塑料模塑工艺与塑料模设计第四章-塑料模基本结构和零部件设计课件.pptx
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- 塑料模 工艺 设计 第四 基本 结构 零部件 课件
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1、塑料模塑工艺与塑料模设计(第2版)主编 翁其金第四章塑料模基本结构和零部件设计塑料模塑工艺与塑料模设计(第2版)第四章塑料模基本结构和零部件设计第一节塑料模分类及基本结构第二节成型零件的设计第三节结构零件的设计第四节加热和冷却装置的设计第一节塑料模分类及基本结构一、塑料模分类1.按成型方法分类(1)压缩模压缩模具又称为压塑模或压模。(2)压注模它又称为传递模、挤塑模。(3)注射模注射模又称为注塑模。(4)机头与口模机头与口模主要用于热塑性塑料制品的挤出成型,较少用于热固性塑料制品的成型。2.按模具在成型设备上的安装方式分类(1)移动式模具(2)固定式模具(3)半固定式模具这种模具的一部分在开模
2、时可以移出,一部分则始终固定在设备上,如图4-3所示压缩模,在开模时瓣合凹模可以移出,以便取出制品并清模。第一节塑料模分类及基本结构图4-1移动式压缩模的基本结构1上模座板2凹模3凹模固定板4导柱5螺纹型芯6型芯7螺纹型环8模套9下模座板10手柄11套管12销钉第一节塑料模分类及基本结构图4-2固定式注射模的基本结构a)动模b)定模1拉料杆2推杆3带头导柱4型芯5凹模6冷却通道7定位圈8主流道衬套9定模座板10定模板11动模板12支承板13动模支架14推杆固定板15推板第一节塑料模分类及基本结构图4-3半固定式压缩模第一节塑料模分类及基本结构3.按型腔数目分类(1)单型腔模具这是在一副塑料模具
3、中只有一个型腔,一个成型周期生产一个制品的模具(图4-1)。(2)多型腔模具这是在一副塑料模具中有两个以上型腔,一个成型周期能够同时生产两个以上制品的模具(图4-2)。第一节塑料模分类及基本结构二、塑料模的基本结构塑料模具的组成零件按用途可以分为两大类:1.成型零件2.结构零件第二节成型零件的设计一、分型面的选择1.分型面及其基本形式为了塑料制品的脱模和安放嵌件的需要,模具型腔由两部分或更多部分组成,这些可分离部分的接触表面称为分型面。一副塑料模具根据需要可能有一个或多个分型面。分型面可能是垂直于合模方向或倾斜于合模方向,也可能是平行于合模方向。所谓合模方向通常是指上模与下模、动模与定模闭合的
4、方向。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面、曲面,如图4-4所示。第二节成型零件的设计图4-4分型面的形状第二节成型零件的设计2.分型面选择的一般原则分型面的选择很重要,它对制品的质量、操作难易、模具结构及制造影响很大。在选择分型面时应遵循以下基本原则:(1)分型面应便于塑料制品的脱模为了便于塑料制品脱模,在考虑型腔的总体结构时,必须注意制品在型腔中的方位,尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面,设法避免侧向分型和侧向抽芯,以免脱模困难和模具复杂化。图4-5b比图4-5a合理。塑料制品的留模方式如图4-6所示。第二节成型零件的设计图4-5避免侧凹或侧孔的塑料制品方位第二节成型零件的设计图4-6塑料制
5、品的留模方式1动模(下模)2定模(上模)3推件板第二节成型零件的设计(2)分型面选择应有利于侧面分型和抽芯如果塑料制品有侧孔或侧凹时,宜将侧型芯设在动模上,以便抽芯(图4-7a)。图4-7分型面对侧向分型与抽芯的影响1动模2定模第二节成型零件的设计(3)分型面的选择应保证塑料制品的质量为了保证制品质量,对有同轴度要求的塑料制品应将有同轴度要求的部分设在同一模板内。(4)分型面的选择应有利于防止溢料造成溢料多,飞边过大的原因很多,其中一个原因就是分型面选择不当。(5)分型面的选择应有利于排气为了便于排气,一般分型面应与熔体流动的末端重合,如图4-10a和图4-10c结构是合理的,而图4-10b和
