【材料课件】模具课件

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1、一、模具在国民经济中的地位和作用：1.模具的概念：(广义模具)在一定的工艺条件下，将其特定的形状和尺寸赋予 材料的工具。2.模制法的特点：生产能力高；产品质量的一致性好；原材料的利用率高，成本低；只适用于批量生产。3.模具在国民经济中的地位和作用：7/27/20221主 讲：梁 军 1.塑料制品：注射、挤出、吹塑、压制、泡沫成型、浇注、热成型、滚塑(搪塑)2.橡胶制品:压制、压铸、挤出、注射二、常用橡胶塑料模具：7/27/20222主 讲：梁 军(从成型工艺方面来分析制品结构设计的合理性和可行性)第二章 塑料制品的设计2.型腔：3.留模：4.脱模方向：5.侧孔与侧凸 (侧凹)：1.动模和定模：

2、第一节第一节 预备知识预备知识7/27/20223主 讲：梁 军解决几个问题：1.一套模具可以在任何注射机上成型吗？2.在设计中对塑料制品的要求可以和金 属制品一致吗？为什么？3.模具加工后成型的制品有误差，怎么办？第二节 塑料注射制品的设计分析7/27/20224主 讲：梁 军(一)塑件的尺寸：(体积、外轮廓尺寸、壁厚)1.塑件的体积V制(与注射机的理论注射容积V注)：0.20.2V V注注 V V制制 0.8 0.8V V注注 LDPE PP PS ABS PC 熔/固 0.826 0.824 0.934 0.803 0.91 一、塑件的尺寸和尺寸精度：7/27/20225主 讲：梁 军

3、成型面积S S投投塑件在模具分型面上的投影面积。F F涨涨=S S投投p p涨涨 p p涨涨=(20=(20 30)30)MPaMPa oror (30(30 40)40)MPaMPa2成型面积S S投和合模力F F合：3塑件的壁厚t t：均匀7/27/20226主 讲：梁 军分型面动模制品定模4塑件在脱模方向上的高度h与移模行程Sm：7/27/20227主 讲：梁 军1.影响塑件尺寸精度的因素:1)模具的加工精度zz：2)模具的磨损cc：磨损 型孔尺寸塑件的外形尺寸 磨损 型芯尺寸塑件的内表面尺寸(二)、塑件的尺寸精度：100%)/(LM-常温下模腔的尺寸LS-常温下制品的尺寸 4)成型零件

4、的安装误差:5)活动成型零件的配合间隙变化引起的误差。3)塑料的收缩率波动：7/27/20228主 讲：梁 军1)物料：2)制品尺寸：壁厚、表面形状、筋的形状等。3)模具设计：冷却方案、流道和浇口的几何形状和尺寸、浇口的数量和位置等。4)成型条件：温度、压力、成型时间等。5)注射机类型：注射速度、可达到的注射压力、时 间、温度和压力的控制精度等。6)注射机和模具的状况。2.影响塑料收缩率波动的因素:7/27/20229主 讲：梁 军1)物料温度Tm：V Vm m同T Tm m熔G G制制塑件的尺寸2)模具的温度TM：G G制制同T TM M结晶度 固塑件的尺寸3)成型压力p p：p pG G制

5、制塑件的尺寸 4)时间：模腔中的注射压力保持时间越长，收缩越小。3.成型工艺条件对塑料收缩率的影响:7/27/202210主 讲：梁 军1 注射机的选择和所成型的塑件的体积、成型面积、高度等尺寸有关；2 对塑料制品，慎提尺寸公差；3 通常不能通过提高模具的制造精度来达到严格的制品的尺寸精度；4 在生产过程中，可以通过多因素改变制品的实际尺寸，以达到设计要求。结论：7/27/202211主 讲：梁 军三、塑件的形状：1.塑件上要尽量减少侧孔、侧凸和侧凹；二、塑件的粗糙度：7/27/202212主 讲：梁 军 7/27/202213主 讲：梁 军 2.塑件必须有一个有利于保证其外观质量的结构；7/

