第二节 分型面的选择与排气系统的设计
课前提问：展示公司浇注系统，问是什么浇口形式？分流道是什么布置形式？为什么冷料穴下面有阶梯？分流道的截面形式？为什么次分流道截面尺寸一样？为什么要采用半圆形？
一、分型面的选择
1．分型面的定义： ①动模与定模相接触的面。
②分开模具能取出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分离面或称分模面，注射模只有一个分型面。
2.分型面的形状：分型面的方向尽量采用与注塑机开模垂直（提问：为什么？回答：注射压力能均匀的分布在分型面上，这样防止模具分型面受力不均匀而偏倒，出现比较严重的溢料。特别是平行于开模方向。注射压力大部分不由分型面承担，所以容易使分型面出现缝隙而溢料）。但是，分型面同样也可能是倾斜于开模方向，也可能是平行于开模具方向。形状有平面，斜面，曲面。
3.分型面的选择原则：
(1)分型面的选择应有利于脱模
① 分型面应取在塑件尺寸最大处。
在注射过程中,分型面贴合紧密, 基本上避免了分型面处溢料飞边的出现。但是当分型面上出现不可避免的溢料但又不影响塑件整体外观的时候，此时需要对少量飞边进行切除，如果选择B-B则在切除过程中很容易伤到塑件，切除难度增大，降低生产效率。
②分型面应使塑件尽可能留在动模或下模内。
顺便介绍下模。
提问：怎么使塑件留在动模？
因为脱模机构一般都在动模（或下模）部分，否则会增加脱模的困难，势必使模具结构复杂化。
解释型芯较小，壁厚较大或者有嵌件的时候，为使塑件留在动模，一般将凹模（型腔）也设在动模一侧的原因。把图6-28改一下，然后提问。
③拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件的中间部位，但此时塑件外形有分型的痕迹。
最后，没有分型痕迹的塑件一般都是一些表面高要求的产品，可以通过后续加工去除。或者有更先进的模具设计、制造方法和技术使分型痕迹消失。
（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
①塑件外观质量；
②塑件有同轴度要求时候的分型面选择。
避免加工误差对同轴度的影响！
（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。
见教材。
成型磨削打砂轮。
（4）分型面的选择应有利于侧向抽芯。
1．侧向型芯应放在动模一侧。
2．应将抽芯距离比较小的型芯做为侧抽芯。
3．将投影面积大的分型面设在垂直于合模方向。
第三节、 排气系统设计
一、排气的目的？
模具型腔、浇注系统内的气体和塑料加热或凝固产生的低分子挥发气体，如果不能被熔融塑料及时排出，则可能是塑件浇注成型后，在塑件内部产生气泡、缩孔，或使塑件出现熔接痕，最终导致塑件在气泡、缩孔或者熔接痕处因为强度降低而出现断裂。
二、排气的方式：
1．分型面排气
提问：提到排气方式，最先想到的是什么通过模具的哪个部位来排气？
分型面排气是利用模具分型面的间隙排气。
因为分型面排气不需要开设专门的排气槽，设计和加工都比较方便，所以大多数情况下都有采用这种排气方式。
2．排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。
对于尺寸较大或成型时产生气体较多或薄壁制品，且越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。
(因为塑料的注射填充速度很快，对于大型且壁薄的塑件，如不开设排气槽可能导致在气体还未及时排出型腔外，塑料就已经填满型腔并将型腔内的气体卷入，出现质量问题。)
排气槽的位置应该处于熔体塑料的流动末端为好。
排气槽的几何参数：
尺寸设计原则：应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。（换句话说尺寸不能太大或者太小。太小会和浇口尺寸太小而堵塞塑料进入型腔一个道理，空气也无法从排气槽排出。）
