4．4 成型零件的结构设计v教学内容：型腔的结构设计；凸模和型 芯的结构设计；螺纹型芯和螺纹型环的 结构设计；齿轮型腔的结构设计v教学目的：了解各种成型零件的结构特 点，掌握模具成型零件的工作尺寸计算 方法v教学重点：成型零件的结构特点，模具 成型零件的工作尺寸计算方法v成型零件：是与塑料直接接触、构成型腔的 零件，包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、 型环等等4．4．1 型腔的结构设计1.整体式凹模：v结构特点：牢固、不易变形 、无拼合缝、塑件质量好 但整体加工困难、维修困难 、浪费材料、热处理不方便 v适用范围：v 形状简单的中、v 小型塑件图4-45 整体式凹模 2.组合式凹模v(1)整体嵌入式凹模图4-46 整体嵌入式型腔 v(2)局部嵌入式凹模v将凹模中易磨损的部位做成镶件嵌入模体中v结构特点：易磨损镶件部分易加工易更换图4-47 局部镶嵌组合式凹模v(3)底部镶拼式凹模图4-48 底部镶拼式凹模 v(4)侧壁镶拼式凹模图4-49 凹模侧壁镶拼结构 1—螺钉 2—销钉v⑸四壁拼合式凹模 图4-51 四壁拼合式凹模 4．4．2 凸模和型芯的结构设计v成型塑件内表面的零件称为凸模或型芯。
v主要包括：主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺 纹型环等v1．凸模或主型芯的结构设计v ⑴整体式凸模或型芯图4-52 凸模或型芯的结构v⑵组合式凸模或型芯 图4-53 相近小型芯的镶拼组合结构图4-54 便于脱模盼镶拼型芯组合结构2．小型芯的结构设计 图4-55 小型芯的固定方式图4-56 异形型芯的固定图4-57多个互相靠近型芯的固定4．4．3 螺纹型芯和螺纹型环的结构设计v1．螺纹型芯的结构 v螺纹型芯按用途分为直接成型塑件上螺纹孔和固定 螺母嵌件两种v螺纹型芯设计时考虑塑料收缩率，其表面粗糙度 Ra<0．4μm，一般应有0．50的脱模斜度，螺纹始 端和末端按塑料螺纹结构要求设计，以防止从塑件 上拧下时拉毛塑料螺纹螺纹型芯安装在模具上， 成型时要可靠定位，不能因合模振动或料流冲击而 移动，开模时应能与塑件一道取出且便于装卸v螺纹型芯与模板内安装孔的配合公差为H8／f8 图4-58 螺纹型芯的安装形式v2.螺纹型环的结构图4-59 螺纹型环的结构 1一螺纹型环 2一定位销4．4．4 齿轮型腔的结构设计图4-60 塑料齿轮和齿轮型腔的关系 图4-61 齿轮型腔的结构4．4．5 模具成型零件的工作尺寸计算与实例v 成型零部件工作尺寸是指直接用来构成塑 件型面的尺寸。
图4-62 成型零件的工作尺寸1. 计算成型零件的工作尺寸要考虑的因素v(1)塑料收缩率波动v与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、 模具的结构等因素有关v其塑料收缩率波动误差为：δs = (Smax —Smin) Ls (4-5)v式中 δs——塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；v Smax——塑料的最大收缩率，%；v Smin——塑料的最小收缩率，%；v Ls——塑件的基本尺寸v塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1／3,即 δS<△/3v(2)成型零件的制造误差v 模具的制造精度愈高，塑件的精度也愈高v 模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右： δz =Δ/3vδz也可以取IT7～IT8级作为模具的制造公差v(3)模具成型零件的磨损v中小型塑件模具： δc =Δ/6 v大型塑件模具： δc <Δ/6v成型零件磨损的原因：v塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺 寸不变)；（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。
v料流的冲刷；v腐蚀性气体的锈蚀；v模具的打磨抛光v(4)模具安装配合误差v 模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺 寸的变化v塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：v δ=δZ+δC+δS+δj+δa (4-6)v式中 δ——塑件的成型误差；v δZ——模具成型零件制造误差；v δC——模具成型零件的磨损引起的误差；v δS——塑料收缩率波动引起的误差；v δj——模具成型零件配合间隙变化误差；v δa——模具装配误差v计算模具成型零件最基本的公式为： v Lm =LS （1+S ） （4-7）v式中 Lm——模具成型零件在常温下的实际尺 寸；v LS——塑件在常温下的实际尺寸； v S ——塑料成型的收缩率，%v从附表中可查到常用塑料的最大收缩率Smax和 最小收缩率 Smin，由此该塑料的平均收缩率 为：v (4-8)v在型腔、型工作尺寸计算公式的导出过程中，所涉 及到的尺寸，凡孔都是按基孔制，公差下限为零， 公差等于上偏差；凡轴都是按基轴制，公差上限为 零，公差等于下偏差，如图4-63所示。
图4-63 模具零件工作尺寸与塑件尺寸的关系 2.型腔和型芯径向工作尺寸的计算（1）型腔径向尺寸计算（2）型芯径向尺寸计算(4-9) (4-10)（3）型腔深度和型芯高度尺寸的计算型腔深度：型芯高度：(4-11) (4-12) 3.中心距尺寸的计算(4-11) 4.螺纹型环和螺纹型芯的工作尺寸的计算用来成型塑件上的螺纹或固定塑件上带螺纹的嵌件，称为螺纹型芯型环可以自动卸除也可以手动卸除⑴螺纹型环的工作尺寸计算大径：中径：小径：(4-14) (4-16) (4-15) ⑵螺纹型芯的工作尺寸计算大径：中径：小径： (4-19) (4-18) (4-17) v⑶螺纹型环和螺纹型芯的螺距工作尺寸(4-20)6.型腔或底板的强度与刚度计算v模塑成型过程中，型腔受到塑料熔体的压力 会产生一定的内应力及变形v若型腔或底板壁厚不够，当内应力超过材料 的许用应力时，型腔会因强度不够而破裂v若型腔刚度不足也会发生过大的弹性变形， 因此导致溢料、影响塑件尺寸和精度、脱模 困难v型腔或底板的强度与刚度计算见表４－５。