6、27/202214主 讲：梁 军四、塑件上的加强筋和防变形结构：A=t/2B=1.5t2or=t/47/27/202215主 讲：梁 军 1.动模侧的A 100mm A=1/60五、塑件的脱模斜度A：3.有装配公差要求的塑件，斜度值必须在公差 带范围内；4.本身有脱模斜度的制品需考虑留模问题。7/27/202216主 讲：梁 军六、塑件上的孔：7/27/202217主 讲：梁 军Dd 1.通孔：L/d10 2.盲孔：L/d47/27/202218主 讲：梁 军八、塑件上的螺纹：1.螺纹的断面形状为梯形或半圆形；2.不常拆卸的、d=2.56mm采用自攻螺纹;3.螺纹始端和末端应有圆台,螺牙始末端

7、应用过渡长度。九、塑件上的嵌件：1.必须具有防转和防拔脱的结构;七、塑件的圆角：7/27/202219主 讲：梁 军十、塑件上的花纹：十一、塑件上的图案、文字：2.包容的物料必须具有足够的壁厚;3.受力的金属嵌件一定要倒圆或倒角。7/27/202220主 讲：梁 军第三节 橡胶模制品的设计一、壁厚：要求：壁厚均匀，过渡圆滑。通常，t 1mm二、斜度：三、侧凹：要求：一般水平分型的模具可以压制有侧凹的制品，但应有供制品取出的空间。7/27/202221主 讲：梁 军四、孔：五、空腔：要求：选用硬度低、弹性好的胶料，脱模时最大变形应不超过胶料的弹性范围，且壁厚不宜过大。六、棱边和锐角：要求：应尽量

8、避免棱角和凹口，楞边和锐角应做成圆形，且半径不小于0.5mm。要求：d(1.21.5)H7/27/202222主 讲：梁 军八、金属-橡胶制品：1.连接处应避免楞边和锐角；2.橡胶阀门的胶面应凸出不大于0.3mm。要求：若有内腔，应无尖角和显著的凸凹差异。七、承受负荷的橡胶制品：0.37/27/202223主 讲：梁 军第一节 概 述一、模具的基本功能：1.接受熔体，并完成熔体的分布；2.物料的成型与冷却；3.完成制品的脱模。二、模具的基本构成：第三章 塑料注射模具设计7/27/202224主 讲：梁 军1)浇注系统2)型腔3)热交换系 统4)导向系统5)脱模、抽芯系统6)定位固定部分7)承力

9、构件7/27/202225主 讲：梁 军第二节 塑件在模内成型位置 和分型面的选择21A12B 留模脱模 合痕顶痕A1 无 有A2 无 B1 无 无B2 无 结论：A1最好问题:截面为圆形制品怎样成型？一、实例：A1 A2 7/27/202226主 讲：梁 军A1 A2 B1 B2 留模脱模 合痕顶痕侧抽C1 有 C2 有 A1 无 无 无 A2 无 无 无B1 无 /无 B2 无 /无 讨论：1.制品有圆角，不可采用A1;2.若制品透明，不允许有顶痕，可采 用A2，采用推板顶出；3.扁平状制品采用A1，有一定深度的 采用A2；12A1C21B24.有侧芯的制品，采用A1分型面。7/27/20

10、2227主 讲：梁 军留模脱模 合痕顶痕侧抽C1 有 A1 无 /无 A2 无 无 无B1 无 /无 B2 无 /无 结论：采用结论：采用A2方案。方案。A1 A2 B1 B27/27/202228主 讲：梁 军A1 A27/27/202229主 讲：梁 军结论：若移模行程足够，C1方案最佳。先抽留模脱模 合痕顶痕A1 无 无 A3 /有 /B2 /无 /B3 有有C1 无无C3 有无D2 /无 /D3 有有 7/27/202230主 讲：梁 军二、确定原则：1.尽量保证制品的外观等要求；2.分型面应取在垂直于脱模方向上的最大轮廓位 置；3.确保塑件留在动模一侧；4.当有侧抽时，尽量选择抽拔距

