模具设计22-3公差38与配合

第2章模具设计基本知识2019/8/1312.2模具零件表面粗糙度与拔模斜度1表面粗糙度表面粗糙度的评定参数应从轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz、轮廓最大高度Ry中选取。在高度特性参数常用的参数值范围内（Ra为0.025~6.3um，Rz为0.1~25um）推荐优先选用Ra。轮廓算术平均偏差的数值由以下算式获得。其意义为在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)绝均值的算术平均值。第2章模具设计基本知识2019/8/132微观不平度十点高度的数值由以下算式获得。式中，Zpi第i个最大的轮廓高，Zvi为第i个最大的轮廓谷深。表面粗糙度既要满足零件的功能要求，又要考虑工艺经济性。因此，在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选用数值大的粗糙度。第2章模具设计基本知识2019/8/133表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面表面粗糙度代号中数定及符号的方向必须按图2-16a)、图2-16b)标注，带有横线的表面粗糙度符号应按图2-16c)标注。在同一图样上，每一表面一般只标注一次符号、代号，并尽可能靠近有关的尺寸线，见图2-16a)。当地位狭小或不便标注时，符号代号可以引出标注，如图2-16d)。第2章模具设计基本知识2019/8/134冲模零件表面粗糙度的选定第2章模具设计基本知识2019/8/135压铸模零件的表面粗糙度选定第2章模具设计基本知识2019/8/136拔模斜度如图2-17所示，有增加铸件壁厚、增减铸件壁厚和减少铸件壁厚三种形式。未注拔模斜度大小根据模样的拔模高度、材料类型、斜度位置等有关。第2章模具设计基本知识2019/8/137对构成铸件外侧壁的拔模斜度取表2-7的二分之一。文字符号的拔模斜度取10～15’。当图样中未注拔模斜度方向时，按减少铸件壁厚方向制造。第2章模具设计基本知识2019/8/1382.3注塑模具浇注系统设计1浇注系统设计的基本要点浇注系统的设计包括主流道的选择、分流道截面及尺寸的确定、浇口位置的选择、浇口形式及浇口截面尺寸的确定。当采用点浇口时，为了确保分流道的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置，浇口位置选择的适当与否，将直接关系到制品的成型质量及注射过程是否能顺利进行。第2章模具设计基本知识2019/8/139浇口位置的选择应遵循以下原则。1）设计浇注系统时，流道应尽量减少弯折。2）设计浇注系统时，应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对称。3）塑胶制品投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，否则会造成注塑时受力不均。4）设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑胶制品上不留痕迹，以保证塑料制品外观。5）一模多件，防止将大小相差悬殊塑胶制品放在同一付模具内。6）在设计主流道时，避免熔融的塑胶直接冲击小直径型芯及嵌件，以免产生弯曲或折断。7）在满足塑胶成型和排气良好的前提下，要选取最短的流程，这样可缩短填充时间。第2章模具设计基本知识2019/8/13108）能顺利地引导熔融的塑胶填充各个部位，并在填充过程中不致产生塑胶涡流、紊乱现象，使型腔内的气体顺利排出模外。9）在成批塑胶制品生产时，在保证产品质量前提下，要缩短冷却时间及成型周期。10）因主流道处有收缩现象，若塑料制品在这个部位要求精度较高时，主流道应留有加工余量或修正余量。11）浇口的位置应保证塑胶流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁部位，以便于塑料的流入。12）尽量避免使制品产生熔接痕，或使其熔接痕产生在制品不重要的部位。第2章模具设计基本知识2019/8/13112主流道设计主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的塑胶通道，是溶料注入模具最先经过的一段流道，其形状、大小会直接影响塑胶的流动速度和注塑时间。