成型零部件结构设计

成型零部件结构设计
成型零部件的结构设计包括凹模结构设计、凸模结构设计以及螺纹型芯和螺纹型环的结构设计等。

1 .凹模结构设计
凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。

按其结构的不同可分为整体式、整体嵌人式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和因壁镶嵌式五种。

总体来说，整体式强度、刚度好，但不适用于复杂的型腔。

镶嵌式采用组合的模具结构，使复杂的型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但易在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹。

对凹模的各种结构类型分别介绍如下。

( 1 )整体式。

由整块金属材料直接加工而成，如图4 一55 所示，用于形状简单的中小模具。

特点是强度高、刚性好。

( 2 )整体嵌人式。

将整体式凹模作为一种凹模块直接嵌人到固定板中，或嵌人模框中，模框再嵌人到固定板中。

适用于塑件尺寸不大的多腔模。

特点是加工方便，易损件便于更换，凹模可用冷挤压或其他方法单独加工，型腔形状与尺寸一致性好。

图4 一56 ( a ) 所示为凹模从凹模固定板下部嵌人，用支承板、螺钉将其固定;图4 一56 ( b )所示为凹模从凹模固定板上部嵌人。

( 3 )局部镶嵌式。

当凹模局部形状复杂，或某一部分容易损坏需要经常更换，常采用局部镶嵌式结构。

如图4 一57 所示，其中，图4 一57 ( a )所示为嵌入圆销成型塑件表面直纹;图4 一57 ( b )所示为镶件成型塑件的沟槽;图4 一57 (。

)所示为镶件构成塑件圆环形筋槽;图4 一57 ( d )所示为镶件成型塑件底部复杂的构形。

( 4 )大面积镶嵌式。

对于底部或侧壁形状复杂的凹模，为了便于加工，保证精度，将凹模做成通孔式的，再镶上底，或将凹模壁做成镶嵌块。

适用于深腔或底部、侧壁难于加工的组合型模具型腔，但各个结合面的研磨、抛光增加了工时.图4 一58 ( a )所示为侧壁和底部大面积镶拼的凹模结构;图4 一58 ( b )所示为底部大面积镶嵌的结构，采用圆柱面配合。

( 5 )四壁镶嵌式。

对于大型和形状复杂的凹模，可将四壁和底板分别加工，经研磨后压人模套，侧壁之间采用扣锁连接，以保证连接的准确性.这种结构牢固、受力大，工程中常采用。

图4 一59 ( a )、(b )中，侧壁相互之间采用扣锁以保证连接的准确性，连接处外侧做成0 . 3 ~ 0 . 4 mm 的间隙，使内侧接缝紧密。

在四个角处，嵌人的半径R 应大于固定板(或模框)的转角半径r 。

2 .凸模结构设计
凸模用于成型塑件的内表面，又称为型芯、阳模或成型杆。

凸模和成型杆两者并无严格的界线，通常成型杆特指能成型塑件上孔和局部凹槽的小型芯。

凸模按结构也分为整体式和组合式两类.小型模具凸模常采用整体式，与模板做成一体，大、中型模具采用组合式。

成型杆通常单独制造，再嵌人到模板中去。

下面分别介绍凸模的整体式、组合式结构及小型芯(成型杆)组合式结构。

( l )整体式。

整体式凸模，用一整块材料加工而成，结构简单、牢固，塑件成型质量好，但钢材消耗大，适用于小型模具，如图4 一60 所示。

( 2 )组合式。

当塑件内表面复杂而不便于机械加工，或形状虽不复杂，但为节省优质钢材，减少切削量时，采用组合式凸模结构。

组合式凸模按尺寸及复杂程度又有小直径组合式、大直径组合式、复杂型芯组合式之分。

按组合型芯的形式又有整体嵌人式、局部镶拼嵌人式、完全镶拼嵌人式。

组合式适用于大中型模具，便于设置凸模的冷却回路。

图4 一61 ( a )所示为采用整体嵌人结构，图4 一61 ( b )所示为螺钉连接、销钉定位的结构，图4 一61 ( c )所示为型芯嵌入模板的结构，采用止口定位。

