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1、第三节 成型零部件的设计成型零部件的强度与刚度的计算一、模具强度及刚度概念 从工程力学的角度上讲： 构件刚度是指构件抵抗变形的能力构件强度 是指某种材料抵抗破坏的能力，即材料破坏时所需要的应力。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。 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。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。型腔刚度计算的依据可归纳为以下几个方面 ： （1）防止溢料 （2）保证塑件精度 （3）有利于脱模 二 、壁厚的受力分析1.模塑过程中模具承受的力设备施加的锁模力注射过程中塑料流动的注
2、射压力浇口封闭前一瞬间的保压压力开模时的拉应力2.型腔受内压力作用发生膨胀变形影响塑件的尺寸精度配合面处产生溢料飞边小型腔的许用变形量小，压力作用会导致其破坏3.型腔壁厚的最大允许变形量从中小型塑件的尺寸精度考虑：/5从不产生溢料飞边考虑： 塑料的溢料值（表5-3）保证塑件的顺利脱模： St（收缩量腔力学计算的特征和性质：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：D6786mm时以强度计算为主矩形凹模长边：L108136mm时以强度计算为主4型腔壁厚和底板壁厚的校核型腔要承受塑料融体的高压作用 若壁厚不够可表现为：刚度不够产生过大的弹性变形。 强度不够型腔发生塑性变形、破裂型腔壁
3、厚计算以最大压力为准大型模具以刚度计算为主小型模具以强度计算为主刚度与强度的校核目的保证强度和刚度（1）刚度防止过大弹性变形从保证塑件精度要求方面出发：要求弹性变形 1/5 弹性变形量由塑件的尺寸公差值决定从保证模具型腔不发生溢料方面出发：由塑料粘度特性决定 塑 料允许间隙低粘度塑料（PA，PE，PP）0.0250.04中粘度塑料（PS，ABS，PMMA）0.040.05高粘度塑料（PSU，PC，PPO）0.060.08保证顺利脱模： 弹性变形值应小于制件收缩值 型腔尺寸弹性变形制件尺寸热膨胀（收缩）值当变形大于热收缩值时，冷却减压后，型腔弹性恢复，塑件收缩导致制件尺寸大于型腔尺寸以致难以脱模
4、2强度防止型腔变形、破裂刚度和强度校核，其选择以一分解值为标准影响因素：(1) 型腔形状(2) 模具材料的许用应力(3) 型腔的允许变形量(4) 塑料融体压力单型腔侧壁厚度tc的经验计算公式为：tc=0.20t+17（型腔压力PM9010050144040 502592210012055154550 6030102512014060164860 7035112814016065175270 8040123216018070195580 904513351802007521582.矩形凹模壁厚计算矩形凹模内侧短边长b整体凹模壁厚S镶拼式凹模凹模壁厚S1模套壁厚 S2402592240 5025
5、309 1022 2550 6030 3510 1125 2860 7035 4211 1228 3570 8042 4812 1335 4080 9048 5513 1440 4590 10055 6014 1545 50100 12060 7215 1750 60120 14072 8517 1960 70140 16085 9519 2170 78表中壁厚是边长比L/b=1.8时的参考尺寸，当L/b1.8时壁厚应适当增大。3.支承板厚度的计算塑件在分型面上的投影面积（cm2）支承板厚度5155 1015 2010 5020 2550 10025 30100 20030 40当塑件的投影面积较大时，支承板会很厚，为减小厚度可加支柱。 加一个支柱：=/2.7 加两个支柱：=/4.3板厚值也可参考表