提问：叫学生仔细观察表6-5，问有什么特点。
塑料模具一般间隙在3丝以内都不会溢料。
排气槽与大气相通，所以排气槽不应正对操作工人，以防止熔料喷出而产生工伤事故。
排气槽的数量不应该太多，因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。
模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。
（3）、利用型芯、顶杆、镶件等的间隙排气。
见教材
（注意：并不是说在填充完毕之后，型芯和塑件之间有间隙，而是利用型芯或顶杆与动模板之间的间隙来完成排气。而型芯和顶杆与动模板之间的间隙在三丝以内都不会发生塑料的溢料。）
举例我们公司塑料模具的就是先在浇道块上开设了排气槽（用来排除浇注系统里的气体），而型腔里面的气体则通过顶杆的间隙来排出（动模镶件与顶杆的间隙是一丝到两丝，这个间隙除了作为排气通道，还是为了使顶杆能够自由运动）。
第四节 引气系统的设计
常见的引起方式：
1．镶拼式侧隙引气；
2．气阀式引气。
具体解释见大学教材
第五节 成型零件设计
提问：成型零件的概念？
凸、凹模具的概念？
对成型零件的要求：见教材。
成型零件的设计原则：以满足塑件质量要求为前提，还要考虑金属零件的加工性及模具制造成本。
一、成型零件结构设计
1．凹模的结构形式：
①整体式凹模
优点：凹模结构简单牢固、强度高、成型的塑件质量较好。（解释原因）
缺点：对于形状复杂的凹模，其加工工艺性差（工艺性的好坏：机械产品设计的工艺性评价即评价所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性。），且凹模局部受损后，修复困难。
使用范围：见教材。
②整体嵌入式凹模
型腔用好的材料（高碳钢或好的合金材料），外部凹模板则用普通的45#钢即可，然后将型腔整体嵌入凹模板内固定。
优点：见教材。
图6-36
a图配合方式：型腔与凹模板的配合关系是H7/m6过度配合。型腔外形一般做成带有台阶的的圆柱体，从模板的下方嵌入。靠垫板和凹模板固定。
b图如果塑件不是旋转体，而凹模外表面为旋转体时，要采用销钉固定型腔，防止其在成型过程中转动。（解释原因）。配合最好采用H7/js6。
C图，直接从凹模板上嵌入型腔板，配合方式仍采用过度配合，凹模板上的孔是敲击孔，作用是便于型腔从凹模板中脱模。用螺钉锁紧。
提问：此图有错误，请指出。
③局部镶拼式凹模
镶拼的组合方式的优点：
对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。同时可以使母模边缘的材料的性能低于母模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少动模热变形。对于动模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的动模报废。（在公司中常接工艺备件的工艺编制工作。）
镶拼的组合方式的缺点：
组合式凹模的刚性不及整体式的（举例一根筷子）易在塑件表面留下痕迹，模具结构比较复杂。(镶拼式的结构可以平衡变形量)。
④四壁拼合式凹模架（拼块式组合凹模）
即由许多拼块镶制而成的凹模。见教材。
介绍公司塑料模具的凹模镶件。
首先将复杂且精度要求高的镶件单独加工，后组合并由动模框架固定、锁紧。最后镶入动模板中。
在这副模具中，几乎所有的重要零件都是由镶件构成。
主浇道（由动模浇道块组成）、分浇道（由动模浇道块组成）、型芯（由滑块、定模镶件、动模镶件构成）等等。
最后所有镶件由动模框架组合，在由压条固定、锁紧。最后镶入动模型腔板中。在两者之间有一块垫板，作用是为了保持动模镶件的平面度，保证其与定模型芯之间的间隙精确。
⑤螺纹型环
提问：以前讲注塑模具分类的时候讲过，有一种什么类型的注塑模具。
目前，使用频率最高的是整体嵌入式和局部镶拼式。