11、较短的方案；5.当制品某些部位有同轴度要求时，应把相应部分设在模具的一侧。7/27/202231主 讲：梁 军第三节 浇注系统的设计 一、概述：1.浇注系统的作用：1)将来自注射机喷嘴的熔料迅速有序地充满型腔；2)在浇口冻结之前将成型压力均匀地传到型腔的各个部位，以保证得到质地紧密、外观清晰的制件。7/27/202232主 讲：梁 军2.浇注系统的基本结构：主流道：引料入模，将熔料引入模具的分型面；分流道：将来自主流道的熔料进行分流、转向，引导各型腔或型腔的各部分；浇 口：熔料由分流道流入型腔的通道；冷料井(端)：容纳两次注射间歇中喷嘴头部的冷料。7/27/202233主 讲：梁 军1)物料通

12、过浇注系统时，压力损失要小；2)热损失要小；3)便于模具的加工、脱模及清除料把；4)在制品上产生的工艺缺陷要少；5)用料要少。3.浇注系统的设计要求：7/27/202234主 讲：梁 军(一)主流道和主流道衬套（浇口套）的设计：二、普通浇注系统的设计：设计要求：1)进口端要与喷嘴端密合，不能漏料；R=R1+1；d=d1+17/27/202235主 讲：梁 军2)出口端要与所在面齐平；3)流道要有脱模斜度和足够的粗糙度；=(2=(2o o4 4o o)4)工作时不能出现轴向窜动.0.27/27/202236主 讲：梁 军dhHdhD2HHh7/27/202237主 讲：梁 军r=1r=1r r2

13、 2=(1=(12)2)D(H7/m6)D(H7/m6)：由结构确定；L L：由结构确定；材料：T8AT8A，T10AT10A淬火处理，HRC50 HRC50 55 555)其它：R=R1+1R=R1+1；d=d1+1d=d1+1=(2=(2o o4 4o o)7/27/202238主 讲：梁 军截面积S D2/4 D2/8 D2/2 D2周 长LdD/2+D3D4DS/L0.25D0.153D0.167D0.25D1.设计要求:1)2)3)4)5)同浇注系统的设计要求；6)力求使各型腔同时充满。2.设计要点:1)截面形状和尺寸：取决于塑件大小、模具结构和物料。(二)分流道的设计:7/27/2

14、02239主 讲：梁 军常用截面形状：(圆形)、梯形W W：塑件重量(g)L L：分流道长度(mm)尺寸：D=smax+1.52)长度：在结构允许的前提下，尽量短；3)布置：总的要求型腔同时充满，且用料要少。7/27/202240主 讲：梁 军均衡布置非均衡布置：7/27/202241主 讲：梁 军(三)浇口的设计:1.浇口的位置选择：选择标准：1)有利于型腔的排气；7/27/202242主 讲：梁 军2)尽量选在（或靠近）壁最厚的部位；3)尽量设在无损制品外观的位置；4)要有利于物料在模内分流后的熔合；5)要防止产生充模喷射的现象；6)尽量减小型芯的变形；7)采用纤维状的填充料时，首先应分析

15、制件的受力方向，设计时让料流方向与其一致。7/27/202243主 讲：梁 军1)直浇口：2.浇口的形式与尺寸：特点：充模速度快、压力损失小、清除浇口难、且制件上留有大块痕迹；适用：用于加工热敏性及高粘度物料,成型大型薄壁容器型制品；常用于一模一件。设计：与主流道的设计一样，同时一定要注意轴向定位(校核螺钉，不要产生轴向窜动)。7/27/202244主 讲：梁 军2)侧浇口(边缘浇口)：特点：加工修整简单、去除容易、制件上留有明显痕迹；常用于多型腔或一腔多点进料。适用：所有料；板条类的大型制品。设计：面长：小制品 0.50.8大制品 12制品尺寸制品尺寸质量质量(g)高度高度h宽度宽度b很小很

16、小050.250.250.750.75小小5400.500.501.501.50中中402 0002 000.750.752.252.25大大200+1.001.003.003.007/27/202245主 讲：梁 军A：模具凹模的表面积例如：盒形制品，PE，计算浇口尺寸。解：取 c=c=0.8材料材料PE,PSPOM,PC,PP CA,PA66,PMMAHPVCn0.60.60.70.70.80.80.90.9h=n h=n.t th=n h=n.t=0.6t=0.61.3=7.81.3=7.87/27/202246主 讲：梁 军3)搭接式浇口:特点：可防止粗大制品的重摸喷射现象，但加工、修