1）垂直式主流道的设计d－主流道小端直径，即主流道与注射机喷嘴接触处的直径。d＝注射机喷嘴孔径十（0.5-1）mmL－主流道的长度。根据模具的具体结构，在设计时确定。A－主流道的锥度。A一般在2-4°范围内选取，对粘度大的塑料，A可取3°-6°。但由于受标准锥度铰刀的限制，应尽量选用标准锥度值，或选用标准浇口套。一般而言，尺寸D比D'大10-20%左右。第2章模具设计基本知识2019/8/13122）倾斜式主流道的设计在设计模具时，往往由于受制品及模具结构的影响，或者由于浇注系统及腔数的限制，使主流道偏离模具中心，有时这一距离很大，造成模具在使用时出现很多问题。第一，在顶出制品时，由于顶出不在模具中心，推板及顶针固定板容易顶偏，造成顶针折断，制品变形或损坏。第二，由于主流道不在中心，会造成单面披缝过大而产生溢料。上述问题虽然可以采用三板模结构来解决，但这样会使模具成本提高。所以在上述情况下，采用倾斜式主流道的设计可以避免或改进其不足。图2-19是有关倾斜式主流道的设计参数。倾料角α主要与塑胶性能有关，如PE、PP、PA、POM等塑胶，其倾料角α最大可达30°;HIPS、ABS、PC等塑胶，倾科角最大可达20°，SAN，PMMA不能用倾斜式主流道。倾斜式主流道的其他设计参数与垂直式主流道的设计相同。第2章模具设计基本知识2019/8/13133）分流道设计分流道是塑胶进入型腔前的过渡部分，可通过截面的形状，尺寸大小及方向变化，使塑胶平稳进入型腔保证成型的最佳效果。常用分流道的形式及尺寸如表2-8所示。第2章模具设计基本知识2019/8/1314对分流道的要求主要有1）塑胶流经分流道时的压力损失及温度损失要小。2)分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。3)保证塑胶迅速而均匀地进入各个型腔。平衡式分流道如图2-20所示。4)分流道的长度应尽可能短，其容积要小。5)要便于加工及刀具选择。6)每节流道要比下一节分流道大10-20%左右。如图2-20，D=dx[1+（10-20）]%。第2章模具设计基本知识2019/8/1315分流道的截面有圆形截面和梯形截面，如图2-21所示。圆形截面分流道的优点是表面积与体积之比为最小，在容积相同的分流道中，圆形截面分流道的塑胶与模具接触的面积为最小，因此其压力损失及温度损失小，有利于塑胶的流动及压力传递。其缺点是圆形截面分流道必须在动模及定模上分别加工。梯形截面分流道与圆形截面相比热损失较大，但便于分流道的加工及刀具的选择，因此也是常用的形式。(常用于三板模)第2章模具设计基本知识2019/8/1316在同一模具上成型两种大小不同的塑胶制品，为了保证在注塑时，塑胶能同时充满模具上大小不同的型腔，这时单使用修正浇口大小，不一定能达到充填平衡效果，必须对分流道进行修正才能达到预期效果。4)浇口设计浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑胶进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑胶以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑胶后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内进未冷却的热料回流。第2章模具设计基本知识2019/8/1317浇口设计与塑胶制品形状、塑胶制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数(压力等)及塑胶性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便以使塑胶制品分离，塑胶制品的流口痕迹亦不明显。塑胶制品质量的缺陷，如困气、缩水、夹水纹、分解、冲纹、变形等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。浇口设计包括浇口截面形状及浇口截面尺寸的确定，流口位置的选择。影响浇口截面形状及其尺寸确定的因素，就制品而言，包括制品的形状、大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等。