塑料模具設(shè)計(jì)課件

1、2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 1頁(yè),一、模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用：1. 模具的概念：(廣義模具) 在一定的工藝條件下，將其特定的形狀和尺寸賦予 材料的工具。2. 模制法的特點(diǎn)： ⑴ 生產(chǎn)能力高； ⑵ 產(chǎn)品質(zhì)量的一致性好；　⑶ 原材料的利用率高，成本低；?、?只適用于批量生產(chǎn)。3. 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用：,,第一章 緒 論,2024年3月30日,主 講

2、 ：梁 軍,第 2頁(yè),1. 塑料制品： 注射、擠出、吹塑、壓制、 泡沫成型、澆注、熱成型、滾塑(搪塑)2. 橡膠制品: 壓制、壓鑄、擠出、注射,,,二、常用橡膠塑料模具：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 3頁(yè),(從成型工藝方面來(lái)分析制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可行性),第二章 塑料制品的設(shè)計(jì),2. 型腔：3. 留模：4. 脫模方向：5. 側(cè)孔與側(cè)凸 (側(cè)凹)：,1.

3、 動(dòng)模和定模：,第一節(jié) 預(yù)備知識(shí),2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 4頁(yè),解決幾個(gè)問(wèn)題：1.一套模具可以在任何注射機(jī)上成型嗎？2.在設(shè)計(jì)中對(duì)塑料制品的要求可以和金 屬制品一致嗎？為什么？3.模具加工后成型的制品有誤差，怎么辦？,,第二節(jié) 塑料注射制品的設(shè)計(jì)分析,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 5頁(yè),(一) 塑件的尺寸： (體積、外輪廓尺寸、壁厚)1. 塑件的體積V制(與注射機(jī)的理論

4、注射容積V注)： 0.2V注 ≤ V制 ≤ 0.8V注,,一、塑件的尺寸和尺寸精度：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 6頁(yè),成型面積S投——塑件在模具分型面上的投影面積。 F漲= S投×p漲 p漲=(20 ～ 30) MPa or (30 ～40) MPa,,2．成型面積S投和合模力F合：,3．塑件的壁厚t：均勻,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 7頁(yè),,4．塑件在脫模方向

5、上的高度h與移模行程Sm：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 8頁(yè),1. 影響塑件尺寸精度的因素:1) 模具的加工精度δz：2) 模具的磨損δc： 磨損 型孔———→尺寸↑—→塑件的外形尺寸↑ 磨損 型芯———→尺寸↓—→塑件的內(nèi)表面尺寸↓,(二)、塑件的尺寸精度：,LM -- 常溫下模腔的尺寸LS -- 常溫下制品的尺寸 4) 成型零件的安裝誤差: 5) 活動(dòng)成型零件的配合間隙變化

6、引起的誤差。,3) 塑料的收縮率波動(dòng)：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 9頁(yè),1) 物料：2) 制品尺寸：壁厚、表面形狀、筋的形狀等。3) 模具設(shè)計(jì)：冷卻方案、流道和澆口的幾何形狀和尺寸、澆口的數(shù)量和位置等。4) 成型條件：溫度、壓力、成型時(shí)間等。5) 注射機(jī)類型：注射速度、可達(dá)到的注射壓力、時(shí) 間、溫度和壓力的控制精度等。6) 注射機(jī)和模具的狀況。,2. 影響塑料收縮率波動(dòng)的因素:,2024年3月30日,主

7、 講 ：梁 軍,第 10頁(yè),1) 物料溫度Tm： Vm同Tm↑—→ρ熔↓———→G制↓—→塑件的尺寸↓2) 模具的溫度TM ： G制同TM↑—→結(jié)晶度↑ —→ρ固↑———→塑件的尺寸↓3) 成型壓力p：p↑—→G制↑—→塑件的尺寸↑ 4) 時(shí)間：模腔中的注射壓力保持時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越小。,3. 成型工藝條件對(duì)塑料收縮率的影響:,2024年3月30日