6、图4-10d是不合理的。(6)便于加工分型面选择应尽量使成型零件便于加工。第二节成型零件的设计图4-8分型面对塑料制品质量的影响第二节成型零件的设计图4-9分型面对溢料飞边大小的影响第二节成型零件的设计图4-10分型面对排气的影响(7)分型面选择必须考虑注射机的技术参数对于高度较大的制品,为了取出制品,所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。第二节成型零件的设计图4-11分型面对脱模斜度的影响第二节成型零件的设计二、成型零件的结构设计1.凹模的结构设计凹模是成型塑料制品外形的主要零件。根据塑料制品成型的需要和加工与装配的工艺要求,凹模有整体式和组合式两类。整体式凹模如图4-12所示。整体
7、嵌入式组合凹模如图4-13所示。第二节成型零件的设计图4-12整体式凹模第二节成型零件的设计(1)嵌入式组合凹模对于小型的塑料制品采用多型腔塑料模具成型时,各单个凹模通常采用数控加工、电火花加工、电铸、冷挤压或超塑性成型等方法制成,然后整体嵌入模板中,这种凹模可称为整体嵌入式组合凹模,如图4-13所示。图4-13整体嵌入式组合凹模第二节成型零件的设计图4-14局部镶嵌式凹模第二节成型零件的设计(2)镶拼组合式凹模为了便于切削加工、抛光、研磨和热处理,整个凹模型腔可由几个部分镶拼而成。(3)瓣合式凹模对于侧壁带凹的塑料制品成型凹模,为了便于塑料制品脱模,可将凹模做成两瓣或多瓣组合式,成型时瓣合,
8、脱模时瓣开。第二节成型零件的设计图4-15凹模底部镶拼结构第二节成型零件的设计图4-16凹模侧壁为镶拼的结构第二节成型零件的设计图4-17两瓣组合式凹模1拼块(瓣)2模套3导销4滑块5楔紧块6推件板第二节成型零件的设计2.型芯的结构设计型芯是成型塑料制品内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同,通常又有型芯(压缩模中称凸模)和成型杆之分。(1)型芯型芯有整体式和组合式两类。(图4-18、图4-19)(2)成型杆(小型芯)塑料制品上的孔或槽通常用小型芯来成型。(图4-20)第二节成型零件的设计图4-18型芯的结构形式第二节成型零件的设计图4-19镶拼组合式型芯第二节成型零件的设计图4-
9、20通孔的成型方法第二节成型零件的设计图4-21防止型芯弯曲的方法第二节成型零件的设计图4-22复杂孔的成型方法第二节成型零件的设计图4-23型芯的固定方式第二节成型零件的设计图4-24非圆形型芯的固定方式第二节成型零件的设计图4-25多个互相靠近型芯的固定方法第二节成型零件的设计3.螺纹型芯和螺纹型环的结构设计塑料制品上的内螺纹(螺孔)采用螺纹型芯成型,外螺纹采用螺纹型环成型。螺纹型芯和螺纹型环还可以用来固定带螺孔和螺杆的嵌件。螺纹型环和螺纹型芯在塑料制品成型之后必须卸除,卸除的方法有两种:一种是在模具上自动卸除;另一种是在模外手动卸除。这里仅介绍手动卸除的螺纹型芯和螺纹型环的结构及其固定方
10、法。(1)螺纹型芯螺纹型芯按其用途可分为直接成型塑料制品上的螺孔和固定螺母嵌件两种。第二节成型零件的设计图4-26螺纹型芯的结构及固定形式第二节成型零件的设计图4-27螺纹型芯的结构及固定方式第二节成型零件的设计对螺纹型芯的结构设计以固定方法有如下要求:1)螺纹型芯在成型时应可靠定位并防止塑料熔体挤入分型面。2)便于塑料制品的脱模和螺纹型芯的装拆。3)结构简单便于制造。(2)螺纹型环螺纹型环按其用途也有两种:一种是直接用于成型塑料制品外螺纹(图4-28a);另一种是固定带有外螺纹的嵌件(图4-28b)。第二节成型零件的设计图4-28螺纹型环的类型及其固定第二节成型零件的设计图4-29螺纹型环的
