《模具课程设计》word版

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1、构成模具型腔的所有零件统称为成型零部件.包括：凹模、凸模、型芯、成型杆、螺纹成型杆、各种成型环和成型镶块等。设计模具时：（1）应根据材料的性能、塑件的使用要求确定型腔总体结构、浇口位置、分型面、排气部位、脱模方式；（2）根据塑件尺寸，计算成型零部件的工作尺寸，确定零件结构、组合方式及机加工工艺要求等。（3）对关键成型零部件进行强度与刚度校核。工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模(型腔)、凸模(型芯)的径向尺寸(含长、宽尺寸)与高度（深度）尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等

2、级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。1.模腔工作尺寸的计算凸模、凹模组成的模腔工作尺寸计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成型零件制造公差、磨损量都为平均值时计算，得到的公式见表4-8。凹模（型腔）径向尺寸凹模（型腔）深度尺寸凸模（型芯）径向尺寸凸模（型芯）高度尺寸成型中心距尺寸Scp为塑料平均收缩率/%；δz为模具制造公差/mm；δc为模具磨损公差/mm；Δ为塑件公差/mm；下标s、m分别代表塑件和模具，一般取δz=Δ/3，δc=Δ/6塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算有两

3、类：基于强度计算和基于刚度计算。工程中的模具既不允许因强度不足而产生明显的变形甚至破坏，也不允许因刚度不足而产生过大变形。大尺寸型腔刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算；对于小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算。1.圆形型腔厚度计算圆形型腔是指模具内外壁呈圆形的几何构形，有整体式、组合式两类。（1）组合式圆形型腔圆形型腔组合方式是整体侧壁镶在型腔底部。1)组合式圆形型腔侧壁厚度的计算图4-67组合式圆形型腔受力图计算力学模型参见图，可视为“两端敞开，仅受均匀内压的厚壁圆筒”。根据广义虎克定律，有：侧壁刚度计算公式：侧壁强度计算公式：

4、s——圆形型腔侧壁厚度，mm；r——型腔半径，可取塑件半径，mm；p——型腔压力，MPa；E——模具材料的弹性模量，MPa；[δ]——型腔径向允许的变形，mm；μ——模具材料的泊松比，(碳钢μ=0.25)；[σ]——模具材料的许用应力，MPa。2)组合式圆形型腔底板厚度的计算组合式圆形型腔底板厚度计算的力学模型为：“周边简支，整个面板受均布载荷的圆形平板”，其最大挠度发生在板的中心。底板厚度刚度计算公式：底板厚度强度计算公式3)组合式圆形型腔垫板厚度的计算动模垫板是“组合式圆形型腔底板的厚度”，乘以修正系数k，得到圆形型腔动模垫板厚度H(mm)

5、的计算公式：2)整体式圆形型腔底板厚度计算整体式圆形型腔底板的力学模型是“周边固支，整个平面受均布载荷”的圆形平板，其最大挠度发生在板的中心，则底板刚度计算公式：图4-68整体式圆形型腔受力图底板强度计算公式成型零件的结构设计和计算注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。如果型腔和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至

6、破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、浇口、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件熔体有很高的压力，因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。2.6.1成型零件钢材的选用对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：1）机械加工性能良好。要选用易于切削

7、，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。2）抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra≤0.05μm。要求钢材硬度在HRC35～40为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。3）耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。4）具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必

8、须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。我国钢铁冶金行业标准YB/T094—1997推荐的塑料模具钢的用途见表2-5表2-5塑料钢主要性能钢号特性和用途SM45