8、,主 講 ：梁 軍,第 11頁(yè),1 注射機(jī)的選擇和所成型的塑件的體積、成型面積、高度等尺寸有關(guān)；2 對(duì)塑料制品，慎提尺寸公差；3 通常不能通過(guò)提高模具的制造精度來(lái)達(dá)到嚴(yán)格的制品的尺寸精度；4 在生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)多因素改變制品的實(shí)際尺寸，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。,結(jié)論：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 12頁(yè),三、塑件的形狀：1. 塑件上要盡量減少側(cè)孔、側(cè)凸和側(cè)凹；,二、塑件的粗糙度：,2024年3月30日,主

9、 講 ：梁 軍,第 13頁(yè),,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 14頁(yè),,,2. 塑件必須有一個(gè)有利于保證其外觀質(zhì)量的結(jié)構(gòu)；,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 15頁(yè),四、塑件上的加強(qiáng)筋和防變形結(jié)構(gòu)：,,,A=t/2B=1.5tα<2or=t/4,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 16頁(yè),1. 動(dòng)模側(cè)的A 100mm A=1/60,五、塑件的脫模斜度A

10、：,,3. 有裝配公差要求的塑件，斜度值必須在公差 帶范圍內(nèi)；4. 本身有脫模斜度的制品需考慮留模問(wèn)題。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 17頁(yè),六、塑件上的孔：,,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 18頁(yè),,,,1. 通孔：L/d≤10 2. 盲孔： L/d≤4,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 19頁(yè),八、塑件上的螺紋： 1.螺紋的斷面形狀為梯形或半圓形； 2.不常拆卸的

11、、d=2.5～6mm采用自攻螺紋; 3. 螺紋始端和末端應(yīng)有圓臺(tái),螺牙始末端應(yīng)用過(guò)渡長(zhǎng)度。九、塑件上的嵌件：1. 必須具有防轉(zhuǎn)和防拔脫的結(jié)構(gòu);,,,,七、塑件的圓角：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 20頁(yè),十、塑件上的花紋：,,,,十一、塑件上的圖案、文字：,2. 包容的物料必須具有足夠的壁厚;3. 受力的金屬嵌件一定要倒圓或倒角。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 21頁(yè),第三節(jié) 橡膠模

12、制品的設(shè)計(jì),,,,一、壁厚：要求：壁厚均勻，過(guò)渡圓滑。通常，t≮1mm二、斜度：三、側(cè)凹：要求：一般水平分型的模具可以壓制有側(cè)凹的制品，但應(yīng)有供制品取出的空間。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 22頁(yè),四、孔：,,,五、空腔：要求：選用硬度低、彈性好的膠料，脫模時(shí)最大變形應(yīng)不超過(guò)膠料的彈性范圍，且壁厚不宜過(guò)大。六、棱邊和銳角：要求：應(yīng)盡量避免棱角和凹口，楞邊和銳角應(yīng)做成圓形，且半徑不小于0.

13、5mm。,要求：d≥(1.2～1.5)H,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 23頁(yè),八、金屬--橡膠制品： 1.連接處應(yīng)避免楞邊和銳角； 2. 橡膠閥門的膠面應(yīng)凸出不大于0.3mm。,要求：若有內(nèi)腔，應(yīng)無(wú)尖角和顯著的凸凹差異。,,,七、承受負(fù)荷的橡膠制品：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 24頁(yè),第一節(jié) 概 述一、模具的基本功能：1. 接受熔體，并完成熔體的分布；2. 物料的成型與

14、冷卻；3. 完成制品的脫模。二、模具的基本構(gòu)成：,第三章 塑料注射模具設(shè)計(jì),2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 25頁(yè),1) 澆注系統(tǒng)2) 型腔3) 熱交換系 統(tǒng)4) 導(dǎo)向系統(tǒng)5) 脫模、抽芯系統(tǒng)6) 定位固定部分7) 承力構(gòu)件,,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 26頁(yè),第二節(jié) 塑件在模內(nèi)成型位置 和分型面的選擇,,留模脫模 合痕頂痕A1 √ √

