《塑料模具设计》-陈志刚-主编第3

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3.4 成型零件的设计
3.4.1 成型零件的结构设计
在进行成型零件的结构设计时,首 先应根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸 及其它使用要求,确定型腔的总体结构、 压缩模的加压方向或压注模和注射模的浇 注系统及浇口位置、分型面、脱模方式、 排气等,然后根据塑件的形状、尺寸和成 型零件的加工及装配工艺要求进行成型零 件的结构设计和尺寸计算。
9
②如塑件结构需要,也可将凹模侧壁做成镶拼 的,如图3-53所示,
10
③对于大型型 腔,由于塑料 的压力很大, 螺钉易被拉伸 变形或剪切变 形。为此,可 将侧壁镶拼部 分压入模板中, 如图3-54所示。 但这样却增加 了模具的尺寸 和重量。
11
12
3)瓣合式凹模 对于侧壁带凹的塑件(如线圈骨架),
24
3 . 螺纹型芯和螺纹型环的结构设计 螺纹型芯是用来成型塑件上的内螺
纹(螺孔)的,螺纹型环则是用来成型 塑件上的外螺纹(螺杆)的,此外它们 还可用来固定金属螺纹嵌件。无论螺纹 型芯还是螺纹型环,在模具上都有模内 自动卸除和模外手动卸除两种类型。此 处仅介绍手动卸除的结构。
25
在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是: ➢ 成型时要可靠定位,不因外界振动或料 流的冲击而位移; ➢ 在开模时能随塑件一起方便地取出,并 能从塑件上顺利地卸除。
(3—1)
式中 S ——塑料成型收缩率(%); LM ——模具型腔在室温下的尺寸; Ls ——塑件在室温下的尺寸。
LM = Ls + Ls S
(3—2)
38
收缩率在一定范围 内的变化与波动
偶然误差
塑件尺寸误差
一副已完 工的模具 出现的产 品误差
在设计计算时对 收缩率估计不准
系统误差
39
通常,塑料收缩率波动越大,可能产生的成型 收缩率的估计误差也越大。
41
(5)水平飞边厚度的波动 ( δf ) 采用
溢式或半溢式压缩模成型塑件,其水平飞边 厚度常因工艺条件等因素的变化而波动,从 而影响塑件高度尺寸,使高度尺寸公差低于 横向尺寸的公差。水平飞边厚度波动所造成
的误差以δf表示。
对于压注模和注射模,水平飞边厚度很薄, 甚至没有飞边,所以对塑件高度尺寸影响很 小。
实验表明,成型零件的制造公差δZ,一般可取 塑件总公差Δ的1/3~1/4,即δz=Δ/3~Δ/4。
组合式成型零件的制造公差应根据尺寸链加 以确定。
36
(2)成型零件的磨损量 (δc) 由于在成型过程
中的磨损,型腔尺寸将变得越来越大,型芯或凸模 尺寸越来越小,中心距尺寸基本保持不变。造成成 型零件磨损的因素很多,但塑件脱模过程的摩擦磨 损是最主要的。因此,为了简化计算,规定:凡与 脱模方向相垂直的成型零件表面可不考虑磨损;而 与脱模方向相平行的表面应考虑磨损。
43
由式(3-4)可知,塑件公差等级往往是不高 的。设计塑件时,其公差的选择不仅要从塑件 的装配和使用需要出发,而且还要充分考虑塑 件在成型过程中可能产生的误差。也就是说, 塑件的公差要求受到可能产生的误差限制。塑 件的公差值应大于或等于上述各种因素所引起 的积累误差 即
Δ≥δ
(3—5)
因此,在设计塑件时应慎重决定其公差值,以 免给模具制造和成型工艺条件的控制带来困难。
6
这种凹模形状及尺寸的一致性好,更换方便,加工效率高, 可节约贵重金属,但模具体积较大,需用特殊加工法。 7
②局部镶嵌 式组合凹模 为了加工方 便或由于型 腔某一部位 容易磨损, 需要更换者 采用局部镶 嵌的办法, 如图3-51所 示,此部位 的镶件单独 制成,然后 嵌入模体。
8
2)镶拼式组合凹模 为了便于机械加工、研磨、抛光和热处理,整个 凹模可由几个部分镶拼而成。镶拼的方法有: ①当凹模型腔底部形状比较复杂或尺寸较大时, 可将凹模做成穿孔的,再镶上底部,如图3-52所 示。
27
28
29
(2)螺纹型环 螺纹型环也有两种类型: 成型塑 件外螺纹用的(图3-67a)和固定带有外螺纹的 环状嵌件用的(图3-67b)所示,后者又称嵌件 环。
30
31
4 . 齿轮型腔的结构设计
