12成型零件尺寸计算

7.2 成型零件工作尺寸的计算
一、成型零件的工作尺寸
成型零件工作尺寸包括：※型芯和型腔的径向尺寸 ※型芯和型腔的深度尺寸 ※中心距尺寸
二、影响塑件尺寸公差的因素
塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度； 而成型零件的尺寸和公差必须以塑件的尺寸和精度及塑 料的收缩率为依据。
塑件成型收缩的波动δ
(第1题图)
(第2题图)
2. 如图所示塑件，试画出成型零件结构草图，计算成型零件的 工作尺寸并在结构草图上标注成型零件工作尺寸。S=0.4%~0.8%
※塑件与成型零件尺寸标注方法：
轴类尺寸采用基轴制，标负差
孔类尺寸采用基孔制，标正差
中心距尺寸公差带对称分布，标正负差
1.型腔径向尺寸计算 0 ( L ) 已知：塑件尺寸 s
平均收缩率 S 按平均值计算方法可得：
模具磨损量 δc= Δ /6 模具制造公差 δz= Δ /3
整理得：
标注制造公差后得： ※式中Δ 前的系数可取在1/2～3/4之间
模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸的变化
※塑件可能产生的最大误差δ为各种误差的总和：
δ=δz+δc+δs+δj+δa
※塑件的公差Δ 应大于或等于各种因素引起的积累 误差之和δ，即Δ ≥δ ※模具制造公差δz ，模具的磨损δc 和成型收缩 的波动δs 是影响塑件公差的主要因素。
三、成型零件工作尺寸计算方法
组合圆形型腔分别按强度和刚度计算所需型腔壁厚与型 腔半径的关系曲线，图中 A点为分界尺寸，当半径超过 A 值，按刚度条件计算的壁厚大于按强度条件计算的壁厚， 因此按刚度计算。 取决分界尺寸值有关的因 素：型腔形状、成型压力、 模具材料许用应力和型腔允 许的弹性变形量。
三、壁厚尺寸的计算
1.矩形凹模壁厚计算
矩形凹模内 侧短边长 b ～40 >40 ～ 50 >50 ～ 60 >60 ～ 70 >70 ～ 80 >80 ～ 90 >90 ～ 100 >100 ～ 120 >120 ～ 140 整体凹模 壁厚 S 25 25 ～ 30 30 ～ 35 35 ～ 42 42 ～ 48 48 ～ 55 55 ～ 60 60 ～ 72 72 ～ 85 镶拼式凹模 凹模壁厚 S1 9 9 ～ 10 10 ～ 11 11 ～ 12 12 ～ 13 13 ～ 14 14 ～ 15 15 ～ 17 17 ～ 19 模套壁厚 S2 22 22 ～ 25 25 ～ 28 28 ～ 35 35 ～ 40 40 ～ 45 45 ～ 50 50 ～ 60 60 ～ 70
>90～100 >100～120 >120～140 >140～160 >160～180 >180～200
50 55 60 65 70 75
3.支承板厚度的计算
塑件在分型面上的 投影面积 Ａ（cm2）
～5 >5 ～ 10 >10 ～ 50 >50 ～ 100 >100 ～ 200
支承板厚度 Ｈ
15 15 ～ 20 20 ～ 25 25 ～ 30 30 ～ 40
2.成型零件的制造误差δz
模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右： δz=Δ/3 或取IT7-IT8级作为模具的制造公差。
3.成型零件的பைடு நூலகம்损δc
中小型塑件模具：δc=Δ/6 成型零件磨损的原因： ※塑件脱模时的摩擦(型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变) ※料流的冲刷 大型塑件模具：δc<Δ/6
※腐蚀性气体的锈蚀
3 、 保证塑件顺利脱模
若型腔壁的最大变形量大于塑件的成型收缩值，开模后， 型腔侧壁的弹性恢复将使其紧包住塑件，使塑件脱模困难或在脱 模过程中被划伤甚至破裂，因此型腔壁的最大弹性变形量应小于 塑件的成型收缩值。
什么情况采用刚度（或强度）计算壁厚？
大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，按刚度条件计算 型腔壁厚；小尺寸型腔，发生较大的弹性变形前，其内应 力常已超过许用应力，按强度计算型腔壁厚。