15、 無(wú) 有A2 × × 無(wú) ×B1 √ √ 無(wú) 無(wú)B2 × × 無(wú) ×,結(jié)論：A1最好問(wèn)題:截面為圓形制品怎樣成型？,一、實(shí)例：,A1 A2,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 27頁(yè),,A1 A2 B1 B2,留模脫模 合痕頂痕

16、側(cè)抽C1 有 ×C2 有 ×A1 √ √ 無(wú) 無(wú) 無(wú) A2 √ √ 無(wú) 無(wú) 無(wú)B1 × × 無(wú) / 無(wú) ×B2 × × 無(wú) / 無(wú) ×,討論：1. 制品有圓角，不可采用A1;2. 若制品透明，不允許有頂痕，可采

17、用A2，采用推板頂出；3. 扁平狀制品采用A1，有一定深度的 采用A2；,4. 有側(cè)芯的制品，采用A1分型面。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 28頁(yè),,,,留模脫模 合痕頂痕側(cè)抽C1 有 ×A1 √ × 無(wú) / 無(wú) ×A2 √ √ 無(wú) 無(wú) 無(wú)B1 × × 無(wú) /

18、 無(wú) ×B2 × × 無(wú) / 無(wú) ×,結(jié)論：采用A2方案。,A1 A2 B1 B2,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 29頁(yè),,,,,A1 A2,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 30頁(yè),,結(jié)論：若移模行程足夠，C1方案最佳。,,先抽留模脫模 合痕頂痕A1 × √ √

19、 無(wú) 無(wú) A3 √ × / 有 / B2 √ × /無(wú) / B3 × √ √ 有有C1 × √ √無(wú)無(wú)C3 √ √ √ 有無(wú)D2 √ × /無(wú) /D3 × √ √ 有有,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 31頁(yè),二、確定原

20、則：1. 盡量保證制品的外觀等要求；2. 分型面應(yīng)取在垂直于脫模方向上的最大輪廓位 置；3. 確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)；4. 當(dāng)有側(cè)抽時(shí)，盡量選擇抽拔距較短的方案；5. 當(dāng)制品某些部位有同軸度要求時(shí)，應(yīng)把相應(yīng)部分設(shè)在模具的一側(cè)。,,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 32頁(yè),第三節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),,一、概述：1.澆注系統(tǒng)的作用： 1) 將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的熔料迅速有序地充滿型腔；

21、 2) 在澆口凍結(jié)之前將成型壓力均勻地傳到型腔的各個(gè)部位，以保證得到質(zhì)地緊密、外觀清晰的制件。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 33頁(yè),2.澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：,,主流道：引料入模，將熔料引入模具的分型面；分流道：將來(lái)自主流道的熔料進(jìn)行分流、轉(zhuǎn)向，引導(dǎo)各型腔或型腔的各部分；澆 口：熔料由分流道流入型腔的通道；冷料井(端)：容納兩次注射間歇中噴嘴頭部的冷料。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,

22、第 34頁(yè),1) 物料通過(guò)澆注系統(tǒng)時(shí)，壓力損失要??；2) 熱損失要??；3) 便于模具的加工、脫模及清除料把；4) 在制品上產(chǎn)生的工藝缺陷要少；5) 用料要少。,,3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 35頁(yè),主講:梁 軍,(一) 主流道和主流道襯套（澆口套）的設(shè)計(jì)：,"模具設(shè)計(jì)",,二、普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：,設(shè)計(jì)要求：1) 進(jìn)口端要與噴嘴端密合，不能漏料；,R

23、=R1+1； d=d1+1,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 36頁(yè),,2) 出口端要與所在面齊平；,3) 流道要有脫模斜度和足夠的粗糙度； α=(2o～4o) 4) 工作時(shí)不能出現(xiàn)軸向竄動(dòng).,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 37頁(yè),,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 38頁(yè),r=1r2=(1～2)D(H7/m6)：由結(jié)構(gòu)確定；L：由結(jié)構(gòu)確定；材料：T8A，T10A淬