而整体式的基本已经淘汰了。
2．凸模的结构形式
凸模又称型芯，是成型塑件内表面的成型零件。根据所成型零件的内表面大小不同，通常又分为型芯和成型杆之分。
型芯一般是成型塑件中较大的主要内型的成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指成型塑件上较小孔的成型零件，又称小型芯。
①整体式型芯
特点：型芯与定模板为一整体，结构牢固。
浪费材料太大，且切削加工量大，如遇复杂形状时，加工困难。且当型芯损坏后，修补周期、成本较高，同时降低生产效率。在当今的模具结构中几乎没有这种结构。
②组合式
⑴整体嵌入式
图b、c、d表示为了节约贵重模具钢和便于加工而把模板和型芯采用不同材料制成，然后连接起来。其中图b、c用螺钉、销钉连接，结构简单；图c采用局部嵌入固定，采用的是过渡配合，（提问：m6/H7是什么制？为什么要采用这种制？）其牢固性比图b好；图d采用台阶连接，连接方法较适宜，是一种常用的连接方法。（提问：但是如果采用此种方式连接，当型芯的固定部分为圆形，成型部分为非圆形，必须采取措施防止型芯在固定板内怎么样？为什么？）
⑵镶拼组合式
如遇到复杂形状型芯的时候，如采用整体式结构，加工困难，而采用拼块组合，可简化加工工艺。
图a如果采用整体式，加工时为了不换刀具，必须采用直径较小的刀具，否则不能一次完成加工。当两个小型芯靠得太近的时候，则不宜采用这种结构，而应采用图b的结构，以免薄壁处在热处理的时候和注塑过程中因为强度不够而出现开裂。
2．成型杆（小型芯）
图a容易在孔的一端形成飞边（塑料在三丝之内一般都不会发生溢料形成飞边，但是型芯和凹模型腔本身存在加工误差，要让型芯和凹模板的配合面不出现溢料，两者必须配合紧密，故对型芯的长度、型腔的深度有较高的尺寸要求，对两者配合面有较高的平面度要求。），同时如果孔深则型芯较长，容易弯曲，不仅对塑件形状有影响，而且也容易形成飞边。
图 b 是由两个直径相差0.5～1mm的型芯来成型，即使两个型芯稍有不同心也不会影响使用，而且每个型芯长度较短，强度、刚度较好，型芯的配合面平面度较高容易保证，因此不容易出现飞边。
图c是较为常用的一种，其型芯的异端为固定，一端为导向（解释）支撑，强度和刚度较好（为什么？），但是因为导向支撑部位有排气间隙，所以容易出现飞边。
对于形状复杂的空可以采用图6-43的拼合方式
图d是采用铆接式连接（因为型芯很细小不宜再类似图a做台阶来固定，但是铆接容易使塑料流入铆接面下，因此将型芯嵌入固定板一段距离，一般为4毫米。）上下都有铆接面。
3．活动型芯
见大学教材。
检查方便，小的面平面度更容易保证。
二、成型零件工作尺寸的计算
成型零件的工作尺寸指的是凸模和凹模直接构成塑件的尺寸。凸、凹模具的工作尺寸精度直接影响塑件的尺寸精度。
1．影响塑件工作尺寸的因素
（1）、塑件收缩率的影响δs
提问：什么是塑件的收缩率？塑件的收缩率对塑件的尺寸精度有什么影响？
塑件收缩率与模具型腔尺寸之间的关系：
L=L塑 k L塑（这作为模具成型零件尺寸计算的基本公式，但有一定的误差）
k-塑料的收缩率
（2）凸、凹模工作尺寸的制造公差δz
它直接影响塑件的尺寸公差。
提问：成型零件的公差等级愈低，塑件的公差等级是否愈低？
实验表明，成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3～1/6，表面粗糙度取Ra0.8μm～0.4μm。
（举例：公司嵌塑模的尺寸公差。零件某处尺寸为0.9±0.05mm，而模具镶件的制造公差为±0.01mm。大概是塑件公差的1/5。而粗糙度，当时我记得我标了Ra0.4μm，但是我们的老师傅要我标Ra0.2μm。直接用成型磨床磨削出来。）
成型磨削的制造精度可达：
（3）成型零件的磨损δc
成型零件的磨损导致凸模尺寸变小，凹模尺寸变大，而中心距基本保持不变。（提问：为什么？）
