塑料模基本结构和零部件设计.ppt

4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,概述,导向件设计原则,导柱导向机构,锥面定位机构,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,1.概述,定义：保证动模和定模正确定位与导向的零件。导向机构的形式：导柱、导套导向 锥面定位导向机构作用：定位 导向 承受一定的侧压力,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,2.导向零件设计原则,合理选用导向机构类型,导柱大小数量及其布置,有足够的耐磨性,注意模具的强度,较好的加工工艺性,结构设计应便于导向,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,2.导向零件设计原则,合模导向通常采用导柱导向，但当侧向力很大时宜采用锥面定位机构。,合理的导向机构类型,一幅塑料模导柱数量一般为24个,导柱大小数量及布置,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,2.导向零件设计原则,外硬内韧导柱：20渗碳淬火或T8A HRC5660导套：20渗碳淬火或T8A HRC5055,有足够的耐磨性,孔边距要足够大导柱孔应避开型腔板应力最大处,注意模具的强度,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,2.导向零件设计原则,较好的加工工艺性,为保证同轴度，导柱固定端直径与导套固定端直径应相等。,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,2.导向零件设计原则,导柱先导部分做成球状或锥状，导套导入部分要做导角。,便于导向,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,3.导柱导套定位机构,教材表3-15带头导柱：有轴向定位台阶，固定段与导向段公称尺寸相同带肩导柱：有轴向定位台阶，固定段尺寸导向段尺寸推板导柱：无轴向定位台阶,4.3结构零件的设计与标准件的选用,一、导向零件设计,4.锥面定位机构,当成型精度高的大型、薄壁、深腔塑件时，型腔内会产生较大侧压力使型芯或型腔偏移，将会导致导柱卡死或损坏。,4.3结构零件的设计与标准件的选用,二、支承与固定零件设计,动、定模座板,固定板,支承板,垫块,4.3结构零件的设计与标准件的选用,1.动模座板和定模座板,二、支承与固定零件设计,作用：是模具的基座，起支承与连接作用。动模座板固定在注射机移动工作台上 定模座板固定在注射机固定工作台上要有足够的强度：小型模具H13mm，大型模具H可达75mm以上材料：中碳钢 45钢连接方式：用螺栓压板与机床相连,4.3结构零件的设计与标准件的选用,二、支承与固定零件设计,2.固定板,作用：固定凸模、型芯、凹模、导柱、导套、推杆等零件要求：有足够的强度与厚度H=1545与型芯的连接方法：台阶、沉孔、平面连接,4.3结构零件的设计与标准件的选用,二、支承与固定零件设计,3.支承板,作用：垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件的轴向移动并承受一定的成型压力。,4.3结构零件的设计与标准件的选用,二、支承与固定零件设计,4.垫块,作用：调节模具闭合高度，形成推出机构所需的推出空间。材料：中碳钢45安装要求：两边垫块高度应一致，保证模具上下表面平行。,4.3结构零件的设计与标准件的选用,三、型腔固定板加工工艺,4.3结构零件的设计与标准件的选用,三、型腔固定板加工工艺,4.3结构零件的设计与标准件的选用,四、标准件的选用（自学）,模具标准化：美国DME、德国HASCO、日本FUTABA世界三大模具标准件企业。注射模具零件标准的种类：标准模架：四个基本型模架：A1、A2、A3、A4 九个派生模架：P1P9 中小型模架标记：A2-100160-03-Z GB/T12556.1-1990 大型模架标记：A-80125-26 GB/T12556.1-1990,4.3结构零件的设计与标准件的选用,四、标准件的选用（自学）,标准模架,4.3结构零件的设计与标准件的选用,四、标准件的选用（自学）,模架选择步骤,4）选取标准的型腔模板周界尺寸5）确定模板厚度（附录J）6）选定模架7）检验模架与注射机的关系,思考与练习：,连续作业（结构零件设计）,问题：,1.导向零件设计原则？,2.垫块的结构和安装有什么要求？,目的与要求：,重点和难点：,1.要求掌握加热与冷却装置设计计算,2.掌握设计原则,理论与实际相结合,4.4模具加热和冷却装置的设计,一、模具加热与冷却的目的,热固性塑料需要较高的模具温度促使交联反应进行某些热塑性塑料也需维持80度以上的模温，如聚甲醛、聚苯醚等大型模具要预热热流道模具的广泛使用,1.加热,模塑周期主要取决于冷却定型时间（约占80%），通过降低模温来缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。,2.