( 3 )成型杆(小型芯)组合式。

成型杆(小型芯)通常单独制造，再嵌人模板中。

对于单个成型杆，固定方法如图4 一62 所示。

图4 一62 ( a )中成型杆靠过盈配合直接压入模板的孔中，是最简单的一种固定形式，但牢固性差，配合不紧时有可能拔出。

图4 一62 ( b )所示为采用过渡配合或小间隙配合，另一端铆死。

图4 一62 ( c )所示为成型杆靠轴肩与垫板连接，是常用的形式，牢固可靠。

图4 一62 ( d )所示为成型杆靠轴肩和圆
柱垫块与垫板连接或用螺钉压紧，适用于细长型芯，便于加工和固定.图4 一62 ( e )所示为螺钉压紧结构。

对于多个成型杆，采用凸肩垫板安装方法较好。

当多个成型杆靠得很近时，可将固定板加工成大的长槽，如图4 一63 ( a )所示;或圆坑，如图4 一63 ( b )所示，作为公用沉孔。

对于非圆形的凸模，为了制造方便，常将型芯(凸模)做成两部分，下部分做成圆形，上部分做成非圆形，并将两部分可靠地连接成一个整体。

3 .螺纹型芯和螺纹型环的结构设计
螺纹型芯用于成型塑件上的螺纹孔，或者固定内螺纹嵌件;螺纹型环用于成型塑件上的外螺纹，或者固定外螺纹嵌件。

通常，按其在模具上拆卸方式的不同分为自动卸除和手动卸除两种。

这里仅介绍手动卸除结构。

手动卸除结构要求成型前，螺纹型芯、螺纹型环能在模具内准确定位和可靠固定，使其不因外界的振动或物料的冲击而移位;开模后，型芯、型环能随塑件一起分别地从模内取出，在模外用手动的方法将型芯、型环从塑件上顺利地脱卸。

l )螺纹型芯
螺纹型芯，对于立式注塑机动模(下模)和卧式注塑机定模一侧的安装，常用圆柱配合面固定;对于立式注塑机定模(上模)和卧式注塑机动模一侧的安装，为防止型芯由于自重或设备操作的振动而坠落，用带有弹性元件的连接固定。

( 1 )圈柱配合面固定螺纹型芯。

圆柱配合面固定螺纹型芯的常用方式如图4 一64 所示，螺纹型芯直接插人模具对应的配合孔中，通常采用HS / h7 的间隙配合，但在结构上应采取措施防止在熔料压力下型芯轴向移动沉人孔内，防止塑料进人配合间隙。

图4 一64 ( a ) 所示的锥面起密封和定位作用;图4 一64 ( b )所示的圆柱形台阶起定位作用，并能防止型芯下沉;图4 一64 (。

)所示为用支承垫板防止型芯下沉;图4 一64 ( d )所示为利用嵌件与模具的接触面防止型芯下沉;图4 一64 ( e )所示为嵌件下端沉人模具中，增加了嵌件的稳定性，并防止塑料
熔体挤人嵌件螺孔中;图4 一64 ( f )所示为将小径的盲孔螺纹嵌件，利用普通光杆型芯固定螺纹嵌件。

( 2 )弹性连接固定螺纹型芯。

螺纹型芯的弹性结构及连接方法如图4 一“所示。

特点是采用具有弹力的豁口柄或其他弹性装置，将螺纹型芯支撑在模孔内，成型后随塑件一起拔出，型芯与模具孔的配合为HS / fs 。

对于直径小于8 mm 的型芯，用豁口柄的形式，如图4 一65 ( a )所示，豁口柄的弹力将型芯支撑在模孔内，成型后随塑件一起拔出，台阶不但起定位作用，并可防止塑料的挤人.当型芯直径较大时，豁口柄的连接力较弱，可采用弹簧钢丝起连接作用，如图4 一65 ( b )所示，常用于直径5 ~ 10 mm 的型芯，其结构类似雨伞柄上的弹摘装t ，弹簧用价0 . 8 一价1 . 2 mm 的钢丝制成.图4 一65 ( c )所示的结构较简单，将弹簧片嵌人旁边的槽内，上端铆压固定，下端向外伸出。

当螺纹直径超过10 mm 时，可采用图4 一65 ( d )所示的结构，用弹赞钢球固定螺纹型芯，要求钢球的位里正好对准型芯杆上的凹槽。

当型芯的直径大于15 mm 时，则可将钢球和弹簧装置在芯杆内，避免在模板上钻深孔，如图4 一65 ( e )所示。

4 一65 ( f )所示为用弹簧夹头连接，很可靠，但制造复杂。

2 )组纹型环
螺纹型环实际上是一个活动的螺母镶件，在模具闭合前装人模套内，成型后随塑件一起脱模，在模外卸下。

螺纹型环常用的结构有整体式、组合式两类.
( 1 )整体螺纹型环。

如图4 一66 ( a )所示，其外径与模孔采用HS / fs ( HS / h7 )间隙配合，配合长度通常取3 ~ 5 mm ，其余部分成3° ~ 5°斜角，尾部加工成台阶平面，高度
可取0 .5H ，以便于用扳手将螺纹型环从塑件上取下来.或在尾端钻出两孔，以便用辅助工具将其与塑件分离。

( 2 )组合式螺纹型环。

如图4 一66( b )所示，适用于精度要求不高的粗牙螺纹的成型，通常由两瓣块组成，并用导销(小导柱)定位，两者的配合和整体式相同。

为便于分开两瓣块，可在接合面外侧开出两条楔形槽，以便用尖劈状工具分开模具，取出塑件，但会在接缝处留下难以修整的滋边痕迹。

作者：汽车模具 。