17、整、去除困难、制件上留有明显痕迹。设计：面长c：小制品 0.50.8 大制品 127/27/202247主 讲：梁 军4)盘形浇口:特点：塑件无熔合线，对强度无影响。适用：单型腔、管状薄壁制品。设计：面长c：0.7517/27/202248主 讲：梁 军伞形浇口清除麻烦，需用切刀。=45o90o7/27/202249主 讲：梁 军5)点浇口(菱形浇口)：特点：留痕小，不需清除，二次加工少；位置选择比较自由；成本高。适用：多型腔中心进料/一腔多点进料。7/27/202250主 讲：梁 军6)潜伏浇口(隧道式浇口)：特点：浇口没有位于分型面处，解决了点浇口必须三板的结构和顶部进料的问题。适用：多型

18、腔模具、成型弹性材料。2502.5)(0.76)(3130)(1050)(2020)(57/27/202251主 讲：梁 军外侧进料 内侧进料7/27/202252主 讲：梁 军4.冷料井的设计：(P48-49)7/27/202253主 讲：梁 军第四节 成型零件的设计 一、概述：总要求：使用可靠、易于加工、经济。核心：根据现有的加工手段和条件，解决模具的加工问题。二、成型零件的结构设计：（一）凹模的设计：1.整体式凹模：7/27/202254主 讲：梁 军 2.局部镶嵌式：设计要点：1）合理地分割成易于加工的几何形状；7/27/202255主 讲：梁 军2）镶嵌后使用可靠，无松动、位移和溢料

19、；3)嵌件安装后无与脱模方向垂直的拼缝；d d：H7/m6H7/m6D=d+D=d+(6(68)8)D1=D+D1=D+1 1H H：根据嵌件大小定。中小型模具（5 56)6)mm 大型模具（8 81010）mm7/27/202256主 讲：梁 军4）若成型部位有方位要求，采用齐缝销钻铰后磨平装入。7/27/202257主 讲：梁 军 3.整体镶嵌式：7/27/202258主 讲：梁 军1.整体式:(二）凸模：7/27/202259主 讲：梁 军2.沉孔式:7/27/202260主 讲：梁 军3.镶嵌式:7/27/202261主 讲：梁 军(三)螺纹成型零件:(书 P87)从操作方式分：自动脱

20、螺纹、随制品脱模两种。基本要求：1.安装牢固可靠；2.易于脱模；3.不溢料。7/27/202262主 讲：梁 军三、成型零件共尊尺寸的计算（平均收缩率法）：(一)计算应考虑的因素：1.塑件精度的合理性：2.模具的加工公差z z：3.模具的磨损c c：4.收缩率S S：7/27/202263主 讲：梁 军(二)设计计算原则：1.单向偏差：2.其他有关规定：1）型孔的径向尺寸：2）型芯的径向尺寸：3）型孔的深度：4）型芯的深度：5）中心距的工作尺寸：7/27/202264主 讲：梁 军（三）工作尺寸的计算方法：1.型孔的径向尺寸：2.型芯的径向尺寸：3.型孔的深度：4.型芯的深度：5.中心距的工作

21、尺寸：6.螺纹成型零件工作尺寸的计算:1)螺纹成型杆的工作尺寸:2)螺纹成型环的工作尺寸:7/27/202265主 讲：梁 军四、零件的刚度和强度的校核和计算：当r允时，拼镶处溢料。不漏料间隙允(mm)：PP,PA,PE 0.0250.04PS,ABS 0.05PC,RPVC 0.060.087/27/202266主 讲：梁 军1.组合型圆形模套:根据刚度：S SminminR Rminminr r22221112根据强度：7/27/202267主 讲：梁 军2.组合型方形模套:34132根据刚度：强度校核：7/27/202268主 讲：梁 军3.垫板的尺寸确定:根据刚度：3222325根据强度：设定：lL减小模厚的方法：1.如果结构允许，尽量将垫板沿长边布置；2.将顶出导柱作为辅助支撑。7/27/202269主 讲：梁 军五、成型零件的选材与热处理：1.45钢：调质处理，HB230270，适用：中小型、简单的型芯和型腔；2.要求耐磨的成型零件：7/27/202270主 讲：梁 军