11、结构第二节成型零件的设计4.塑料齿轮型腔塑料齿轮成型型腔的加工方法有机械加工、冷挤压、电火花、线切割、电铸成型、浇注锌基合金、金属的超塑性成型、模压耐高温塑料等。以上方法可根据塑料性质、生产批量以及实际加工条件恰当选择。5.塑料注射模零件标准(GB/T根据标准对注射模成型零件的材料、热处理、加工精度和表面粗糙度作出了规定。应用时可查以上标准。第二节成型零件的设计图4-30齿轮成型用型腔的结构形式第二节成型零件的设计三、成型零件工作尺寸的计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑料制品部分的尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽),型腔和型芯的深度尺寸,中心距等
12、(图4 31)。图4-31成型零件的工作尺寸第二节成型零件的设计1.影响塑料制品尺寸公差的因素(1)成型零件的制造误差它直接影响着塑料制品的尺寸公差,成型零件的公差等级越低,塑料制品的公差等级也越低。(2)成型零件的磨损其结果型腔尺寸变大,型芯尺寸变小,中心距基本保持不变。(3)成型收缩率的偏差和波动所谓成型收缩率系指室温时塑料制品与模具型腔两者尺寸的相对差,以百分数表示。第二节成型零件的设计影响塑料件收缩的因素:1)塑料的品种。2)塑料制品的特点。3)模具结构。4)成型方法及工艺条件。(4)模具安装配合的误差由于模具成型零件的安装误差或在成型过程中成型零件配合间隙的变化,都会影响塑料制品尺寸
13、的精确性。(5)水平飞边厚度的波动对于压缩成型,如果采用溢料式或半溢料式模具,其飞边厚度常因成型工艺条件的变化有所变化,从而导致制品高度尺寸的误差。第二节成型零件的设计2.成型零件工作尺寸计算方法由于在一般情况下,模具制造公差、磨损和成型收缩波动是影响塑料制品公差的主要因素,因而,计算工作零件时就根据以上三项因素进行计算。第二节成型零件的设计图4-32模具成型零件尺寸与制品尺寸关系a)型腔b)塑料制品c)型芯第二节成型零件的设计3.型腔和型芯径向尺寸的计算(1)型腔径向尺寸已知塑料制品尺寸为0,磨损量为c,平均收缩率为Scp,设型腔径向尺寸为,按平均值计算方法可得下式,即第二节成型零件的设计(
14、2)型芯的径向尺寸已知塑料制品尺寸为+,磨损量为c,平均收缩率为Scp,设型芯尺寸为0,经推导得型芯径向尺寸为第二节成型零件的设计4.型腔深度和型芯高度计算(1)型腔深度尺寸已知塑料制品尺寸0,平均收缩率Scp,设型腔深度尺寸为,按平均值计算方法可得下式,即第二节成型零件的设计(2)型芯高度尺寸已知零件尺寸为h+,平均收缩率为Scp,设型芯高度为hM,经推导得型芯高度尺寸为1)型腔和型芯径向尺寸的计算公式中考虑了成型收缩率、磨损和模具成型零件的制造误差的影响,而型腔深度和型芯高度尺寸的计算公差中只考虑收缩率和成型零件制造误差的影响,由于磨损对其影响甚小,故不考虑。第二节成型零件的设计2)对于成
15、型收缩率很小的塑料(如聚苯乙烯、醋酸纤维素等),在注射成型薄壁塑料制品时,可以不考虑收缩率对模具成型零件尺寸的影响。3)设计计算成型零件时,必须深入了解塑料制品的要求,对于配合尺寸应认真设计计算,对不重要的尺寸,可以简化计算,甚至可用制品的公称尺寸作为模具成型零件的相应尺寸。5.型芯之间或成型孔之间中心距的计算如图4 32所示,模具上型芯的中心距与制品上相应孔的中心距是对应的。第二节成型零件的设计表4-1孔间距公差(单位:mm)第二节成型零件的设计图4-33型芯中心到成型面的距离第二节成型零件的设计6.型芯(或成型孔)中心到成型面距离的计算图4 33表示了安装在凹模中的型芯(或孔)中心到凹模侧
16、壁的距离和安装在型芯中的小型芯(或孔)中心到型芯侧面的距离与塑料制品中相应尺寸的关系。(1)凹模内的型芯或孔中心到侧壁距离的计算由图4-33可知:塑料制品上的孔到边的距离的平均尺寸为Ls;模具中型芯中心到凹模侧壁距离的平均尺寸为LM。第二节成型零件的设计图4-34螺纹型芯和螺纹型环的几何参数1螺纹型环2塑料制品3螺纹型芯第二节成型零件的设计(2)型芯上的小型芯或孔的中心到型芯侧面距离的计算型芯的磨损将使距离变小,其单边最大磨损量为c/2,而小型芯的磨损则不改变这个距离。第二节成型零件的设计7.螺纹型芯和螺纹型环尺寸的计算螺纹连接的种类很多,配合性质也不相同。对于塑料制品螺纹来说,影响其连接的因
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