由于塑料都有一定的成型收缩率,因 此成型塑料齿轮的模具型腔需要放大一个 考虑综合收缩的尺寸。
塑料齿轮型腔加工根据设备条件、塑 料性能及生产批量等因素,可选用机械切 削加工、冷挤压成型、电火花加工、线切 割加工、电铸加工、浇铸锌基合金、注压 耐高温塑料等方法。
LM+δz /2+δc /2,
52
塑件和模具型腔尺寸之间的关系式为:
模具在室温 下型腔尺寸
=
塑件在室温 下的尺寸
+
塑件在室温 下的尺寸
因收缩率波动所引起的塑件尺寸误差可按下式 计算:
δs = ( S max - S min )Ls
(3—3)
式中 δs ——收缩率波动所引起的塑件尺寸误差;
S max ——塑料的最大收缩率(%);
S min ——塑料的最小收缩率(%);
据有关资料介绍,一般可取δs =Δ/ 3。
40
(4)模具安装配合的误差 ( δj) 由于模具
※ 以型芯外径成型塑件内径时,规定型芯最大尺
寸为基本尺寸,表示为LM-δz ; 塑件内径最小尺寸为基本尺寸,表示为LS+Δ,如
图3-72b所示。
49
50
即凡是孔都是以它的最小尺寸作为基本尺寸, 凡是轴都是以它的最大尺寸作为基本尺寸。从 图3-72a可见:
❖计算型腔深度时,以H +δz表示型腔深度尺寸, 以Hs-Δ表示对应的塑件高度尺寸。 ❖计算型芯高度尺寸时,以HM-δz表示型芯高度 尺寸,以Hs+Δ表示对应的塑件上的孔深,如图
44
成型零件的制造误差
( δZ )
成型零件的磨损量
(δc)
通常情况下,影响
δ 的主要因素有
成型收缩率的偏差和波动
(δs)
45
δZ
δc
δZ
δs
δs
整体式凹模
δf
δZ δc δs
46
各种主要误差随塑件尺寸的增加而变化的情况:
δz 是随塑件尺寸的增大按立方抛物线关系增加 δs 是随塑件尺寸的增大成正比地增加 δc 是随塑件尺寸的增大而增加速度比较缓慢
42
综上所述,塑件可能产生的最大误差δ为上述各 种误差的总和,即
δ= δz + δc + δs + δi + δf (3—4)
式(3-4)是极端的情况,即所有误差都同时偏 向最大值或最小值时得到的,但从或然率的观点出 发,这种机率接近于零,因为δz、δs等呈正态分 布,它们有一定的分布范围和分布中心,分布中心 附近误差出现的机率较多,而且各种误差因素还会 互相抵消一部分。
问题1:针对上述情况,请问在生产大尺寸塑件时对 哪些误差应重点考虑?具体应采取什么措施? 问题2:针对上述情况,请问在生产小尺寸塑件时对 哪些误差应重点考虑?具体应采取什么措施?
47
2. 成型零件工作尺寸计算方法
成型零件工作尺寸的计算方法有以下两类:
➢一类是按平均收缩率、平均制造公差和平均 磨损量进行计算;(简便易行,但对设计高精 度塑件的模具不利)
15
凸模或型芯有整体式和组合式两大类。
16
17
(2)小型芯 小型芯又称成型杆,它是指成型塑件上较小
孔或槽的零件。 1)孔的成型方法 ① 通孔的成型方法 如图3-59所示 。
18
②盲孔的成型方法 只能采用一端固定的型芯来成型。 为了避免型芯弯曲或折断,孔的深度不宜太深。 ★注射模或压注模:孔深< 3倍孔径; ★压缩模塑:平行于压制方向的孔深< 2.5倍孔径;
垂直于压制方向的孔深< 2倍孔径。
19
③复杂孔的成型方法 形状复杂的孔,或 斜孔可采用型芯拼合的方法来成型,如图 3-61所示。这种拼合方法可避免采用侧抽 芯机构,从而使模具结构简化。
20
21
2)小型芯的固定方法 小型芯通常是单独制造,然后嵌入固
定板中固定,其固定方式如图3-62所示。
22
23
3-72b所示。
❖ 如塑件上原有公差为双向偏差制,则应按上 述要求加以换算。
51
3 . 型腔和型芯工作尺寸计算
(1)型腔和型芯径向尺寸
1)型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩
率Scp,塑件尺寸Ls-Δ,磨损量δc。
❖则塑件的平均尺寸为:Ls-Δ/2,
如以LM +δz表示型腔尺寸,
❖则型腔的平均尺寸为LM+δz/2, ❖型腔磨损量δc / 2 时的平均尺寸为:
3
4
(2)组合式凹模
1)组合式凹模是由两个以上零件组合而成 的。
2)这种凹模改善了加工性,减少了热处理 变形,节约了模具贵重钢材,