s
成型零件的制造误差δ
z
成型零件的磨损δ
c
模具安装配合误差δ
j
1.塑件的成型收缩δs
⑴成型收缩率S：室温下塑件尺寸Ls与模具尺寸Lm的相对差值。 S =（Lm-Ls）/ Ls 模具型腔在室温下的尺寸：Lm=Ls+S×Ls
⑵影响塑件收缩的因素（产生偶然误差） ※塑料品种 ※塑件特点 ※模具结构
※成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压 力、注射速度、模具温度）
※表中壁厚是边长比L/b=1.8时的 参考尺寸，当L/b＞1.8时壁厚应适
>140 ～ 160
85 ～ 95
19 ～ 21
70 ～ 78
当增大。
2.圆形凹模壁厚计算
凹模内壁直 径 2r ～40 >40 ～ 50 >50 ～ 60 >60 ～ 70 >70 ～ 80 >80 ～ 90
整体凹模 壁厚 S=R-r
镶拼式凹模 凹模壁厚 S1 8 9 10 11 12 13 模套壁厚 S2 18 22 25 28 32 35
凹模内壁直径 2r
整体凹模 壁厚 S=R-r
镶拼式凹模 凹模壁厚 S1 14 15 16 17 19 21 模套壁厚 S2 40 45 48 52 55 58
20 25 30 35 40 45
>200
>40
※当塑件的投影面积较大时，支承板会很厚，为减小厚度可加支柱。 加一个支柱：Ｈ′=Ｈ/2.7； 加两个支柱：Ｈ″=Ｈ/4.3 ※板厚值也可参考表
成型零件尺寸计算公式
型腔尺寸 型芯尺寸
径向尺寸
高度及深度 尺寸
中心距尺寸
思考与练习：
1.如图所示塑件，材料：ABS，试画出成型零件结构草图，计算 成型零件的工作尺寸并在结构草图上标注成型零件工作尺寸。
成型型腔壁厚刚度计算条件：
1 、 型腔不发生溢料
高压塑料熔体作用下，模具型腔壁过大的塑性变形将导致某 些结合面出现溢料间隙，产生溢料和飞边。因此，须根据不同塑料 的溢料间隙来决定刚度条件。表7.3为部分塑料许用的溢料间隙。
2、
保证塑料精度
当塑件的某些工作尺寸要求精度较高时，成型零件的弹性变 形影响塑件精度，因此应使型腔压力为最大时，该型腔壁的最大 弹性变形量小于塑件公差的1／5
※模具的打磨抛光
垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损。
平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。
磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。
小批量生产时，δc取小值，甚至可以不考虑。 玻璃纤维塑料磨损大，δc应取大值。 模具材料耐磨，表面强化好，δc应取小值。 小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。
4.模具的安装配合误差δj
其中： 中心距制造公差δz=(1/3～1/6)Δ ，通常取 δ z=(1/3)Δ 。
7.3 成型零部件的强度与刚度计算
注射成型时，为了承受型腔高压熔体的作用，型腔 侧壁与底板应该具有足够强度与刚度。小尺寸型腔常因 强度不够而破坏；大尺寸型腔，刚度不足常为设计失效 的主要原因。 确定型腔壁厚的计算法有：传统的力学分析法和有 限元法或边界元法等现代数值分析法。后者结果较可靠， 特别适用于模具结构复杂、精度要求较高的场合，但由于 受计算机硬件和软件等经济与技术条件的限制，目前应用 尚不普遍。前者则根据模具结构特点与受力情况建立力学 模型，分析计算其应力和变形量，控制其在型腔材料许用 应力和型腔许用弹性 (即刚度计算条件)范围内。
2.型芯径向尺寸计算
标注公差后得：
※式中Δ 前的系数可取在1/2～3/4之间
3.型腔深度尺寸计算
已知：塑件尺寸Hs-Δ 按平均值计算方法可得： 平均收缩率 S
模具制造公差δz= Δ /3
整理得：
标注公差后得：
4.型芯高度尺寸计算
标注公差后得：
Δ 前的系数也可取为1/2-2/3。
5.中心距尺寸计算（平均值法）