《模具设计》PPT课件

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1、第二章模具设计深圳大学机电与控制工程学院2.1成型零件直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件称为型腔，构成塑件内部形状的成型零件称为型芯。由于型腔、型芯零件直接与高温、高压的塑料接触，并且顶出时反复与塑件摩擦，因此，要求它们具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面糙糙度。2.1.1结构设计1、型腔结构设计1)整体式型腔。如图2-1所示。通常，对于成型1万次以下塑件的模具或塑件精度要求低、形状简单的模具可采用整体式结构。图2-1整体式型腔2)整体嵌入式型腔用略大于塑件外形（需要保证足够强度的壁厚）的优质材料（高碳钢或合金工具

2、钢）制成型腔零件，再将其嵌入模板中固定。如图2-2所示。其优点是既保证了型腔零件使用寿命，又节省了价格昂贵的材料。并且型腔零件损坏后，维修、更换方便。图2-2整体嵌入式型腔3）镶拼式型腔对于形状复杂或某些局部易损坏的型腔，将其中难以加工或易损坏的部分设计成镶件形式，嵌入型腔基体上，如图2-3所示。对于大型的复杂型腔，可以采用将型腔四壁单独加工后镶入模套中，然后再和底板组合、如图2-4所示。图2-3局部镶拼式型腔图2-4四壁拼合式型腔图2-4四壁拼合式型腔4)螺纹型环螺纹型环是用来成型塑件外螺纹的一类活动镶件、成型后随塑件一起顶出，在模外卸下。如图2-5所示为整体式螺纹型环，配

3、合长度5mm~8mm，为了便于安装，其余部分制成3°~5°斜度，下端加工出四侧平面，便于用工具将其从塑件上拧下来。图2-5螺纹型环2、型芯结构设计整体式凸模浪费材料太大且切削加工量大，在当今的模具结构中几乎没有这种结构，主要是整体嵌入式凸模和镶拼组合式凸模。如图2-6，2-7所示。图2-6型芯的结构形式图2-7镶拼式组合型芯2.1.2尺寸设计成型零件的工作尺寸是指型腔和型芯中直接与塑件接触部分的尺寸，它的精度直接影响塑件的精度。1、影响工作尺寸的因素1)塑件收缩率的影响由于塑料热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。2)制造公差它直接影响塑件的尺寸公差。通常型

4、腔和型芯的制造公差取塑件公差的1/3~1/6，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4。3)使用过程中的磨损量生产过程中的磨损以及修复会使得型芯尺寸变小，型腔尺寸变大。因此，成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸影响较大。常用塑件的收缩率通常在百分之几到千分之几之间。具体塑料的收缩率查找有关手册或供应商塑料产品说明书。2、工作尺寸的计算通常，型腔、型芯的工作尺寸根据塑料的收缩率，型腔、型芯零件的制造公差以及磨损量三个因素确定。目前，模具企业几乎全部采用三维CAD/CAM软件完成模具设计工作，上述计算方法往往不太方便，故企业一般使用简

5、化的模具成型尺寸计算方法。以下是常用的一种：当上、下公差均为正值或负值是不常用公差，很容易导致出错，故设计时需要进行修正后再计算工作尺寸与公差，例如这一原则很重要，修改塑件产品图时，必须根据图纸尺寸公差要求，修改为中间尺寸。尺寸及公差的几种情况如表2-2所示。表2-2尺寸及公差的几种情况2.2侧抽芯机构塑件的侧面常带有孔或凹槽，如图2-9所示。在这种情况下，必须采用侧向成型芯才能满足塑件成型上的要求。但是，这种成型芯必须制成活动件，能在塑件脱模前将其抽出。完成这种活动成型芯的抽出和复位机构叫抽芯机构。图2-9有侧孔和侧凹的塑件2.2.1抽芯机构分类抽芯机构一般分为以下几种类型

6、：1、手动抽芯是指在开模前用手工或手工工具抽出侧向型芯。结构简单，但生产率低，劳动强度大。如图2-10所示。图2-10丝杆手动侧抽芯机构2、液压或气动抽芯以压力油或压缩空气作为动力，在模具上配置专门的液压缸或气缸，通过活塞的往复运动来实现抽芯。此种结构抽拔力大，但费用较高。如图2-11、图2-12、图2-13所示。图2-11定模部分的液压（气动）侧抽芯机构图2-12动模部分液压（气动）侧抽芯机构图2-13液压抽长芯机构1-定模板；2-长型芯；3-动模板3、机动抽芯利用注射机的开模力，通过传动零件，将活动型芯抽出，如斜导柱抽芯，齿轮、齿条抽芯机构等。这类抽芯机构厂泛应用于生产中

7、。4、弹簧驱动侧抽芯机构当塑件的侧凹较浅，所需抽拔力不大时，可采用弹簧或硬橡皮实现抽芯动作。如图2-14、图2-15、图2-16所示。(a)合模状态；(b)开模侧抽芯(a)合模状态；(b)开模侧抽芯图2-14硬橡皮抽芯图2-15弹簧抽芯图2-16定模弹簧抽芯(a)合模状态；(b)开模侧抽芯2.2.2斜导拄抽芯机构的设计1、设计原则斜导柱抽芯机构由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽芯动作稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置。典型实例如图2-17所示。设计时应考虑以下几个问题：1)型芯尽可能