影响成型零件磨损的因素有脱模过程中塑件与成型零件的摩擦，熔体在充模过程中的冲刷，以及由于上述原因造成表面粗糙度增大而采取打磨抛光导致零件实体尺寸的减少。
在这些因素中，对成型零件影响最大的是塑件脱模的时与成型零件摩擦时产生的磨损。
因此，为了简化计算，凡是垂直于脱模方向的成型零件表面不需考虑磨损，而平行于脱模方向的表面应考虑磨损。（提问：为什么？）
而磨损量的大小则与塑料的品种和模具材料有关。（从这两方面解释）。
对于中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1/6，，对于大型塑件来说则取1/6以下。
（4）模具安装配合误差δj
由于模具成型零件的安装误差或在成型过程中成型零件的配合间隙发生变化，都会影响塑件的尺寸精度。（举例：公司嵌塑模具。）
螺纹型芯的安装采用间隙配合，导致塑件壁厚尺寸的误差。
（5）水平飞边厚度的波动δf
这个主要是针对压缩模具，对压注和注射模具基本没有影响，所以基本不用考虑。
综上所述，塑件可能产生的最大尺寸误差为上述各种误差的总和。即：
δ=δs δz δc δj δf
δ应控制在塑件的公差值之内。（客户至上。）
注意：各种误差会相互影响和作用，而不是单一存在互不干涉。比如，由于制造误差会带来成型零件定位部分的误差，而导致定位不准确，造成尺寸出现误差。
（举例：比如公司嵌塑模具的定模镶件，在定模镶件与定模板之间有一块垫板。其主要作用就是因为其有足够的平面度，能使16个定模镶件保持平稳，与金属嵌件配合间隙一致。如果垫板加工出现问题或是在热处理过程中因淬火而变形导致平面度无法保证，就会使镶件与金属嵌件配合间隙的一致性无法保证，导致一模16件零件的质量千差万别！）
（50件镶件出现质量问题后，解决时要把底面磨平。）
成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件的时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸影响较大。（提问：为什么？举公司嵌塑模具尺寸例子，图纸上尺寸。）
2．凸、凹模的工作尺寸计算
（1）凹模的工作尺寸计算
（提问：什么叫做公称尺寸？）
前提：①凹模以塑件最大极限尺寸为临界点，如果凹模在工作过程中，型腔尺寸大于塑件最大极限尺寸，则凹模就报废。
②型腔最小极限尺寸应该大于塑件最小极限尺寸。（目的：保证实际生产塑件的最小尺寸在塑件最小极限尺寸之内。如果以塑件最小极限尺寸为型腔最小极限尺寸，不利于凹模的制造公差的保证。）
③凹模型腔的最大极限尺寸应该等于塑件的最大极限尺寸加上塑件的收缩尺寸。
④凹模的制造公差是为了保证凹模有足够的磨损量，从而保证模具的寿命。
L δz/2=（L塑-△/2） （L塑-△/2）k-δc/2
（解释公式）
对于中小型塑件，取δc=△/6，δz=△/3，并将上式展开后略去微小项（△/2）k，则得到型腔径向尺寸为：
L= L塑 L塑k-△3/4
标注公差后得到：L= （L塑 L塑k-△3/4）δz/0
型腔高度尺寸：H δz/2=（H塑-△/2） （H塑-△/2）k得到：H=（H塑 H塑k-△2/3）δz/0
提问：既然不考虑磨损量，为什么公式表达的含义还是指要磨损？熔体冲刷，磨损！但是成型零件径向尺寸在超差后，高度尺寸一般都不会超差或者有很大的变化。
（2）、凸模的工作尺寸计算
提问：叫学生总结前提？
l-δz/2=（l塑 △/2） （l塑 △/2）k δc/2
推导后得到： l= (l塑 l塑k-△3/4)0/-δz
型芯高度尺寸：h-δz/2=（h塑 △/2） （h塑 △/2）k得到：h=（h塑 h塑k △2/3）0/-δz
（3）型芯之间或成型孔之间中心孔距的计算
C=C塑（1 k）±δz /2
解释为什么不考虑磨损和为什么还要考虑收缩率。
大学教材δz表P103
（4）型芯（或成型孔）中心到成型面距离的计算
大学教材P104
（5）计算实例
3．螺纹型环和螺纹型芯的尺寸计算
见教材