24、火處理，HRC50 ～ 55,5)其它：,R=R1+1； d=d1+1α=(2o～4o),2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 39頁(yè),截面積S πD2/4 πD2/8 D2/2 D2周 長(zhǎng)L’πdπD/2+D3D4DS/L’0.25D0.153D0.167D0.25D,,,,1. 設(shè)計(jì)要求: 1) 2) 3) 4

25、) 5)同澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求； 6)力求使各型腔同時(shí)充滿。2. 設(shè)計(jì)要點(diǎn):1)截面形狀和尺寸：取決于塑件大小、模具結(jié)構(gòu)和物料。,(二) 分流道的設(shè)計(jì):,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 40頁(yè),常用截面形狀：(圓形)、梯形,W：塑件重量(g)L：分流道長(zhǎng)度(mm),,尺寸：D=smax+1.5,2)長(zhǎng)度：在結(jié)構(gòu)允許的前提下，盡量短；3)布置：總的要求型腔同時(shí)充滿，且用料要少。,2024年

26、3月30日,主 講 ：梁 軍,第 41頁(yè),,均衡布置,,非均衡布置：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 42頁(yè),(三) 澆口的設(shè)計(jì):,,,1. 澆口的位置選擇： 選擇標(biāo)準(zhǔn)：1) 有利于型腔的排氣；,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 43頁(yè),2) 盡量選在（或靠近）壁最厚的部位；,3) 盡量設(shè)在無(wú)損制品外觀的位置；4) 要有利于物料在模內(nèi)分流后的熔合；,,5) 要防止產(chǎn)生充模噴射的現(xiàn)象；6) 盡量減

27、小型芯的變形；7) 采用纖維狀的填充料時(shí)，首先應(yīng)分析制件的受力方向，設(shè)計(jì)時(shí)讓料流方向與其一致。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 44頁(yè),1) 直澆口：,2. 澆口的形式與尺寸：,特點(diǎn)：充模速度快、壓力損失小、清除澆口難、且制件上留有大塊痕跡；適用：用于加工熱敏性及高粘度物料,成型大型薄壁容器型制品；常用于一模一件。設(shè)計(jì)：與主流道的設(shè)計(jì)一樣，同時(shí)一定要注意軸向定位(校核螺釘，不要產(chǎn)生軸向竄動(dòng))。,2024年3月30日

28、,主 講 ：梁 軍,第 45頁(yè),,2) 側(cè)澆口(邊緣澆口)：,,特點(diǎn)：加工修整簡(jiǎn)單、去除容易、制件上留有明顯痕跡；常用于多型腔或一腔多點(diǎn)進(jìn)料。適用：所有料；板條類的大型制品。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)：小制品 0.5～0.8大制品 1～2,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 46頁(yè),A：模具凹模的表面積,例如：盒形制品，PE，計(jì)算澆口尺寸。,,解：取 c = 0.8,h = n .t,h = n .t = 0.6&

29、#215;1.3 = 7.8,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 47頁(yè),,3)搭接式澆口:,,,特點(diǎn)：可防止粗大制品的重摸噴射現(xiàn)象，但加工、修整、去除困難、制件上留有明顯痕跡。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)c：小制品 0.5～0.8 大制品 1～2,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 48頁(yè),,4)盤形澆口:,,,特點(diǎn)：塑件無(wú)熔合線，對(duì)強(qiáng)度無(wú)影響。適用：?jiǎn)涡颓?、管狀薄壁制品。設(shè)計(jì)：面長(zhǎng)c：0.75～1,2024年3

30、月30日,主 講 ：梁 軍,第 49頁(yè),傘形澆口,,清除麻煩，需用切刀。,,α= 45o～90o,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 50頁(yè),,5)點(diǎn)澆口(菱形澆口)：,,特點(diǎn)：①留痕小，不需清除，二次加工少；②位置選擇比較自由；③成本高。適用：多型腔中心進(jìn)料/一腔多點(diǎn)進(jìn)料。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 51頁(yè),,6)潛伏澆口(隧道式澆口)：,,特點(diǎn)：澆口沒(méi)有位于分型面處，解決了點(diǎn)澆口必須三