制品所用塑胶特性对浇口设计的影响因素是塑胶的成型温度、粘度(流动性)、收缩率及有无填充物等。此外，在进行浇口设计时，还应考虑浇口的加工、脱模及清除浇口的难易程度。第2章模具设计基本知识2019/8/1318按照常规来说，浇口的截面尺寸宜小不宜大，先确定得小一些，然后在试模时根据对型腔的充填情况再进行修正。特别是一模多腔的模具，通过修正可使各个型腔同时均匀充填。小浇口可以增加熔料流速，并且熔料经过小浇口时产生很大摩擦而使熔料温度升高，其表现粘度降低，有利于充填。另外，由于小浇口的固化较快，不会产生过量补缩而降低制品的内应力，同时可以缩短注射成型周期，便于浇口的去除。但有些制品的浇口不宜过小，如一些厚壁制品，在注射过程中必须进行两次以上的补压才能满足制品的要求，浇口过小会造成浇口处过早固化，使补料困难而造成制品缺陷。第2章模具设计基本知识2019/8/1319具体浇口截面尺寸的确定，根据不同的浇口型式和制品大小来确定。浇口位置的选择，一般应注意以下问题:1)浇口位置应设在制品最大壁厚处，使塑胶从厚壁流向薄壁，并保持浇口至型腔各处的流程基本一致。2)防止浇口处产生喷射而在充填过程中产生冲纹。3)浇口位置应设在制品的主要受力方向上，因为塑胶的流动方向上所承受的拉应力和压应力特高，特别是带填料的增强塑胶，这种情况更加明显。4)在选择浇口位置时应考虑制品的尺寸要求，因为塑胶经浇口充填型腔时，在塑胶的流动方向与垂直于流动方向上的收缩不尽相同，所以应考虑到变形和收缩的方向性。5)设计浇口时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑胶制品上不留痕迹，以保证塑胶制品外观。6)在浇口位置选定后，应首先经胶件设计的工程师认可，或用较先进的设备模拟塑胶的流向以及通过经验丰富的专业人员研究，再确认浇口的位置是否正确。第2章模具设计基本知识2019/8/1320普通浇口形状比较简单，加工较方便，在一模多腔的分流道非平衡布置的模具上，修正浇口也比较容易，有时在生产现场也可以进行，几乎各种塑胶都可使用这种浇口形式。其不足之处是制品和浇口不能自行分离。普通浇口的形式及尺寸可如表2-9所示，其数值取决于塑胶的流动性及制品的大小。第2章模具设计基本知识2019/8/1321点浇口具有很多优点，几乎可以应用于各种形式的制品。点浇口位置的选择有较大的自由度，浇口附近的残余应力较小，浇口能自行拉断且留很小的痕迹。点浇口尤其适用于圆桶形、壳形、盒形制品，但对流动性较差的塑胶不宜用，如PMMA，PC等。常用于ABS，PP，POM等流动性较好的塑胶。对于较大的平板制品可以设置多个点浇口，以减小其翘曲变形。圆柱齿轮制品也可采用点浇口，通常是在一等边三角形的顶点设置三个点浇口。点浇口的缺点是注射压力损失较大，多数情况下必须采用三板模结构，其模具结构相对比较复杂，成型周期较长。流道与制品比例较大（废料较多）。其形式及尺寸如图2-22所示，其具体尺寸则依塑件的大小及塑胶的性能而定。第2章模具设计基本知识2019/8/1322第2章模具设计基本知识2019/8/1323潜浇口的设置比较灵活；可以在制品的内外表面很多地方开设；浇口可以自动脱落且留下很小的痕迹。潜浇口分推切式及拉切式，不适用于成型较脆性的塑料，如SAN，PMMA，PS，透明料等。其形式有潜针推切式、潜块推切式、拉切式，其尺寸如图2-23所示。其中潜针推切式和潜块推切式不适用于会因成型时喷射造成冲纹及浆糊斑等的塑胶，如PC料。图中LL1＋L2，且L1不能太短，应有足够的距离让浇口变形脱离型腔，一般情况下，L1应至少有8mm。第2章模具设计基本知识2019/8/1324直接浇口由于熔融塑胶经浇口直接进入型腔，所以压力损失很小，充型比较容易，并对各种塑胶都能适用。直接浇口的截面尺寸一般都比较大，浇道的固化时间较长，所以有足够的时间进行补料，但在浇口处产生的应力也大。且会给去除浇口带来困难，也会在制品上留下较大痕迹。直接浇口必须于与浇口正对的位置加工一球形冷料穴，并在浇口位置处定模留出一平台以保证剪浇口后残留水口不高于胶件表面。直接浇口的形式如图2-24所示。第2章模具设计基本知识2019/8/1325凸耳式浇口主要用于高透明度平板形制品，以及要求变形很小的制品。凸耳浇口的作用是使熔融塑胶从浇口进入凸耳时，由于摩擦热而改善其流动性。当料流冲击凸耳侧壁时，使流速降低并改变了流向，在凸耳处均匀而平