3)结构复杂,装配调整比较麻烦,塑件表 面可能留有镶拼痕迹,组合后的型腔牢固性 较差。因此,这种凹模主要用于形状复杂的 塑件的成型。
5
组合式凹模的组合形式很多,常见的 有以下几种: 1)嵌入式组合凹模 ① 整体嵌入式组合凹模 对于小型塑件采 用多型腔塑料模成型时,各单个凹模一般 采用冷挤压、电加工、电铸等方法制成, 然后整体嵌入模中,其结构如图3-50所示。
➢一类是按极限收缩率、极限制造公差和极限 磨损量进行计算。(塑件尺寸精度高,但计算 比较烦琐)
本书是按平均收缩率进行计算的。
48
为计算简便起见,塑件和成型零件均按单向 极限将公差带置于零线的一边,并规定:
※ 以型腔内径成型塑件外径时,规定型腔基本尺
寸LM为型腔最小尺寸,偏差为正,表示为LM +δz; 塑件基本尺寸Ls为塑件最大尺寸,偏差为负,表 示,可将凹模做成两瓣或多瓣组 合式的,成型时瓣合,脱模时瓣开。常见的 瓣合式凹模是两瓣组合式,如图3-56所示。
13
14
2 . 凸模和型芯的结构设计 (1)凸模或型芯
凸模是指在压缩模中承受或传递压 机压力,与凹模有配合段,直接接触塑 料,成型塑件内表面或上、下端面的零 件。
型芯是指注射模中成型塑件有较大 内表面的凸状零件,它又称主型芯。
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,都会影响塑件的尺寸误差。
例如由上模或下模之间合模位置确定的尺寸, 其尺寸波动要受导向零件配合间隙值的影响,如 壳体塑件侧壁厚度的波动,是由导柱与导向孔的 配合间隙来确定的;又如成型零件上孔的型芯, 若按间隙配合安装在模内,则中心位置的误差 (型芯最大偏移量)要受配合间隙值的影响,但 若采用过盈配合,则不存在此误差。
对小型塑件而言,成型零件的磨损量对塑件公 差影响很大,对大型塑件则影响较小。
对于中小型塑件,最大磨损量δc可取塑件总公差Δ 的1/6,即δc=Δ/6;对于大型塑件则取Δ/6以下。
37
(3)成型收缩率的偏差和波动 (δs) 成型
收缩率是指室温时塑件与模具型腔( 或型芯 ) 两者尺寸的相对差。它可按下式求得:
26
(1)螺纹型芯 按其用途可分为成型塑件上 的螺孔用的和装固金属螺母用的两种方式, 这两种形式的螺纹型芯在结构上差别不大, 但前者在设计时应考虑塑料的收缩率,粗糙 度应小一些,螺纹的始端和末端还应留有过 渡长度;后者仅按一般螺纹制造,不考虑收 缩率,粗糙度可以大些。为了使螺纹型芯能 从塑件螺孔或螺纹嵌件的螺孔中顺利拧出, 一般将其尾部做成四方形或相对的两边磨成 两个平面,以便于夹持。
32
适用于冷挤压 成型的型腔
适用于 浇铸锌 基合金 或注压 耐高温 塑料制 成的型 腔
适用于超塑合金 压制而成的型腔
适用于 机械加 工而成 的型腔
适用于 电铸加 工而成 的型腔
33
3.4.2 成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸:是指成型零件上直接用以成型塑
件部分的尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸 (包括矩形或异形的长和宽)、型腔的深度或 型芯的高度尺寸、中心距尺寸等(图3-71)。
1
1 . 凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的凹状零件(包
括零件的内腔和实体两部分)。它的结构决 定于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要 求,通常可分为整体式和组合式两大类。
2
(1)整体式凹模
1)是由整块钢材直接加工而成的;
2)结构简单,牢固可靠,不易变形,成型的 塑件质量较好。
3)当塑件形状复杂时,其凹模的加工工艺性 较差(采用一般机械加工方法)。因此,在 先进的型腔加工机床尚未普遍应用之前,整 体式凹模适用形状简单的小型塑件的成型。
34
任何塑件都有一定的尺寸要求,在安 装和使用中有配合要求的塑件,其尺寸公 差常要求较小。在设计模具时,必须根据 塑件的尺寸和公差要求来确定相应的成型 零件的尺寸和公差。
35
1 . 影响塑件尺寸公差的因素
(1)成型零件的制造误差 ( δZ ) 成型零件
的公差等级越低,其制造公差也越大,因而成型 的塑件公差等级也就越低。
相关文档
最新文档