31、板的結(jié)構(gòu)和頂部進(jìn)料的問(wèn)題。適用：多型腔模具、成型彈性材料。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 52頁(yè),外側(cè)進(jìn)料 內(nèi)側(cè)進(jìn)料,,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 53頁(yè),,4.冷料井的設(shè)計(jì)：(P48-49),,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 54頁(yè),第四節(jié) 成型零件的設(shè)計(jì),,一、概述：總要求：使用可靠、易于加工、經(jīng)濟(jì)。核心：

32、根據(jù)現(xiàn)有的加工手段和條件，解決模具的加工問(wèn)題。二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（一）凹模的設(shè)計(jì)： 1.整體式凹模：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 55頁(yè),2.局部鑲嵌式：,,設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）合理地分割成易于加工的幾何形狀；,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 56頁(yè),2）鑲嵌后使用可靠，無(wú)松動(dòng)、位移和溢料；,3) 嵌件安裝后無(wú)與脫模方向垂直的拼縫；,d：H7/m6D=d+(6～8)D

33、1=D+1H：根據(jù)嵌件大小定。 中小型模具（5～6)mm 大型模具（8～10）mm,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 57頁(yè),,4）若成型部位有方位要求，采用齊縫銷鉆鉸后磨平裝入。,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 58頁(yè),3.整體鑲嵌式：,,,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 59頁(yè),1.整體式:,(二）凸模：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 60頁(yè),2.沉孔式:

34、,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 61頁(yè),3.鑲嵌式:,,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 62頁(yè),(三)螺紋成型零件: (書 P87),,從操作方式分：自動(dòng)脫螺紋、隨制品脫模兩種?；疽螅?.安裝牢固可靠；2.易于脫模；3.不溢料。,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 63頁(yè),三、成型零件共尊尺寸的計(jì)算（平均收縮率法）：,,(一)計(jì)算應(yīng)考慮的因素：1. 塑件精度的合理性：

35、2. 模具的加工公差δz：3. 模具的磨損δc ：4. 收縮率S：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 64頁(yè),(二)設(shè)計(jì)計(jì)算原則：,,1.單向偏差：2.其他有關(guān)規(guī)定：1）型孔的徑向尺寸：2）型芯的徑向尺寸：3）型孔的深度：4）型芯的深度：5）中心距的工作尺寸：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 65頁(yè),（三）工作尺寸的計(jì)算方法：,,1. 型孔的徑向尺寸：2. 型芯的徑向尺寸：3. 型

36、孔的深度：4. 型芯的深度：5. 中心距的工作尺寸：6. 螺紋成型零件工作尺寸的計(jì)算:1) 螺紋成型桿的工作尺寸:2)螺紋成型環(huán)的工作尺寸:,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 66頁(yè),四、零件的剛度和強(qiáng)度的校核和計(jì)算：,當(dāng)Δr＞δ允時(shí)，拼鑲處溢料。,不漏料間隙δ允(mm)：PP,PA,PE 0.025～0.04PS,ABS 0.05PC,RPVC 0.06～0.08,2024年3月30日,主

37、 講 ：梁 軍,第 67頁(yè),1. 組合型圓形模套:,根據(jù)剛度：,Smin＝Rmin－r,根據(jù)強(qiáng)度：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 68頁(yè),2. 組合型方形模套:,,根據(jù)剛度：,強(qiáng)度校核：,2024年3月30日,主 講 ：梁 軍,第 69頁(yè),3. 墊板的尺寸確定:,根據(jù)剛度：,根據(jù)強(qiáng)度：,設(shè)定：l＝L,減小模厚的方法：1. 如果結(jié)構(gòu)允許，盡量將墊板沿長(zhǎng)邊布置；2. 將頂出導(dǎo)柱作為輔助支撐。,2024年3月3