冷却,完成一次注射模塑过程所需的时间。,成型时间,成型周期或总周期,成型周期,充模时间,注射时间,闭模冷却时间,其它时间,保压时间,一、模具加热与冷却的目的,模温过低,塑料流动性差，塑件轮廓不清晰，表面无光泽；热固性塑料则固化不足，性能严重下降。,模温过高,易造成溢料粘模，塑件脱模困难，变形大；热固性塑料则过熟。,模温不均,型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。结论,4.4模具加热和冷却装置的设计,1.模具加热的方法有,二、模具加热装置的设计,气体加热（蒸汽）工频感应加热：设备复杂电阻加热：最常用,2.电阻加热元件,4.4模具加热和冷却装置的设计,加热模具所需的电功率(P)可按模具的重量(m)近似计算：P=mq 或 P=0.24m(T2-T1)其中：q单位模具重量所需的电功率（查表4-13）T2-T1模具加热前后的温度差,3.电阻加热的计算,二、模具加热装置的设计,4.电阻加热的计算,已知：压缩模总重量：m=200Kg 模具成型温度T2=155 室温T1=20 查表4-13取：q=30(中小型模具)P=20030=6000W 或 P=0.24200(155-20)=6480W结论：可以取800W的电热棒8根其长度和直径查表10并根据模板尺寸确定。,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,冷却介质：水、压缩空气、冷冻水、油,冷却通道设计原则,冷却装置的形式,冷却通道的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,1.冷却通道设计原则,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,冷却水孔相对位置尺寸d=(812)mm L10mm L1=(12)d L2=(35)d,模具结构允许，冷却孔尽量大、多，使冷却更均匀。,冷却孔要避开塑件的熔接痕部位。,三、模具冷却装置的设计,4.4模具加热和冷却装置的设计,水孔排列与型腔形状吻合,1.冷却通道设计原则,定模与动模要分别冷却，保证冷却平衡。,浇口附近与壁厚处加强冷却,冷却通道应密封且不应通过镶块接缝，以免漏水。,进出水温差不宜过大,三、模具冷却装置的设计,4.4模具加热和冷却装置的设计,2.冷却装置的形式,三、模具冷却装置的设计,4.4模具加热和冷却装置的设计,2.冷却装置的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,3.冷却通道的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,3.冷却通道的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,3.冷却通道的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,3.冷却通道的形式,4.4模具加热和冷却装置的设计,三、模具冷却装置的设计,3.冷却通道的形式,成型零件的设计及制造案例分析,零件图如下图所示材料：ABS试确定凹模径向尺寸与深度、型芯直径和高度、孔心距、小型芯直径。,一、成型零件尺寸计算实例,成型零件的设计及制造案例分析,一、成型零件尺寸计算实例,确定塑件的收缩率查附录C，ABS的收缩率为0.4%0.7%，取平均收缩率Scp=0.6。,1.分析塑件尺寸公差,确定塑件尺寸公差，对塑件尺寸进行合理标注。300.14、45+0.36、18+0.2均为MT3级，对ABS而言属一般精度；500.32、0.14、210.22属MT5级。故模塑容易达到塑件的尺寸精度要求，取：z=/4。,一、成型零件尺寸计算实例,2.成型零件的尺寸计算,成型零件的设计及制造案例分析,型腔尺寸计算（50.32-0.64 21.22-0.44）LM=50.32+50.320.006-(3/4)0.64+0.64/3=50+0.21 HM=21.22+21.220.006-(2/3)0.44+0.44/3=21+0.15大型芯尺寸计算(45+0.36 18+0.2)lM=45+450.006+(3/4)0.36-0.36/3=45.5-0.12 hM=18+180.006+(2/3)0.2-0.2/3=18.2-0.07小型芯尺寸计算(7.86+0.28 hM)lM=7.86+7.860.006+(3/4)0.28-0.28/3=8-0.09中心距尺寸计算(300.14)CM=(30+300.006)=30.20.01(孔间距公差查表3-5),成型零件的设计及制造案例分析,一、成型零件尺寸计算实例,3.工作尺寸的标注,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,1.成型零件的工作型面的形状,外工作型面：型芯和凸模 内工作型面：型腔和型孔,2.