin + H Hmin H Hmax,注射机模板及拉杆间距尺寸,5）安装螺孔尺寸,3.3 注射模设计,（5）开模行程的校核,单分型面注射模开模
12、行程,2）注射机的最大开模行程与模具厚度有关的校核,1）注射机的最大开模行程与模具厚度无关的校核, 单分型面注射模, 双分型面注射模,双分型面注射模开模行程,S H1 + H2 + （5 10）mm,S H1 + H2 + a +（5 10）mm,S = Sk Hm, 单分型面注射模,3.3 注射模设计, 双分型面注射模,有侧向抽芯的开模行程,Sk Hm +H1 + H2 +（5 10）mm,Sk Hm +H1 + H2 + a +（5 10）mm,3）有侧向抽芯机构时开模行程的校核,若HcH1+H2，则Hc对开模行程没有影响，仍按前述各公式进行校核； 若HcH1+H2，则可用Hc代替前述校核
13、公式中H1+H2的进行校核。,（6）推出装置的校核,3.3 注射模设计,五、分型面的设计,1分型面的形式,单个分型面 多个分型面,2分型面的设计原则,（1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处,3.3 注射模设计,（2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模,分型面对脱模的影响,（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求,分型面对塑件精度的影响,（4）分型面的选择应考虑塑件外观质量,分型面对塑件外观质量的影响,（5）分型面的选择应有利于排气,（6）分型面的选择应便于模具制造,分型面对塑件外观质量的影响,分型面对模具制造的影响,3.3 注射模设计,六、浇注系统和排气系统设计,1普通浇注系统设计,指模具中由注射
14、机喷嘴与模具接触处到型腔为止的塑料熔体流动通道。,浇注系统,浇注系统的组成,（1）主流道,是指从注射机喷嘴与模具接触处到分流道为止的一段流道。,3.3 注射模设计,主流道结构及与注射机喷嘴的连接关系 主流道衬套的结构及固定形式,（2）分流道 是指主流道末端与浇口之间的一段流道。,1）分流道的截面形状及尺寸,分流道截面形状,3.3 注射模设计,2）分流道布置形式,分流道的平衡式布置,平衡式：,非平衡式：,分流道的非平衡式布置,3.3 注射模设计,（3）浇口,常见的浇口形式、尺寸及特点见表：,连接分流道与型腔的熔体通道。,3.3 注射模设计,3.3 注射模设计,3.3 注射模设计,3.3 注射模设
15、计,（4）冷料井,冷料井一般都开设在主流道和分流道的末端。,常见的冷料井与拉料杆结构形式,2排气系统设计,注射模常采用以下两种排气方式：,（1）利用间隙排气,（2）排气槽排气,排气槽的形式,3.3 注射模设计,七、成型零部件设计,1成型零部件的结构设计,（1）凹模的结构设计,1）整体式凹模,整体式凹模,2）整体嵌入式凹模,整体嵌入式凹模结构形式,3）局部镶拼式凹模,局部镶拼式凹模结构形式,3.3 注射模设计,4）四壁拼合式凹模,（2）凸模的结构设计,1）整体式型芯,2）组合式型芯,整体式型芯结构,四壁拼合式凹模结构形式,一般在注射模中称为型芯，而在压缩模中称为凸模。,整体嵌入式型芯,镶拼式型芯
16、,3.3 注射模设计,3）小型芯（成型杆）,小型芯固定形式,（3）螺纹型芯和螺纹型环的结构设计,螺纹型芯和螺纹型环是分别用来成型塑件上的内螺纹和外螺纹的，此外他们还可用来固定带螺纹的嵌件。,1）螺纹型芯,螺纹型芯结构及固定形式,2）螺纹型环,螺纹型环结构及固定形式,3.3 注射模设计,2成型零部件工作尺寸计算,（1）影响成型零件尺寸的主要因素,1）塑件收缩率波动,2）模具成型零件的制造误差,3）模具成型零件的磨损,（2）成型零件工作尺寸的计算,成型零件工作尺寸的计算方法常用的是按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算的方法。,1）型腔与型芯的径向尺寸计算,型腔径向尺寸:,型芯径向尺寸:,3.3 注射模设计,2）型腔深