模具制造的一般程序,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,通用机床加工,数控机床加工,特种加工,外工作型面的加工,内工作型孔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,通用机床加工,粗加工与半精加工：铣，工具铣，车精加工：钳工修正，研磨，抛光特点：主要靠工人的熟练技术，效率低，质量不易保证成本低，投资少，通用性好,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,数控机床加工,粗加工与半精加工：数控铣、加工中心热处理后的精加工：高精度成型磨床、坐标磨床检验：三坐标测量机特点：对熟练工人的依赖少，效率高，质量好，可加工形状复杂的型腔一次性投资大,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,特种加工,电火花、电解、挤压、精密铸造等,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,模具外工作型面的加工,常规工艺规程 下料锻造热处理-粗加工(六面)-粗磨(六面)-钳(划线)-工作型面粗加工(单面留余量0.2)-钳修-工作型面精加工(留研磨量)-螺孔、销孔加工-热处理-研磨、抛光,非圆形表面的加工 铣削 刨削 压印锉修,圆形表面的加工 车削热处理磨削,外工作型面的分类：圆形 非圆形,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,模具内工作型孔的加工,分类:圆孔(钻.铣.镗.磨)非圆孔(钻.铣.锯.气割)主要精加工方法:锉修加工 坐标磨床磨削,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,模具内工作型孔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,成型零件的设计及制造案例分析,二、成型零件的加工方法,3.常用加工方法,模具内工作型孔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,三、型腔的加工,型腔的分类:旋转体 非旋转体加工方法:车削加工:旋转体 铣削加工:非旋转体 电加工:旋转体、非旋转体 磨削加工:旋转体、非旋转体,成型零件的设计及制造案例分析,三、型腔的加工,立铣加工:利用不同形状和尺寸的指状铣刀按照划线尺寸进行加工。,1.型腔铣削加工,成型零件的设计及制造案例分析,三、型腔的加工,1.型腔铣削加工,仿形铣,数控铣,成型零件的设计及制造案例分析,三、型腔的加工,2.型腔电加工,电火花加工的特点及适用范围难切削材料形状复杂的工件易加工过程自动化,条件：放电间隙 脉冲电源（瞬时放电）液体介质,电火花加工的基本原理 基于工具与工件(正.负极)之间的脉冲放电的电腐蚀现象来蚀除多余金属。,局限:只能加工导电材料、加工速度慢 有电极损耗、最小角部R有限制,成型零件的设计及制造案例分析,三、型腔的加工,2.型腔电加工,型腔工具电极加工,电极设计 结构形式:整体 镶拼 组合 电极尺寸 技术要求,三、型腔的加工,3.型腔磨削加工,成型零件的设计及制造案例分析,成形砂轮磨削,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,3.型腔磨削加工,光学曲线磨床成形磨削,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,3.型腔磨削加工,三、型腔的加工,4.型腔加工案例,成型零件的设计及制造案例分析,模具零件的加工中，最重要的是对型腔的加工，型腔的形状不同所采用的加工方法也不相同。,圆形型腔加工,形状不大，车削立铣回转式夹具数控铣或加工中心,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,4.型腔加工案例,规则矩形型腔加工,普通铣床加工出型腔，无法铣出的圆角可钳工修配或电火花加工。,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,4.型腔加工案例,异形复杂型腔加工,数控铣或加工中心有些钻孔、攻螺纹等工序可连同数控加工一次完成。,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,4.型腔加工案例,异形复杂型腔加工,普通铣或数控铣出型腔电极加工出薄侧槽,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,4.型腔加工案例,底部有孔的型腔加工,先加工出型腔圆形孔：钻、磨异型通孔：线切割异型盲细孔：电火花,三、型腔的加工,成型零件的设计及制造案例分析,4.型腔加工案例,型腔是相拼结构的加工,相拼块单独加工，类似于型芯加工安装孔可铣、磨、电火花、线切割加工,型腔淬火后的加工,一般切削加工难以加工淬硬刚，可采用磨削、电火花、线切割加工。,四、型腔加工的一般工序,成型零件的设计及制造案例分析,五、注射模型腔的工艺过程,成型零件的设计及制造案例分析,成型零件的设计及制造案例分析,五、注射模型腔的工艺过程,讨论：毛坯长度100mm？单件生产，工序集中？工序10含义？,思考与练习：,计算下图所示塑件成型模具的成型零件的工作尺寸。,